Экологические проблемы агрохимии

 

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ  СООБЩЕНИЯ

(МИИТ)

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине

“Экология”

 

“ Экологические проблемы агрохимии ”

 

 

 

 

 

  

 

 

Выполнил:

студентка группы АУИ-311

Бабченко Ирина

 

Проверил:

к.т.н., доц. Иванов Олег Иванович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012г.

 

Содержание

Экологические проблемы агрохимии………………………………………………..3

Экологические аспекты применения агрохимических средств……………………3

Азот……………………………………………………………………………...5

Фосфор…………………………………………………………………………..7

Калий…………………………………………………………………………….7

Эрозия почвы……………………………………………………………………8

Токсичные примеси……………………………………………………………11

Негативное воздействие  агрохимических средств на природную среду……..…13

Влияние агрохимических средств  на свойства и плодородие почвы…………….14

Техногенное загрязнение……………………………………………………………..16

Пути техногенного загрязнения  и его предотвращение…………………….......…17

Отрицательное влияние удобрений………………………………………………....18

Список использованной литературы………………………………………………..20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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, их неудовлетворительное качество, а также возможное нарушение технологии их использования могут привести к серьезным негативным последствиям. В настоящее время в индустриально развитых странах, а также в ряде регионов нашей страны применяются высокие дозы минеральных удобрений, и их негативное влияние на природную среду приобретает опасный характер.

Это на 1990 г, теперь 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 импортной 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.

Экологические аспекты  применения агрохимических средств

Основные причины загрязнения  природной среды удобрениями, пути их потерь и непроизводительного использования следующие:

• несовершенство технологии транспортировки, хранения, смешения и внесения удобрений.
• Нарушение агрономической технологии их применения в севообороте и под отдельные культуры.
• Водная и ветровая (дефляция) эрозия почвы.
• Несоответствие  качества и свойств минеральных удобрений.
• Интенсивное использование различных промышленных, городских и бытовых отходов на удобрения без систематического и тщательного контроля их химического состава.

В несовершенстве технологии транспортировки и внесения удобрений необходимо выделить ряд моментов. Так, недостаток в транспортировке удобрений заключается в перевалочной системе от завода до поля и в дефиците специализированных автотранспортных средств. Значительная часть агрохимических средств перевозится автосамосвалами общего назначения, что приводит к существенным их потерям.

Увеличение объема складских  емкостей, а также совершенствование  механизированной технологии работы на складах, т.е. погрузочно-разгрузочных работ и тукосмешения с заданным соотношением питательных элементов в тукосмеси, существенно снижают потери минеральных удобрений, повышают их эффективность, сохраняют природную среду от загрязнения.

Тукосмеси представляют собой смесь одинаковых по размеру гранул азотных, фосфорных и калийных удобрений, при этом компоненты для их изготовления подбираются таким образом, чтобы гранулы были одного размера, с тем, чтобы не было сепарации в процессе транспортировки. Между собой тукосмеси  отличаются соотношением основных питательных элементов - азота, фосфора, калия, серы (N-P-K-S).

Существенным источником непроизводительного расходования минеральных удобрений, снижения их положительного действия являются неравномерное  распределение по поверхности поля и их сегрегация (расслоение) при транспортировке и внесении. Например, потери урожая картофеля при внесении нитрофоски (полного минерального удобрения с заданным соотношением питательных веществ, специализированным по культурам) в дозах 60-90 кг/га  с неравномерностью 60% достигают 20 ц/га (это 3 ведра с сотки). Недобор урожая от неравномерности внесения удобрений возрастает при использовании высококонцентрированных удобрений, при повышении доз, при высокой отзывчивости культуры на удобрения.

Для применения твердых минеральных  удобрений разработаны специальные  комплексы машин (погрузчики, измельчители, разбрасыватели и др.), а для применения жидких удобрений комплексы насосных установок, цистерн и разбрызгивателей. Особый комплекс машин применяется для внесения органических удобрений.

Нарушение научно обоснованной агротехнологии применения удобрений является одним из основных источников потерь удобрений и загрязнения окружающей среды.

Азот

При рассмотрении влияния  агрохимических средств на природную  среду первостепенное значение имеет азот. Азотные удобрения решают проблему белка, 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 среде 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).

Фосфор

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.

Калий

Потери калия более  значительны, чем фосфора. В Нечерноземной  зоне РСФСР 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 приведены обобщенные данные по количеству вымываемых питательных элементов в Нечерноземной зоне России в зависимости от гранулометрического состава почвы.

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 почвы

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.).