http://biofile.ru/bio/4234.html

К негативным последствиям применения удобрений следует отнести и увеличение подвижности некоторых микроэлементов, содержащихся в почве. Они более активно вовлекаются в геохимическую миграцию. Это ведет к возникновению в пахотном слое дефицита В, Zn, Сu, Мn . Ограниченное поступление микроэлементов в растения неблагоприятно влияет на процессы фотосинтеза и передвижение ассимилятов, снижает их устойчивость к заболеваниям, недостаточному и избыточному увлажнению, высоким и низким температурам . Основной причиной нарушений в обмене веществ растений при недостатке микроэлементов является снижение активности ферментных систем.

Недостаток микроэлементов в почве вынуждает применять микроудобрения. Так, в США их использование в период с 1969 по 1979 г.г. возросло с 34,8 до 65,4 тыс. т действующего вещества .

В связи с глубокими изменениями в агрохимических свойствах почв, происходящими в результате применения удобрений, возникла необходимость изучения их влияния на физические характеристики пахотного слоя. Основными показателями физических свойств почвы являются агрегатный состав и водопрочность почвенных частиц. Анализ результатов ограниченного количества исследований, проведенных с целью изучения влияния минеральных удобрений на физические свойства почвы, не позволяет сделать определенных выводов. В некоторых опытах наблюдалось ухудшение физических свойств . При повторной культуре картофеля доля почвенных агрегатов более 1 мм в варианте с внесением азота, фосфора и калия, по сравнению с неудобренным участком, снижалась с 82 до 77%. В других исследованиях при внесении полного минерального удобрения на протяжении пяти лет содержание в черноземе агрономически ценных агрегатов уменьшилось с 70 до 60%, а водопрочных - с 49 до 36% .

Чаще всего отрицательное влияние минеральных удобрений на агрофизические свойства почвы обнаруживается при изучении ее микроструктуры.

Микроморфологические исследования показали, что даже небольшие дозы минеральных удобрений (30-45 кг/га) оказывают отрицательное влияние на микроструктуру почвы, сохраняющееся на протяжении 1-2 лет после их внесения. Возрастает плотность упаковки микроагрегатов, снижается видимая порозность, уменьшается доля зернистых агрегатов . Продолжительное внесение минеральных удобрений ведет к снижению доли частиц губчатого микросложения и к увеличению на 11% неагрегатированного материала . Одной из причин ухудшения структуры является обеднение пахотного слоя экскрементами почвенных животных .

Вероятно, агрохимические и агрофизические свойства почв тесно связаны между собой, и поэтому увеличивающаяся кислотность, обеднение пахотного горизонта основаниями, уменьшение содержания гумуса, ухудшение биологических свойств должны закономерно сопровождаться ухудшением агрофизических свойств.

В целях предотвращения отрицательного влияния минеральных удобрений на свойства почвы следует периодически проводить известкование. К 1966 г. ежегодная площадь известкования в бывшем СССР превысила 8 млн. га, а объем вносимой извести составил 45,5 млн. т. Однако это не компенсировало потерь кальция и магния. Поэтому доля земель, подлежащих известкованию, в ряде регионов не уменьшилась, а даже несколько увеличилась. Для того, чтобы не допустить увеличения площади кислых земель, предполагалось удвоить поставки сельскому хозяйству известковых удобрений и довести их к 1990 г. до 100 млн.т .

Известкование, понижая кислотность почвы, одновременно вызывает повышение газообразных потерь азота. При проведении этого приема они возрастают в 1,5-2 раза . Такая реакция почв на внесение мелиорантов является результатом изменений в направленности микробиологических процессов, что может стать причиной нарушения геохимических круговоротов. В связи с этим высказывались сомнения в целесообразности использования известкования . Кроме того, известкование усугубляет и другую проблему – загрязнения почв токсическими элементами.

Минеральные удобрения являются основным источником загрязнения почв тяжелыми металлами (ТМ) и токсичными элементами. Это связано с содержанием в сырье, используемом для производства минеральных удобрений, стронция, урана, цинка, свинца, ванадия, кадмия, лантаноидов и других химических элементов. Их полное извлечение или не предусматривается вообще, или осложняется технологическими факторами . Возможное содержание сопутствующих элементов в суперфосфатах и в других видах минеральных удобрений, широко применяемых в современном земледелии, приведено в таблицах 1 и 2.

В больших количествах элементы-загрязнители обнаруживаются в извести. Ее внесение в количестве 5 т/га может изменить природные уровни кадмия в почве на 8,9% от валового содержания .

Таблица 1. Содержание примесей в суперфосфатах, мг/кг

При внесении минеральных удобрений в дозе 109 кг/га NPK в почву поступает примерно 7,87 г меди, 10,25 – цинка, 0,21 – кадмия, 3,36 – свинца, 4,22 – никеля, 4,77 – хрома . По данным ЦИНАО, за весь период использования фосфорных удобрений в почвы бывшего СССР внесено 3200 т кадмия, 16633 – свинца, 553 – ртути . Большая часть химических элементов, попавших в почву, находится в слабоподвижном состоянии. Период полувыведения кадмия составляет 110 лет, цинка – 510, меди – 1500, свинца – несколько тысяч лет .

Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в удобрениях и извести, мг/кг

Загрязнение почвы тяжелыми и токсичными металлами ведет к накоплению их в растениях. Так, в Швеции концентрация кадмия в пшенице за текущее столетие увеличилась вдвое. Там же при применении суперфосфата в суммарной дозе 1680 кг/га, внесенной частями за 5 лет, наблюдали повышение содержания кадмия в зерне пшеницы в 3,5 раза . По данным некоторых авторов, при загрязнении почвы стронцием происходило трехкратное увеличение его содержания в клубнях картофеля . В России пока еще не уделяется достаточного внимания загрязнению растениеводческой продукции химическими элементами.

Использование загрязненных растений в качестве продуктов питания или кормов является причиной возникновения у человека и сельскохозяйственных животных различных заболеваний. К наиболее опасным тяжелым металлам относят ртуть, свинец и кадмий. Попадание в организм человека свинца ведет к нарушениям сна, общей слабости, ухудшению настроения, нарушению памяти и снижению устойчивости к бактериальным инфекциям . Накопление в продуктах питания кадмия, токсичность которого в 10 раз выше свинца, вызывает разрушение эритроцитов крови, нарушение работы почек, кишечника, размягчение костной ткани . Парные и тройные сочетания тяжелых металлов усиливают их токсический эффект .

Экспертным комитетом ВОЗ разработаны нормативы поступления в человеческий организм тяжелых металлов. Предусматривается, что каждую неделю здоровый человек массой 70 кг может получать с пищевыми продуктами, без вреда для своего здоровья, не более 3,5 мг свинца, 0,625 мг кадмия и 0,35 мг ртути .

В связи с возрастанием загрязнения продуктов питания были приняты нормативы содержания ТМ и ряда химических элементов в продукции растениеводства (табл. 3).

Таблица 3. Предельно допустимые концентрации химических элементов, мг/кг сырого продукта

Элемент	Хлебные продукты и зерно	Овощи	Фрукты	Молочные продукты
Ртуть	0,01	0,02	0,01	0,005
Кадмий	0,02	0,03	0,03	0,01
Свинец	0,2	0,5	0,4	0,05
Мышьяк	0,2	0,2	0,2	0,05
Медь				0,5
Цинк				5,0
Железо				3,0
Олово	-			100,0
Сурьма	0,1	0,3	0,3	0,05
Никель	0,5	0,5	0,5	0,1
Селен	0,5	0,5	0,5	0,5
Хром	0,2	0,2	0,1	0,1
Алюминий				1,0
Фтор	2,5	2,5	2,5	2,5
Йод				0,3

Загрязнение растениеводческой продукции ТМ и химическими элементами опасно для человека не только при непосредственном ее употреблении, но и при использовании на кормовые цели. Например, скармливание коровам растений, выращенных на загрязненных почвах, привело к увеличению концентрации кадмия в молоке до 17-30 мг/л , в то время как допустимый уровень составляет 0,01 мг/л.

Для предотвращения накопления химических элементов в молоке, мясе, исключения возможности отрицательного их влияния на состояние сельскохозяйственных животных во многих странах принимаются предельно допустимые концентрации (ПДК) для химических элементов, содержащихся в кормовых растениях. По стандартам ЕЭС безопасное содержание свинца в фураже составляет 10 мг/кг сухого вещества. В Нидерландах допустимый уровень содержания кадмия в зеленых кормах равен 0,1 мг/кг сухой массы .

Фоновое содержание химических элементов в почвах приведено в таблице 4. При накоплении ТМ в почве и последующем поступлении их в растения они концентрируются, в основном, в вегетативных органах, что объясняется защитной реакцией растений . Исключение составляет кадмий, который легко проникает как в листья и стебли, так и в генеративные части . Для правильной оценки степени накопления в растениях различных элементов необходимо знать их обычное содержание при выращивании сельскохозяйственных культур на незагрязненных почвах. Сведения по этому вопросу довольно разноречивы. Это объясняется большими различиями в химическом составе почв. Фоновое содержание свинца в почвах равно примерно 30, а кадмия - 0,5 мг/кг . Концентрация свинца в растениях, выращиваемых на чистых грунтах, составляет 0,009-0,045, а кадмия – 0,011-0,67 мг/кг сырого вещества .

Таблица 4. Содержание некоторых элементов в пахотных почвах, мг/кг

Элемент	Обычное содержание	ПДК	Элемент	Обычное содержание	пдк
As	0,1-20		Ni	2-50
В	5-20		Pb	0,1-20
Be	0,1-5		Sb	0,01-0,5
Вг	1-10		Se	0,01-5
Cd	0,01-1		Sn	1-20
Со	1-10		Tl	0,01-0,5
Сг	2-50		Ti	10-5000
Сu	1-20		U	0,01-1
F	50-200		V	10-100
Ga	0,1-10		Zn	3-50
Hg	0,01-1		Mo	0,2-5

Установление жестких норм по загрязнению растений объясняется тем, что при выращивании их на загрязненных почвах содержание отдельных элементов может увеличиваться в десятки раз. В то же время некоторые химические элементы становятся токсичными при трех- и даже двукратном увеличении их концентрации. Например, содержание меди в растениях обычно составляет примерно 5-10 мг/кг в расчете на сухую массу. При концентрации 20 мг/кг растения становятся токсичными для овец, а при 15 мг/кг - для ягнят .

Глава 2 http://selo-delo.ru/8-zemelnie-resursi?start=16

В связи с уменьшением объема применения минеральных удобрений значимость органических удобрений как источника питательных элементов возрасла. Они являются наиболее полноценными по содержанию питательных элементов, необходимых растениям. В 1 т подстилочного навоза содержится 5 кг N, 2,5 кг P 2 O 5 , 6 кг К 2 О; 3 - 5 г В, 25 г Zn; 3,9 г Cu, 0,5 Мо и 50 г Mn. Следует иметь в виду, что себестоимость 1 кг питательных элементов, внесенных с твердым навозом, на 24 - 37 % ниже, чем в эквивалентном количестве минеральных удобрений. В повышении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур важная роль отводится органическим удобрениям.

Внесение органических удобрений оказывает положительное влияние на баланс гумуса в почве, улучшает воздушный и водный режим почвы, усиливает микробиологическую активность почвы. Из 1 т органических удобрений на суглинистых почвах образуется 50 кг/га гумуса, на супесчаных - 40 и песчаных - 35.

В настоящее время в мире на 1 га пашни вносят около 15 т/га органических удобрений. В США применяется около 14 т/га, Англии - 25, Нидерландах - 70 т/га. В Беларуси применение органических удобрений достигло в 1991 г. 83 млн. тонн, или 14,5 т/га.

В последние годы в Республике Беларусь ввиду систематического сокращения поголовья скота и резкого сокращения объемов заготовок торфа значительно снизилось применение органических удобрений, что привело к снижению темпов накопления гумуса, а в некоторых районах произошло уменьшение содержания гумуса. В 1995 г. применение органических удобрений снизилось в республике до 9,5, а в 1999 г. – до 8,2 т/га.

Одним из мероприятий, позволяющим снизить применение органических удобрений, является обоснование оптимальных размеров посевов многолетних трав и повышение их урожайности. В настоящее время на 1 га пропашных культур приходится 3 га многолетних трав. Даже при уменьшении объемов применения органических удобрений в последние годы за счет увеличения доли растительных остатков в общем объеме поступающего в почву органического вещества с 46 до 55% удалось в целом на пахотных почвах поддержать достигнутый уровень содержания гумуса в почве. Для поддержания бездефицитного баланса гумуса в республике необходимо обеспечить применение органических удобрений на уровне 50 млн. т/га, или 9 - 10 т/га. Предполагается, что в связи с возрастанием поголовья скота внесение органических удобрений может возрасти до 52,8 млн. тонн. Потребность в торфе республики составляет около 3 млн тонн.

При правильном применении окупаемость 1 т органических удобрений составляет: у зерновых - 20 кг, картофеля – 90, кормовых корнеплодов – 200, кукурузы (зеленая масса) – 150 кг.

В сельском хозяйстве применяются следующие виды органических удобрений:

1. Органические удобрения на основе отходов животноводства и птицеводства:

а) подстилочный навоз;

б) бесподстилочный навоз;

в) навозная жижа;

г) птичий помет;

2. Удобрения из природного органического сырья:

б) компосты;

3. Зеленое удобрение и использование побочной продукции растениеводства:

а) солома;

б) зеленое удобрение;

4. Органические удобрения на основе коммунальных и промышленных отходов:

а) промышленные и бытовые отходы;

б) осадки сточных вод;

в) гидролизный лигнин.

Подстилочный навоз - смесь жидких и твердых экскрементов животных с подстилкой. Жидкие экскременты животных относятся к калийно-азотному удобрению, а твердые - к азотно-фосфорному (табл. 5.1).

Качество навоза, его химический состав зависят: 1) от типа кормления; например, при содержании в рационе концентратов навоз содержит больше питательных веществ, чем при кормлении грубыми кормами; 2) вида животных (табл.5.2); 3) количества и вида подстилки; 4) способа хранения (табл. 5.3; 5.4)

В различном подстилочном материале содержится следующее количество питательных элементов:

При рыхлом, или горячем способе хранения, когда навоз не уплотняется, создаются аэробные условия, развиваются термофильные бактерии, температура внутри бурта достигает 50 - 60 0 С. Идет бурное разложение органического вещества, азот улетучивается в виде NН 3 , наблюдаются потери Р 2 О 5 и К 2 О. Потери азота при рыхлом хранении – около 30%.

Т а б л и ц а 5.1. Содержание сухого вещества, азота и зольных элементов в экскрементах животных, % http://www.derev-grad.ru/himicheskaya-zaschita-rastenii/udobreniya.html

При горячепрессованном, или рыхло-плотном, способе хранения (способ Кранца) навоз рыхлой укладки после разогревания до 50 - 60 0 С уплотняется. Сначала создаются аэробные условия, затем - анаэробные. Потери азота и органического вещества уменьшаются.

Существует также холодный, или плотный, способ хранения, когда создаются анаэробные условия. Навоз в буртах сразу уплотняется. Это лучший способ хранения с точки зрения сохранения в нем питательных веществ. В этом случае в буртах сохраняется постоянная температура (15 - 35 0 С). Потери азота небольшие, так как навоз все время находится в плотном и влажном состоянии. В такой навоз доступ воздуха ограничен, а свободные от воды поры заняты углекислотой, что замедляет микробиологическую деятельность.

В зависимости от степени разложения навоз на соломенной подстилке подразделяют на свежий, полуперепревший и перегной.

В свежем слаборазложившемся навозе солома незначительно изменяет цвет и прочность. В полуперепревшем она приобретает темно-коричневый цвет, становится менее прочной и легко разрывается. В этой стадии разложения навоз теряет 10 - 30% первоначальной массы и такое же количество органического вещества. Невыгодно доводить навоз до стадии перегноя, так как в этом случае около 35% органического вещества теряется.

Слаборазложившийся навоз в первый год может оказать слабое действие, а в последействии на второй и третий годы могут быть сравнительно высокие прибавки урожая. При наличии в хозяйстве разной степени разложения навоза более разложившийся навоз в районах достаточного увлажнения можно внести весной под пропашные культуры, а менее разложившийся - летом после уборки однолетних трав под озимые хлеба.

Т а б л и ц а 5.2.Химический состав свежего навоза, %

	Навоз на соломенной подстилке	Навоз на торфяной подстилке
Составные части	КРС	конский	овечий	свиной	КРС	конский
Вода	77,3	71,3	64,4	72,4	77,5	67,0
Орган. вещество	20,3	25,4	31,8	25,0	-	-
Азот: общий	0,45	0,58	0,83	0,45	0,60	0,80
аммиачный	0,14	0,19	-	0,20	0,18	0,28
Фосфор	0,23	0,28	0,23	0,19	0,22	0,25
Калий	0,50	0,63	0,67	0,60	0,48	0,53

Подстилочный навоз нерационально вносить в почву в свежем виде, поскольку может произойти мобилизация подвижных форм азота микроорганизмами, а растения в начале вегетации его не получат в достаточном количестве. Кроме того, свежий навоз содержит семена сорняков. Поэтому в хозяйствах следует использовать вызревший, полуперепревший навоз. При заготовке органических удобрений в зимний период необходимо продлевать сроки их компостирования и хранения, а внесение производить в летне-осенний период. Это позволит получать высококачественный навоз, свободный от сорняков и патогенной микрофлоры.

Та б л и ц а 5.3. Влияние способов хранения подстилочного навоза на потери органического вещества и азота, %

Т а б л и ц а 5.4. Содержание элементов питания в навозе на соломенной подстилке в зависимости от степени его разложения, %

Для получения навоза хорошего качества его хранят в навозахранилищах или в полевых штабелях.

Навозохранилища. При укладке штабелей стремятся к тому, чтобы навоз различной степени разложения не был перемешан, а находился в отдельных частях навозохранилища. Укладка навоза в штабеля шириной 2 - 3 м начинается вдоль той стороны хранилища, которая прилегает к жижесборнику. Навоз укладывают небольшими участками, уплотняя каждый метровый слой навоза, а затем доводят до полной высоты (1,5 - 2 м). После того, как первый штабель будет полностью уложен, вдоль него, по мере поступления навоза, укладывают таким же образом второй штабель, затем третий и т.д. до заполнения навозохранилища. Штабеля должны плотно примыкать друг к другу. При таком порядке закладки на одной стороне навозохранилища будет находиться более разложившейся навоз, а на другой - менее разложившийся, что позволит использовать навоз нужного качества

3) Глава 4 Примения органо-минеральных комплексов для повышения плодородия почв

Органоминеральные удобрения http://biohim-bel.com/organomineralnye-udobreniya

Почва не может быть постоянно плодородной, если ее не удобрять. Для улучшения свойств почвы применяются различные вещества, как правило, минеральные или органические. Эти виды отличаются друг от друга насыщенностью питательными веществами. У каждого из этих типов есть свои достоинства и свои недостатки. Так, например, органические удобрения не всегда содержат полный комплекс веществ, необходимых для обеспечения максимально комфортных условий для растения. В таком случае органические удобрения дополняют минеральными. В качестве примера можно привести перегной или золу, которые содержат очень маленькое количество азота. Чтобы сделать почву более плодородной, эти средства используются в сочетании с минеральными азотными средствами. Кроме того, использование непроверенных органических удобрений может способствовать заражению растения какой-либо инфекцией.

Внесение в почву удобрений не только улучшает питание растений, но изменяет и условия существования почвенных микроорганизмов, которые также нуждаются в минеральных элементах. При благоприятных климатических условиях численность микроорганизмов и их активность после удобрения почвы значительно возрастают.

Стимуляциониый эффект минеральных удобрений на почвенную микрофлору, а в еще большей степени навоза весьма наглядно демонстрирует опыт, проведенный на дерново-подзолистой почве Сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева (Е.Н. Мишустии, Е.3. Теппер). Более 50 лет назад по инициативе Д.Н. Прянишникова был заложен стационарный длительный опыт по изучению влияния разных удобрений на почву. Для микробиологического исследования брались образцы со следующих делянок.

Бессменный пар: 1) неудобрявшаяся почва; 2) почва, ежегодно получавшая минеральное удобрение; 3) почва, ежегодно удобрявшаяся навозом.

Бессменная рожь: 1) неудобрявшаяся почва; 2) почва, ежегодно получавшая NРК; 3) почва, ежегодно удобрявшаяся навозом.

Семипольный севооборот с клевером: 1) неудобрявшаяся почва (пар); 2) почва, ежегодно удобрявшаяся навозом (пар).

В среднем почвы, удобрявшиеся минеральными удобрениями, за год получали на 1 га 32 кг азота, 32 кг фосфора (Р 2 0 5) и 45 кг калия (К 2 0). Навоз вносили в количестве 20 т на 1 га ежегодно.

Таблица 1

Внесенные удобрения

Общее число микроорганизмов, тыс на 1 га

Число актиномицетов, тыс на 1 г

Актиномицеты, %

Общее число грибов, (тыс на 1 га)

Бессменный пар неудобренный NPK

Бессменная рожь

Неудобренная

7 - Польный севооборот

Неудобренный пар

Навоз,пар

Как следует из данных табл.1, почвы, длительное время бывшие под паром, сильно обеднились микроорганизмами, так как в них не поступали свежие растительные остатки. Выше всего численность микроорганизмов была в почве, находившейся под бессменной рожью, куда поступали в значительных количествах растительные остатки.

Внесение минеральных удобрений в почву, находившуюся все время в состоянии пара, заметно увеличило общую биогенность. Существенного влияния на численность микронаселения почвы под бессменной рожью применение минеральных удобрений не оказало.

В большинстве случаев минеральные удобрения несколько снизили относительную численность актиномицетов и увеличили содержание грибов. Это явилось результатом некоторого подкисления почвы, которое отрицательно влияет на первую группу почвенного микронаселения и усиливает размножение второй. Навоз во всех случаях резко стимулировал размножение микроорганизмов, так как с навозом в почву вносится богатый комплекс минеральных и органических веществ»

Различия, имевшиеся в системе удобрений, резко сказались на свойствах почвы и ее урожайности. Почва, находившаяся 50 лет в парующем состоянии, потеряла около половины запаса перегноя. Внесение минеральных удобрений существенно уменьшило эту потерю. Удобрения стимулировали образование микробами перегноя.

Средний урожай за период опыта приводится в табл. 2, составленной на основании данных В. Е. Егорова.

Таблица 2

Влияние разных удобрений, внесенных в дерново-подзолистую почву, на урожай сельскохозяйственных культур (в ц/га)

В севообороте урожаи были значительно выше, чем при бессменных культурах. Во всех случаях, однако, удобрения существенно повышали урожай. Более эффективным было полное органическое удобрение, т. е. навоз.

Минеральные удобрения обычно обладают «Физиологической» кислотностью. При использовании их растениями накапливаются кислоты, подкисляющие почву. Перегноя и илистые фракции почвы могут нейтрализовать кислые вещества. В таких случаях говорят о «буферных» свойствах почвы. В разобранном нами примере почва обладала хорошо выраженными буферными свойствами и длительное применение удобрений не привело к существенному снижению величины рН. В результате деятельность микроорганизмов не была угнетена. Не отмечалось и вредного последействия удобрений на растения.

В легких песчаных почвах буферность слабо выражена. Длительное применение на них минеральных удобрений может привести к сильному подкислению, в результате которого в раствор переходят токсические соединения алюминия. Вследствие этого биологические процессы в почве подавляются, а урожайность падает.

Подобное неблагоприятное действие минеральных удобрений наблюдалось на легких супесчаных почвах Соликамской сельскохозяйственной станции (Е. Н. Мишустин и В. Н. Прокошев). Для опыта был взят трехпольный севооборот со следующим чередованием культур: картофель, брюква, яровая пшеница. В почву ежегодно вносили N и Р 2 0 5 по 90 кг/га, а К 2 0 -- 120 кг/га. Навоз давали два раза в три года по 20 т/га. Известь вносили из расчета на полную гидролитическую кислотность -- 4,8 т/га. Перед микробиологическим исследованием почвы прошли четыре ротации. В табл. 3 даются материалы, характеризующие состояние отдельных групп микроорганизмов в исследованных почвах.

Таблица 3

Влияние разных удобрений на микрофлору подзолистой песчаной почвы Соликамской сельскохозяйственной станции

Из данных таблицы следует вывод, что применение NРК в течение ряда лет существенно снизило численность микроорганизмов в почве. Не пострадали лишь грибы. Это произошло вследствие значительного подкисления почвы. Внесение извести, навоза и их смесей стабилизовало почвенную кислотность и благоприятно сказалось на микронаселении почвы. Заметно изменился состав целлюлозных микроорганизмов в связи с удобрением почвы. На более кислых почвах преобладали грибы. Все типы удобрений способствовали размножению миксобактерий. Внесение навоза усилило размножение Суtорhаgа.

Интересны данные, иллюстрирующие величины урожая сельскохозяйственных культур на различно удобрявшихся почвах Соликамской сельскохозяйственной станции (табл. 4).

Таблица 4

Влияние удобрений, внесенных в песчаную почву, на урожай сельскохозяйственных культур (в ц/га)

Цифры таблицы показывают, что минеральные удобрения постепенно снижали урожай, причем пшеница начала страдать раньше, чем картофель. Навоз оказал положительное влияние. В общем микробное население реагировало на изменение почвенного фона примерно так же, как и растительность.

На нейтральных буферных почвах минеральные удобрения даже при длительном их применении положительно действуют на почвенную микрофлору и растения. В табл. 5 приводятся результаты опыта, в котором черноземные почвы Воронежской области удобрялись разными минеральными туками. Азот вносили из расчета 20 кг/га, Р 2 0 5 --60 кг/га, К 2 О -- 30 кг/га. Развитие почвенного микронаселения усилилось. Однако высокие дозы удобрений, используемые длительное время, тоже могут снизить рН и подавить рост микрофлоры и раcтений. Поэтому при интенсивной химизации следует учитывать физиологическую кислотность удобрений. Вокруг кусочков минеральных или органических удобрений в почве создаются радиальные микрозоны, содержащие различную концентрацию питательных веществ и имеющие различное значение рН.

Таблица 5

Влияние минеральных удобрений на численность микрофлоры черноземной почвы (в тыс/г)

В каждой из подобных зон развивается своеобразная группировка микроорганизмов, характер которого определяется составом удобрений, их растворимостью и т. д. Таким образом, было бы ошибочно думать, что удобренные почвы во всех точках имеют однотипную микрофлору. Микрозональность, впрочем, свойственна и неудобренной почве, о чем упоминалось ранее.

Усиление размножения микроорганизмов в удобренных почвах сказывается на активизации процессов, протекающих в почве. Так, заметно усиливается выделение почвой С0 2 («дыхание» почвы), что является следствием более энергичного разрушения органических соединений и перегноя. Понятно, почему в удобренных почвах растения наряду с внесенными элементами используют большие количества питательных веществ из почвенных запасов. Особенно наглядно это проявляется в отношении азотных соединений почвы. Опыты с минеральными азотными удобрениями, меченными N 15 , показали, что размер мобилизации азота почвы под их влиянием зависит от типа почвы, а также дозировок и форм использованных соединений.

Усилившаяся деятельность микроорганизмов в удобренных почвах одновременно приводит к биологическому закреплению части внесенных минеральных элементов. Некоторая часть минеральных азотсодержащих веществ, например соединения аммония, может закрепляться в почве и в силу физико-химических и химических процессов. В условиях вегетационного опыта в почве связывается до 10--30% дисперсно внесенных азотных удобрений, а в полевых условиях -- до 30--40% (А.М. Смирнов). После отмирания микроорганизмов азот их плазмы частично минерализуется, но частично переходит в форму перегнойных соединений. До 10% закрепленного в почве азота может быть использовано растениями в следующем году. Примерно в таком же темпе освобождается остальной азот.

Особенности микробиологической активности в разных почвах влияют на превращение азотных удобрений. На них существенно влияет техника внесения минеральных туков. Гранулирование, например, уменьшает контакт удобрений с почвой, а следовательно, и микроорганизмами. Это существенно повышает коэффициент использования удобрений. Все сказанное в значительной мере относится и к фосфорным удобрениям. Поэтому делается понятным значение учета микробиологической деятельности почвы при разработке вопросов рационального использования удобрений. Биологическое закрепление калия в почве происходит в относительно небольших количествах.

Если азотные удобрения наряду с другими минеральными соединениями активизируют деятельность сапрофитной микрофлоры, то фосфорные, а также калийные соединения усиливают активность свободноживущих и симбиотических азотофиксаторов.

Для роста и развития растений необходимы питательные вещества. Часть из них зеленые насаждения получают непосредственно из почвы, а часть извлекают из минеральных удобрений. Искусственная минерализация почвы позволяет получать большие урожаи, но безопасна ли она? Однозначного ответа на этот вопрос современным селекционерам пока получить не удалось, но исследования в этой области продолжаются.

Польза или вред?

Многие минеральные удобрения считаются вредными для здоровья человека, а впитавшие их растения, едва ли не ядовитыми. В действительности данное утверждение – это не что иное, как устоявшийся стереотип, базирующийся на отсутствии агротехнических знаний.

Важно! Разница между органикой и минеральными удобрениями состоит вовсе не в пользе или вреде, а в скорости усвоения.

Органические удобрения усваиваются медленно. Чтобы растение смогло получить из органики необходимые ему вещества, она должна разложиться. В этом процессе участвует микрофлора почвы, что значительно замедляет его. От момента внесения натуральных подкормок в почву и до начала использования их растениями проходят недели и даже месяцы.

Минеральные удобрения поступают в почву уже в готовом виде. Растения получают к ним доступ сразу же после внесения. Это оказывает положительное воздействие на скорость роста и позволяет собрать хороший урожай даже там, где при обычных условиях подобное невозможно. К сожалению, на этом положительные стороны использования минеральных подкормок в большинстве случаев заканчиваются.

Неправильное применение их может привести к:

исчезновению из почвы участвующих в естественном процессе разложения бактерий;
загрязнению грунтовых вод и атмосферы (в загрязнении участвуют отельные компоненты минеральных удобрений, вымытые из почвы до их усвоения растениями);
изменению кислотности почв;
накоплению в почве нетипичных для естественной среды соединений;
вымыванию из почвы полезных катионов;
снижению количества гумуса в почве;
уплотнению грунта;
эрозии.

Умеренное количество минералов в почве полезно для растений, но многие овощеводы используют больше удобрений, чем нужно. Такое нерациональное использование приводит к насыщению минералами не только корня и стебля, но и той части растения, которая предназначена для употребления в пищу.

Важно! Нетипичные для растения соединения воздействуют на здоровье, провоцируют развитие болезней.

Пестициды и ядохимикаты

Чтобы растение быстро росло и развивалось, внесенных в почву удобрений бывает недостаточно. Получить хороший урожай можно лишь защитив его от вредителей. С этой целью фермеры используют различные пестициды и ядохимикаты. Необходимость их применения возникает в случае:

отсутствия естественных средств для борьбы с нашествием насекомых (поля обрабатывают против саранчи, мотыльков и т.д.);
заражения растений опасными грибками, вирусами и бактериями.

Пестициды и ядохимикаты используют для борьбы с сорными травами, грызунами и другими вредителями. Химические вещества подбирают таким образом, чтобы они оказывали воздействие исключительно на конкретных грызунов, разновидность сорняков или вредителей. Культурные растения, подвергшиеся обработке вместе с сорняками, отрицательного воздействия химических веществ не испытывают. Обработка никак не отражается на их внешнем облике, но пестициды и ядохимикаты откладываются в почве и вместе с минералами сначала проникают в само растение, а оттуда и в человека, его употребившего.

К сожалению, химическая обработка полей в большинстве случаев является единственным способом получения хорошего урожая. Значительные посевные площади не оставляют альтернативных способов решения проблемы. Единственным выходом из ситуации является отслеживание количества и качества используемых пестицидов. С этой целью созданы специальные службы.

Негативное влияние

Наибольший вред окружающей среде и человеку наносят различные аэрозоли и газы, распыленные над большими территориями. Неправильное применение ядохимикатов и удобрений чревато серьезными последствиями. При этом негативное воздействие может проявиться спустя годы и десятилетия.

Влияние на человека

При использовании удобрений и ядохимикатов необходимо придерживаться инструкции. Несоблюдение правил внесения подкормок и химических веществ может привести к отравлению не только самого овоща, но и человека. Так, если в почву попала необоснованно высокая доза азота, при минимальном содержании в ней фосфора, калия и молибдена, в растениях начинают скапливаться опасные для организма человека нитраты.

Богатые нитратами овощи и фрукты воздействуют на желудочно-кишечный тракт, увеличивают риск развития онкологических заболеваний. Под воздействием большого количества химикатов и удобрений биохимический состав продуктов питания видоизменяется. Витамины и полезные вещества практически полностью из них исчезают, им на смену приходят опасные нитриты.

Человек, регулярно употребляющий овощи и фрукты, обработанные химикатами и выращенные исключительно на минеральных удобрениях, часто жалуется на головную боль, учащенное сердцебиение, онемение мышц, нарушения в работе зрения и слуха. Наибольший вред такие овощи и фрукты наносят беременным женщина и детям. Переизбыток токсинов в организме новорожденного может иметь непредсказуемые последствия.

Воздействие на почву

Как уже говорилось выше, минеральные удобрения и химикаты негативно воздействуют, прежде всего, на почву. Неправильное использование их приводит к истощению почвенного слоя, изменению структуры грунта, эрозиям. Так, попавший в грунтовые воды азот провоцирует рост растительности. В воде накапливаются органические вещества, уменьшается количество кислорода, начинается заболачивание, из-за чего ландшафт в этой местности может необратимо видоизмениться. Насыщенные минералами и ядами почвы могут иссушиться, плодородные черноземы перестают давать высокие урожаи, на менее плодородных почвах и вовсе ничего, кроме сорняков, не растет.

Влияние на окружающую среду

Негативное воздействие оказывают не только удобрения, но и процесс их производства. Земли, на которых испытывают новые виды удобрений, быстро выщелачиваются, теряют естественный плодородный слой. Перевозка и хранение химии не менее опасны. Контактирующие с ними люди обязаны использовать перчатки и респираторы. Хранить удобрения нужно в специально отведенном для этого месте, куда не будет доступа детям и домашним животным. Не соблюдение простых мер предосторожности может спровоцировать настоящую экологическую катастрофу. Так, некоторые ядохимикаты способны вызвать массовое опадение листвы с деревьев и кустарников, увядание травянистой растительности.

Чтобы использовать минеральные удобрения без последствий для окружающей среды, почв и здоровья, фермеры должны придерживаться следующих правил:

органические удобрения применяют всюду, где это возможно (современная органика – это не полная, но достаточно хорошая замена минеральным удобрениям);
перед использованием удобрений читают инструкцию (при выборе их особое внимание уделяется составу почв, качеству самих удобрений, сорту и виду выращиваемой культуры);
подкормку сочетают с мероприятиями по подкислению грунта (вместе с минералами вносят известь или древесную золу);
используют лишь те удобрения, в составе которых содержится минимальное количество вредных добавок;
сроки и дозу внесения минералов не нарушают (если подкормка азотом должна производиться в первых числах мая, то использовать это удобрение в начале июня может быть неправильно и даже опасно).

Важно! Для минимизации отрицательного эффекта от использования ненатуральных подкормок фермеры чередуют их с органическими веществами, что помогает снизить уровень нитратов и уменьшить риск интоксикации организма.

Полностью отказаться от ядохимикатов не получится, но в условиях небольшого фермерского хозяйства можно свести их использование к минимуму.

Заключение

Использование минеральных удобрений и ядохимикатов упрощает работу фермера, позволяя получить значительный объем урожая при минимальных затратах. Стоимость подкормок невелика, тогда как внесение их повышает плодородие почвы в несколько раз. Несмотря на существующий риск нанесения вреда почве и здоровью человека, использующие минеральные подкормки фермеры могут вырастить культурные растения ранее не желавшие приживаться.

Минерализация почвы повышает устойчивость растений к вредителям и болезням, позволяет хранить полученный продукт дольше обычного и улучшить товарный вид. Удобрения можно легко применять даже не имея специального агротехнического образования. Использование их имеет как плюсы, так и минусы, о чем более подробно было изложено выше.

Сохранение и воспроизводство плодородия почв является задачей исключительной важности. Особую значимость это приобретает в современных условиях ведения сельского хозяйства при дефиците удобрений и их высокой стоимости. Применение органических и минеральных удобрений является наиболее существенным фактором, способствующим сохранению и повышению плодородия почв наряду с воздействием на общий уровень урожайности сельскохозяйственных культур .

Важнейший показатель почвенного плодородия - содержание в почве органического вещества, или гумуса.

Гумус влияет на тепловые, водные, воздушные свойства почвы, её поглотительную способность и биологическую активность, он в значительной мере определяет агрофизические, физико-химические, агрохимические свойства почвы, а так же служит запасным источником элементов питания для растений. От запасов гумуса в почве зависит урожайность сельскохозяйственных культур.

При недостаточном внесении удобрений урожай сельскохозяйственных культур формируется в основном за счёт почвенных запасов питательных веществ, прежде всего азота, освобождаемых при минерализации гумуса.

Для поддержания бездефицитного баланса гумуса применение навоза (или других органических удобрений в эквивалентных количествах в зависимости от степени гумификации) должно составлять 7?15 т/га в год.

Результаты многолетних исследований в полевых опытах на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава показывает, что при выращивании сельскохозяйственных культур без внесения удобрений наблюдаются значительное снижение органического вещества в почвах по сравнению с исходным уровнем и, как следствие, существенный недобор урожая. Систематическое применение сбалансированных по питательным веществам систем удобрения, к которым прежде всего относятся комплексные, органо-минеральные системы, способствует восполнению запасов гумуса в почвах, улучшению их фосфатного и калийного режимов, что сопровождается ростом продуктивности выращиваемых культур и севооборотов в целом. Органические (биологические) системы удобрения в условиях Нечерноземной зоны России уступают органо-минеральным по продуктивности сельскохозяйственных культур и не имеют значимых различий по качеству растительной продукции.

Известкование и внесение органических удобрений ограничивают поступление в растения и накопление в товарной продукции сельскохозяйственных культур ряда тяжёлых металлов, подвижность которых снижается при нейтрализации почв и вследствие сорбции органическим веществом и образования с ним металлоорганических комплексов .

Одним из методов повышения плодородия почвы является комплексное агрохимическое окультуривание полей, которое было внедрено в сельское хозяйство в 80-е годы прошлого столетия. Этот метод предусматривает в кротчайшие сроки, путём комплексного внесения минеральных и органических удобрений, мелиорантов и средств защиты растений повысить до оптимального уровня плодородия почв и обеспечить получение запланированной урожайности сельскохозяйственных культур в севообороте .

Применение минеральных и органических удобрений на почвах ЦЧЗ пополняет запасы доступных форм азота, фосфора и калия, повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Об этом свидетельствуют многочисленные данные, полученные в научно-исследовательских учреждениях .

В условиях чернозёмного типа почвообразования фосфор всегда остаётся лимитирующим элементом в формировании продуктивности зерновых культур, а в условиях серых лесных почв таковыми являются одновременно фосфор и калий. Это означает, что калий - лимитирующий элемент не только для серых лесных почв, но и для дерново-подзолистых, формирующихся в более влажных условиях .

Результаты мониторинга плодородия почв, проводимого агрохимической службой, показывают уменьшение в почве органического вещества и основных питательных элементов, что негативно отражается на продуктивности и экономической эффективности сельскохозяйственного производства. В настоящее время 31 % пахотных земель имеют повышенную кислотность, 52 % ? низкое содержание гумуса, 22 % ? недостаток фосфора и 9 % ? недостаток калия .

Влияние минеральных удобрений на качество продукции и здоровье людей

Минудобрения 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 заболевании 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 2мг/л может способствовать разрушению эмали зубов.

Таблица 1

Воздействие минеральных удобрений на растения и качество растительной продукции (по разным источникам)

Виды удобрений
	положительное	отрицательное
		При высоких дозах или несвоевременных способах внесения - накопление в виде нитратов(особенно в овощах), буйный рост в ущерб устойчивости, повышенная заболеваемость, особенно грибными болезнями. Хлористый аммоний способствует накоплению хлора. Основные накопители нитратов - овощи, кукуруза, овес, табак.
Фосфорные	Снижают отрицательные воздействия азота, улучшают качество продукции, способствуют повышению устойчивости растений к болезням	При высоких дозах возможны токсикозы растений. Действуют в основном через содержащиеся в них тяжелые металлы (кадмий, мышьяк, селен), радиоактивные элементы и фтор. Основные накопители - петрушка, лук, щавель.
Калийные	Аналогично фосфорным	В основном через накопление хлора при внесении хлористого калия. При избытке калия - токсикозы. Основные накопители калия - картофель, виноград, гречиха, овощи закрытого грунта.

Таблица 2

Воздействие минеральных удобрений на животных и человека (по разным источникам)

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 продуктивности, накопления мочевины в молоке, повышение заболеваемости, снижение плодовитости.
Фосфорные (суперфосфат и содержащийся в нем фтор, кадмий и др. тяжелые металлы)	В основном через фтор. Избыток его в питьевой воде (более 2мг/л) вызывает повреждение эмали зубов у человека, потерю эластичности кровеносных сосудов. При содержании более 8мг/л - остеохондрозные явления.
	Потребление воды с содержанием хлора более 50 мг/л вызывает отравления (токсикозы) человека и животных.

Заключение

От почвы и ее плодородия зависит жизнь людей. Почву считают великой лабораторией, арсеналом, доставляющим средства производства, предмет труда, место для поселения людей. Поэтому о почве необходимо заботиться всегда, чтобы выполнить свой долг - оставить ее улучшенной последующим поколениям.

Обрабатываемые земли - результат сложных естественных процессов и труда многих поколений людей. Поэтому качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Вместе с урожаем человек изымает из почвы значительное количество минеральных и органических веществ, тем самым объединяя ее. Так, при урожае картофеля в 136 ц/га почва теряет 48,4 кг азота, 19 кг фосфора и 86 кг калия. Поэтому необходимо систематически пополнять запасы этих элементов в почве внесением удобрений. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека.

Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит повышению их плодородия, в других - к ухудшению, деградации и гибели. К особо опасным последствиям влияния человека на почвы следует отнести ускоренную эрозию, загрязнение чужеродными химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие почв под различные сооружения (транспортные магистрали, водохранилища и др.). Ущерб, наносимый почвам в результате нерационального использования земель, принял угрожающий характер. Уменьшение площадей плодородных почв происходит во много раз быстрее, чем их образование. Особенно опасна для них ускорения эрозия.

Список используемой литературы

1. Константинов В. М. Охрана природы. - М.: Издательский центр «Академия»,2000.

2. Воронков Н. А. Экология общая, социальная, прикладнаяю. - М.:Агар, 2000.

3. Боков В. А. и др. Геоэкология. - Симферополь: Таврия, 1996.

4. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. Человек - Экономика - Биота - Среда. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001

Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье людей

Влияние экологии на акселерацию

Химизация сельского хозяйства, проводящаяся нарастающими темпами, занимает далеко не последнее место в ряду антропогенных факторов, воздействующих на почвы и на природу в целом...

Влияния излучения на человека

Озон является аллотропной модификацией кислорода. Его молекула диамогнитна (в отличие от парамагнитной О2), имеет угловую форму, связь в молекулу является делокализованной трехцентровой...

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду

Геоэкологические проблемы сельского хозяйства

Для своего развития растения нуждаются в определенном количестве биогенных веществ (соединений азота, фосфора, калия и др.), обычно поглощаемых из почвы. В естественных экосистемах биогены, ассимилированные растительностью...

Кислотные дожди

Выпадение кислотных осадков на современном этапе биосферы представляет собой достаточно насущную проблему и оказывает достаточно негативное воздействие на биосферу...

Проблемы шумового загрязнения в городской экосистеме

В наши дни шум стал постоянной частью человеческой жизни, одним из самых опасных и неблагоприятных факторов, загрязняющих городскую среду и вредящих здоровью человека...

Связь экономики природопользования и агрохимии. Локальный способ применения минеральных удобрений как экономически и экологически целесообразный

Минеральные удобрения определяют качественный уровень и эффективность современного земледелия, обеспечивая получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур и улучшение качества растениеводческой продукции. Однако...

Современный экологический кризиз

Экологические аспекты патологии многообразны. Они могут быть подразделены на аутогенные, т.е. последствия неправильного поведения самих людей, и на экогенные - техногенные и природные...

Сущность современного экологического кризиса

экологический кризис здоровье среда Экологические аспекты патологии многообразны. Они могут быть подразделены на аутогенные, т.е. последствия неправильного поведения самих людей, и на экогенные - техногенные и природные...

Экологическая безопасность человека в экосистеме

Человек в течение всей своей жизни находится под постоянным воздействием целого спектра факторов окружающей среды - от экологических до социальных...

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...

Экологические последствия химизации сельскохозяйственного производства

Влияние минеральных удобрений на атмосферный воздух, как и воду, связано в основном с их азотными формами. Азот минеральных удобрений поступает в воздух либо в свободном виде (в результате денитрификации)...

Экосистема дачного участка

На моём участке ядохимикаты стали использоваться только при появлении в России колорадского жука. Это вынужденная мера, так как жук поедает всю ботву картофеля и тем самым существует явная угроза остаться без урожая...

Экспертиза воздействия комбината "Североникель" на окружающую среду Кольского Заполярья

В Мончегорске, где располагаются производственные мощности комбината «Североникель», была выявлена зависимость между загрязненностью воздуха диоксидом серы и развитием болезней верхних дыхательных путей...