У1П.5. Екологічні наслідки використання мінеральних добрив

Темпи зростання виробництва добрив в чому схожі з зростанням виробництва електроенергії (обсяг подвоюється кожні 8-10 років). З 1950 р. до середини 80-х років виробництво мінеральних добрив у світі зросла приблизно в 8 разів, а в колишньому СРСР - в 18 разів. З 1993 по 2000 р. прогнозується збільшення світового виробництва добрив приблизно в 2,5 рази (табл.26).

Таблиця 26

Світове виробництво мінеральних добрив, млн. / т Види добрив Обсяги проюводства добрива 1993 2000 (прогноз) зростанні 1993 по 2000 рр.. Азотні 63170107 Фосфорні 33 70 37 Калійні 29 60 31 Всього 125 300 175 224

Застосування добрив можна розглядати як один із проявів закону збільшення вкладення енергії в одиницю виробленої сільськогосподарської продукції. Це означає, що для отримання однієї і тієї ж прибавки врожаю потрібна все більша кількість мінеральних добрив. Так, на початкових етапах застосування добрив прибавку 1 т зерна з га забезпечує внесення 180-200 кг азотних туків. Наступна додаткова тонна зерна пов'язана з дозою добрив в 2-3 рази більшою.

Екологічні наслідки застосування мінеральних добрив доцільно розглядати, принаймні, з трьох точок зору:

1) місцеве вплив добрив на екосистеми та грунту, в які вони вносяться;

2) позамежне вплив на інші екосистеми і їх ланки, насамперед на водне середовище і атмосферу;

3) вплив на якість продукції, одержуваної з удобрених грунтів, і здоров'я людей.

Вплив мінеральних добрив на грунти. З рис.21 видно, що настає такий стан системи, коли внесення удоб-

Рис. 21

Зміни врожаю залежно від кількості внесених добрив (Н. Ф. Реймерс, 1990). Умовні одиниці в 5 - 4 Урожай 2 / * 1 - | 1 г ^ 1 12 Січень 3 4 Кількість мінеральних добрив 8-2937 225

реній практично не дає ніякої прибавки рівня, а ще більші їх дози ведуть до зниження врожаю. Тут спрацьовує правило лімітує фактора за його максимальному значенню.

У грунті як системі відбуваються такі зміни, які ведуть до втрати родючості: підвищується кислотність, змінюється видовий склад грунтових організмів, порушується кругообіг речовин, руйнується структура, погіршуються інші властивості.

Є дані (Мінєєв, 1964), що наслідком збільшення кислотності грунтів при застосуванні добрив (насамперед кислих азотних) є підвищений вимивання з них кальцію і магнію. Для нейтралізації даного явища доводиться вносити в грунт ці елементи.

Фосфорні добрива не мають настільки вираженим подкисляемой ефектом, як азотні, але вони можуть викликати цинкове голодування рослин і накопичення стронцію в одержуваної продукції.

Багато добрива містять сторонні домішки. Зокрема, їх внесення може підвищувати радіоактивний фон, вести до прогресивного накопиченню важких металів.

Основний спосіб зменшити ці слідства - помірне і науково обгрунтоване застосування добрив (оптимальні дози, мінімальна кількість шкідливих домішок, чергування з органічними добривами та ін

Вплив мінеральних добрив на атмосферне повітря і воду. Вплив добрив на атмосферне повітря, як і воду, пов'язано в основному з їх азотними формами. Азот мінеральних добрив надходить у повітря або у вільному вигляді (в результаті денітріфіка-ції), або у вигляді летючих сполук (наприклад, у формі закису N, 0).

За сучасними уявленнями, газоподібні втрати азоту з азотних добрив складають від 10 до 50% від його внесення. Дієвим засобом зниження газоподібних втрат азоту є науково обгрунтоване їх застосування (внесення до корнеобитаемой зону для якнайшвидшого поглинання рослинами, використання речовин-інгібіторів газоподібних втрат, наприклад нітропіріна та ін.)

Найбільш відчутний вплив на водні джерела, крім азотних, надають фосфорні добрива. Нагадаємо, що звична нам чистота водойм пов'язана з тим, що азот і фосфор виступу

226

ють тут як лімітуючі фактори для автотрофного (рослинного) ланки екосистем. Збагачення вод азотом і фосфором неминуче супроводжується заростанням водойм, розмноженням в них водоростей, у тому числі і надають найбільший негативний ефект на якість води - синьо-зелених. Ці питання ми розглядали в розділі, присвяченому водним ресурсам.

Фосфор внаслідок незначного вмісту у водах і малої токсичності практично не робить прямого негативного впливу на питну воду. Цього, однак, не можна сказати про азоті. Концентрації його у воді часто перевищують допустимі значення. Останні, щоправда, за різними джерелами істотно розрізняються. Так, за нормами Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), ГДК по нитратному азоту становить 45 мг / л. У нас в країні ця межа обмежений 10 мг / л.

Негативний вплив на води і їх мешканців надають хлор-містять добрива (NH4C1, KCl), а також домішки до різних добривам. Останнє найбільш характерно для фосфорних форм добрив, що містять у своєму складі фтор, важкі метали і радіоактивні елементи.

Поряд із забрудненням міндобривами поверхневих вод, прогресує надходження їх в грунтові води. Є випадки, коли у воді з свердловин і колодязів містилося до 500-700 мг / л нітратів. Особливо прогресує забруднення грунтових вод в тих випадках, коли вони не прикриті щільними (глинистими, скельними) породами і залягають на невеликій глибині.

Винос добрив у водні джерела зводиться до мінімуму при правильному їх внесення. Зокрема, неприпустимо розкидання добрив по сніговому покриву, розсіювання їх з літальних апаратів поблизу водойм, зберігання під відкритим небом і т. п.

Вплив мінеральних добрив на якість продукції та здоров'я людей. Міндобрива здатні чинити негативний вплив як на рослини, так і на якість рослинної продукції, а також на організми, її споживають. Основні з таких впливів представлені в табліцах27, 28.

При високих дозах азотних добрив збільшується ризик захворювань рослин (рис.22). Має місце надмірне накопичення зеленої маси, і різко зростає ймовірність вилягання рослин.

227

Таблиця 27

Вплив мінеральних добрив на рослини і якість рослинної продукції (за різними джерелами)

Види добрив

Вплив

позитивне

негативне

Азотні

Фосфорні

Калійні

Підвищують вміст білка в зерні, покращують хлібопекарські якості зерна

Знижують негативні впливи азоту, покращують якість продукції, сприяють підвищенню стійкості рослин до хвороб

Аналогічно фосфорним

При високих дозах або несвоєчасних способах внесення - накопичення у вигляді нітратів (особливо в овочах), буйний ріст на шкоду стійкості, підвищена захворюваність, особливо грибними хворобами.

Фосфор і калій, як правило, пом'якшують шкідливий вплив азоту (см.ріс.21). Однак при високих дозах і ці елементи можуть викликати легкі види отруєння рослин (токсикози).

228

Таблиця 28

Вплив мінеральних добрив на тварин і людини (за різними джерелами) - Види добрив Основні впливу Азотні (нітратні форми)

Фосфорні (суперфосфат і що міститься в ньому фтор, кадмій, та інші важкі метали)

Хлорсодержащие добрива (хлористий калій, хлористий амоній) Нітрати (ГДК для води 10 мг / л, для харчових продуктів - 500 мг / день на людину) відновлюються в організмі до нітритів, що викликають порушення обміну речовин, отруєння, погіршення імунологічного статусу, мет-гемоглобін (кисневе голодування тканин). При взаємодії з амінами (в шлунку) утворюють нітроза-ни - найнебезпечніші канцерогени. У дітей можуть викликати тахікардію, ціаноз, втрату вій, розрив альвеол. У тваринництві: авітамінози, зменшення продуктивності, накопичення сечовини в молоці, підвищення захворюваності, зниження плодючості. В основному через фтор. Надлишок його в питній воді (більше 2 мг / л) викликає пошкодження емалі зубів у людини, втрату еластичності кровоносних судин. При вмісті більше 8 мг / л - остеохондрозні явища. Споживання води із вмістом хлору більше 50 мг / л викликає отруєння (токсикози) людини і тварин. Багато добрива, особливо хлорвміщуючі (хлористий амоній, хлористий калій), негативно діють на тварин і людини в основному через воду, куди надходить вивільняється хлор.

Негативна дія фосфорних добрив пов'язано в основному з містяться в них фтором, важкими металами і радіоактивними елементами. Фтор при його концентрації у воді більше 2 мг / л може сприяти руйнуванню емалі зубів.

229

Рис. 22

Вплив основних біогенних елементів мінеральних добрив на захворюваність рослин. Умовні одиниці.

Більш високі його концентрації (понад 8 мг / л) здатні знижувати еластичність кровоносних судин, збільшувати ймовірність остеохондрозних явищ.

Інші впливу добрив, як і механізми цих явищ, представлені докладніше в табл.27, 28 і в розділах УП.4 і УП.5 підручника.

Інформація, релевантна " У1П.5. Екологічні наслідки використання мінеральних добрив "

1. 10.10. Енергозбереження
   використання сільськогосподарської техніки. Тест для самоконтролю до розділу 10.10 1. У РБ в останні роки витрати енергії в сільському господарстві знизилися за рахунок: А) заміни відвальної оранки безотвальной; Б) зменшення використання пестицидів; В) зниження доз мінеральних добрив; Г) вірні всі
   
2. § 82. Руйнування озонового шару
   екологічну небезпеку. Тимчасові «дірки» виникають також над великими районами поза полюсами (у тому числі і над континентальними районами Росії). Причиною цих явищ є потрапляння в озоновий шар хлору і оксидів азоту, які утворюються в грунті з мінеральних добрив при їх руйнуванні мікроорганізмами, а також містяться у вихлопних газах автомобілів. Ці речовини руйнують озон з
   
3. § 33. Фактори, що обмежують біологічну продуктивність ЕКОСИСТЕМ
   екологічних факторів, в першу чергу від тих, які є лімітуючими. У тундрі таким фактором є тепло, в тайзі - багатство грунту елементами живлення, в степу - зволоження і засолення грунту. Щоб підвищити продуктивність екосистем (в першу чергу сільськогосподарських), людина прагне зменшити вплив лімітуючих чинників - при нестачі тепла створює закритий
   
4. 10.2. Агроекологія та її завдання
   екологічно чистої продукції; В) про збереження грунтів; Г) про отримання максимально можливої кількості екологічно чистої продукції за умови збереження
   
5. 4.1. Закони аутекологіі
   екологічного фактору будь-який організм має певні межі поширення (межі толерантності). Як правило, в центрі ряду значень фактора, обмеженого межами толерантності, лежить область найбільш сприятливих умов життя організму, при яких формується найбільша біомаса і висока щільність популяції. Навпаки, біля кордонів толерантності розташовані зони гноблення
   
6. 10.5. Підтримання родючості грунтів
   екологічно орієнтованого використання грунтів. При цьому можливі два варіанти поліпшення ситуації. Перший варіант використовується при обробці тих грунтів, які ще порівняно слабко порушені ерозією. Застосовуються спеціальні грунтозахисні технології обробки грунту - розглянута нижче безотвальная обробка (в цьому випадку поверхню грунту захищена пожнивними залишками), оранка
   
7. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ підготовки
   екологічного чинника, типи організації живої речовини, екосистема і біогеоценоз. 5. Функції і завдання економіки природокористування, теоретичні основи та методи дослідження. 6. Діалектика взаємовідносин людини і природи в процесі розвитку продуктивних сил. 7. Природні умови і ресурси як фактор економічного розвитку. 8.
   
8. УШ.8. Екологічні слідства сучасних методів тваринництва
     екологічними. На великих комплексах звичайно помітно знижується собівартість одержуваної продукції, є можливості механізації та автоматизації виробничих процесів, переведення тваринництва на промислову основу. Екологічні витрати при цьому далеко не завжди враховуються, хоча вони і знаходяться в прямій залежності від розміру комплексів. Антіекологічность тваринницьких комплексів
   
9. А.А.Горелов. СОЦІАЛЬНА ЕКОЛОГІЯ - М. - 275 с., 1998
   
   
10. (Дод.) § 27. ФУНДАМЕНТАЛЬНА І РЕАЛІЗОВАНА ЕКОЛОГІЧНІ НІШІ
      екологічні ніші - фундаментальна і реалізована. Познайомимося з їх особливостями. У лісовій зоні європейської частини Росії на луках переважають невисокі злаки з вузькими листям - мітлиця тонка, запашний колосок, костриця червона. Ці рослини добре пристосовані до вегетації на бідних елементами живлення підзолистих грунтах. Якщо зібрати їх насіння, висіяти на грядки і удобрити
    
11. 3.1. Класифікація екологічних факторів
      екологічних факторів розрізняють також абіотичні, тобто фактори неорганічної, або неживої, природи і біотичні, породжені життєдіяльністю організмів. Абіотичні екологічні фактори в будь-якій екосистемі займають "командне становище", тобто зумовлюють і характер біотичних факторів, і склад екосистеми. До абіотичних факторів відносяться: кліматичні - світло,
    
12. 10.3. Агроекосистема
      екологічних (використання агроресурсів - грунтів, вод, біорізноманіття не повинно руйнувати їх). Екологічно орієнтоване управління АгрЕС дозволяє для кожного варіанту природних умов конструювати АгрЕС, що дає максимальну продукцію при одночасному збереженні агроресурсів, що забезпечує стійкість сільського господарства. Так, в різних природних зонах РБ структура АгрЕС
    
13. § 86. Консервационизм
      екологічні уявлення про можливості збереження природи в незайманому стані (або повернення до цього стану). Вчені, які дотримуються цього світогляду, явно чи неявно керуються гаслом «Назад до природи». Головний елемент консервационизм - затвердження необхідності депопуляції, тобто скорочення населення планети до 0,5-1,5 млрд. чоловік. Вирішивши цю задачу,
    
14. РЕСУРСНИЙ КРИЗА
      екологічному кризи, а надалі до екологічної катастрофи.
    
15. 13.3. Консерваціонізм
      екологічно чистих джерел енергії, в сільському господарстві повністю відмовиться від мінеральних добрив і пестицидів, замість великих міст побудує затишні екосіті і т.д. Все це дозволить нормалізувати кругообіг вуглецю (який стане таким, яким він був до науково-технічної революції), забезпечити охорону біологічного різноманіття. Різко скоротиться забруднення навколишнього середовища, а
    
16. § 62. СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ЗАБРУДНЕННЯ
      екологічно мало небезпечно. Через отруєння ДДТ на сході США повністю зник сапсан. Зміст ДДТ в жирових тканинах людського тіла досягає в США 12-16 частин на мільйон, а офіційно встановлену межу допустимого вмісту його в харчових продуктах складає 7 частин на мільйон. По здатності накопичувати нітрати овочі можна розділити на шість груп: 1) більше 5 г
    
17. Тема 8. РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ТА ОХОРОНА РЕСУРСІВ НАДР
      екологічному відношенні процесів і явищ. Вони проявляються у відчуженні сільськогосподарських і лісових угідь, зміні теплового балансу надр, забрудненні навколишнього середовища нафтопродуктами, токсичними компонент-34 тами, зміні водного режиму на великих територіях та ін Основні напрями раціонального використання та охорони надр: дотримання встановленого
    
18. Контрольні питання
      екологічного права Російської Федерації? 2. Які основні методи правового регулювання, що застосовуються галуззю екологічного права Росії? 3. Які основні джерела екологічного права Російської Федерації? 4. Які розрізняють підгалузі екологічного права Російської Федерації? 5. У чому полягає поняття та зміст екологічного правовідносини? У чому
    
19. § 58. ІНШІ РЕСУРСИ агроекосистемами
      екологічну рівновагу в агроекосистемі і грають роль «зеленого каркасу». У різних природних зонах площа лісу в агроекосистемі повинна бути від 10-20% (степова зона) до 40-60% (лісова зона). Ліс покращує клімат і водний баланс території, служить притулком птахів та інших корисних тварин, включаючи і промислових (зайці, кабани, лосі), він має велике естетичне і рекреаційне значення,
    
20. § 56. ПОЧВА - ГОЛОВНИЙ РЕСУРС агроекосистемами
      екологічно небезпечною і неефективною гідромеліорації земель. Підвищилася окупність витрат продукцією, так як пішли в минуле створення «кладовищ» сільськогосподарської техніки, звалювання добрив в яри і зберігання в господарствах значної кількості екологічно небезпечних пестицидів, які не були використані. Все це дає привід для оптимізму: за державної