Сторінка
1

Визначення рівня захисних біологічних можливостей ґрунту від забруднення. Основні закони агроекології

1. Визначення рівня захисних біологічних можливостей ґрунту від забруднення.

Нині у рослинництві доведена і актуальна роль мікроелементів. Але як мікродобрива часто використовують не чисті солі, а різні відходи промислових підприємств. Наприклад, піритний недогарок застосовують як мідне добриво, хоча в ньому містяться також свинець, миш’як та інші шкідливі речовини.

Миш’як потрапляє у ґрунт і з мінеральними добривами. Так, у подвійному суперфосфаті його міститься 300 мг/кг, в аміачній селітрі — близько 60 мг/кг. Сполуки миш’яку мігрують не тільки з ґрунтовими водами, але й у вигляді газів (від 2 до 11% загального вмісту миш'яку в ґрунті). У ґрунт із добривами надходить також багато баласту (хлор, натрій тощо), що негативно впливає на властивості останнього, викликає зміни фізіологічних і біохімічних процесів у рослинах, погіршує якість сільськогосподарської продукції. Потрапляючи у ґрунтові води, баластні речовини забруднюють водойми.

Підвищена кількість фтору пригнічує ферменти у рослині, гальмує фотосинтез і порушує білковий обмін. Негативно діє фтор і на активність ґрунтової мікрофлори. Забруднення ними кормових рослин може негативно позначатися на продуктивності сільськогосподарських тварин. При вмісті його в питній воді понад 2 мг/л у людини руйнується емаль зубів та виникають інші захворювання. Кукурудза, удобрена підвищеними дозами суперфосфату, містить в 1,5 раза більше фтору порівняно з контрольними рослинами (без добрив). Так, якщо за нормальних умов рівень його у зерні не перевищує 7 мг/кг, то за наведених обставин він навіть перевищує 10 мг/кг.

При внесенні фосфоритного борошна у ґрунт хоч і в незначних кількостях, але потрапляють уран, радій та інші радіоактивні елементи. У фосфоритах і апатитах містяться рідкісноземельні елементи та стронцій. У руді на 1 т Р2O5 припадає до 100 кг фтору, 40 — стронцію і 25 кг рідкісноземельних елементів.

Нині світове виробництво фосфорних добрив досягло 20 млн. т за рік (у перерахунку на P2O5). Із ними в ґрунт вноситься 2—3 млн. т фтору. При систематичному застосуванні підвищених доз суперфосфату, що містить близько 1,5 % водорозчинного фтору, останній нагромаджується у великих кількостях і забруднює не тільки ґрунт, але й рослини.

Ґрунт є важливою ланкою біосфери. Внесені добрива зазнають перетворень самі й впливають на властивості ґрунту: змінюють його реакцію середовища і вбирну здатність, ступінь мінералізації, життєдіяльність ґрунтової мікрофлори тощо. Надмірне застосування будь-яких добрив порушує баланс поживних речовин у ґрунті, що зумовлює зміни умов живлення рослин і зниження їхньої продуктивності. Підкислення або підлуження ґрунту добривами змінює рухливість мікроелементів. Наприклад, вапнякові добрива переводять молібден у рухомі форми. Різке підвищення вмісту його рухомих форм може негативно позначатися на рості рослин і завдавати шкоди тваринам.

Рослини здатні дещо гальмувати поглинання токсичних речовин. Можна виділити три захисних механізми (перешкоди): на межі ґрунт — корінь, корінь — стебло й стебло — репродуктивні органи. Найбільше важких металів нагромаджується в коренях рослин, менше — у стеблах і найменше — в репродуктивних органах. При зростанні кількості важких металів у ґрунті ця закономірність зберігається. Від ступеня окультурення ґрунту залежить надходження токсичних речовин у рослини. Наприклад, на малородючому дерново-підзолистому ґрунті врожайність зернових культур знижується при вмісті свинцю 250 мг/кг, а на окультуреному чорноземі — при 1000 мг/кг. Отже, при встановленні МДР треба враховувати властивості ґрунту, насамперед ступінь його окультурення.

Наші знання про вплив забруднення на природні системи поки що недостатні й охоплюють обмежене коло регіонів. Потрібно зазначити, що перебільшення деякими авторами розмірів забруднення навколишнього середовища пояснюється не досить точними даними про міграцію речовин і енергії в біосфері, у тому числі й забруднювачів. Недооцінюється також потенціал до самоочищення всієї біосфери та окремих її природних компонентів (ґрунт, повітря, водойми). Усе це свідчить про те, що, прискорюючи темпи хімізації землеробства, необхідно одночасно проводити ретельні еколого-агрохімічні дослідження, вивчати всі статті балансу речовин у біосфері.

Розглядаючи питання забруднення навколишнього середовища, слід пам’ятати, що при виробництві, транспортуванні, зберіганні й застосуванні добрив часто можливі значні їх втрати. В процесі підготовки агроруд (фосфоритів при промиванні, розмелюванні, флотації тощо) вони досягають 40%. Під час перевезення добрив, зберігання і внесення втрачається 10—15 %, що пов’язано з недосконалістю техніки та обладнання. При зберіганні незатарених добрив змінюється їхній гранулометричний склад, внаслідок чого виникає сегрегація змішаних туків. При внесенні не забезпечується рівномірність їх розсіювання, а це зумовлює різні темпи росту і дозрівання сільськогосподарських культур. Одні рослини дістають надмірне живлення, інші — недостатнє, що спричиняє зниження врожаю і погіршення його якості. З метою зменшення забруднення навколишнього середовища слід ретельно розраховувати дози добрив, вибирати правильні строки і способи їх внесення. При цьому важливо враховувати як біологічні особливості рослин, рівень запланованого врожаю, так і ґрунтово-кліматичні умови (табл. 1.65)

1.65 Втрати поживних речовин із ґрунту, кг/га, при внесенні помірних доз добрив

Втрати поживних речовин із ґрунту внаслідок вимивання атмосферними опадами залежать від його гранулометричного складу. Проте при підвищених дозах добрив через вимивання вони збільшуються. Нітратна форма азоту переміщується вниз по профілю з кожним міліметром опадів у середньому на 0,5—1 см. На піщаних ґрунтах це відбувається в півтора рази швидше, ніж на глинистих. Слід зазначити, що у фільтраційних водах переважає азот ґрунту, а не добрив. Останній розподіляється так: засвоюється рослинами 40%, утримується ґрунтом до 30 і вивітрюється ( N2, N2О, NО) — до 30%.

Втрати фосфору добрив з фільтраційними водами незначні (близько 1 кг/га). Фосфати, як правило, не вимиваються за межі метрового шару ґрунту. Втрати калію залежать від гранулометричного складу останнього, вмісту гумусу, кількості водорозчинної форми та інших факторів і становлять 10—20 кг/га.

З катіонів найбільше забруднює природні водойми кальцій. Його вимивання посилюється високими дозами мінеральних добрив (особливо фізіологічно кислих). Це також характерно і для магнію, хоча його втрати з фільтраційними водами менші. Зазначений процес посилюється при зрошенні, особливо у разі порушення режиму поливів.

Втрати поживних речовин різко зростають при одноразовому внесенні високих доз азотних та інших добрив. Оскільки під їхньою дією посилюється рухливість поживних речовин ґрунту, водночас збільшується й вимивання (табл. 1.66). Таким чином, надмірна кількість добрив є потенційним джерелом втрат поживних елементів і забруднення навколишнього середовища.