Скрытое отрицательное действие удобрений

 

ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Агрономический факультет

Кафедра ботаники и экологии

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 «Скрытое отрицательное действие удобрений».

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Мостовая А.В.

студентка 4-ого курса

(специальность – «Агроэкология»)

                                                                                 

Проверила: Даулетов М.А. 

 

 

 

 

 

 

САРАТОВ 2012

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………………………...3

1. Влияние минеральных  удобрений на почвы……………………………………………………………………………………..………………5

2. Влияние минеральных  удобрений на атмосферный воздух  и воду………………………………………………………………………………………………………...6

3. Влияние минеральных  удобрений на качество продукции  и здоровье людей……………………………………………………………………………………..7

4. Геоэкологические последствия применения удобрений……………………......................................................................................................11

5. Воздействие удобрений  на окружающую среду……………………………………………………………………………………………………...14

Заключение………………………………………………………………………………………..….25

Список использованной литературы……………………………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Загрязнение почв чужеродными химическими веществами наносит им большой ущерб. Существенным фактором загрязнения среды является химизация сельского хозяйства. Даже минеральные удобрения при неправильном их применении способны наносить экологический ущерб при сомнительном экономическом эффекте.

Многочисленные  исследования ученых–агрохимиков показали, что разные виды и формы минеральных удобрений неодинаково влияют на свойства почв. Внесенные в почву удобрения вступают в сложные взаимодействия с нею. Здесь происходят всевозможные превращения, которые зависят от целого ряда факторов: свойств удобрений и почвы, погодных условий, агротехники. От того, как происходит превращение отдельных видов минеральных удобрений (фосфорных, калийных, азотных), зависит влияние их на почвенное плодородие.

Минеральные удобрения  – неизбежное следствие интенсивного земледелия. Имеются расчеты, что  для достижения желаемого эффекта от применения минеральных удобрений мировое потребление их должно составить около 90 кг/год на человека. Суммарное производство удобрений в этом случае достигает 450-500 млн. т/год, в настоящее же время их мировое производство равно 200-220 млн. т/год или 35-40 кг/год на человека.

Применение удобрений  можно рассматривать как одно из проявлений закона увеличения вложения энергии в единицу производимой сельскохозяйственной продукции. Это  значит, что для получения одной  и той же прибавки урожая требуется все большее количество минеральных удобрений. Так, на начальных этапах применения удобрений прибавку 1 т зерна с 1 га обеспечивает внесение 180-200 кг азотных туков. Следующая дополнительная тонна зерна связана с дозой удобрений в 2-3 раза большей.

Экологические последствия применения минеральных  удобрений целесообразно рассматривать, по крайней мере, с трех точек зрения:

• Местное влияние удобрений на экосистемы и почвы, в которые они вносятся.
• Запредельное влияние на другие экосистемы и их звенья, прежде всего на водную среду и атмосферу.
• Влияние на качество продукции, получаемой с удобренных почв, и здоровье людей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Влияние  минеральных  удобрений на  почвы

 

В почве как  системе происходят такие изменения, которые ведут к потере плодородия:

• повышается кислотность;
• изменяется видовой состав почвенных организмов;
• нарушается круговорот веществ;
• разрушается структура, ухудшающая другие свойства.

Имеются данные (Минеев, 1964), что следствием увеличения кислотности почв при применении удобрений (прежде всего кислых азотных) является повышенное вымывание из них кальция и магния. Для нейтрализации данного явления приходится вносить в почву эти элементы.

Фосфорные удобрения  не обладают столь выраженным подкисляющим эффектом, как азотные, но они могут вызывать цинковое голодание растений и накопление стронция в получаемой продукции.

Многие удобрения  содержат посторонние примеси. В  частности, их внесение может повышать радиоактивный фон, вести к прогрессивному накоплению тяжелых металлов. Основной способ уменьшить эти следствия – умеренное и научно обоснованное применение удобрений:

• оптимальные дозы;
• минимальное количество вредных примесей;
• чередование с органическими удобрениями.

Следует также  помнить выражение, что «минеральные удобрения являются средством маскировки реальностей». Так, имеются данные, что с продуктами эрозии почв выносится больше минеральных веществ, чем их вносится с удобрениями.

 

2. Влияние  минеральных  удобрений на  атмосферный воздух  и воду

 

Влияние минеральных удобрений на атмосферный воздух и воду связано в основном с их азотными формами. Азот минеральных удобрений поступает в воздух либо в свободном виде (в результате денитрификации), либо в виде летучих соединений (например, в форме закиси N₂O).

По современным представлениям, газообразные потери азота из азотных удобрений составляют от 10 до 50% от его внесения. Действенным средством снижения газообразных потерь азота является научно обоснованное их применение:

• внесение в корнеобразующую зону для быстрейшего поглощения растениями;
• использование веществ-ингибиторов газообразных потерь (нитропирин).

Наиболее ощутимое влияние на водные источники, кроме  азотных, оказывают фосфорные удобрения. Вынос удобрений в водные источники  сводится к минимуму при их правильном внесении. В частности, недопустимо разбрасывание удобрений по снеговому покрову, рассеивание их с летательных аппаратов вблизи водоемов, хранение под открытым небом.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Влияние  минеральных  удобрений на  качество продукции и здоровье  людей

 

Минеральные удобрения способны оказывать отрицательное воздействие как на растения, так и на качество растительной продукции, а также на организмы, ее потребляющие. Основные из таких воздействий представлены в таблицах 1, 2.

При высоких  дозах азотных удобрений увеличивается риск заболеваний растений. Имеет место чрезмерное накопление зеленой массы, и резко возрастает вероятность полегания растений.

Многие удобрения, особенно хлорсодержащие (хлористый  аммоний, хлористый калий), отрицательно действуют на животных и человека в основном через воду, куда поступает высвобождающийся хлор.

Отрицательное действие фосфорных удобрений связано  в основном с содержащимися в  них фтором, тяжелыми металлами и  радиоактивными элементами. Фтор при  его концентрации в воде более 2 мг/л может способствовать разрушению эмали зубов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Воздействие минеральных удобрений  на растения и качество растительной продукции

 

Виды удобрений	Влияние минеральных удобрений
	положительное	отрицательное
Азотные	Повышают содержа-ние белка в зерне; улучшают хлебопекар-ные качества зерна.	При высоких  дозах или несвоевременных способах внесения – накопление в виде нит-ратов, буйный рост в ущерб устойчивости, повышенная заболеваемость, особенно гриб-ными болезнями. Хлористый аммоний  спо-собствует накоплению Cl. Основные накопи-тели нитратов – овощи, кукуруза, овес, табак.
Фосфорные	Снижают отрицатель-ные  воздействия азота; улучшают качество продукции; способст-вуют повышению ус-тойчивости растений к болезням.	При высоких  дозах возможны токсикозы растений. Действуют в основном через содер-жащиеся в них тяжелые металлы (кадмий, мышьяк, селен), радиоактивные элементы и фтор. Основные накопители – петрушка, лук, щавель.
Калийные	Аналогично фосфор-ным.	Действуют в  основном через накопление хлора при внесении хлористого калия. При избытке калия – токсикозы. Основные нако-пители калия – картофель, виноград, гречиха, овощи закрытого грунта.

 

 

Таблица 2 – Воздействие минеральных удобрений  на животных и человека

 

Виды удобрений	Основные воздействия
Азотные нитратные формы	Нитраты (ПДК  для воды 10 мг/л, для пищевых продуктов  – 500 мг/день на человека) восстанавливаются  в организме до нитритов, вызывающих нарушение обмена веществ, отравления, ухудшение иммунологического статуса, метгемоглобинию (кислородное голодание тканей). При взаимодействии с аминами (в желудке) образуют нитрозамины – опаснейшие канцерогены. У детей могут  вызывать тахикардию, цианоз, потерю ресниц, разрыв альвеол. В животноводстве: авитаминозы, уменьшение продук-тивности, накопления мочевины в молоке, повышение забо-леваемости, снижение плодовитости.
Фосфорные суперфосфат	Действуют в  основном через фтор. Избыток его  в питьевой воде (более 2 мг/л) вызывает повреждение эмали зубов у  человека, потерю эластичности кровеносных  сосудов. При содержании более 8 мг/л – остеохондрозные явления.
Хлорсодержащие  удобрения хлористый калий хлористый аммоний	Потребление воды с содержанием хлора более 50 мг/л  вызывает отравления (токсикозы) человека и животных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Геоэкологические последствия применения удобрений

 

Для своего развития растения нуждаются в определенном количестве биогенных веществ (соединений азота, фосфора, калия), обычно поглощаемых  из почвы. В естественных экосистемах  биогены, ассимилированные растительностью, возвращаются в почву в результате процессов деструкции в круговороте вещества (разложения плодов, растительного опада, отмерших побегов, корней). Некоторое количество соединений азота фиксируется бактериями из атмосферы. Часть биогенов привносится с осадками. На отрицательной стороне баланса находятся инфильтрация и поверхностный сток растворимых соединений биогенов, их вынос с почвенными частицами в процессе эрозии почвы, а также преобразование соединений азота в газообразную фазу с уходом ее в атмосферу.

В природных  экосистемах скорость накопления или  расходования питательных веществ  обычно невелика. Например, для девственной  степи на черноземах Русской равнины  соотношение между потоком соединений азота через границы избранного участка степи и его запасами в верхнем метровом слое составляет около 0,0001% или 0,01%.

Сельское хозяйство  нарушает естественный, практически  замкнутый баланс биогенов. Ежегодный  урожай уносит часть биогенов, содержащихся в произведенном продукте. В агроэкосистемах  скорость выноса питательных веществ на 1-3 порядка больше, чем в природных системах, причем, чем выше урожай, тем относительно больше интенсивность выноса. Следовательно, даже если первоначальный запас питательных веществ в почве и был значительным, в агроэкосистеме он может израсходоваться сравнительно быстро.

Всего в мире с урожаем зерна выносится, например, около 40 млн. т. азота в год, или  примерно 63 кг на 1 га площади зерновых. Отсюда следует необходимость применения удобрений для поддержания плодородия почвы и повышения урожаев, так как при интенсивном земледелии без удобрений плодородие почвы снижается уже на второй год. Обычно применяются азотные, фосфорные и калийные удобрения в различных формах и сочетаниях, в зависимости от местных условий. В то же время, применение удобрений маскирует деградацию почв, заменяя естественное плодородие на плодородие, базирующееся в основном на химических веществах.

Производство  и потребление удобрений в  мире неуклонно росло, увеличившись за 1950-1990 гг. приблизительно в 10 раз. Среднее мировое использование удобрений в 1993 г. составляло 83 кг на 1 га пашни. За этой средней величиной скрыта большая разница в потреблении различных стран. В Нидерландах применяется больше всего удобрений, и там уровень применения удобрений в последние годы даже сократился: от 820 кг/га до 560 кг/га. С другой стороны, среднее потребление удобрений в Африке в 1993 г. составляло лишь 21 кг/га, причем в 24 странах применяли 5 кг/га и менее.

Наряду с положительными эффектами, удобрения создают также экологические проблемы, в особенности в странах с высоким уровнем их применения.

Нитраты опасны для здоровья человека, если их концентрация в питьевой воде или продуктах  сельского хозяйства выше установленной  ПДК. Концентрация нитратов в воде, стекающей с полей, обычно находится между 1 и 10 мг/л, а с нераспаханных земель она на порядок меньше. По мере роста массы и продолжительности применения удобрений, все большее количество нитратов попадает в поверхностные и подземные воды, делая их непригодными для питья. Если уровень применения азотных удобрений не превышает 150 кг/га в год, то в природные воды попадает примерно 10% от объема применяемых удобрений. При более высокой нагрузке эта доля еще выше.

В особенности  серьезна проблема загрязнения подземных вод после того, как нитраты попали в водоносный горизонт. Водная эрозия, унося почвенные частицы, переносит также содержащиеся в них и адсорбированные на них соединения фосфора и азота. Если они попадают в водные объекты с замедленным водообменом, улучшаются условия для развития процесса эвтрофикации. Так, в реках США главным загрязнителем воды стали растворенные и взвешенные соединения биогенов.