Экологические проблемы применения органических удобрений

Санкт-Петербургский  Государственный Аграрный Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

Экологические проблемы применения органических удобрений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 1311группы

Елисеева А.А.

 

Руководитель:

Царенко В.П.

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург-Пушкин

2011г.

 

 

Оглавление	Стр.
Введение: - определение органических удобрений. - состав органических удобрений.	3
Экологические проблемы агрохимии	4
Ограничения по азоту	5
Ограничения по фосфору	8
Ограничения по калию	8
Эрозия почв	10
Ограничения по токсичным примесям	12
Экологические аспекты  применения агрохимических средств	15
Вывод	17
Литература	19
Задачи	20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

ВВЕДЕНИЕ

 

Органические  удобрения - удобрения, содержащие элементы питания растений преимущественно в форме органических соединений.

 

Состав органических удобрений

 

Органические удобрения содержат азот, фосфор, калий, кальций и другие элементы питания растений, а также  органическое вещество, которое положительно влияет на свойства почвы.

Органические удобрения состоят из веществ животного и растительного происхождения, которые, разлагаясь, образуют минеральные вещества, при этом в приземный слой выделяется диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза растений. Кроме того, органические удобрения благотворно влияют на водное и воздушное питание растений, способствуют развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, которые живут в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы.

К органическим удобрениям относят: навоз, торф, компост (перегной), птичий помёт, солому, зелёное удобрение, ил (сапропель), промышленные и хозяйственные отходы и другое. Стимулирующий эффект органических удобрений значительно повышается при изготовлении из него мелкодисперсного порошка (до размеров наночастиц).

 

 

 

 

 

 

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ АГРОХИМИИ

 

Мировая и отечественная  практика интенсивного земледелия убедительно показывает, что удобрения - это материальная основа количества и качества получаемой растениеводческой продукции, источник биогенных элементов для растений.

Биогенные элементы – это химические элементы, входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции.

Научно обоснованная система применения агрохимических средств позволяет решать задачи:

   - расширенного воспроизводства  плодородия почв;

   - бездефицитного или положительного баланса биогенных элементов и гумуса в системе «почва – растение – удобрение»;

   - получения растениеводческой продукции, сбалансированной по химическому составу и питательной ценности;

  - повышения рентабельности аграрного производства;

  - улучшения экологической ситуации в аграрной сфере.

В то же время, применение удобрений и других средств химизации – это весьма активное влияние на природную среду. Наличие различных токсических примесей в минеральных удобрениях, неудовлетворительное их качество, а также возможное нарушение технологии их использования могут привести к серьезным негативным последствиям. Раньше в индустриально развитых странах, а также в ряде регионов нашей страны применялись высокие дозы минеральных удобрений, и их негативное влияние на природную среду приобретало опасный характер.

В настоящее время использование удобрений в России резко уменьшилось и об опасности судить трудно – все вывозится за границу. В России остается только экологический вред, связанный с добычей и транспортировкой нефти.

По самому роду своей  деятельности каждый аграрий является самым первым блюстителем порядка  в природе, ее хранителем, а рациональное хозяйствование на земле – важнейшее  условие ее процветания.

 

 

Ограничения по азоту

 

В условиях высокой азотной  нагрузки на агроэкосистему возможно избыточное нитратонакопление в  растительной продукции и загрязнение  нитратами природных вод, поэтому  одним из основных лимитирующих факторов применения органических удобрений является концентрация в них азотсодержащих соединений.

В соответствии с существующими  рекомендациями, разовая доза азота  при внесении его с органическими  удобрениями не должна превышать 200 кг/га . Таким образом, максимальные нормы внесения будут ограничиваться содержанием азота в удобрении и площадью сельскохозяйственных угодий, предназначенных для утилизации органических отходов.

Азотные удобрения решают проблему белка, а следовательно, и уровень продуктивности земледелия и животноводства. При нарушении же технологии их применения они могут оказать существенное негативное воздействие на биосферу – почву, воду, атмосферу, растения, а через них – на животных и человека.

Потери азота из удобрений  бывают довольно значительными. Он усваивается в полевых условиях примерно на 40%, в отдельных случаях – на 50-70, иммобилизуется в почве на 20-30%. Большая его доля включается в состав гумусовых веществ, устойчивых к гидролизу. Потери азота за счет улетучивания различных газообразных соединений составляют в среднем 15-25% от  внесенного, а потери от вымывания зависят от свойств почвы, климата, водного режима, формы и дозы удобрения, вида культуры и т.д. Например, в Земледелии Европы 2/3 потерь азота приходится на зимний период и 1/3 – на летний.

В Нечерноземной зоне в среднем вымывается 10-15 кг/га нитратного азота, на супесчаных почвах – 20-25 кг/га,. а на суглинистых – до 10 кг/га.    В годы с нормальным увлажнением эти показатели снижаются примерно вдвое. В целом же, способность почвы удерживать питательные элементы определяется ее разновидностью (песок<суглинок<глина), но всегда она ограничена. Поэтому избыток элементов питания, внесенных в почву с удобрениями, является потенциальным источником их вымывания.

На дерново-подзолистых  легких почвах при внесении за 6 лет 345 кг азота потери его на рыхлопесчаной почве составил 161, а на связнопесчаной –      83 кг/га. Аналогичные примеры имеются во многих странах мира.

Важнейшим агрономическим мероприятием, предотвращающим потери удобрений и биогенных элементов почвы в природную среду, является освоение научно обоснованных севооборотов.

Зависимость между вымыванием питательных элементов и видом культурных посевов представляет следующий порядок: овощные>корнеплоды>зерновые>кормовые травы.

Значительный ущерб окружающей среды наносит бессистемное использование бесподстилочного навоза, навозных стоков и других отходов животноводства в нарушение научно обоснованных рекомендаций.

Наиболее существенными  нарушениями технологии использования  органических удобрений являются:

1) недостаточное использование подстилочных материалов и несовершенство систем навозоудаления, что в 1,5-2 раза уменьшает выход высококачественных органических удобрений, приводит к ежегодным потерям миллионов тонн жидких органических фракций;

2) неравномерное внесение навоза и компостов из-за недостаточного количества навозоразбрасывателей и применения бульдозеров и других примитивных средств, значительно снижающих эффективность органических удобрений;

3) нарушение соотношения  численности животных и удобряемой площади, что ведет к избыточному удобрению полей, загрязнению окружающей среды;

4) недостаток при животноводческих  комплексах ирригационно подготовленных  площадей для использования животноводческих  стоков (при гидросмыве) и жидкой фракции бесподстилочного навоза на орошение, а также слабое развитие трубопроводного транспорта и полевых навозохранилищ, что значительно повышает эксплуатационные затраты по сравнению с использованием мобильных средств, возрастают и потери навоза;

5) недооценка использования бесподстилочного навоза в сочетании с измельченной и рассеянной по полю во время уборки зерновых соломой и сидерацией полей.

Обобщение отечественного и зарубежного опыта использования  органических удобрений позволяет  заключить, что для преодотвращения потерь биогенных элементов, особенно азота, необходимо руководствоваться следующими общими положениями:

1) на 1 га севооборотной  (полевой) должно вноситься ежегодно  не более    200 кг азота;

2) в хозяйствах, имеющих  животноводческие комплексы, в севооборотах необходимо вводить промежуточные культуры на корм скоту или в качестве зеленого удобрения (уплотненный посев сельскохозяйственных культур в севообороте практически предотвращает потери нитратов за счет вымывания, вследствие интенсивного их использования растениями);

3) осенью бесподстилочный  навоз можно комбинировать с  запахиваемой соломой или зеленым  удобрением (в этом случае азот биологически иммобилизуется (синтезируется в органические формы) осенью и в весенне-летний период, что значительно сокращает потери).

 

 

Ограничения по фосфору

    

Фосфор как биогенный  элемент меньше теряется в окружающую среду вследствие малой его подвижности  в почве и не представляет такой  экологической опасности, как азот. Потери фосфатов чаще всего происходят в результате эрозии почвы. В результате поверхностного смыва почвы с каждого гектара уносится до 10 кг фосфора. Потери же водорастворимых фосфатов с поверхностным стоком небольшие. При вымывании из почвы потери фосфора составляют не более 1 кг/га. Высокая способность глинистых и суглинистых почв связывать фосфаты в водонерастворимые комплексы удерживает его от миграции по профилю почвы, тем более до грунтовых вод. Ограничения, распространяющиеся на внесение органических отходов по фосфору, определяются исходя из содержания данного элемента в удобрениях, в почве и кроме этого учитывается баланс фосфора при выращивании на рассматриваемой площади конкретной культуры с определенной запланированной урожайностью.  

 

 

Ограничения по калию

   

Потери калия более значительны, чем фосфора. В Нечерноземной зоне вымывание калия составляет 5-10 кг/га пашни и более в зависимости от вида культуры, гранулометрического состава почвы, количества атмосферных осадков и т.д.

Повышение коэффициента использования калия и уменьшение потерь достигается за счет комплекса современных мер (оптимальное сочетание со всеми питательными элементами, уплотненные посевы промежуточных культур, дифференцированные почвозащитные системы обработки почвы, химическая мелиорация почв, орошение и осушение и др.)

Интенсивное применение минеральных удобрений усиливает  миграцию и потери кальция, магния, серы и других биогенных элементов.     В таблице №1 приведены обобщенные данные по количеству вымываемых питательных элементов в Нечерноземной зоне России в зависимости от гранулометрического состава почвы.

 

Таблица №1

Среднее вымывание элементов  удобрений в Нечерноземной зоне России атмосферными осадками при внесении в почву N60P60K60, кг/га пашни  (по Минееву)
Элемент	Суглинистые почвы	Супесчаные почвы
Азот	1-6	14-18
Калий	7	10-12
Кальций	50	70-120
Магний	3-7	10-15
Сера	14	25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭРОЗИЯ ПОЧВ

   

Большой ущерб в условиях интенсивного земледелия наносит эрозия почвы. Она приобретает глобальный характер и требует коллективных усилий всех стран, как и при решении других проблем охраны окружающей среды. Только овраги ежегодно «съедают» 100-200 га земли, а площадь, выводимая из аграрного использования, в 3-4 раза превышает площадь оврага. В результате эрозии почвы теряется 20% продукции растениеводства, а общая сумма ущерба составляет примерно 10-11 млрд. рублей в год (в ценах 1980-х гг.). Степень развития эрозии почвы и размера ущерба от нее зависят от многих факторов: рельефа местности, вида культуры, гранулометрического состава почвы, интенсивности орошения или выпадающих атмосферных осадков, уровня удобренности полей, системы обработки почвы и др. Потери массы почвы и органического вещества за счет водной эрозии в зависимости от степени эродированности почв могут достигать десятков тонн массы плодородного горизонта почвы и тонн гумуса с гектара в год.