Значение и экологическая роль удобрений и пестицидов

Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в  калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и  солонцовых.

На бедных калием легких  почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесением навоза. Калий не применяют на солонцах и солонцеватых почвах, так как он ухудшает их свойства. Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается.

Калийные удобрения подразделяются на три группы:

1)  Концентрированные, являющиеся продуктами заводской переработки калийных руд  - хлористый калий, сернокислый калий, калийно-магниевый концентрат, сульфат калия-магния (калимагнезия);

2)  Сырые калийные соли, представляющие собой размолотые природные калийные руды - каинит, сильвинит;

3)  Калийные соли, получаемые путем смешения сырых калийных солей с концентрированными, обычно с хлористым калием - 30-ти и 40 %-ные калийные соли.

Как калийные удобрения используют также печную золу и цементную  пыль. Наиболее распространенные калийные удобрения и их свойства приведены в таблице №3.

Таблица №3

Комплексные удобрения. Их подразделяют по составу: двойные (азотно-фосфорные, азотно-калийные, фосфорно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные); по способу производства: сложные, сложно-смешанные (комбинированные) и смешанные удобрения. К сложным удобрениям промышленного производства относят (калиевая селитра, аммофос, диаммофос). Их получают при химическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные (нитрофос, нитрофоска, нитроаммофос, нитроаммофоска, фосфорно-калийные, жидкие комплексные и др.) - в едином технологическом процессе из простых или сложных удобрений. Смешанные удобрения получают путем смешивания простых.

Сложные и сложно-смешанные  удобрения характеризуются высокой  концентрацией питательных веществ, поэтому применение таких удобрений  обеспечивает значительное сокращение расходов хозяйства на их транспортировку, смешивание, хранение и внесение.

К числу недостатков комплексных  удобрений относится то, что пропорции  в содержании NPK в них варьируют в нешироких пределах. Поэтому при внесении, например, необходимого количества азота, других питательных элементов вносится меньше или больше, чем требуется.

В небольшом количестве применяют  и многофункциональные удобрения, содержащие, кроме основных питательных  элементов, микроэлементы и биостимуляторы, оказывающие специфическое влияние  на почву и растения.

4.2. Органические удобрения

 Органические удобрения - это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), различные компосты, органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточных вод, городской мусор), сапропель, зеленое удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количестве микроорганизмов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3 - 4 лет и более.

Навоз.  Это основное органическое удобрение во всех зонах страны. Он представляет собой смесь твердых и жидких выделений сельскохозяйственных животных с подстилкой и без нее. В навозе содержатся все питательные вещества, необходимые растениям, и поэтому его называют полным удобрением. Качество навоза зависит от вида животных, состава кормов, количества и качества подстилки, способа накопления и условий хранения.

В зависимости от способов содержания скота различают навоз  подстилочный (твердый), получаемый при  содержании скота на подстилке, и  бесподстилочный (полужидкий, жидкий). Подстилочный навоз содержит около 25 % сухого вещества и около 75 % воды. В среднем в таком навозе 0,5 % азота, 0,25 % фосфора, 0,6 % калия и 0,35 % кальция. В его состав входят также необходимые для растений микроэлементы, в частности 30 – 50 г марганца, 3 – 5 г бора, 3 – 4 г меди, 15 – 25 г цинка, 0,3 - 0,5 молибдена на 1 т.

Кроме питательных веществ, навоз содержит большое количество микроорганизмов (в 1т 10  -15кг живых микробных клеток). При внесении навоза почвенная микрофлора обогащается полезными группами бактерий. Органическое вещество служит энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов, поэтому после внесения навоза в почве происходит активизация азотфиксирующих и других микробиологических процессов.

Навоз оказывает многостороннее действие как на почву, так и на растение. Он повышает концентрацию углекислого газа в почвенном и надпочвенном воздухе, снижает кислотность почвы и подвижность А1, повышает насыщенность ее основаниями. При систематическом его внесении увеличивается содержание гумуса и общего азота в почве, улучшается ее структура, лучше поглощается и удерживается влага.

Бесподстилочный (жидкий) навоз накапливается в большом количестве на крупных животноводческих фермах и комплексах при бесподстилочном содержании скота и применении гидравлической системы уборки экскрементов. Такой навоз представляет собой подвижную смесь кала, мочи, остатков корма, воды и газообразных веществ, образующихся в период хранения. По содержанию влаги его разделяют на полужидких

( до 90 %), жидкий (90 – 93 %).

Количество и качество бесподстилочного навоза зависит от вида и возраста животных, типа кормления, способа содержания скота и технологии накопления навоза. Большая часть питательных веществ в этом удобрении находится в легкодоступной для растений форме (до 70 % азота в аммиачной форме), что обусловливает более сильное его действие по сравнению с подстилочным навозом в год внесения и слабое в последующие годы. Фосфор и калий из подстилочного навоза усваиваются растениями так же, как и из минеральных удобрений.

Птичий помет. Это быстродействующее  органическое удобрение. Питательные  вещества в нем хорошо усваиваются  растениями. Куриный помет содержит 0,7 - 1,9 % азота, 1,5 – 2 % Р₂О₅, 0,8 – 1 % К₂О и 2,4 % СаО. Птичий помет используют в качестве подкормки зерновых и технических культур, растворяют его в 8 - 10 частях воды и вносят в почву культиваторами-растениепитателя.

Торф. Это удобрение представляет собой смесь полуразложившихся  в условиях избыточного увлажнения остатков растений, в основном болотных. Торф может быть низкой степени разложения (до 20 %), средней (20 – 40 %) и высокой (более 40 %). Широко применяют в сельском хозяйстве как удобрение.

Различают три типа торфа: верховой, низинный и переходный. Верховой торф образуется на бедных питательными веществами возвышенных метах рельефа (сфагновые мхи, пушицы, шейхцерия болотная, подбел, багульник, осока топяная и др.). Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, высокой кислотностью, большой поглотительной способностью и малым содержанием питательных веществ. Применяют указанный торф главным образом в качестве подстилки и для компостирования.

Низинный торф образуется на богатых питательными веществами пониженных частях рельефа (осоки, гипновые мхи, тростник, хвощ, таволга, сабельники и др.). Низинный торф содержит больше питательных веществ и меньше органического вещества, чем верховой. Наиболее целесообразно его использовать для приготовления различных  компостов.

Переходной торф занимает промежуточное положение между  верховым и низинным. По количеству золы (в %) торфа подразделяют на нормальные (до 12) и высокозольные (более 12).

Торфяные компосты. Торф широко применяют для приготовления  компостов. При компостировании  с навозом торф быстрее разлагается  и полнее используется растениями. Хорошо компостируется торф (верховой или переходной) с известью. Хорошие  результаты получают при добавлении к торфу 20 кг фосфоритной муки на 1т. Торфофосфоритные компосты особенно эффективны на супесчаных почвах, а торфоизвестковые - на кислых. Кроме этого торф используют на полях орошения, где его компостируют с осадком сточных вод. Широко применяют также торфофекальные компосты. Эти компосты считаются сильнодействующими.

Осадки сточных вод. Их получают при очистке сточных  вод городов на очистных сооружениях. Влажность свежего осадка составляет около 97 %. Для снижения влажности до 80 % они проходят этап естественной сушки на иловых площадках и механического обезвоживания на вакуум-фильтрах с применением реагентов (хлорное железо и известь), а для снижения влажности до 25 – 30 % - проходят термическую сушку в барабанных печах.

Осадки с иловых площадок можно использовать под все культуры, но наиболее целесообразно их применение под овощные и силосные культуры, сахарную свеклу. Осадки после термической сушки, содержащие больше извести и железа, желательнее вносить под отзывчивые на известь культуры.

Сапропель(пресноводный ил). Он представляет собой отложившуюся в пресноводных водоемах смесь земли с полуразложившимися растительными и животными остатками. Содержит органические вещества (до 15 – 30 % и более), азот, фосфор, калий, известь, микроэлементы, некоторые витамины, антибиотики, биостимуляторы. Наибольшее количество питательных веществ наблюдается в иле водоемов, находящихся около населенных пунктов. Сапропели применяют как в чистом виде, так и в виде компостов с навозом, фекалиями и навозной жижей.

Зеленое удобрение. Оно представляет собой зеленую массу растений-сидератов, запахиваемую в почву в щелях обогащения ее питательными веществами, главным образом азотом, улучшения водного, воздушного и теплового режимов. Наибольшее значение зеленое удобрение имеет на малоплодородных дерново-подзолистых, песчаных, суглинистых и супесчаных почвах, а также на орошаемых землях и во влажных районах Закавказья. Важнейшее условие повышения эффективности зеленого удобрения - это правильно сочетание его с другими органическими и минеральными удобрениями и химической мелиорацией почв. Такой способ удобрения широко применяется, так как он дешев (часто не требует транспортных средств), и по химическому составу зеленое удобрение близко к навозу.

4.3. Бактериальные удобрения.

 Препараты, содержащие  полезные для растений бактерии, относятся к бактериальным удобрениям. Они способны улучшать питание  сельскохозяйственных культур и  не содержат питательных веществ.

Бактериальные удобрения, содержат монокультуру или комплекс микроорганизмов, жизнедеятельность которых способствует накоплению в почве элементов  питания растений, стимулирует их рост и развитие. К ним относят нитрагин, азотобактерин, биологически активный грунт AMБ и др. Нитрагин - препарат высокоактивных культур клубеньковых бактерий Rhizobium, довольно широко применяемый для инокуляции (введение микроорганизмов в ткани растений) семян бобовых - гороха, люпина, сои, люцерны, клевера и др. при их посеве. При прорастании семян бактерии проникают в корни растений, образуя на них клубеньки, где размножаются в больших количествах. Активные штаммы этих бактерий обладают способностью усваивать азот атмосферы и переводить его в связанную форму, доступную для питания растений. В свою очередь растения снабжают бактерии энергией, необходимой для осуществления данного процесса. Т. о., в результате симбиоза бактерий и бобовых культур для последних создаются благоприятные условия азотного питания, что способствует повышению их урожая.

Нитрагин выпускают преимущественно в виде торфяного препарата ризоторфина, а также в сухом виде (ризобин). При использовании нитрагина урожайность бобовых растений повышается на 15  -20 %; для культур, высеваемых в новых для них районах, в почвах которых соответствующие клубеньковые бактерии отсутствуют (соя в южных районах Украины, Казахстане, Ростовской области; люпин и люцерна в ряде районов Нечерноземной зоны), прибавка урожая достигает 30 – 50 %. Нитрагин применяют совместно с фосфорными и калийными удобрениями. Эффективность его увеличивается при известковании кислых почв и предпосевной обработке семян молибденом (обычно водным р-ром молибденовокислого аммония) на почвах, бедных этим микроэлементом.

Использование нитрагина  приводит также к возрастанию  в растениях содержания белка  на 3 – 5 %. Кроме того, бобовые растения, инокулированные активными клубеньковыми бактериями, накапливают в корнях и пожнивных остатках значит. количество азота, обогащающего почву, что способствует росту урожайности сельскохозяйственных. культур, высеваемых после бобовых.

Азотобактерин содержит культуру свободноживущего микроба азотобактера (Azotobacter). Практически азотобактерин не оказывает существенного влияния на азотное питание растений, как предполагали до 1970-х гг. Вместе с тем в ряде случаев он действительно улучшает рост растений. Это объясняют способностью азотобактера: 1) синтезировать комплекс биологически активных веществ - стимуляторов роста растений, например: биотина, гетероауксина, пиридоксина; 2) образовывать антимикробные вещества, угнетающие развитие фитопатогенных грибов и бактерий - возбудителей корневой гнили растений. Действие азотобактерина, выпускаемого в виде сухого препарата и применяемого для обработки семян овощных культур и рассады, лучше всего может проявляться на нейтральных плодородных почвах, достаточно обеспеченных органическими веществами и фосфором.