Različiti biogeni elementi, ulazeći u tlo s gnojivima, prolaze kroz značajne transformacije. Istovremeno, imaju značajan uticaj na plodnost zemljišta.
A svojstva tla, zauzvrat, mogu imati i pozitivne i negativne efekte na primijenjena gnojiva. Ovaj odnos između gnojiva i tla je vrlo složen i zahtijeva duboko i detaljno istraživanje. Različiti izvori njihovih gubitaka takođe su povezani sa konverzijom đubriva u tlu. Ovaj problem je jedan od glavnih zadataka agrohemijske nauke. R. Kundler i dr. (1970) općenito pokazuju sljedeće moguće transformacije različitih hemijskih jedinjenja i povezani gubitak nutrijenata kroz ispiranje, isparavanje u gasovitom obliku i fiksaciju u tlu.
Sasvim je jasno da su ovo samo neki pokazatelji konverzije različitih oblika gnojiva i nutrijenata u tlu, oni još uvijek ne pokrivaju mnoge načine na koje se različita mineralna gnojiva pretvaraju, ovisno o vrsti i svojstvima tla.
Budući da je tlo važan dio biosfere, ono je prvenstveno podvrgnuto kompleksnom kompleksnom dejstvu primijenjenih đubriva, koje može imati sljedeće djelovanje na tlo: izazvati zakiseljavanje ili alkalizaciju životne sredine; poboljšati ili pogoršati agrohemijska i fizička svojstva tla; pospješuju razmjenu apsorpcije jona ili ih istiskuju u otopinu tla; promoviraju ili sprječavaju hemijsku apsorpciju kationa (biogeni i toksični elementi); promoviraju mineralizaciju ili sintezu humusa u tlu; pojačati ili oslabiti učinak drugih hranjivih tvari ili gnojiva u tlu; mobilizirati ili imobilizirati hranjive tvari tla; izazivaju antagonizam ili sinergizam nutrijenata i stoga značajno utiču na njihovu apsorpciju i metabolizam u biljkama.
U tlu mogu postojati složene direktne ili indirektne interakcije između biogenih toksičnih elemenata, makro- i mikroelemenata, što značajno utiče na svojstva tla, rast biljaka, njihovu produktivnost i kvalitet usjeva.
Dakle, sistematsko korištenje fiziološki kiselih mineralnih gnojiva na kiselim borovno-podzolistim tlima povećava njihovu kiselost i ubrzava ispiranje kalcija i magnezija iz obradivog sloja i, posljedično, povećava stepen nezasićenosti bazama, smanjujući plodnost tla. Stoga se na takvim nezasićenim tlima primjena fiziološki kiselih gnojiva mora kombinirati s vapnenjem tla i neutralizacijom mineralnih gnojiva.
Dvadeset godina primjene gnojiva u Bavarskoj na muljevitim, slabo dreniranim tlima, u kombinaciji sa vapnenjem trave, rezultiralo je povećanjem pH vrijednosti sa 4,0 na 6,7. U apsorbovanom kompleksu tla, zamjenjivi aluminij je zamijenjen kalcijumom, što je dovelo do značajnog poboljšanja svojstava tla. Gubici kalcijuma kao rezultat ispiranja iznosili su 60-95% (0,8-3,8 c/ha godišnje). Proračuni su pokazali da je godišnja potreba za kalcijumom bila 1,8-4 q/ha. U ovim eksperimentima prinos poljoprivrednih biljaka je dobro korelirao sa stepenom zasićenosti tla bazom. Autori su zaključili da su pH tla >5,5 i visok stepen zasićenosti bazom (V = 100%) potrebni za postizanje visokog prinosa; istovremeno se izmjenjivi aluminij uklanja iz zone najveće lokacije korijenskog sistema biljaka.
U Francuskoj je otkriven veliki značaj kalcijuma i magnezijuma u povećanju plodnosti zemljišta i poboljšanju njihovih svojstava. Utvrđeno je da ispiranje dovodi do iscrpljivanja rezervi kalcijuma i magnezijuma.
u tlu. U proseku, godišnji gubitak kalcijuma je 300 kg/ha (200 kg na kiselom tlu i 600 kg na karbonatnom), a magnezijuma - 30 kg/ha (na peskovitim zemljištima dostižu 100 kg/ha). Osim toga, neki plodoredi (mahunarke, industrijski itd.) izvlače značajne količine kalcija i magnezija iz tla, pa usjevi koji slijede često pokazuju simptome nedostatka ovih elemenata. Takođe ne treba zaboraviti da kalcijum i magnezijum imaju ulogu fizičko-hemijskih melioransa, blagotvorno utiču na fizička i hemijska svojstva zemljišta, kao i na njegovu mikrobiološku aktivnost. To posredno utiče na uslove mineralne ishrane biljaka drugim makro- i mikroelementima. Da bi se održala plodnost tla, potrebno je vratiti nivoe kalcijuma i magnezijuma izgubljene kao rezultat ispiranja i uklanjanja iz tla poljoprivrednim kulturama; za to se godišnje unosi 300-350 kg CaO i 50-60 kg MgO po 1 ha.
Zadatak nije samo nadoknaditi gubitke ovih elemenata zbog ispiranja i uklanjanja poljoprivrednim kulturama, već i vratiti plodnost tla. U ovom slučaju količine primjene kalcija i magnezija zavise od početne pH vrijednosti, sadržaja MgO u tlu i sposobnosti fiksiranja tla, odnosno prvenstveno od sadržaja fizičke gline i organske tvari u njemu. Proračunato je da je za povećanje pH tla za jednu jedinicu potrebno uneti vapno od 1,5 do 5 t/ha, u zavisnosti od sadržaja fizičke gline (<10% - >30%), Za povećanje sadržaja magnezijuma u gornjem sloju tla za 0,05%, potrebno je primijeniti 200 kg MgO/ha.
Vrlo je važno uspostaviti ispravne doze vapna u specifičnim uslovima njegove upotrebe. Ovo pitanje nije tako jednostavno kako se često misli. Obično se doze vapna određuju u zavisnosti od stepena kiselosti tla i njegove zasićenosti bazama, kao i vrste tla. Ova pitanja zahtijevaju dalje, dublje proučavanje u svakom konkretnom slučaju. Važno pitanje je učestalost primjene vapna, frakciona primjena u plodoredu, kombinacija kamencanja sa fosforitom i primjena drugih gnojiva. Utvrđena je potreba za naprednim vapnenjem kao uslovom za povećanje efikasnosti mineralnih đubriva na kiselim tlima tajga-šumske i šumsko-stepske zone. Vapnenje značajno utiče na pokretljivost makro- i mikroelemenata primenjenih đubriva i samog zemljišta. A to utiče na produktivnost poljoprivrednih biljaka, kvalitetu hrane i stočne hrane, a samim tim i na zdravlje ljudi i životinja.
MR Sheriff (1979) smatra da se moguće prekomjerno vapnjenje tla može suditi po dva nivoa: 1) kada se produktivnost pašnjaka i životinja ne povećava dodatnom primjenom vapna (autor to naziva maksimalnim ekonomskim nivoom) i 2) kada se krečnjava remeti ravnotežu hranljivih materija u tlu, a to negativno utiče na produktivnost biljaka i zdravlje životinja. Prvi nivo u većini tla se opaža pri pH od oko 6,2. Na tresetnim tlima, maksimalni ekonomski nivo je uočen pri pH 5,5. Neki pašnjaci na laganim vulkanskim tlima ne pokazuju nikakve znakove osjetljivosti na vapno pri prirodnom pH od 5,6.
Neophodno je striktno voditi računa o zahtjevima gajenih usjeva. Dakle, čajni grm preferira kisela crvena tla i žuta zemljano-podzolista tla, a kamenac inhibira ovu kulturu. Unošenje vapna negativno utiče na lan, krompir (detalji) i druge biljke. Mahunarke, koje su inhibirane na kiselim zemljištima, najbolje reaguju na kreč.
Problem produktivnosti biljaka i zdravlja životinja (drugi nivo) najčešće se javlja pri pH = 7 ili više. Osim toga, tla se razlikuju po brzini i stepenu osjetljivosti na vapno. Na primjer, prema M.R. Sheriffu (1979), za promjenu pH od 5 do 6 za laka tla potrebno je oko 5 t/ha, a za teška glinena tla 2 puta više. Takođe je važno uzeti u obzir sadržaj kalcijum karbonata u krečnom materijalu, kao i rastresitost stijene, finoću njenog mljevenja itd. Sa agrohemijskog gledišta, veoma je važno uzeti u obzir mobilizacija i imobilizacija makro- i mikroelemenata u tlu pod dejstvom kamenca. Utvrđeno je da vapno mobilizira molibden, koji u višku može negativno utjecati na rast biljaka i zdravlje životinja, ali se istovremeno javljaju simptomi manjka bakra u biljkama i stoci.
Upotreba gnojiva ne može samo mobilizirati pojedinačne hranjive tvari u tlu, već ih i vezati, pretvarajući ih u oblik nedostupan biljkama. Istraživanja sprovedena u našoj zemlji i inostranstvu pokazuju da jednostrana upotreba visokih doza fosfatnih đubriva često značajno smanjuje sadržaj mobilnog cinka u zemljištu, izazivajući cink gladovanje biljaka, što negativno utiče na količinu i kvalitet useva. Stoga upotreba visokih doza fosfornih gnojiva često zahtijeva primjenu cink gnojiva. Štoviše, unošenje jednog gnojiva fosfora ili cinka možda neće dati efekta, a njihova kombinirana upotreba će dovesti do značajne pozitivne interakcije između njih.
Mnogo je primjera koji svjedoče o pozitivnoj i negativnoj interakciji makro- i mikroelemenata. Na Svesaveznom naučno-istraživačkom institutu za poljoprivrednu radiologiju proučavan je uticaj mineralnih đubriva i kamenca zemljišta dolomitom na unos stroncijuma (90 Sr) radionuklida u biljke. Sadržaj 90 Sr u prinosu raži, pšenice i krompira pod uticajem kompletnog mineralnog đubriva smanjen je za 1,5-2 puta u odnosu na neđubreno zemljište. Najmanji sadržaj 90 Sr u usevu pšenice bio je u varijantama sa visokim dozama fosfatnih i potašnih đubriva (N 100 P 240 K 240), te u krtolima krompira, kada su primenjivane visoke doze potašnog đubriva (N 100 P 80 K). 240). Unošenje dolomita smanjilo je akumulaciju 90 Sr u usevu pšenice za 3-3,2 puta. Unošenje punog đubriva N 100 P 80 K 80 na pozadini vapnenja dolomitom smanjilo je akumulaciju radiostroncijuma u zrnu i pšeničkoj slami za 4,4-5 puta, a u dozi od N 100 P 240 K 240 - 8 puta u odnosu na sadržaj bez kamenca.
F. A. Tihomirov (1980) ukazuje na četiri faktora koji utiču na veličinu uklanjanja radionuklida iz zemljišta usevima: biogeohemijska svojstva tehnogenih radionuklida, svojstva zemljišta, biološke karakteristike biljaka i agrometeorološki uslovi. Na primjer, iz obradivog sloja tipičnih tla evropskog dijela SSSR-a, kao rezultat procesa migracije, uklanja se 1-5% 90 Sr sadržanog u njemu i do 1% 137 Cs; na lakim zemljištima, brzina uklanjanja radionuklida iz gornjih horizonata je znatno veća nego na teškim zemljištima. Najbolja opskrbljenost biljaka hranjivim tvarima i njihov optimalan omjer smanjuju dotok radionuklida u biljke. Usjevi sa dubokim korijenskim sistemom (lucerna) akumuliraju manje radionuklida od onih sa plitkim korijenskim sistemom (ljulj).
Na osnovu eksperimentalnih podataka u laboratoriji za radioekologiju Moskovskog državnog univerziteta, naučno je potkrijepljen sistem agromjera čijom primjenom se značajno smanjuje dotok radionuklida (stroncijuma, cezijuma i dr.) u biljnu proizvodnju. Ove aktivnosti uključuju: razrjeđivanje radionuklida koji ulaze u tlo u obliku praktično bestežinskih nečistoća sa njihovim hemijskim analozima (kalcijum, kalijum, itd.); smanjenje stepena dostupnosti radionuklida u tlu unošenjem supstanci koje ih pretvaraju u manje pristupačne oblike (organske materije, fosfati, karbonati, glineni minerali); ugrađivanje kontaminiranog sloja tla u podzemni horizont izvan zone distribucije korijenskog sistema (do dubine od 50-70 cm); odabir usjeva i sorti koje akumuliraju minimalne količine radionuklida; postavljanje industrijskih usjeva na kontaminirana tla, korištenje ovih zemljišta za sjemenske parcele.
Ove mjere se također mogu koristiti za smanjenje kontaminacije poljoprivrednih proizvoda i neradioaktivnih toksičnih tvari.
Studije E. V. Yudintseva i drugih (1980) također su otkrile da krečni materijali smanjuju akumulaciju 90 Sr iz travnato-podzoličnog pjeskovitog ilovastog tla u zrnu ječma za oko 3 puta. Uvođenje povećanih doza fosfora na pozadini visokopećne troske smanjilo je sadržaj 90 Sr u ječmenoj slami za 5-7 puta, u zrnu - za 4 puta.
Pod uticajem krečnih materijala, sadržaj cezijuma (137 Cs) u prinosu ječma je smanjen za 2,3-2,5 puta u odnosu na kontrolu. Zajedničkim unošenjem visokih doza potašnog đubriva i visokopećne troske, sadržaj 137 Cs u slami i zrnu smanjen je za 5-7 puta u odnosu na kontrolu. Utjecaj vapna i šljake na smanjenje akumulacije radionuklida u biljkama izraženiji je na borovno-podzolskom tlu nego na sivom šumskom tlu.
Istraživanja američkih naučnika otkrila su da se pri korištenju Ca(OH) 2 za kalciranje smanjila toksičnost kadmijuma kao rezultat vezivanja njegovih jona, dok je korištenje CaCO 3 za krečenje bilo neučinkovito.
U Australiji je proučavan uticaj mangan dioksida (MnO 2 ) na apsorpciju olova, kobalta, bakra, cinka i nikla od strane biljaka djeteline. Utvrđeno je da je dodavanjem mangan-dioksida u tlo jače opadala apsorpcija olova i kobalta i, u manjoj mjeri, nikla; MnO 2 je imao mali uticaj na apsorpciju bakra i cinka.
U SAD su takođe sprovedene studije o uticaju različitih nivoa olova i kadmijuma u tlu na unos kalcijuma, magnezijuma, kalijuma i fosfora kukuruzom, kao i na suvu težinu biljaka.
Iz tabele se vidi da je kadmijum negativno uticao na unos svih elemenata kod biljaka kukuruza starih 24 dana, a olovo je usporavalo unos magnezijuma, kalijuma i fosfora. Kadmijum je negativno uticao i na unos svih elemenata u biljci kukuruza starosti 31 dan, a olovo je pozitivno uticalo na koncentraciju kalcijuma i kalijuma i negativno na sadržaj magnezijuma.
Ova pitanja su od velikog teorijskog i praktičnog značaja, posebno za poljoprivredu u industrijalizovanim regionima, gde se povećava akumulacija niza mikroelemenata, uključujući teške metale. Istovremeno, postoji potreba za dubljim proučavanjem mehanizma interakcije različitih elemenata na njihovom ulasku u biljku, na formiranje usjeva i kvaliteta proizvoda.
Univerzitet Illinois (SAD) je također proučavao učinak interakcije olova i kadmijuma na njihovo usvajanje u biljkama kukuruza.
Biljke pokazuju definitivnu tendenciju povećanja unosa kadmijuma u prisustvu olova; kadmijum u tlu, naprotiv, smanjuje unos olova u prisustvu kadmijuma. Oba metala u ispitivanim koncentracijama suzbijala su vegetativni rast kukuruza.
Interesantna su istraživanja sprovedena u Nemačkoj o uticaju hroma, nikla, bakra, cinka, kadmijuma, žive i olova na apsorpciju fosfora i kalijuma jarim ječmom i kretanje ovih hranljivih materija u biljci. U ispitivanjima su korišteni označeni atomi 32 P i 42 K. U nutrijenti su dodavani teški metali u koncentraciji od 10 -6 do 10 -4 mol/l. Utvrđen je značajan unos teških metala u biljku uz povećanje njihove koncentracije u hranjivom rastvoru. Svi metali su vršili (u različitom stepenu) inhibitorni efekat kako na ulazak fosfora i kalijuma u biljke tako i na njihovo kretanje u biljci. Inhibicijski efekat na unos kalijuma ispoljen je u većoj meri nego fosfora. Osim toga, kretanje oba nutrijenata u stabljike bilo je jače potisnuto nego ulazak u korijen. Uporedni efekat metala na biljku javlja se u sledećem opadajućem redosledu: živa → olovo → bakar → kobalt → hrom → nikl → cink. Ovaj red odgovara elektrohemijskom nizu napona elemenata. Ako se dejstvo žive u rastvoru jasno ispoljavalo već pri koncentraciji od 4∙10 -7 mol/l (= 0,08 mg/l), onda je dejstvo cinka bilo samo pri koncentraciji iznad 10 -4 mol/l (= 6,5 mg/l).
Kao što je već napomenuto, u industrijaliziranim regijama različiti elementi, uključujući teške metale, akumuliraju se u tlu. U blizini velikih autoputeva u Evropi i Sjevernoj Americi vrlo je primjetan uticaj na postrojenja olovnih spojeva koji sa izduvnim gasovima ulaze u zrak i tlo. Dio jedinjenja olova ulazi kroz lišće u biljna tkiva. Brojnim istraživanjima utvrđen je povećan sadržaj olova u biljkama i zemljištu na udaljenosti do 50 m od autoputa. Zabilježeni su slučajevi trovanja biljaka na mjestima posebno intenzivne izloženosti izduvnim gasovima, na primjer, jele na udaljenosti do 8 km od glavnog minhenskog aerodroma, gdje se dnevno izvrši oko 230 letova aviona. Iglice smreke sadržavale su 8-10 puta više olova od iglica u nezagađenim područjima.
Jedinjenja drugih metala (bakar, cink, kobalt, nikl, kadmijum, itd.) primetno utiču na biljke u blizini metalurških preduzeća, dolazeći kako iz vazduha tako i iz zemlje kroz korenje. U takvim slučajevima posebno je važno proučiti i primijeniti tehnike koje sprječavaju prekomjeran unos toksičnih elemenata u biljke. Tako je u Finskoj određen sadržaj olova, kadmijuma, žive, bakra, cinka, mangana, vanadijuma i arsena u zemljištu, kao i salate, spanaća i šargarepe koje se uzgajaju u blizini industrijskih objekata i autoputeva i na čistim područjima. Proučavano je i šumsko voće, gljive i livadsko bilje. Utvrđeno je da se u zoni poslovanja industrijskih preduzeća sadržaj olova u salati kretao od 5,5 do 199 mg/kg suve mase (pozadina 0,15-3,58 mg/kg), u spanaću - od 3,6 do 52,6 mg/ kg suve težine (pozadina 0,75-2,19), u šargarepi - 0,25-0,65 mg/kg. Sadržaj olova u zemljištu iznosio je 187-1000 mg/kg (pozadina 2,5-8,9). Sadržaj olova u gljivama dostigao je 150 mg/kg. Udaljavanjem od autoputa sadržaj olova u biljkama opadao je, na primjer, u šargarepi sa 0,39 mg/kg na udaljenosti od 5 m na 0,15 mg/kg na udaljenosti od 150 m. Sadržaj kadmijuma u tlu varirao je unutar 0,01 -0,69 mg/kg, cink - 8,4-1301 mg/kg (pozadinske koncentracije su bile 0,01-0,05 i 21,3-40,2 mg/kg, respektivno). Zanimljivo je napomenuti da je vapnenjem kontaminiranog tla smanjen sadržaj kadmijuma u salati sa 0,42 na 0,08 mg/kg; potaša i magnezijumska đubriva nisu imala primetan uticaj na to.
U područjima sa velikim zagađenjem, sadržaj cinka u bilju bio je visok - 23,7-212 mg/kg suve težine; Sadržaj arsena u zemljištu je 0,47-10,8 mg/kg, u zelenoj salati - 0,11-2,68, spanaću - 0,95-1,74, šargarepi - 0,09-2,9, šumskom voću - 0,15-0,61, gljivama - 0,20-0,20 mg/kg. stvar. Sadržaj žive u kultivisanim zemljištima iznosio je 0,03-0,86 mg/kg, u šumskim zemljištima 0,04-0,09 mg/kg. Nisu nađene uočljive razlike u sadržaju žive u različitim vrstama povrća.
Primjećuje se utjecaj kamencanja i plavljenja polja na smanjenje unosa kadmijuma u biljke. Na primjer, sadržaj kadmijuma u površinskom sloju tla pirinčanih polja u Japanu je 0,45 mg/kg, dok je njegov sadržaj u pirinču, pšenici i ječmu u nezagađenom tlu 0,06 mg/kg, 0,05 i 0,05 mg/kg, respektivno. Najosjetljivija na kadmijum je soja, kod koje dolazi do smanjenja rasta i mase zrna kada je sadržaj kadmijuma u zemljištu 10 mg/kg. Akumulacija kadmijuma u biljkama riže u količini od 10-20 mg/kg uzrokuje suzbijanje njihovog rasta. U Japanu, MPC za kadmijum u zrnu pirinča je 1 mg/kg.
U Indiji postoji problem toksičnosti bakra zbog njegove velike akumulacije u zemljištu koje se nalazi u blizini rudnika bakra u Biharu. Toksičan nivo EDTA-Cu citrata > 50 mg/kg tla. Naučnici u Indiji su takođe proučavali uticaj kamenca na sadržaj bakra u drenažnoj vodi. Količina vapna iznosila je 0,5, 1 i 3 od potrebnih za krečenje. Istraživanja su pokazala da kamenac ne rješava problem toksičnosti bakra, jer je 50-80% istaloženog bakra ostalo u obliku dostupnom biljkama. Sadržaj raspoloživog bakra u zemljištu zavisio je od brzine vapnenja, početnog sadržaja bakra u drenažnoj vodi i svojstava tla.
Istraživanja su pokazala da su tipični simptomi nedostatka cinka uočeni kod biljaka uzgojenih u hranljivoj podlozi koja sadrži ovaj element 0,005 mg/kg. To je dovelo do suzbijanja rasta biljaka. Istovremeno, nedostatak cinka u biljkama doprinio je značajnom povećanju adsorpcije i transporta kadmijuma. S povećanjem koncentracije cinka u hranjivom mediju, ulazak kadmija u biljke naglo se smanjio.
Od velikog je interesa proučavanje interakcije pojedinih makro- i mikroelemenata u tlu iu procesu ishrane biljaka. Tako je u Italiji proučavan uticaj nikla na ulazak fosfora (32 P) u nukleinske kiseline mladog lišća kukuruza. Eksperimenti su pokazali da niska koncentracija nikla stimuliše, a visoka inhibira rast i razvoj biljaka. U listovima biljaka uzgojenih u koncentraciji nikla od 1 μg/L, ulazak 32 P u sve frakcije nukleinskih kiselina bio je intenzivniji nego u kontroli. Pri koncentraciji nikla od 10 μg/L, značajno je smanjen ulazak 32 P u nukleinske kiseline.
Iz brojnih istraživačkih podataka može se zaključiti da u cilju sprečavanja negativnog uticaja đubriva na plodnost i svojstva zemljišta, naučno zasnovan sistem đubriva treba da obezbedi sprečavanje ili slabljenje mogućih negativnih pojava: zakiseljavanja ili alkalizacije zemljišta, propadanja zemljišta. njegovih agrohemijskih svojstava, neizmjenjivačka apsorpcija biogenih elemenata, hemijska apsorpcija kationa, prekomjerna mineralizacija humusa tla, mobilizacija povećane količine elemenata, što dovodi do njihovog toksičnog djelovanja, itd.
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
Kubanski državni univerzitet
Odsjek za biologiju
u disciplini "Ekologija tla"
"Skriveni negativni efekti gnojiva".
Izvedeno
Afanasyeva L. Yu.
Student 5. godine
(specijalnost -
"bioekologija")
Provjereno Bukareva O.V.
Krasnodar, 2010
Uvod…………………………………………………………………………………………………3
1. Utjecaj mineralnih đubriva na tlo…………………………………………………4
2. Utjecaj mineralnih đubriva na atmosferski zrak i vodu…………..5
3. Utjecaj mineralnih đubriva na kvalitet proizvoda i zdravlje ljudi………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………
4. Geoekološke posljedice upotrebe đubriva…………...8
5. Uticaj đubriva na životnu sredinu………………………………..10
Zaključak……………………………………………………………………………………………….17
Spisak korišćene literature……………………………………………………………...18
Uvod
Zagađenje tla stranim hemikalijama nanosi im veliku štetu. Značajan faktor zagađenja životne sredine je hemizacija poljoprivrede. Čak i mineralna gnojiva, ako se koriste nepravilno, mogu uzrokovati štetu okolišu sa sumnjivim ekonomskim učinkom.
Brojna istraživanja poljoprivrednih hemičara pokazala su da različite vrste i oblici mineralnih đubriva na različite načine utiču na svojstva zemljišta. Gnojiva koja se unose u tlo ulaze u složene interakcije s njim. Ovdje se dešavaju razne vrste transformacija koje zavise od niza faktora: svojstva gnojiva i tla, vremenskih uslova i poljoprivredne tehnologije. Od toga kako dolazi do transformacije pojedinih vrsta mineralnih đubriva (fosfor, potaša, azot) zavisi njihov uticaj na plodnost zemljišta.
Mineralna đubriva su neizbežna posledica intenzivne poljoprivrede. Postoje proračuni da bi se postigao željeni efekat od upotrebe mineralnih đubriva, njihova svetska potrošnja treba da bude oko 90 kg godišnje po osobi. Ukupna proizvodnja đubriva u ovom slučaju dostiže 450-500 miliona tona godišnje, dok je njihova svetska proizvodnja trenutno 200-220 miliona tona godišnje ili 35-40 kg godišnje po osobi.
Upotreba đubriva se može smatrati jednom od manifestacija zakona povećanja uložene energije po jedinici poljoprivredne proizvodnje. To znači da je za postizanje istog povećanja prinosa potrebna sve veća količina mineralnih đubriva. Dakle, u početnim fazama primjene đubriva povećanje od 1 tone zrna po 1 ha osigurava unošenje 180-200 kg azotnih đubriva. Sljedeća dodatna tona žitarica povezana je sa 2-3 puta većom dozom gnojiva.
Ekološke posljedice upotrebe mineralnih đubriva Preporučljivo je razmotriti, barem sa tri tačke gledišta:
Lokalni uticaj đubriva na ekosisteme i zemljišta na koja se primenjuju.
Nečuven uticaj na druge ekosisteme i njihove veze, prvenstveno na vodenu sredinu i atmosferu.
Utjecaj na kvalitetu proizvoda dobivenih iz gnojenog tla i zdravlje ljudi.
1. Utjecaj mineralnih đubriva na zemljište
U tlu kao sistemu, takvom promjene koje dovode do gubitka plodnosti:
Povećava kiselost;
Sastav vrsta tla organizama se mijenja;
Cirkulacija supstanci je poremećena;
Struktura koja pogoršava druga svojstva je uništena.
Postoje dokazi (Mineev, 1964) da je povećano ispiranje kalcija i magnezija iz njih posljedica povećanja kiselosti tla upotrebom gnojiva (prvenstveno kiselih dušičnih gnojiva). Da bi se ova pojava neutralizirala, ovi elementi se moraju unijeti u tlo.
Fosforna gnojiva nemaju tako izražen zakiseljavajući učinak kao dušična gnojiva, ali mogu uzrokovati gladovanje biljaka cinkom i nakupljanje stroncija u nastalim proizvodima.
Mnoga đubriva sadrže strane nečistoće. Konkretno, njihovo uvođenje može povećati radioaktivnu pozadinu i dovesti do progresivne akumulacije teških metala. Osnovni način smanjiti ove efekte.– umerena i naučno utemeljena upotreba đubriva:
Optimalne doze;
Minimalna količina štetnih nečistoća;
Zamijenite s organskim gnojivima.
Također biste trebali zapamtiti izraz da su "mineralna đubriva sredstvo za maskiranje stvarnosti." Dakle, postoje dokazi da se više minerala uklanja s proizvodima erozije tla nego što se unosi gnojivima.
2. Utjecaj mineralnih đubriva na atmosferski zrak i vodu
Utjecaj mineralnih gnojiva na atmosferski zrak i vodu uglavnom je povezan s njihovim azotnim oblicima. Dušik iz mineralnih gnojiva ulazi u zrak ili u slobodnom obliku (kao rezultat denitrifikacije) ili u obliku isparljivih spojeva (na primjer, u obliku dušikovog oksida N 2 O).
Prema savremenim konceptima, gasoviti gubici azota iz azotnih đubriva kreću se od 10 do 50% njegove primene. Efikasno sredstvo za smanjenje gasovitih gubitaka azota je njihova naučno utemeljena primjena:
Nanošenje u zonu formiranja korijena za najbržu apsorpciju od strane biljaka;
Upotreba supstanci-inhibitora gasnih gubitaka (nitropirin).
Najopipljiviji uticaj na izvore vode, pored azota, imaju i fosforna đubriva. Prenos đubriva u izvore vode je minimalan kada se pravilno primenjuje. Posebno je neprihvatljivo rasipati gnojiva na snježni pokrivač, raspršivati ih iz zrakoplova u blizini vodenih tijela i skladištiti ih na otvorenom.
3. Uticaj mineralnih đubriva na kvalitet proizvoda i zdravlje ljudi
Mineralna gnojiva mogu negativno utjecati kako na biljke tako i na kvalitetu biljnih proizvoda, kao i na organizme koji ih konzumiraju. Glavni od ovih uticaja prikazani su u tabelama 1, 2.
Pri visokim dozama dušičnih gnojiva povećava se rizik od biljnih bolesti. Postoji prekomjerna akumulacija zelene mase, a vjerovatnoća odležanja biljaka naglo raste.
Mnoga đubriva, posebno ona koja sadrže hlor (amonijum hlorid, kalijum hlorid), negativno utiču na životinje i ljude, uglavnom kroz vodu, gde dolazi do oslobađanja hlora.
Negativan učinak fosfatnih đubriva je uglavnom zbog fluora, teških metala i radioaktivnih elemenata koji se nalaze u njima. Fluor pri koncentraciji u vodi većoj od 2 mg/l može doprinijeti razaranju zubne cakline.
Tabela 1 - Uticaj mineralnih đubriva na biljke i kvalitet biljnih proizvoda
| Vrste đubriva | Uticaj mineralnih đubriva |
|
| pozitivno | negativan |
|
| Povećati sadržaj proteina u zrnu; poboljšati kvalitet pečenja žitarica. | Kod velikih doza ili neblagovremenih metoda primjene - nakupljanje u obliku nitrata, nasilan rast na štetu stabilnosti, povećan morbiditet, posebno gljivične bolesti. Amonijum hlorid doprinosi akumulaciji Cl. Glavni akumulatori nitrata su povrće, kukuruz, zob i duvan. | |
| Phosphoric | Smanjiti negativne efekte dušika; poboljšati kvalitet proizvoda; pomažu u povećanju otpornosti biljaka na bolesti. | Pri visokim dozama moguća je toksikoza biljaka. Djeluju uglavnom kroz teške metale koji se nalaze u njima (kadmijum, arsen, selen), radioaktivne elemente i fluor. Glavni akumulatori su peršun, luk, kiseljak. |
| Potash | Slično fosforu. | Djeluju uglavnom kroz akumulaciju hlora prilikom stvaranja kalijum hlorida. Sa viškom kalija - toksikoza. Glavni akumulatori kalijuma su krompir, grožđe, heljda, stakleničko povrće. |
Tabela 2 – Uticaj mineralnih đubriva na životinje i ljude
| Vrste đubriva | Glavni uticaji |
| Azot - nitratni oblici | Nitrati (maksimalna granična koncentracija za vodu 10 mg/l, za hranu - 500 mg/dan po osobi) se redukuju u organizmu do nitrita, koji izazivaju metaboličke poremećaje, trovanja, pogoršanje imunološkog statusa, methemoglobiniju (izgladnjivanje tkiva kiseonikom) . U interakciji s aminima (u želucu), oni stvaraju nitrozamine - najopasnije karcinogene. Kod djece mogu uzrokovati tahikardiju, cijanozu, gubitak trepavica, pucanje alveola. U stočarstvu: beriberi, smanjena produktivnost, nakupljanje uree u mlijeku, povećan morbiditet, smanjena plodnost. |
| Fosfor - superfosfat | Djeluju uglavnom putem fluora. Njegov višak u vodi za piće (više od 2 mg/l) uzrokuje oštećenje zubne cakline kod ljudi, gubitak elastičnosti krvnih žila. Pri sadržaju većem od 8 mg / l - pojave osteohondroze. |
| Gnojiva koja sadrže hlor - kalijum hlorid - amonijum hlorid | Potrošnja vode sa sadržajem hlora većim od 50 mg/l izaziva trovanje (toksikozu) kod ljudi i životinja. |
Atmosfera uvijek sadrži određenu količinu nečistoća koje dolaze iz prirodnih i antropogenih izvora. Stabilnije zone sa visokom koncentracijom zagađenja pojavljuju se na mjestima aktivne ljudske aktivnosti. Antropogeno zagađenje karakteriziraju različiti tipovi i mnoštvo izvora.
Glavni uzroci zagađenja životne sredine đubrivima, njihovi gubici i neproduktivna upotreba su:
1) nesavršenost tehnologije transporta, skladištenja, mešanja i đubrenja;
2) kršenje tehnologije njihove primene u plodoredu i za pojedinačne useve;
3) vodena i vetrova erozija zemljišta;
4) nesavršenost hemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava mineralnih đubriva;
5) intenzivno korišćenje raznih industrijskih, komunalnih i kućnih otpadaka kao đubriva bez sistematske i pažljive kontrole njihovog hemijskog sastava.
Od upotrebe mineralnih đubriva, zagađenje vazduha je neznatno, posebno prelaskom na upotrebu zrnatih i tečnih đubriva, ali se dešava. Nakon primjene gnojiva, u atmosferi se nalaze spojevi koji sadrže uglavnom dušik, fosfor i kalij.
Pri proizvodnji mineralnih đubriva dolazi i do značajnog zagađenja vazduha. Dakle, prašina i gasni otpad proizvodnje potaše obuhvata emisije dimnih gasova iz odeljenja za sušenje, čiji su sastojci koncentrovana prašina (KCl), hlorovodonik, pare sredstava za flotaciju i agensi protiv zgrušavanja (amini). U pogledu uticaja na životnu sredinu, azot je od najveće važnosti.
Organska materija, poput slame i sirovog lišća šećerne repe, smanjila je gasni gubitak amonijaka. Ovo se može objasniti sadržajem u kompostu CaO, koji ima alkalna svojstva, i toksična svojstva koja mogu potisnuti aktivnost nitrifikatora.
Njegovi gubici od đubriva su prilično značajni. Na terenu se asimiluje za oko 40%, u nekim slučajevima za 50-70%, imobilisano u tlu za 20-30%.
Postoji mišljenje da je ozbiljniji izvor gubitaka dušika od ispiranja njegovo isparavanje iz tla i gnojiva koja se na njega nanose u obliku gasovitih jedinjenja (15-25%). Na primjer, u evropskoj poljoprivredi 2/3 gubitaka dušika se dešava zimi, a 1/3 ljeti.
Fosfor se kao biogeni element manje gubi u okoliš zbog svoje male pokretljivosti u tlu i ne predstavlja takvu opasnost za okoliš kao dušik.
Gubici fosfata najčešće nastaju tokom erozije tla. Kao rezultat površinskog ispiranja tla, sa svakog hektara se odnese do 10 kg fosfora.
Atmosfera se samopročišćava od zagađenja kao rezultat taloženja čvrstih čestica, njihovog ispiranja iz zraka padavinama, rastvaranja u kapima kiše i magle, rastvaranja u vodama mora, okeana, rijeka i drugih vodenih tijela, disperzija u prostoru. Ali, kao što znate, ovi procesi su veoma spori.
1.3.3 Uticaj mineralnih đubriva na vodene ekosisteme
U posljednje vrijeme dolazi do naglog porasta proizvodnje mineralnih đubriva i unosa nutrijenata u kopnene vode, što je kao samostalan problem stvorilo problem antropogene eutrofikacije površinskih voda. Ove okolnosti, naravno, imaju prirodan odnos.
Otpadne vode koje sadrže mnogo jedinjenja dušika i fosfora ulaze u vodena tijela. To je zbog ispiranja đubriva iz okolnih polja u rezervoare. Kao rezultat toga, dolazi do antropogene eutrofikacije takvih vodnih tijela, povećava se njihova neisplativa produktivnost, pojačan je razvoj fitoplanktona obalnih šikara, algi, „cvjetanja vode“ itd. Sumporovodik i amonijak se akumuliraju u dubokoj zoni, a anaerobni procesi intenzivirati. Redoks procesi su poremećeni i dolazi do manjka kiseonika. To dovodi do uginuća vrijedne ribe i vegetacije, voda postaje neprikladna ne samo za piće, već i za kupanje. Takvo eutrofno vodno tijelo gubi svoj ekonomski i biogeocenotski značaj. Stoga je borba za čistu vodu jedan od najvažnijih zadataka cjelokupnog kompleksa problema zaštite prirode.
Prirodni eutrofni sistemi su dobro izbalansirani. Vještačko unošenje biogenih elemenata kao rezultat antropogenog djelovanja narušava normalno funkcioniranje zajednice i stvara nestabilnost u ekosistemu koja je pogubna za organizme. Ako strane tvari prestanu ulaziti u takva vodna tijela, mogu se vratiti u prvobitno stanje.
Optimalan rast akvatičnih biljnih organizama i algi uočava se pri koncentraciji fosfora 0,09-1,8 mg/l i nitratnog dušika 0,9-3,5 mg/l. Niže koncentracije ovih elemenata ograničavaju rast algi. Za 1 kg fosfora koji ulazi u rezervoar formira se 100 kg fitoplanktona. Do cvjetanja vode zbog algi dolazi tek kada koncentracija fosfora u vodi prelazi 0,01 mg/l.
Značajan dio biogenih elemenata ulazi u rijeke i jezera sa oticajnim vodama, iako je u većini slučajeva ispiranje elemenata površinskim vodama znatno manje nego kao rezultat migracije duž profila tla, posebno u područjima sa režimom ispiranja. Do onečišćenja prirodnih voda biogenim elementima zbog đubriva i njihove eutrofikacije dolazi, pre svega, u slučajevima kada je narušena agronomska tehnologija primene đubriva i ne sprovodi se skup agrotehničkih mera, uopšteno gledano, kultura poljoprivrede je na visokom nivou. nizak nivo.
Kod upotrebe fosfornih mineralnih đubriva, uklanjanje fosfora tečnim oticanjem se povećava za oko 2 puta, dok se kod čvrstog oticanja ne javlja povećanje uklanjanja fosfora ili čak dolazi do blagog smanjenja.
Sa tečnim oticanjem sa oranica, unosi se 0,0001-0,9 kg fosfora po hektaru. Sa celokupne teritorije koju zauzimaju obradive površine u svetu, a to je oko 1,4 milijarde hektara, zbog upotrebe mineralnih đubriva, u savremenim uslovima, dodatno se iznosi oko 230 hiljada tona fosfora.
Neorganski fosfor se nalazi u kopnenim vodama uglavnom u obliku derivata ortofosforne kiseline. Oblici postojanja fosfora u vodi nisu ravnodušni prema razvoju vodene vegetacije. Najdostupniji fosfor su otopljeni fosfati, koje oni gotovo u potpunosti koriste tokom intenzivnog razvoja biljaka. Apatit fosfor, taložen u sedimentima dna, praktički nije dostupan vodenim biljkama i slabo ga koriste.
Migracija kalijuma duž profila tla srednjeg ili teškog mehaničkog sastava značajno je otežana zbog apsorpcije koloidima tla i prelaska u izmjenjivo i neizmjenjivo stanje.
Površinsko otjecanje uglavnom ispire kalijum iz tla. To nalazi odgovarajući izraz u vrijednostima sadržaja kalija u prirodnim vodama i nepostojanju veze između njih i doza kalijevih gnojiva.
Što se tiče azotnih đubriva, mineralnih đubriva, količina azota u oticaju iznosi 10-25% njegovog ukupnog unosa sa đubrivima.
Dominantni oblici azota u vodi (isključujući molekularni azot) su NO 3 ,NH 4 ,NO 2 , rastvorljivi organski azot i azot u česticama. U jezerskim akumulacijama koncentracija može varirati od 0 do 4 mg/l.
Međutim, prema brojnim istraživačima, procjena doprinosa dušika zagađenju površinskih i podzemnih voda je očigledno precijenjena.
Dušična đubriva sa dovoljnom količinom drugih hranljivih materija u većini slučajeva doprinose intenzivnom vegetativnom rastu biljaka, razvoju korenovog sistema i apsorpciji nitrata iz zemljišta. Povećava se površina listova i, s tim u vezi, povećava se koeficijent transpiracije, povećava se potrošnja vode u biljci, a vlažnost tla se smanjuje. Sve to smanjuje mogućnost ispiranja nitrata u niže horizonte profila tla, a odatle u podzemne vode.
Maksimalna koncentracija azota se uočava u površinskim vodama tokom perioda poplava. Količina azota koji se izluži iz slivnih područja tokom perioda poplava u velikoj mjeri je određena akumulacijom azotnih jedinjenja u snježnom pokrivaču.
Može se primijetiti da je uklanjanje kako ukupnog azota tako i njegovih pojedinačnih oblika tokom poplavnog perioda veće od rezervi dušika u snježnom pokrivaču. Ovo može biti zbog erozije gornjeg sloja tla i ispiranja dušika sa čvrstim otjecanjem.
Utjecaj mineralnih gnojiva na mikroorganizme tla i njegovu plodnost. Unošenjem đubriva u tlo ne samo da se poboljšava ishrana biljaka, već se menjaju i uslovi za postojanje mikroorganizama u tlu, kojima su takođe potrebni mineralni elementi.
U povoljnim klimatskim uslovima, broj mikroorganizama i njihova aktivnost nakon unošenja đubriva u zemljište značajno raste. Pojačava se razgradnja humusa, povećava se mobilizacija dušika, fosfora i drugih elemenata.
Nakon primjene mineralnih gnojiva aktivira se aktivnost bakterija. U prisustvu mineralnog azota, humus se lakše razgrađuje i mikroorganizmi ga koriste. Primjena mineralnih gnojiva uzrokuje blagi pad broja aktinomiceta i povećanje populacije gljivica, što može biti posljedica pomaka reakcije okoline na kiselu stranu kao rezultat unošenja fiziološki kiselih soli. : aktinomicete ne podnose dobro zakiseljavanje, a razmnožavanje mnogih gljiva ubrzava se u kiselijoj sredini.
Mineralna đubriva, iako aktiviraju aktivnost mikroorganizama, smanjuju gubitak humusa i stabilizuju nivo humusa, u zavisnosti od količine ostatka useva i korena.
Unošenjem mineralnih i organskih đubriva u zemljište pojačava se intenzitet mikrobioloških procesa, usled čega se istovremeno povećava transformacija organskih i mineralnih materija.
Karakterističan pokazatelj aktivacije mikrobne aktivnosti pod uticajem đubriva je pojačano "disanje" tla, odnosno oslobađanje CO 2 iz njega. To je rezultat ubrzanog raspadanja organskih spojeva tla, uključujući humus.
Unošenje fosforno-kalijumskih gnojiva u tlo malo doprinosi korištenju dušika tla od strane biljaka, ali pojačava aktivnost mikroorganizama koji fiksiraju dušik.
Ponekad unošenje mineralnih đubriva u zemljište, posebno u visokim dozama, negativno utiče na njegovu plodnost. To se obično opaža na tlima s malo pufera kada se koriste fiziološki kisela gnojiva. Kada se tlo zakiseli, spojevi aluminija koji su toksični za mikroorganizme tla i biljke prelaze u otopinu.
Unošenje vapna, posebno zajedno sa stajnjakom, povoljno utiče na saprotrofnu mikrofloru. Promjenom pH tla u povoljnom smjeru, vapno neutralizira štetno djelovanje fiziološki kiselih mineralnih gnojiva.
Uticaj mineralnih đubriva na prinos povezan je sa zonskim položajem zemljišta. Kao što je već navedeno, u tlima sjeverne zone procesi mikrobiološke mobilizacije teku sporo. Stoga je na sjeveru izraženiji nedostatak osnovnih hranljivih materija za biljke, a mineralna đubriva su, čak i u malim dozama, efikasnija nego u južnoj zoni. To nije u suprotnosti s poznatom tezom o najboljem djelovanju mineralnih gnojiva na pozadini visoke obrade tla.
Prirodna organska đubriva na različite načine utiču na tlo: životinje imaju veći uticaj na njegov hemijski sastav, a biljna đubriva na fizičke kvalitete zemljišta. Međutim, većina organskih đubriva ima pozitivan uticaj na vodno-fizička, termička i hemijska svojstva zemljišta, kao i na biološku aktivnost. Osim toga, uvijek je moguće kombinirati nekoliko vrsta organskih gnojiva, kombinirajući njihova pozitivna svojstva (Kruzhilin, 2002). Organska đubriva služe kao najvažniji izvor hranljivih materija za biljke (Popov, Khokhlov et al., 1988).
U uslovima intenzivne hemizacije od velike je važnosti pozabaviti se pitanjima regulacije fizičkih svojstava zemljišta, jer je asimilacija hranljivih materija od strane biljaka usko povezana sa vodnim, vazdušnim i termičkim režimima zemljišta, koji zavise od priroda strukture tla (Revut, 1964). Stvaranje vodootpornih strukturnih agregata u velikoj je mjeri povezano sa sadržajem i kvalitativnim sastavom humusnih tvari. Stoga je mogućnost uticaja na vodootpornost zemljišnih makroagregata tokom sistematske primjene stajnjaka i drugih organskih đubriva od velikog interesa za stručnjake. Prema informacijama dostupnim u literaturi, organska đubriva imaju veliku ulogu u poboljšanju ovih svojstava zemljišta (Kudzin i Sukhobrus, 1966).
Organska đubriva stabilizuju temperaturu zemljišta, značajno smanjuju gubitke tla od erozije i površinskog oticanja za 26% u slučaju nanošenja stajnjaka na površinu zemljišta, odnosno za 10% u slučaju oranja.
Sa povećanjem doze stajnjaka bez smeće, brzina infiltracije se smanjuje, nastali usporeni infiltracijski sloj smanjuje ukupni volumen velikih pora, a povećava male, a čestice mulja se talože u sistemu pora (Pokudin, 1978).
Gotovo sva organska gnojiva su kompletna, jer sadrže dušik, fosfor, kalij, kao i mnoge elemente u tragovima, vitamine i hormone u obliku dostupnom biljkama. S tim u vezi, najviše se koriste na tlima sa niskim potencijalom plodnosti, kao što su podzola i buseno-podzolna tla (Smeyan, 1963).
Tako je utvrđeno da se unošenjem stajnjaka poboljšava sastav tla, povećava vodootpornost strukturnih agregata ne samo u sloju od 20 cm, već i na velikim dubinama. Sistematska upotreba stajnjaka poboljšava vodno-fizička svojstva tla. Sposobnost organskih đubriva da povećaju sposobnost upijanja, kapacitet vlage i druga fizička i hemijska svojstva direktno je povezana sa sadržajem organske materije u njima. Stoga stajnjak bez stelje u najvećoj mjeri poboljšava fizičko-hemijska svojstva (Nebolsin, 1997).