Conseguenze negative dell'uso di fertilizzanti minerali. L'influenza dei fertilizzanti minerali sulla crescita e lo sviluppo delle piante L'impatto dei fertilizzanti minerali sul suolo
L'applicazione di fertilizzanti al suolo non solo migliora la nutrizione delle piante, ma cambia anche le condizioni per l'esistenza dei microrganismi del suolo, che necessitano anche di elementi minerali.
In condizioni climatiche favorevoli, il numero di microrganismi e la loro attività dopo la concimazione del terreno aumentano in modo significativo. La decomposizione dell'humus si intensifica e, di conseguenza, aumenta la mobilitazione di azoto, fosforo e altri elementi.
C'era un punto di vista secondo cui l'uso a lungo termine di fertilizzanti minerali porta a una catastrofica perdita di humus e a un deterioramento delle proprietà fisiche del suolo. Tuttavia, i dati sperimentali non lo hanno confermato. Quindi, sul terreno fradicio-podzolico della TSCA, l'accademico D.N. Pryanishnikov ha fatto un esperimento con un diverso sistema di fertilizzante. Negli appezzamenti in cui sono stati utilizzati fertilizzanti minerali sono stati applicati in media 36,9 kg di azoto, 43,6 kg di P2O5 e 50,1 kg di K2O per 1 ha all'anno. Nel terreno concimato con letame è stato applicato annualmente in ragione di 15,7 t/ha. Dopo 60 anni è stata effettuata un'analisi microbiologica delle parcelle sperimentali.
Così, in 60 anni, il contenuto di humus nel terreno incolto è diminuito, ma nei terreni concimati le sue perdite sono state inferiori rispetto a quelli non concimati. Ciò può essere spiegato dal fatto che l'applicazione di fertilizzanti minerali ha contribuito allo sviluppo della microflora autotrofica nel terreno (principalmente alghe), che ha portato ad alcuni accumuli di sostanze organiche nel terreno fumante e, di conseguenza, di humus. fonte diretta di formazione di humus, il cui accumulo sotto l'azione di questo fertilizzante organico è abbastanza comprensibile.
Sugli appezzamenti con lo stesso fertilizzante, ma occupati da colture agricole, i fertilizzanti hanno agito in modo ancora più favorevole. I residui della raccolta e delle radici qui attivavano l'attività dei microrganismi e compensavano il consumo di humus. Il terreno di controllo nella rotazione delle colture conteneva l'1,38% di humus, che ha ricevuto NPK-1,46, e il terreno concimato - 1,96%.
Da notare che nei terreni concimati, anche quelli trattati con letame, il contenuto di acidi fulvici diminuisce e aumenta relativamente il contenuto delle frazioni meno mobili.
In generale, i fertilizzanti minerali stabilizzano il livello di humus in misura maggiore o minore, a seconda della quantità di residuo colturale e radicale rimasto. Il letame ricco di humus migliora ulteriormente questo processo di stabilizzazione. Se il letame viene applicato in grandi quantità, il contenuto di humus nel terreno aumenta.
Molto indicativi sono i dati della Rothamsted Experimental Station (Inghilterra), dove sono stati effettuati studi a lungo termine (circa 120 anni) con monocoltura di frumento invernale. Nel terreno che non ha ricevuto fertilizzanti, il contenuto di humus è leggermente diminuito.
Con l'introduzione annuale di 144 kg di azoto minerale con altri minerali (P 2O 5, K 2O, ecc.) si è notato un lievissimo aumento del contenuto di humus. Un aumento molto significativo del contenuto di humus dei suoli si è verificato con un'applicazione annua di 35 tonnellate di letame per 1 ha al suolo (Fig. 71).
L'introduzione di fertilizzanti minerali e organici nel terreno aumenta l'intensità dei processi microbiologici, per cui aumenta contemporaneamente la trasformazione delle sostanze organiche e minerali.
Gli esperimenti condotti da F. V. Turchin hanno mostrato che l'applicazione di fertilizzanti minerali contenenti azoto (etichettati con 15N) aumenta la resa delle piante non solo come risultato di un effetto fertilizzante, ma anche per un migliore utilizzo dell'azoto dal suolo da parte delle piante ( tabella 27). Nell'esperimento sono stati aggiunti 420 mg di azoto a ciascun recipiente contenente 6 kg di terreno.
Con un aumento della dose di fertilizzanti azotati, aumenta la proporzione di azoto nel suolo utilizzato.
Un indicatore caratteristico dell'attivazione dell'attività della microflora sotto l'influenza dei fertilizzanti è un aumento della "respirazione" del suolo, cioè il rilascio di CO2 da parte sua. Questo è il risultato della decomposizione accelerata dei composti organici del suolo (compreso l'humus).
L'introduzione di fertilizzanti fosforo-potassici nel terreno contribuisce poco all'uso dell'azoto del suolo da parte delle piante, ma migliora l'attività dei microrganismi che fissano l'azoto.
Le informazioni di cui sopra ci consentono di concludere che, oltre all'effetto diretto sulle piante, i fertilizzanti minerali azotati hanno anche un grande effetto indiretto: mobilitano l'azoto nel suolo.
(ottenendo "azoto extra"). Nei terreni ricchi di humus, questo effetto indiretto è molto maggiore di quello diretto. Ciò influisce sull'efficienza complessiva dei fertilizzanti minerali. La generalizzazione dei risultati di 3500 esperimenti con colture di cereali effettuati nella zona di Nonchernozem della parte europea della CSI, realizzati da A.P. Fedoseev, ha mostrato che le stesse dosi di fertilizzanti (NPK 50-100 kg/ha) danno incrementi di resa significativamente maggiori su suoli fertili rispetto a quelli poveri suoli: rispettivamente 4.1; 3,7 e 1,4 c/ha su suoli molto, medi e scarsamente coltivati.
È molto significativo che dosi elevate di fertilizzanti azotati (circa 100 kg/ha e oltre) siano efficaci solo su terreni molto coltivati. Su terreni poco fertili agiscono generalmente negativamente (Fig. 72).
La tabella 28 mostra i dati generalizzati degli scienziati della DDR sul consumo di azoto per ottenere 1 quintale di grano su terreni diversi. Come si può vedere, i fertilizzanti minerali sono più economicamente utilizzati su terreni contenenti più humus.
Pertanto, per ottenere rese elevate, è necessario non solo concimare il terreno con fertilizzanti minerali, ma anche creare un apporto sufficiente di nutrienti per le piante nel terreno stesso. Ciò è facilitato dall'introduzione di fertilizzanti organici nel terreno.
Talvolta l'applicazione di fertilizzanti minerali al terreno, specie in dosi elevate, ha un effetto estremamente sfavorevole sulla sua fertilità. Questo di solito si osserva su terreni a basso tampone quando si utilizzano fertilizzanti fisiologicamente acidi. Quando il terreno è acidificato, i composti di alluminio passano nella soluzione, che hanno un effetto tossico sui microrganismi del suolo e sulle piante.
L'effetto negativo dei fertilizzanti minerali è stato notato su terreni podzolici sabbiosi e sabbiosi argillosi leggeri, sterili della stazione sperimentale agricola di Solikamsk. Una delle analisi del terreno variamente fertilizzato di questa stazione è riportata in Tabella 29.
In questo esperimento, N90, P90, K120 sono stati introdotti nel terreno ogni anno, letame - 2 volte in tre anni (25 t/ha). Sulla base dell'acidità idrolitica totale è stata data calce (4,8 t/ha).
L'uso di NPK per un certo numero di anni ha ridotto significativamente il numero di microrganismi nel suolo. Solo i funghi microscopici non sono stati colpiti. L'introduzione della calce, e in particolare della calce con letame, ha avuto un effetto molto benefico sulla microflora saprofita. Modificando la reazione del terreno in una direzione favorevole, la calce ha neutralizzato gli effetti dannosi dei fertilizzanti minerali fisiologicamente acidi.
Dopo 14 anni, le rese con l'applicazione di fertilizzanti minerali sono addirittura scese a zero a causa della forte acidificazione del suolo. L'utilizzo di calcinaio e letame ha contribuito alla normalizzazione del pH del suolo e all'ottenimento di una coltura sufficientemente elevata per le condizioni indicate. In generale, la microflora del suolo e delle piante ha reagito ai cambiamenti dello sfondo del suolo all'incirca allo stesso modo.
La generalizzazione di una grande quantità di materiale sull'uso di fertilizzanti minerali nella CSI (I. V. Tyurin, A. V. Sokolov e altri) ci consente di concludere che il loro effetto sulla resa è associato alla posizione zonale dei suoli. Come già notato, nei suoli della zona settentrionale i processi di mobilizzazione microbiologica procedono lentamente. Pertanto, c'è una maggiore carenza di nutrienti di base per le piante e i fertilizzanti minerali sono più efficaci rispetto alla zona meridionale. Ciò, tuttavia, non contraddice l'affermazione di cui sopra circa il miglior effetto dei fertilizzanti minerali su fondi altamente coltivati in alcune zone suolo-climatiche.
Soffermiamoci brevemente sull'uso dei microfertilizzanti. Alcuni di essi, come il molibdeno, fanno parte del sistema enzimatico dei microrganismi che fissano l'azoto. Per la fissazione simbiotica dell'azoto
è necessario anche il boro, che assicura la formazione di un normale sistema vascolare nelle piante e, di conseguenza, il corretto flusso di assimilazione dell'azoto. La maggior parte degli altri oligoelementi (Cu, Mn, Zn, ecc.) in piccole dosi aumentano l'intensità dei processi microbiologici nel suolo.
Come è stato dimostrato, i fertilizzanti organici e soprattutto il letame hanno un effetto molto favorevole sulla microflora del suolo. Il tasso di mineralizzazione del letame nel suolo è determinato da una serie di fattori, ma in altre condizioni favorevoli dipende principalmente dal rapporto tra carbonio e azoto (C: N) nel letame. Di solito il letame provoca un aumento della resa entro 2-3 anni al contrario. fertilizzanti azotati che non hanno effetti collaterali. Il letame semidecomposto con un rapporto C:N più stretto esibisce un effetto fertilizzante dal momento in cui viene applicato, poiché non ha materiale ricco di carbonio che provoca un vigoroso assorbimento di azoto da parte dei microrganismi. Nel letame marcito, una parte significativa dell'azoto viene convertita in humus, che è scarsamente mineralizzato. Pertanto, il letame - sypets come fertilizzante azotato ha un effetto più piccolo, ma duraturo.
Queste caratteristiche si applicano ai compost e ad altri fertilizzanti organici. Tenendone conto, è possibile creare fertilizzanti organici che agiscano in determinate fasi di sviluppo della pianta.
Anche i fertilizzanti verdi, o concimi verdi, sono ampiamente utilizzati. Si tratta di fertilizzanti organici arati nel terreno, si mineralizzano più o meno rapidamente a seconda del terreno e delle condizioni climatiche.
Di recente grande attenzione è stata dedicata al tema dell'utilizzo della paglia come fertilizzante organico. L'introduzione della paglia potrebbe arricchire il terreno di humus. Inoltre, la paglia contiene circa lo 0,5% di azoto e altri elementi necessari per le piante. Durante la decomposizione della paglia viene rilasciata molta anidride carbonica, che ha anche un effetto benefico sulle colture. Già all'inizio del 19° secolo. il chimico inglese J. Devi ha evidenziato la possibilità di utilizzare la paglia come fertilizzante organico.
Tuttavia, fino a poco tempo fa, l'aratura della paglia non era raccomandata. Ciò era giustificato dal fatto che la paglia ha un ampio rapporto C:N (circa 80:1) e la sua incorporazione nel terreno provoca la fissazione biologica dell'azoto minerale. I materiali vegetali con un rapporto C:N più stretto non causano questo fenomeno (Fig. 73).
Le piante seminate dopo l'aratura della paglia sono carenti di azoto. Le uniche eccezioni sono i legumi, che si forniscono azoto con l'aiuto di batteri noduli radicali che fissano l'azoto molecolare; colture che si forniscono azoto con l'aiuto di batteri noduli che fissano l'azoto molecolare.
La mancanza di azoto dopo l'incorporazione della paglia può essere compensata applicando fertilizzanti azotati in ragione di 6-7 kg di azoto per 1 tonnellata di paglia arata. Allo stesso tempo, la situazione non è completamente corretta, poiché la paglia contiene alcune sostanze tossiche per le piante. Ci vuole un certo periodo di tempo per la loro disintossicazione, che viene effettuata da microrganismi che decompongono questi composti.
Il lavoro sperimentale svolto negli ultimi anni consente di fornire raccomandazioni per eliminare l'effetto negativo della paglia sulle colture agricole.
Nelle condizioni della zona settentrionale, è consigliabile arare la paglia sotto forma di taglio nel terriccio. Qui, in condizioni aerobiche, tutte le sostanze tossiche per le piante si decompongono piuttosto rapidamente. Con un'aratura superficiale, dopo 1-1,5 mesi, si verifica la distruzione di composti nocivi e inizia a essere rilasciato azoto biologicamente fissato. Al sud, soprattutto nelle zone subtropicali e tropicali, il divario temporale tra l'incorporazione della paglia e la semina può essere minimo anche con aratura profonda. Qui tutti i momenti sfavorevoli scompaiono molto rapidamente.
Se si seguono queste raccomandazioni, il suolo non solo si arricchisce di materia organica, ma in esso vengono attivati processi di mobilizzazione, compresa l'attività dei microrganismi azotofissatori. A seconda di una serie di condizioni, l'introduzione di 1 tonnellata di paglia porta alla fissazione di 5-12 kg di azoto molecolare.
Ora, sulla base di numerose sperimentazioni sul campo condotte nel nostro Paese, è stata pienamente confermata l'opportunità di utilizzare la paglia in eccesso come fertilizzante organico.
L'uso di fertilizzanti minerali (anche ad alte dosi) non sempre porta al previsto aumento della resa.
Numerosi studi indicano che le condizioni meteorologiche della stagione di crescita hanno un'influenza così forte sullo sviluppo delle piante che condizioni meteorologiche estremamente sfavorevoli neutralizzano effettivamente l'effetto dell'aumento dei raccolti anche con dosi elevate di nutrienti (Strapenyants et al., 1980; Fedoseev, 1985 ). I coefficienti di utilizzo dei nutrienti dei fertilizzanti minerali possono variare notevolmente a seconda delle condizioni meteorologiche della stagione di crescita, diminuendo per tutte le colture negli anni con umidità insufficiente (Yurkin et al., 1978; Derzhavin, 1992). A questo proposito, meritano attenzione eventuali nuovi metodi per migliorare l'efficienza dei fertilizzanti minerali in aree ad agricoltura non sostenibile.
Uno dei modi per aumentare l'efficienza dell'uso dei nutrienti dai fertilizzanti e dal suolo, rafforzare l'immunità delle piante a fattori ambientali avversi e migliorare la qualità dei prodotti ottenuti è l'uso di preparati umici nella coltivazione delle colture.
Negli ultimi 20 anni, l'interesse per le sostanze umiche utilizzate in agricoltura è aumentato in modo significativo. Il tema dei fertilizzanti umici non è nuovo né per i ricercatori né per gli operatori agricoli. Dagli anni '50 del secolo scorso è stato studiato l'effetto dei preparati umici sulla crescita, lo sviluppo e la resa di varie colture. Attualmente, a causa del forte aumento del prezzo dei fertilizzanti minerali, le sostanze umiche sono ampiamente utilizzate per aumentare l'efficienza dell'uso dei nutrienti dal suolo e dei fertilizzanti, aumentare l'immunità delle piante a fattori ambientali avversi e migliorare la qualità del raccolto di i prodotti ottenuti.
Materie prime diverse per la produzione di preparati umici. Questi possono essere carboni bruni e scuri, torba, sapropel di lago e fiume, vermicompost, leonardite, nonché vari fertilizzanti organici e rifiuti.
Il metodo principale per ottenere umati oggi è la tecnologia dell'idrolisi alcalina ad alta temperatura delle materie prime, che si traduce nel rilascio di sostanze organiche tensioattive ad alto peso molecolare di varie masse, caratterizzate da una certa struttura spaziale e proprietà fisico-chimiche. La forma preparativa dei fertilizzanti umici può essere una polvere, pasta o liquido con diverso peso specifico e concentrazione della sostanza attiva.
La principale differenza per vari preparati umici è la forma del componente attivo degli acidi umici e fulvici e (o) dei loro sali - in forme solubili in acqua, digeribili o indigeribili. Più alto è il contenuto di acidi organici in un preparato umico, più è prezioso sia per uso individuale che soprattutto per ottenere fertilizzanti complessi con humate.
Esistono vari modi di utilizzare i preparati umici nella produzione vegetale: lavorazione del materiale del seme, concimazione fogliare, introduzione di soluzioni acquose nel terreno.
Humates può essere utilizzato sia separatamente che in combinazione con prodotti fitosanitari, regolatori di crescita, macro e microelementi. La gamma del loro utilizzo nella produzione agricola è estremamente ampia e comprende quasi tutte le colture agricole prodotte sia in grandi imprese agricole che in appezzamenti sussidiari personali. Recentemente, il loro uso in varie colture ornamentali è cresciuto in modo significativo.
Le sostanze umiche hanno un effetto complesso che migliora le condizioni del suolo e il sistema di interazione "suolo - piante":
- aumentare la mobilità del fosforo assimilabile nel suolo e nelle soluzioni del suolo, inibire l'immobilizzazione del fosforo assimilabile e la retrogradazione del fosforo;
- migliorare radicalmente l'equilibrio del fosforo nei suoli e la nutrizione del fosforo delle piante, che si esprime in un aumento della proporzione di composti organofosforici responsabili del trasferimento e della trasformazione dell'energia, della sintesi degli acidi nucleici;
- migliorare la struttura del suolo, la loro permeabilità ai gas, la permeabilità all'acqua dei terreni pesanti;
- mantenere l'equilibrio organo-minerale dei suoli, prevenendone la salinizzazione, l'acidificazione e altri processi negativi che portano ad una diminuzione o perdita di fertilità;
- abbreviare il periodo vegetativo migliorando il metabolismo proteico, concentrando l'apporto di nutrienti alle parti fruttifere delle piante, saturandole con composti ad alta energia (zuccheri, acidi nucleici e altri composti organici) e sopprimendo anche l'accumulo di nitrati nel verde parte delle piante;
- migliorare lo sviluppo dell'apparato radicale della pianta grazie a una buona nutrizione e alla divisione cellulare accelerata.
Particolarmente importanti sono le proprietà benefiche dei componenti umici per il mantenimento dell'equilibrio organo-minerale dei suoli nelle tecnologie intensive. L'articolo di Paul Fixsen "The Concept of Increasing Crop Productivity and Plant Nutrient Efficiency" (Fixen, 2010) fornisce un collegamento a un'analisi sistematica dei metodi per valutare l'efficienza dell'uso dei nutrienti delle piante. Come uno dei fattori significativi che influenzano l'efficienza dell'uso dei nutrienti, sono indicate l'intensità delle tecnologie colturali e i cambiamenti associati nella struttura e nella composizione del suolo, in particolare l'immobilizzazione dei nutrienti e la mineralizzazione della materia organica . I componenti umici in combinazione con i macronutrienti chiave, principalmente il fosforo, mantengono la fertilità del suolo con tecnologie intensive.
Nel lavoro di Ivanova S.E., Loginova I.V., Tyndall T. "Fosforo: meccanismi delle perdite dal suolo e modi per ridurle" (Ivanova et al., 2011), la fissazione chimica del fosforo nei suoli è considerata una delle fattori principali di basso grado l'uso del fosforo da parte delle piante (al livello del 5 - 25% della quantità di fosforo introdotta nel 1° anno). L'aumento del grado di utilizzo del fosforo da parte delle piante nell'anno di applicazione ha un pronunciato effetto ambientale: la riduzione dell'ingresso di fosforo con il deflusso superficiale e sotterraneo nei corpi idrici. La combinazione della componente organica sotto forma di sostanze umiche con il minerale nei fertilizzanti impedisce la fissazione chimica del fosforo in fosfati di calcio, magnesio, ferro e alluminio scarsamente solubili e trattiene il fosforo in una forma disponibile per le piante.
A nostro avviso, l'uso di preparati umici nella composizione di macrofertilizzanti minerali è molto promettente.
Attualmente, ci sono diversi modi per introdurre gli humate nei fertilizzanti minerali secchi:
- trattamento superficiale dei fertilizzanti industriali granulari, ampiamente utilizzato nella preparazione di miscele di fertilizzanti meccanici;
- introduzione meccanica di umati in polvere con successiva granulazione nella produzione su piccola scala di fertilizzanti minerali.
- introduzione di humate nel fuso durante la produzione su larga scala di fertilizzanti minerali (produzione industriale).
L'uso di preparati umici per la produzione di fertilizzanti minerali liquidi utilizzati per il trattamento fogliare delle colture è diventato molto diffuso in Russia e all'estero.
Lo scopo di questa pubblicazione è mostrare l'efficacia comparativa dei fertilizzanti minerali granulari umidificati e convenzionali sulle colture di cereali (frumento invernale e primaverile, orzo) e colza primaverile in varie zone pedoclimatiche della Russia.
Il sodio humate Sakhalin è stato scelto come preparato umico per ottenere risultati elevati garantiti in termini di efficienza agrochimica con i seguenti indicatori ( scheda. uno).
La produzione di Sakhalin humate si basa sull'uso della lignite dal giacimento di Solntsevo in poi Sakhalin, che hanno un'altissima concentrazione di acidi umici in forma digeribile (oltre l'80%). L'estratto alcalino delle lignite di questo deposito è quasi completamente solubile in acqua, polvere non igroscopica e non agglomerante di colore marrone scuro. Nella composizione del prodotto passano anche microelementi e zeoliti, che contribuiscono all'accumulo di nutrienti e regolano il processo metabolico.
Oltre agli indicatori indicati dell'umato di sodio Sakhalin, un fattore importante nella sua scelta come additivo umico è stata la produzione di forme concentrate di preparati umici in quantità industriali, alti indicatori agrochimici di uso individuale, il contenuto di sostanze umiche principalmente nell'acqua- forma solubile e presenza di una forma liquida di umato per una distribuzione uniforme nel granulo nella produzione industriale, nonché registrazione statale come agrochimico.
Nel 2004, Ammofos JSC a Cherepovets ha prodotto un lotto sperimentale di un nuovo tipo di fertilizzante - azophoska (nitroammofoska) grado 13:19:19, con l'aggiunta di Sakhalin sodio humate (estratto alcalino di leonardite) nella polpa secondo la tecnologia, sviluppata all'OAO NIUIF. Vengono forniti gli indicatori di qualità dell'ammofosco umano 13:19:19 scheda. 2.
Il compito principale durante i test industriali è stato quello di dimostrare il metodo ottimale per introdurre l'additivo umato Sakhalin mantenendo la forma idrosolubile di umati nel prodotto. È noto che i composti umici in ambienti acidi (a pH<6) переходят в формы водорастворимых гуматов (H-гуматы) с потерей их эффективности.
L'introduzione dell'umato in polvere "Sakhalinsky" nel riciclo nella produzione di fertilizzanti complessi ha assicurato che l'umato non entrasse in contatto con un mezzo acido nella fase liquida e le sue trasformazioni chimiche indesiderabili. Ciò è stato confermato dalla successiva analisi dei fertilizzanti finiti con humate. L'introduzione dell'umato proprio nella fase finale del processo tecnologico ha determinato il mantenimento della produttività raggiunta del sistema tecnologico, l'assenza di flussi di ritorno ed emissioni addizionali. Inoltre non si è verificato alcun deterioramento dei fertilizzanti fisico-chimici complessi (agglomerante, resistenza granulare, polverosità) in presenza di una componente umica. Anche la progettazione hardware dell'unità di iniezione di humate non ha presentato alcuna difficoltà.
Nel 2004, CJSC "Set-Orel Invest" (regione di Oryol) ha condotto un esperimento di produzione con l'introduzione di ammofosfato umato per l'orzo. L'aumento della resa dell'orzo su un'area di 4532 ettari dall'uso di fertilizzante umano rispetto allo standard ammophos grado 13:19:19 è stato di 0,33 t/ha (11%), il contenuto proteico nel grano è aumentato da 11 a 12,6% ( scheda. 3), che ha dato all'azienda un profitto aggiuntivo di 924 rubli/ha.
Nel 2004, sono stati condotti esperimenti sul campo presso l'Istituto di ricerca russo su legumi e cereali SFUE OPH "Orlovskoye" (regione di Oryol) per studiare l'effetto dell'ammofoska humated e convenzionale (13:19:19) sulla resa e sulla qualità della primavera e grano invernale.
Schema sperimentale:
- Controllo (senza fertilizzante)
N26 P38 K38 kg a.i./ha
N26 P38 K38 kg a.i./ha umidificato
N39 P57 K57 kg a.i./ha
N39 P57 K57 kg a.i./ha humated.
Nell'esperimento con frumento primaverile (varietà Smena) è stata osservata anche la resa massima di 2,78 t/ha applicando una dose maggiore di fertilizzante umorato. Nella stessa variante è stato osservato il più alto contenuto di proteine e glutine nel grano. Come nell'esperimento con il frumento invernale, l'applicazione del fertilizzante umato ha aumentato statisticamente significativamente la resa e il contenuto di proteine e glutine nel chicco rispetto all'applicazione della stessa dose del fertilizzante minerale standard. Quest'ultimo funziona non solo come componente individuale, ma migliora anche l'assorbimento di fosforo e potassio da parte delle piante, riduce la perdita di azoto nel ciclo di nutrizione dell'azoto e in generale migliora lo scambio tra suolo, soluzioni del suolo e piante.
Un significativo miglioramento della qualità del raccolto e del frumento invernale e primaverile indica un aumento dell'efficienza della nutrizione minerale della parte produttiva della pianta.
In base ai risultati dell'azione, l'additivo umato può essere confrontato con l'influenza di microcomponenti (boro, zinco, cobalto, rame, manganese, ecc.). Con un contenuto relativamente piccolo (da decimi all'1%), gli additivi umati e i microelementi forniscono quasi lo stesso aumento della resa e della qualità dei prodotti agricoli. Il lavoro (Aristarkhov, 2010) ha studiato l'effetto dei microelementi sulla resa e qualità di cereali e legumi e ha mostrato un aumento di proteine e glutine sull'esempio del frumento invernale con l'applicazione principale su vari tipi di terreno. L'influenza diretta dei microelementi e degli umati sulla parte produttiva delle colture è comparabile in termini di risultati ottenuti.
Elevati risultati di produzione agrochimica con un affinamento minimo dello schema della strumentazione per la produzione su larga scala di fertilizzanti complessi, ottenuti dall'uso di ammofoska umata (13:19:19) con umato di sodio Sakhalin, hanno permesso di ampliare la gamma di gradi umati di fertilizzanti complessi con l'inclusione di gradi contenenti nitrati.
Nel 2010, l'OJSC Mineralnye Udobreniya (Rossosh, regione di Voronezh) ha prodotto un lotto di azophoska humated 16:16:16 (N:P 2 O 5:K 2 O) contenente humate (estratto alcalino di leonardite) - non meno dello 0,3% e umidità - non più dello 0,7%.
Azofoska con humates era un fertilizzante organominerale granulare grigio chiaro, diverso da quello standard solo per la presenza di sostanze umiche in esso contenute, che davano una sfumatura grigio chiaro appena percettibile al nuovo fertilizzante. L'azofoska con humate è stato raccomandato come fertilizzante organo-minerale per l'applicazione principale e "prima della semina" al terreno e per le medicazioni radicali per tutte le colture in cui è possibile utilizzare l'azofoska convenzionale.
Nel 2010 e nel 2011 Sul campo sperimentale dell'istituto scientifico statale dell'Istituto di ricerca dell'agricoltura di Mosca "Nemchinovka", sono stati condotti studi con azofoska umated prodotto da JSC "Mineral Fertilizers" rispetto a quello standard, nonché con fertilizzanti di potassio (cloruro di potassio) contenenti acidi umici (KaliGum), rispetto al tradizionale concime di potassio KCl.
Gli esperimenti sul campo sono stati condotti secondo la metodologia generalmente accettata (Dospekhov, 1985) sul campo sperimentale dell'Istituto di ricerca agricola di Mosca "Nemchinovka".
Una caratteristica distintiva dei suoli della parcella sperimentale è un alto contenuto di fosforo (circa 150-250 mg/kg) e un contenuto medio di potassio (80-120 mg/kg). Ciò ha portato all'abbandono dell'applicazione principale di fertilizzanti fosfatici. Il terreno è medio limoso fradicio-podzolico. Caratteristiche agrochimiche del terreno prima della posa dell'esperimento: contenuto di sostanza organica - 3,7%, pHsol -5,2, NH 4 - - tracce, NO 3 - - 8 mg / kg, P 2 O 5 e K 2 O (secondo Kirsanov) - 156 e 88 mg/kg, rispettivamente, CaO - 1589 mg/kg, MgO - 474 mg/kg.
Nell'esperimento con azofoska e colza, la dimensione del terreno sperimentale era di 56 m 2 (14 m x 4 m), la ripetizione era quattro volte. Lavorazione pre-semina dopo la concimazione principale - con coltivatore e subito prima della semina - con RBC (erpice rotante). Semina - con seminatrice amazzonica in termini agrotecnici ottimali, profondità di semina di 4-5 cm - per il frumento e 1-3 cm - per la colza. Dose di semina: frumento - 200 kg/ha, colza - 8 kg/ha.
Nell'esperimento sono state utilizzate la varietà di frumento primaverile MIS e la varietà di colza primaverile Podmoskovny. La varietà MIS è una varietà di media stagione altamente produttiva che permette di ottenere costantemente granella adatta alla produzione di pasta. La varietà è resistente all'allettamento; molto più debole dello standard è affetto da ruggine marrone, oidio e fuliggine dura.
Colza primaverile Podmoskovny - mezza stagione, periodo di vegetazione 98 giorni. Ecologicamente plastico, caratterizzato da fioritura e maturazione uniforme, resistenza all'allettamento 4,5-4,8 punti. Il basso contenuto di glucosinolati nei semi consente l'uso di torte e farine nelle diete di animali e pollame a tassi più elevati.
Il raccolto di grano è stato raccolto nella fase di piena maturazione del chicco. La colza è stata tagliata per il foraggio verde nella fase di fioritura. Gli esperimenti per il frumento primaverile e la colza sono stati disposti secondo lo stesso schema.
L'analisi del suolo e delle piante è stata effettuata secondo metodi standard e generalmente accettati in agrochimica.
Schema di esperimenti con azofoska:
Fondo (50 kg a.i. N/ha per condimento)
Sfondo + applicazione principale azophoska 30 kg a.i. NPK/ha
Sfondo + azophoska con applicazione principale humate 30 kg a.i. NPK/ha
Sfondo + applicazione principale azophoska 60 kg a.i. NPK/ha
Sfondo + azophoska con applicazione principale humate 60 kg a.i. NPK/ha
Sfondo + applicazione principale azophoska 90 kg a.i. NPK/ha
Sfondo + azophoska con applicazione principale humate 90 kg a.i. NPK/ha
Durante gli anni di ricerca, le condizioni meteorologiche differivano significativamente dalla media a lungo termine per la zona non Chernozem. Nel 2010 maggio e giugno sono stati favorevoli allo sviluppo delle colture agricole e sono stati deposti genitali nelle piante con la prospettiva di una resa futura in granella di circa 7 t/ha per il frumento primaverile (come nel 2009) e 3 t/ha per colza. Tuttavia, come nell'intera regione centrale della Federazione Russa, nella regione di Mosca è stata osservata una lunga siccità dall'inizio di luglio fino alla raccolta del grano all'inizio di agosto. Le temperature medie giornaliere durante questo periodo sono state superate di 7 ° C e le temperature diurne sono state per lungo tempo superiori a 35 ° C. Le precipitazioni separate a breve termine sono cadute sotto forma di forti piogge e l'acqua è defluita con deflusso superficiale ed è evaporata, solo parzialmente assorbito nel terreno. La saturazione del terreno con l'umidità durante i brevi periodi di pioggia non ha superato la profondità di penetrazione di 2-4 cm Nel 2011, nella prima decade di maggio, dopo la semina e durante la germinazione delle piante, le precipitazioni sono diminuite di quasi 4 volte (4 mm) rispetto alla norma media ponderata a lungo termine (15 mm).
La temperatura media giornaliera dell'aria durante questo periodo (13,9 o C) era significativamente superiore alla temperatura media giornaliera a lungo termine (10,6 o C). La quantità di precipitazioni e la temperatura dell'aria nella 2a e 3a decade di maggio non differivano in modo significativo dalla quantità di precipitazione media e dalle temperature medie giornaliere.
A giugno le precipitazioni sono state molto inferiori alla norma media a lungo termine, la temperatura dell'aria ha superato la media giornaliera di 2-4 o C.
Luglio era caldo e secco. In totale, durante la stagione di crescita, le precipitazioni sono state di 60 mm in meno rispetto alla norma e la temperatura media giornaliera dell'aria è stata di circa 2 o C superiore alla media a lungo termine. Le condizioni meteorologiche sfavorevoli nel 2010 e nel 2011 non hanno potuto non influenzare lo stato delle colture. La siccità ha coinciso con la fase di riempimento della granella del frumento, che alla fine ha portato ad una significativa riduzione della resa.
La siccità prolungata dell'aria e del suolo nel 2010 non ha prodotto l'effetto atteso dall'aumento delle dosi di azofoska. Questo è stato dimostrato sia nel grano che nella colza.
La carenza di umidità si è rivelata l'ostacolo principale nell'attuazione della fertilità del suolo, mentre la resa del grano è stata generalmente due volte inferiore rispetto all'esperimento simile del 2009 (Garmash et al., 2011). Gli aumenti di resa quando si applicavano 200, 400 e 600 kg/ha di azofoska (peso fisico) erano quasi gli stessi ( scheda. 5).
La bassa resa del frumento è dovuta principalmente alla fragilità del chicco. La massa di 1000 grani in tutte le varianti dell'esperimento era di 27-28 grammi. I dati sulla struttura della resa sulle varianti non differivano in modo significativo. Nella massa del covone, la grana era di circa il 30% (in condizioni meteorologiche normali, questa cifra arriva fino al 50%). Il coefficiente di accestimento è 1,1-1,2. La massa di grano in una spiga era di 0,7-0,8 grammi.
Allo stesso tempo, nelle varianti dell'esperimento con azofoska humated, è stato ottenuto un aumento significativo della resa con un aumento delle dosi di fertilizzante. Ciò è dovuto, prima di tutto, alle migliori condizioni generali delle piante e allo sviluppo di un apparato radicale più potente quando si utilizzano gli umati sullo sfondo dello stress generale delle colture dovuto a siccità lunga e prolungata.
Un effetto significativo dell'uso dell'azofoska humated si è manifestato nella fase iniziale dello sviluppo delle piante di colza. Dopo la semina dei semi di colza, a seguito di un breve temporale seguito da alte temperature dell'aria, si è formata una densa crosta sulla superficie del suolo. Pertanto, le piantine sulle varianti con l'introduzione dell'azophoska convenzionale erano irregolari e molto sparse rispetto alle varianti con azophoska humated, il che ha portato a differenze significative nella resa della massa verde ( scheda. 6).
Nell'esperimento con fertilizzanti di potassio, l'area della trama sperimentale era di 225 m 2 (15 m x 15 m), l'esperimento è stato ripetuto quattro volte, la posizione delle trame è stata randomizzata. L'area dell'esperimento è di 3600 m 2 . L'esperimento è stato condotto nel collegamento di rotazione colturale cereali invernali - cereali primaverili - maggese. Il predecessore del frumento primaverile è il triticale invernale.
I fertilizzanti sono stati applicati manualmente al tasso di: azoto - 60, potassio - 120 kg di a.i. per ettaro Il nitrato di ammonio è stato utilizzato come fertilizzante azotato e il cloruro di potassio e il nuovo fertilizzante KaliGum sono stati usati come fertilizzanti di potassio. Nell'esperimento è stata coltivata la varietà di frumento primaverile Zlata, consigliata per la coltivazione nella regione centrale. La varietà è a maturazione precoce con un potenziale di produttività fino a 6,5 t/ha. Resistente all'allettamento, molto più debole della varietà standard è affetto da ruggine fogliare e oidio, a livello della varietà standard - da septoria. Prima della semina, i semi sono stati trattati con il disinfettante Vincit secondo le norme consigliate dal produttore. Nella fase di accestimento, le colture di grano sono state concimate con nitrato di ammonio in ragione di 30 kg di a.i. per 1 ha.
Schema di esperimenti con fertilizzanti di potassio:
- Controllo (nessun fertilizzante).
N60 base + N30 top dressing
N60 base + N30 top dressing + K 120 (KCl)
N60 base + N30 top dressing + K 120 (KaliGum)
Pertanto, gli esperimenti sul campo hanno dimostrato in modo affidabile l'efficacia agrochimica di fertilizzanti complessi con additivi umati, determinata dall'aumento della resa e del contenuto proteico nelle colture di cereali. Per garantire questi risultati, è necessario selezionare correttamente un preparato umico con un'elevata percentuale di umati idrosolubili, la sua forma e il luogo di introduzione nel processo tecnologico nelle fasi finali. Ciò consente di ottenere un contenuto relativamente basso di umati (0,2 - 0,5% in peso) nei fertilizzanti umati e di garantire una distribuzione uniforme degli umati sul granulo. Allo stesso tempo, un fattore importante è la conservazione di un'elevata percentuale della forma idrosolubile di humate nei fertilizzanti umati.
I fertilizzanti complessi con humate aumentano la resistenza delle colture agricole alle condizioni meteorologiche e climatiche avverse, in particolare alla siccità e al deterioramento della struttura del suolo. Possono essere raccomandati come agrofarmaci efficaci in aree di agricoltura rischiosa, nonché quando si utilizzano metodi di agricoltura intensiva con più colture all'anno per mantenere un'elevata fertilità del suolo, in particolare nelle zone in espansione con deficit idrico e zone aride. L'elevata efficienza agrochimica dell'ammofosca humated (13:19:19) è determinata dalla complessa azione delle parti minerali e organiche con un aumento dell'azione dei nutrienti, in primo luogo la nutrizione del fosforo delle piante, un miglioramento del metabolismo tra suolo e piante e un aumento della resistenza allo stress delle piante.
Levin Boris Vladimirovich - candidato di scienze tecniche, vice generale. Direttore, Direttore per la Politica Tecnica di PhosAgro-Cherepovets JSC; e-mail:[email protetta] .
Ozerov Sergey Alexandrovich - Capo del dipartimento di analisi di mercato e pianificazione delle vendite di PhosAgro-Cherepovets JSC; e-mail:[email protetta] .
Garmash Grigory Alexandrovich - Capo del Laboratorio di ricerca analitica dell'istituto scientifico di bilancio dello Stato federale "Istituto di ricerca sull'agricoltura di Mosca" Nemchinovka ", Candidato di scienze biologiche; e-mail:[email protetta] .
Garmash Nina Yuryevna - Segretario scientifico dell'Istituto di ricerca sull'agricoltura di Mosca "Nemchinovka", dottore in scienze biologiche; e-mail:[email protetta] .
Latina Natalya Valerievna - Direttore generale di Biomir 2000 LLC, Direttore di produzione del gruppo di società Sakhalin Humat; e-mail:[email protetta] .
Letteratura
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Università statale di Kuban
Dipartimento di Biologia
nella disciplina "Ecologia del suolo"
"L'effetto negativo nascosto dei fertilizzanti".
Eseguita
Afanasyeva L. Yu.
Studente del 5° anno
(specialità -
"Bioecologia")
Controllato Bukareva O.V.
Krasnodar, 2010
Introduzione………………………………………………………………………………………...3
1. L'effetto dei fertilizzanti minerali sui suoli………………………………………...4
2. L'effetto dei fertilizzanti minerali sull'aria e sull'acqua atmosferiche…………..5
3. L'influenza dei fertilizzanti minerali sulla qualità del prodotto e sulla salute umana…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………
4. Conseguenze geoecologiche dell'uso di fertilizzanti……………………...8
5. L'impatto dei fertilizzanti sull'ambiente………………………………..10
Conclusione………………………………………………………………………………………….17
Elenco della letteratura usata………………………………………………………...18
introduzione
L'inquinamento dei terreni con sostanze chimiche estranee provoca loro gravi danni. Un fattore significativo nell'inquinamento ambientale è la chimica dell'agricoltura. Anche i fertilizzanti minerali, se usati in modo scorretto, possono causare danni ambientali con un dubbio effetto economico.
Numerosi studi di chimici agrari hanno dimostrato che diversi tipi e forme di fertilizzanti minerali influenzano le proprietà del suolo in modi diversi. I fertilizzanti introdotti nel terreno entrano in complesse interazioni con esso. Qui avvengono tutti i tipi di trasformazioni, che dipendono da una serie di fattori: le proprietà dei fertilizzanti e del suolo, le condizioni meteorologiche e la tecnologia agricola. Da come avviene la trasformazione di alcuni tipi di fertilizzanti minerali (fosforo, potassio, azoto), dipende la loro influenza sulla fertilità del suolo.
I fertilizzanti minerali sono una conseguenza inevitabile dell'agricoltura intensiva. Ci sono calcoli che per ottenere l'effetto desiderato dall'uso di fertilizzanti minerali, il loro consumo mondiale dovrebbe essere di circa 90 kg / anno per persona. La produzione totale di fertilizzanti in questo caso raggiunge i 450-500 milioni di tonnellate/anno, mentre attualmente la loro produzione mondiale è di 200-220 milioni di tonnellate/anno ovvero 35-40 kg/anno per persona.
L'uso di fertilizzanti può essere considerato come una delle manifestazioni della legge dell'aumento dell'apporto energetico per unità di produzione agricola. Ciò significa che per ottenere lo stesso aumento di resa è necessaria una quantità crescente di fertilizzanti minerali. Quindi, nelle fasi iniziali dell'applicazione del fertilizzante, un aumento di 1 tonnellata di grano per 1 ha garantisce l'introduzione di 180-200 kg di fertilizzanti azotati. La successiva tonnellata aggiuntiva di grano è associata a una dose di fertilizzante 2-3 volte maggiore.
Conseguenze ambientali dell'uso di fertilizzanti mineraliÈ opportuno considerare, almeno da tre punti di vista:
Impatto locale dei fertilizzanti sugli ecosistemi e sui suoli a cui vengono applicati.
Impatto scandaloso su altri ecosistemi e sui loro collegamenti, principalmente sull'ambiente acquatico e sull'atmosfera.
Impatto sulla qualità dei prodotti ottenuti da terreni fertilizzati e sulla salute umana.
1. Effetto dei fertilizzanti minerali sui suoli
Nel suolo come sistema, tale cambiamenti che portano alla perdita di fertilità:
Aumenta l'acidità;
La composizione delle specie degli organismi del suolo sta cambiando;
La circolazione delle sostanze è interrotta;
La struttura che peggiora altre proprietà viene distrutta.
Ci sono prove (Mineev, 1964) che una maggiore lisciviazione di calcio e magnesio da essi è una conseguenza dell'aumento dell'acidità del suolo con l'uso di fertilizzanti (principalmente fertilizzanti azotati acidi). Per neutralizzare questo fenomeno, questi elementi devono essere introdotti nel terreno.
I fertilizzanti al fosforo non hanno un effetto acidificante così pronunciato come i fertilizzanti azotati, ma possono causare la fame di zinco delle piante e l'accumulo di stronzio nei prodotti risultanti.
Molti fertilizzanti contengono impurità estranee. In particolare, la loro introduzione può aumentare il fondo radioattivo e portare ad un progressivo accumulo di metalli pesanti. Modo di base ridurre questi effetti.– uso moderato e scientificamente fondato dei fertilizzanti:
Dosi ottimali;
La quantità minima di impurità nocive;
Alternare con fertilizzanti organici.
Dovresti anche ricordare l'espressione che "i fertilizzanti minerali sono un mezzo per mascherare la realtà". Pertanto, ci sono prove che più minerali vengono rimossi con i prodotti dell'erosione del suolo di quanti ne vengano introdotti con i fertilizzanti.
2. Effetto dei fertilizzanti minerali sull'aria e sull'acqua atmosferiche
L'influenza dei fertilizzanti minerali sull'aria e sull'acqua atmosferiche è principalmente associata alle loro forme di azoto. L'azoto dei fertilizzanti minerali entra nell'aria in forma libera (come risultato della denitrificazione) o sotto forma di composti volatili (ad esempio, sotto forma di protossido di azoto N2O).
Secondo i concetti moderni, le perdite gassose di azoto dai fertilizzanti azotati variano dal 10 al 50% della sua applicazione. Un mezzo efficace per ridurre le perdite gassose di azoto è la loro applicazione scientificamente comprovata:
Applicazione alla zona di formazione delle radici per il più rapido assorbimento da parte delle piante;
L'uso di sostanze inibitori delle perdite gassose (nitropirina).
L'impatto più tangibile sulle fonti d'acqua, oltre all'azoto, sono i fertilizzanti al fosforo. Il riporto di fertilizzanti nelle fonti d'acqua è ridotto al minimo se applicato correttamente. In particolare, è inaccettabile spargere fertilizzanti sul manto nevoso, disperderli dagli aerei in prossimità di corpi idrici e conservarli all'aperto.
3. Influenza dei fertilizzanti minerali sulla qualità del prodotto e sulla salute umana
I fertilizzanti minerali possono avere un impatto negativo sia sulle piante che sulla qualità dei prodotti vegetali, nonché sugli organismi che li consumano. I principali di questi impatti sono presentati nelle tabelle 1, 2.
Ad alte dosi di fertilizzanti azotati, aumenta il rischio di malattie delle piante. C'è un eccessivo accumulo di massa verde e la probabilità di alloggio delle piante aumenta notevolmente.
Molti fertilizzanti, in particolare quelli contenenti cloro (cloruro di ammonio, cloruro di potassio), hanno un effetto negativo sugli animali e sull'uomo, principalmente attraverso l'acqua, dove entra il cloro rilasciato.
L'effetto negativo dei fertilizzanti fosfatici è dovuto principalmente al fluoro, ai metalli pesanti e agli elementi radioattivi in essi contenuti. Il fluoro a una concentrazione in acqua superiore a 2 mg/l può contribuire alla distruzione dello smalto dei denti.
Tabella 1 - L'impatto dei fertilizzanti minerali sulle piante e la qualità dei prodotti vegetali
Tipi di fertilizzanti | L'influenza dei fertilizzanti minerali |
|
positivo | negativo |
|
A dosi elevate o metodi di applicazione prematuri: accumulo sotto forma di nitrati, crescita violenta a scapito della stabilità, aumento della morbilità, in particolare malattie fungine. Il cloruro di ammonio contribuisce all'accumulo di Cl. I principali accumulatori di nitrati sono ortaggi, mais, avena e tabacco. |
||
Fosforico | Ridurre gli effetti negativi dell'azoto; migliorare la qualità del prodotto; contribuire ad aumentare la resistenza delle piante alle malattie. | A dosi elevate è possibile la tossicosi delle piante. Agiscono principalmente attraverso i metalli pesanti in essi contenuti (cadmio, arsenico, selenio), elementi radioattivi e fluoro. I principali accumulatori sono prezzemolo, cipolla, acetosa. |
Potassa | Simile al fosforo. | Agiscono principalmente attraverso l'accumulo di cloro durante la produzione di cloruro di potassio. Con un eccesso di potassio - tossicosi. I principali accumulatori di potassio sono patate, uva, grano saraceno, ortaggi in serra. |
Tabella 2 - L'impatto dei fertilizzanti minerali sugli animali e sull'uomo
Tipi di fertilizzanti | Principali impatti |
| Forme di nitrato | I nitrati (limite di concentrazione massima per l'acqua 10 mg/l, per il cibo - 500 mg/giorno per persona) sono ridotti nell'organismo a nitriti, che causano disordini metabolici, avvelenamento, deterioramento dello stato immunologico, metaemoglobinia (carenza di ossigeno dei tessuti) . Quando interagiscono con le ammine (nello stomaco), formano nitrosammine, le sostanze cancerogene più pericolose. Nei bambini possono causare tachicardia, cianosi, perdita delle ciglia, rottura degli alveoli. In zootecnia: beriberi, ridotta produttività, accumulo di urea nel latte, aumento della morbilità, ridotta fertilità. |
Fosforico Superfosfato | Agiscono principalmente attraverso il fluoro. Il suo eccesso nell'acqua potabile (più di 2 mg / l) provoca danni allo smalto dei denti nell'uomo, perdita di elasticità dei vasi sanguigni. A un contenuto superiore a 8 mg / l - fenomeni di osteocondrosi. |
| Cloruro di potassio Cloruro d'ammonio | Il consumo di acqua con un contenuto di cloro superiore a 50 mg/l provoca avvelenamento (tossicosi) nell'uomo e negli animali. |
4. Conseguenze geoecologiche dell'applicazione dei fertilizzanti
Per il loro sviluppo, le piante necessitano di una certa quantità di nutrienti (composti di azoto, fosforo, potassio), solitamente assorbiti dal terreno. Negli ecosistemi naturali, i nutrienti assimilati dalla vegetazione ritornano al suolo a seguito di processi di degrado nel ciclo della materia (decomposizione dei frutti, lettiera delle piante, germogli morti, radici). Una certa quantità di composti azotati viene fissata dai batteri dell'atmosfera. Parte del biogeno viene introdotto con precipitazione. Sul lato negativo dell'equilibrio ci sono l'infiltrazione e il deflusso superficiale dei composti solubili dei biogeni, la loro rimozione con le particelle di suolo nel processo di erosione del suolo, nonché la trasformazione dei composti azotati in una fase gassosa con il suo rilascio nell'atmosfera.
Negli ecosistemi naturali, il tasso di accumulo o consumo di nutrienti è generalmente basso. Ad esempio, per la steppa vergine sui chernozem della pianura russa, il rapporto tra il flusso di composti azotati attraverso i confini dell'area selezionata della steppa e le sue riserve nello strato del metro superiore è di circa 0,0001% o 0,01% .
L'agricoltura viola l'equilibrio naturale, quasi chiuso dei nutrienti. Il raccolto annuale porta via alcuni dei nutrienti contenuti nel prodotto prodotto. Negli agroecosistemi, il tasso di rimozione dei nutrienti è di 1-3 ordini di grandezza superiore rispetto ai sistemi naturali e maggiore è la resa, maggiore è l'intensità della rimozione. Pertanto, anche se l'apporto iniziale di nutrienti nel suolo è stato significativo, può essere utilizzato in tempi relativamente brevi nell'agroecosistema.
In totale, con il raccolto di grano nel mondo, ad esempio, vengono rimosse circa 40 milioni di tonnellate di azoto all'anno, ovvero circa 63 kg per 1 ha di superficie cerealicola. Ciò implica la necessità di utilizzare fertilizzanti per mantenere la fertilità del suolo e aumentare le rese, poiché con l'agricoltura intensiva senza fertilizzanti, la fertilità del suolo diminuisce già nel secondo anno. I fertilizzanti a base di azoto, fosforo e potassio vengono solitamente utilizzati in varie forme e combinazioni, a seconda delle condizioni locali. Allo stesso tempo, l'uso di fertilizzanti maschera il degrado del suolo sostituendo la fertilità naturale con una fertilità basata principalmente su sostanze chimiche.
La produzione e il consumo di fertilizzanti nel mondo è cresciuto costantemente, aumentando nel periodo 1950-1990. circa 10 volte. L'uso medio mondiale di fertilizzanti nel 1993 era di 83 kg per 1 ettaro di seminativo. Dietro questa media c'è una grande differenza nel consumo di diversi paesi. I Paesi Bassi utilizzano la maggior parte dei fertilizzanti e negli ultimi anni il livello di applicazione dei fertilizzanti è addirittura diminuito: da 820 kg/ha a 560 kg/ha. D'altra parte, il consumo medio di fertilizzanti in Africa nel 1993 era di soli 21 kg/ha, con 24 paesi che utilizzavano 5 kg/ha o meno.
Insieme agli effetti positivi, i fertilizzanti creano anche problemi ambientali, soprattutto nei paesi con un alto livello di utilizzo.
I nitrati sono pericolosi per la salute umana se la loro concentrazione nell'acqua potabile o nei prodotti agricoli è superiore all'MPC stabilito. La concentrazione di nitrati nell'acqua che scorre dai campi è generalmente compresa tra 1 e 10 mg/l, e da terreni non arati è un ordine di grandezza inferiore. Con l'aumento della massa e della durata dell'uso dei fertilizzanti, sempre più nitrati entrano nelle acque superficiali e sotterranee, rendendole imbevibili. Se il livello di applicazione dei fertilizzanti azotati non supera i 150 kg/ha all'anno, circa il 10% del volume dei fertilizzanti applicati finisce nelle acque naturali. A un carico più elevato, questa proporzione è ancora più elevata.
In particolare, è grave il problema dell'inquinamento delle acque sotterranee dopo l'ingresso di nitrati nella falda acquifera. L'erosione dell'acqua, portando via le particelle di terreno, trasferisce anche i composti di fosforo e azoto in esse contenuti e adsorbiti su di essi. Se entrano in corpi idrici con un lento ricambio d'acqua, migliorano le condizioni per lo sviluppo del processo di eutrofizzazione. Così, nei fiumi degli Stati Uniti, i composti disciolti e sospesi dei biogeni sono diventati il principale inquinante dell'acqua.
La dipendenza dell'agricoltura dai fertilizzanti minerali ha portato a grandi cambiamenti nei cicli globali dell'azoto e del fosforo. La produzione industriale di fertilizzanti azotati ha portato a un'interruzione del bilancio azotato globale a causa di un aumento della quantità di composti azotati disponibili per le piante del 70% rispetto al periodo preindustriale. Troppo azoto può modificare l'acidità del suolo e il contenuto di materia organica del suolo, che può lisciviare ulteriormente i nutrienti del suolo e degradare la qualità naturale dell'acqua.
Secondo gli scienziati, il dilavamento del fosforo dai pendii nel processo di erosione del suolo è di almeno 50 milioni di tonnellate all'anno. Questa cifra è paragonabile alla produzione industriale annuale di fertilizzanti fosfatici. Nel 1990, tanto fosforo è stato trasportato dai fiumi nell'oceano quanto è stato introdotto nei campi, ovvero 33 milioni di tonnellate. Poiché non esistono composti gassosi del fosforo, si muove sotto l'influenza della gravità, principalmente con l'acqua, principalmente dai continenti agli oceani . Ciò porta a una cronica mancanza di fosforo sulla terraferma ea un'altra crisi geoecologica globale.
5. Impatto ambientale dei fertilizzanti
L'effetto negativo dei fertilizzanti sull'ambiente è dovuto principalmente all'imperfezione delle proprietà e alla composizione chimica dei fertilizzanti. significativo svantaggi di molti fertilizzanti minerali sono:
La presenza di acido residuo (acidità libera) dovuto alla tecnologia della loro produzione.
Acidità fisiologica e alcalinità derivanti dall'uso predominante di cationi o anioni da parte delle piante da fertilizzanti. L'uso a lungo termine di fertilizzanti fisiologicamente acidi o alcalini cambia la reazione della soluzione del suolo, porta a perdite di humus, aumenta la mobilità e la migrazione di molti elementi.
Alta solubilità dei grassi. Nei fertilizzanti, a differenza dei minerali naturali di fosfato, il fluoro è sotto forma di composti solubili ed entra facilmente nella pianta. L'aumento dell'accumulo di fluoro nelle piante interrompe il metabolismo, l'attività enzimatica (inibisce l'azione della fosfatasi), influisce negativamente sulla foto e sulla biosintesi delle proteine e sullo sviluppo dei frutti. Alte dosi di fluoro inibiscono lo sviluppo degli animali e portano all'avvelenamento.
La presenza di metalli pesanti (cadmio, piombo, nichel). I fertilizzanti fosforici e complessi sono i più contaminati da metalli pesanti. Ciò è dovuto al fatto che quasi tutti i minerali di fosforo contengono grandi quantità di stronzio, terre rare ed elementi radioattivi. L'espansione della produzione e l'uso di fertilizzanti fosfatici e complessi porta all'inquinamento ambientale con composti di fluoro e arsenico.
Con i metodi acidi esistenti per la lavorazione delle materie prime fosfatiche naturali, il grado di utilizzo dei composti del fluoro nella produzione di superfosfato non supera il 20-50%, nella produzione di fertilizzanti complessi, anche meno. Il contenuto di fluoro nel superfosfato raggiunge 1-1,5, in ammophos il 3-5%. In media, per ogni tonnellata di fosforo necessaria alle piante, entrano nei campi circa 160 kg di fluoro.
Tuttavia, è importante capire che non sono i fertilizzanti minerali stessi, in quanto fonti di nutrienti, ad inquinare l'ambiente, ma i loro componenti associati.
Solubile applicato al terreno fertilizzanti fosfatici sono in gran parte assorbiti dal suolo e diventano inaccessibili alle piante e non si muovono lungo il profilo del suolo. È stato stabilito che la prima coltura utilizza solo il 10-30% di P2O5 da fertilizzanti fosfatici e il resto rimane nel terreno e subisce ogni tipo di trasformazione. Ad esempio, nei terreni acidi, il fosforo del superfosfato viene principalmente convertito in fosfati di ferro e alluminio e in chernozem e tutti i terreni carbonatici in fosfati di calcio insolubili. L'uso sistematico ea lungo termine dei fertilizzanti al fosforo è accompagnato dalla graduale coltivazione dei suoli.
È noto che l'uso a lungo termine di grandi dosi di fertilizzanti fosfatici può portare alla cosiddetta "fosfatazione", quando il terreno si arricchisce di fosfati assimilabili e nuove porzioni di fertilizzanti non hanno alcun effetto. In questo caso, un eccesso di fosforo nel terreno può alterare il rapporto tra i nutrienti e talvolta ridurre la disponibilità di zinco e ferro per le piante. Pertanto, nelle condizioni del territorio di Krasnodar su ordinari chernozem di carbonato con la consueta applicazione di P2O5, il mais ha ridotto drasticamente la resa. Abbiamo dovuto trovare il modo di ottimizzare la nutrizione elementare delle piante. La fosfatazione del suolo è una certa fase della loro coltivazione. Questo è il risultato dell'inevitabile accumulo di fosforo "residuo", quando i fertilizzanti vengono applicati in quantità che supera il riporto di fosforo con la coltura.
Di norma, questo fosforo "residuo" nel fertilizzante è più mobile e disponibile per le piante rispetto ai fosfati naturali del suolo. Con l'applicazione sistematica ea lungo termine di questi fertilizzanti, è necessario modificare i rapporti tra i nutrienti, tenendo conto del loro effetto residuo: la dose di fosforo dovrebbe essere ridotta e la dose di fertilizzanti azotati dovrebbe essere aumentata.
Concime di potassio, introdotto nel terreno, come il fosforo, non rimane inalterato. Parte di esso è nella soluzione del suolo, parte entra in uno stato di scambio assorbito e parte si trasforma in una forma non scambiabile e inaccessibile per le piante. L'accumulo delle forme disponibili di potassio nel terreno, così come la trasformazione in uno stato inaccessibile a seguito dell'uso a lungo termine di fertilizzanti potassici, dipende principalmente dalle proprietà del suolo e dalle condizioni meteorologiche. Quindi, nei terreni di chernozem, la quantità di forme assimilabili di potassio sotto l'influenza del fertilizzante, sebbene aumenti, ma in misura minore rispetto ai terreni soddy-podzolic, poiché nel fertilizzante di chernozem il potassio è più convertito in una forma non scambiabile. In una zona con una grande quantità di precipitazioni e durante l'agricoltura irrigua, i fertilizzanti di potassio possono essere lavati via dallo strato radicale del terreno.
Nelle aree con umidità insufficiente, nei climi caldi, dove i terreni vengono periodicamente inumiditi e asciugati, si osservano processi intensivi di fissazione del potassio dei fertilizzanti da parte del suolo. Sotto l'influenza della fissazione, il potassio dei fertilizzanti passa in uno stato non scambiabile e inaccessibile per le piante. Di grande importanza sul grado di fissazione del potassio da parte del suolo è il tipo di minerali del suolo, la presenza di minerali con un'elevata capacità di fissaggio. Questi sono minerali argillosi. I Chernozem hanno una maggiore capacità di riparare i fertilizzanti di potassio rispetto ai terreni fangosi-podzolici.
L'alcalinizzazione del terreno, causata dall'applicazione di calce o carbonati naturali, in particolare soda, aumenta la fissazione. La fissazione del potassio dipende dalla dose di fertilizzante: con un aumento della dose di fertilizzanti applicati, la percentuale di fissazione del potassio diminuisce. Al fine di ridurre la fissazione dei fertilizzanti di potassio da parte del suolo, si raccomanda di applicare i fertilizzanti di potassio a una profondità sufficiente per evitare che si secchino e di applicarli più spesso nella rotazione delle colture, poiché i terreni che sono stati sistematicamente concimati con potassio lo rendono più debole quando viene aggiunto di nuovo. Ma anche il potassio fisso dei fertilizzanti, che si trova in uno stato senza scambio, partecipa alla nutrizione delle piante, poiché nel tempo può trasformarsi in uno stato assorbito dallo scambio.
fertilizzanti azotati sull'interazione con il suolo differiscono significativamente da fosforo e potassio. Le forme di azoto nitrato non vengono assorbite dal terreno, quindi possono essere facilmente lavate via dalle precipitazioni e dall'acqua di irrigazione.
Le forme di azoto ammoniacale vengono assorbite dal terreno, ma dopo la loro nitrificazione acquisiscono le proprietà dei fertilizzanti a base di nitrato. In parte, l'ammoniaca può essere assorbita dal terreno senza scambio. L'ammonio fisso non scambiabile è disponibile per le piante in piccola misura. Inoltre, è possibile la perdita di azoto fertilizzante dal suolo a seguito della volatilizzazione dell'azoto in forma libera o sotto forma di ossidi di azoto. Quando vengono applicati fertilizzanti azotati, il contenuto di nitrati nel terreno cambia drasticamente, poiché i composti più facilmente assorbiti dalle piante vengono con fertilizzanti. La dinamica dei nitrati nel suolo ne caratterizza maggiormente la fertilità.
Una proprietà molto importante dei fertilizzanti azotati, in particolare dell'ammoniaca, è la loro capacità di mobilitare le riserve di suolo, che è di grande importanza nella zona dei suoli chernozem. Sotto l'influenza dei fertilizzanti azotati, i composti organici del suolo vengono mineralizzati più rapidamente e convertiti in forme facilmente accessibili alle piante.
Alcuni nutrienti, in particolare l'azoto sotto forma di nitrati, cloruri e solfati, possono entrare nelle falde acquifere e nei fiumi. La conseguenza di ciò è l'eccesso delle norme sul contenuto di queste sostanze nell'acqua di pozzi, sorgenti, che possono essere dannose per persone e animali, e porta anche a un cambiamento indesiderato delle idrobiocenosi e danneggia la pesca. La migrazione dei nutrienti dai suoli alle acque sotterranee in diverse condizioni pedoclimatiche non è la stessa. Inoltre, dipende dai tipi, forme, dosi e termini di fertilizzanti utilizzati.
Nei terreni del territorio di Krasnodar con un regime idrico periodico di lisciviazione, i nitrati si trovano a una profondità di 10 m o più e si fondono con le acque sotterranee. Ciò indica una migrazione profonda periodica dei nitrati e la loro inclusione nel ciclo biochimico, i cui collegamenti iniziali sono il suolo, la roccia madre e le acque sotterranee. Tale migrazione di nitrati può essere osservata negli anni umidi, quando i suoli sono caratterizzati da un regime di lisciviazione delle acque. È in questi anni che si manifesta il pericolo di inquinamento da nitrati dell'ambiente quando vengono applicate grandi dosi di fertilizzanti azotati prima dell'inverno. Negli anni con regime idrico senza lisciviazione, l'ingresso di nitrati nelle acque sotterranee si interrompe completamente, sebbene si osservino tracce residue di composti azotati lungo l'intero profilo della roccia madre fino alle acque sotterranee. La loro conservazione è facilitata dalla bassa attività biologica di questa parte della crosta atmosferica.
Nei suoli con regime idrico non lisciviante (chernozem meridionali, suoli di castagno), è escluso l'inquinamento della biosfera con nitrati. Rimangono chiusi nel profilo del suolo e sono pienamente inseriti nel ciclo biologico.
Il potenziale impatto dannoso dell'azoto applicato con i fertilizzanti può essere ridotto al minimo massimizzando l'uso dell'azoto da parte delle colture. Quindi, bisogna fare attenzione che con l'aumento delle dosi di fertilizzanti azotati, aumenti l'efficienza di utilizzo del loro azoto da parte delle piante; non c'era una grande quantità di nitrati non utilizzati dalle piante, che non sono trattenuti dal suolo e possono essere lavati via dalle precipitazioni dallo strato radicale.
Le piante tendono ad accumulare nei loro corpi i nitrati contenuti nel terreno in quantità eccessive. La resa delle piante sta crescendo, ma i prodotti sono avvelenati. Le colture orticole, i cocomeri e i meloni accumulano nitrati in modo particolarmente intenso.
In Russia sono stati adottati gli MPC per i nitrati di origine vegetale (Tabella 3). La dose giornaliera consentita (ADD) per una persona è di 5 mg per 1 kg di peso corporeo.
Tabella 3 - Livelli ammessi di contenuto di nitrati nei prodotti
origine vegetale, mg/kg
Prodotto | Adescamento |
|
aprire | protetto |
|
Patata | ||
cavolo bianco | ||
Barbabietola | ||
Verdure a foglia (lattuga, spinaci, acetosa, coriandolo, lattuga, prezzemolo, sedano, aneto) | ||
Peperone | ||
uva da tavola | ||
Alimenti per bambini (verdure in scatola) | ||
I nitrati stessi non hanno un effetto tossico, ma sotto l'influenza di alcuni batteri intestinali possono trasformarsi in nitriti, che hanno una tossicità significativa. I nitriti, combinandosi con l'emoglobina nel sangue, la convertono in metaemoglobina, che impedisce il trasferimento di ossigeno attraverso il sistema circolatorio; si sviluppa una malattia: metaemoglobinemia, particolarmente pericolosa per i bambini. Sintomi della malattia: svenimento, vomito, diarrea.
Nuovo modi per ridurre le perdite di nutrienti e limitare l'inquinamento ambientale :
Per ridurre le perdite di azoto dai fertilizzanti, si raccomandano fertilizzanti azotati ad azione lenta e inibitori della nitrificazione, film, additivi; viene introdotto l'incapsulamento di fertilizzanti a grana fine con gusci di zolfo e plastica. Il rilascio uniforme di azoto da questi fertilizzanti elimina l'accumulo di nitrati nel terreno.
Di grande importanza per l'ambiente è l'uso di nuovi fertilizzanti minerali complessi, altamente concentrati. Sono caratterizzati dal fatto che sono privi di sostanze zavorranti (cloruri, solfati) o ne contengono una piccola quantità.
Alcuni fatti dell'impatto negativo dei fertilizzanti sull'ambiente sono associati a errori nella pratica della loro applicazione, con metodi, termini, velocità di applicazione insufficientemente motivati senza tenere conto delle proprietà del suolo.
L'effetto negativo nascosto dei fertilizzanti può manifestarsi con il suo effetto sul suolo, sulle piante e sull'ambiente. Quando si compila l'algoritmo di calcolo, devono essere presi in considerazione i seguenti processi:
1. Impatto sulle piante: una diminuzione della mobilità di altri elementi nel terreno. Come modi per eliminare le conseguenze negative, viene utilizzata la regolazione della solubilità effettiva e della costante di scambio ionico efficace, a causa di variazioni di pH, forza ionica, complessazione; medicazione fogliare e introduzione di sostanze nutritive nella zona della radice; regolazione della selettività degli impianti.
2. Deterioramento delle proprietà fisiche dei suoli. Come modi per eliminare le conseguenze negative, vengono utilizzate la previsione e l'equilibrio del sistema di fertilizzazione; i formatori di struttura sono usati per migliorare la struttura del suolo.
3. Deterioramento delle proprietà idriche dei suoli. Come modi per eliminare le conseguenze negative, vengono utilizzate la previsione e l'equilibrio del sistema di fertilizzazione; vengono utilizzati componenti che migliorano il regime idrico.
4. Ridurre l'assunzione di sostanze nelle piante, competizione per l'assorbimento da parte della radice, tossicità, variazioni della carica della radice e della zona radicale. Come modi per eliminare le conseguenze negative, viene utilizzato un sistema di fertilizzazione equilibrato; nutrizione delle piante fogliari.
5. Manifestazione di squilibrio nei sistemi radicali, violazione dei cicli metabolici.
6. La comparsa di uno squilibrio nelle foglie, una violazione dei cicli metabolici, un deterioramento delle qualità tecnologiche e gustative.
7. Tossicità dell'attività microbiologica. Come modi per eliminare le conseguenze negative, viene utilizzato un sistema di fertilizzazione equilibrato; aumento del tamponamento del suolo; introduzione di fonti alimentari per i microrganismi.
8. Tossicità dell'attività enzimatica.
9. Intossicazione del mondo animale del suolo. Come modi per eliminare le conseguenze negative, viene utilizzato un sistema di fertilizzazione equilibrato; aumento del tamponamento del suolo.
10. Diminuito adattamento a parassiti e malattie, condizioni estreme, a causa della sovralimentazione. Come misura per eliminare le conseguenze negative, si raccomanda di ottimizzare il rapporto delle batterie; regolazione delle dosi di fertilizzante; sistema fitosanitario integrato; applicazione di alimentazione fogliare.
11. Perdita di humus, cambiamento nella sua composizione frazionaria. Per eliminare le conseguenze negative, vengono applicati fertilizzanti organici, la creazione di una struttura, l'ottimizzazione del pH, la regolazione del regime idrico e l'equilibrio del sistema di fertilizzazione.
12. Deterioramento delle proprietà fisiche e chimiche dei suoli. Modi per eliminare: ottimizzazione del sistema di fertilizzazione, introduzione di miglioranti, fertilizzanti organici.
13. Deterioramento delle proprietà fisiche e meccaniche dei suoli.
14. Deterioramento del regime dell'aria del suolo. Per eliminare l'effetto negativo, è necessario ottimizzare il sistema di fertilizzazione, introdurre miglioranti e creare struttura del suolo.
15. Fatica del suolo. È necessario bilanciare il sistema di fertilizzazione, seguire rigorosamente il piano di rotazione delle colture.
16. La comparsa di concentrazioni tossiche di singoli elementi. Per ridurre l'impatto negativo, è necessario bilanciare il sistema di fertilizzazione, aumentare il tamponamento del suolo, la sedimentazione e la rimozione dei singoli elementi e la formazione complessa.
17. Aumentare la concentrazione dei singoli elementi nelle piante al di sopra del livello consentito. È necessario ridurre i tassi di fertilizzazione, bilanciare il sistema di fertilizzazione, la medicazione fogliare superiore per competere con l'ingresso di sostanze tossiche nelle piante e introdurre antagonisti di sostanze tossiche nel terreno.
Principale ragioni per la comparsa di un latente effetto negativo dei fertilizzanti nel suolo sono:
Uso sbilanciato di vari fertilizzanti;
Superamento delle dosi applicate rispetto alla capacità tampone dei singoli componenti dell'ecosistema;
Selezione diretta delle forme di fertilizzante per determinati tipi di suolo, piante e condizioni ambientali;
Tempistica errata di applicazione del fertilizzante per specifici terreni e condizioni ambientali;
L'introduzione di vari agenti tossici insieme a fertilizzanti e miglioratori e il loro graduale accumulo nel terreno al di sopra del livello consentito.
L'uso dei fertilizzanti minerali rappresenta quindi una trasformazione fondamentale nell'ambito della produzione in generale, e soprattutto in quello agricolo, che consente di risolvere in maniera fondamentale il problema delle materie prime alimentari e agricole. Senza l'uso di fertilizzanti, l'agricoltura è ormai impensabile.
Con una corretta organizzazione e controllo dell'applicazione, i fertilizzanti minerali non sono pericolosi per l'ambiente, la salute umana e animale. Dosi ottimali basate sulla scienza aumentano la resa delle piante e aumentano la produzione.
Conclusione
Ogni anno il complesso agroindustriale ricorre sempre più all'ausilio delle moderne tecnologie per aumentare la produttività del suolo e le rese delle colture, senza pensare all'impatto che hanno sulla qualità di un determinato prodotto, sulla salute umana e sull'ambiente come un totale. A differenza degli agricoltori, ambientalisti e medici di tutto il mondo mettono in dubbio l'eccessivo entusiasmo per le innovazioni biochimiche che hanno letteralmente occupato il mercato di oggi. I produttori di fertilizzanti parlano fianco a fianco dei vantaggi della loro invenzione, senza menzionare una parola sul fatto che una fertilizzazione impropria o eccessiva può avere un effetto dannoso sul suolo.
Gli esperti hanno da tempo stabilito che un eccesso di fertilizzanti porta a una violazione dell'equilibrio ecologico nelle biocenosi del suolo. I fertilizzanti chimici e minerali, in particolare nitrati e fosfati, peggiorano la qualità dei prodotti alimentari e influiscono in modo significativo sia sulla salute umana che sulla stabilità delle agrocenosi. Gli ecologisti sono particolarmente preoccupati per il fatto che i cicli biogeochimici vengono violati nel processo di inquinamento del suolo, il che porta successivamente a un aggravamento della situazione ambientale generale.
Elenco della letteratura usata
1. Akimova T.A., Khaskin V.V. Ecologia. Uomo - Economia - Biota - Ambiente. - M., 2001
2. V. F. Val'kov, Yu. A. Shtompel e V. I. Tyul'panov, Soil Science (Soils of the North Caucasus). – Krasnodar, 2002.
3. Golubev G. N. Geoecologia. - M, 1999.
fertilizzanti organici sono sostanze di origine vegetale e animale introdotte nel suolo al fine di migliorare le proprietà agrochimiche del suolo e aumentare la produttività. Come fertilizzanti organici vengono utilizzati vari tipi di letame, escrementi di uccelli, compost, sovescio. I fertilizzanti organici hanno un effetto versatile sulle proprietà agronomiche:
- nella loro composizione, tutti i nutrienti necessari alle piante entrano nel terreno. Ogni tonnellata di sostanza secca di letame bovino contiene circa 20 kg di azoto, 10 - fosforo, 24 - potassio, 28 - calcio, 6 - magnesio, 4 kg di zolfo, 25 g di boro, 230 - manganese, 20 - rame, 100 - zinco, ecc. d. - si chiama questo fertilizzante completare.
- a differenza dei fertilizzanti minerali, i fertilizzanti organici sono meno concentrati in termini di contenuto di nutrienti,
- letame e altri fertilizzanti organici servono come fonte di CO2 per le piante. Quando vengono applicate al suolo 30–40 tonnellate di letame al giorno durante il periodo di decomposizione intensiva, vengono rilasciati 100–200 kg/ha di CO2 al giorno.
- i fertilizzanti organici sono un materiale energetico e una fonte di cibo per i microrganismi del suolo.
- una parte significativa dei nutrienti nei fertilizzanti organici diventa disponibile per le piante solo quando vengono mineralizzate. Cioè, i fertilizzanti organici hanno un effetto collaterale, poiché i loro elementi vengono utilizzati per 3-4 anni.
- l'efficienza del letame dipende dalle condizioni climatiche e diminuisce da nord a sud e da ovest a est.
- l'introduzione di fertilizzanti organici è piuttosto costosa: ci sono costi elevati per il trasporto, l'applicazione di combustibili e lubrificanti, l'ammortamento e la manutenzione.
letame da lettiera- componenti - escrementi animali solidi e liquidi e lettiera. La composizione chimica dipende in gran parte dalla lettiera, dal tipo e dalla quantità, dal tipo di animali, dal mangime consumato e dal metodo di conservazione. Le escrezioni solide e liquide degli animali non sono uguali per composizione e qualità fertilizzanti. Quasi tutto il fosforo entra in secrezioni solide, in liquido è molto piccolo. Circa 1/2 - 2/3 dell'azoto e quasi tutto il potassio nel mangime vengono escreti nelle urine degli animali. N e P di secrezioni solide diventano disponibili per le piante solo dopo la loro mineralizzazione, mentre il potassio è in forma mobile. Tutti i nutrienti delle secrezioni liquide sono presentati forma minerale facilmente solubile o leggera.
biancheria da letto- aggiunto al letame ne aumenta la resa, ne migliora la qualità e riduce la perdita di azoto e liquame in esso contenuto. Come lettiera vengono utilizzati paglia, torba, segatura, ecc.Durante lo stoccaggio nel letame, con la partecipazione di microrganismi, si verificano processi di decomposizione delle secrezioni solide con la formazione di quelle più semplici. Le secrezioni liquide contengono urea CO(NH2)2, acido ipourico C6H5CONCH2COOH e acido urico C5H4NO3, che possono decomporsi in NH3 libero, due forme di proteine N e ammoniaca - senza nitrati.
In base al grado di decomposizione si distinguono fresco, semi-marcito, marcio e humus.
Humus- massa nera omogenea ricca di sostanza organica il 25% dell'originale.
Condizioni di applicazione: il letame aumenta la resa per diversi anni. Nelle zone aride ed estremamente aride, l'effetto collaterale supera l'effetto. Il massimo effetto del letame si ottiene quando viene applicato in aratura autunnale, con incorporazione immediata nel terreno. L'introduzione del letame in inverno porta a perdite significative di NO3 e NH4 e la sua efficienza diminuisce del 40–60%. I tassi di fertilizzante nella rotazione delle colture dovrebbero essere impostati tenendo conto dell'aumento o del mantenimento del contenuto di humus al livello iniziale. Per fare questo, su terreni chernozem, la saturazione di 1 ettaro di rotazione delle colture dovrebbe essere di 5-6 tonnellate, su terreni di castagno - 3-4 tonnellate.
La dose di letame è di 10 - 20 t / ha - arido, 20 - 40 t - con un apporto di umidità insufficiente. Le colture industriali più reattive sono 25-40 t/ha. sotto frumento invernale 20 - 25 t/ha sotto il predecessore.
Cannucciaè un'importante fonte di fertilizzanti organici. La composizione chimica della paglia varia ampiamente a seconda del suolo e delle condizioni meteorologiche. Contiene circa il 15% di H2O e circa l'85% è costituito da materia organica (cellulosa, pengosani, emocellulosa e ignina), che è un materiale energetico carbonioso per i microrganismi del suolo, la base del materiale da costruzione per la sintesi dell'humus. La paglia contiene l'1-5% di proteine e solo il 3-7% di ceneri. La composizione della sostanza organica della paglia comprende tutti i nutrienti necessari alle piante, che vengono mineralizzati dai microrganismi del suolo in forme facilmente accessibili 1 g di paglia contiene in media 4-7 N, 1-1,4 P2O5, 12-18 K2O, 2-3 kg Ca , 0,8-1,2 kg Mg, 1-1,6 kg S, 5 g boro, 3 g Cu, 30 g Mn. 40 g Zn, 0,4 Mo, ecc.
Nel valutare la paglia come fertilizzante organico, non solo la presenza di determinate sostanze, ma anche il rapporto C:N è di grande importanza. È stato stabilito che per la sua normale decomposizione, il rapporto C:N dovrebbe essere 20-30:1.
L'effetto positivo della paglia sulla fertilità del suolo e sulla resa agricola. culture è possibile in presenza delle condizioni necessarie per la sua decomposizione. Il tasso di decomposizione dipende da: la disponibilità di fonti di cibo per i microrganismi, la loro abbondanza, la composizione delle specie, il tipo di suolo, la sua coltivazione, la temperatura, l'umidità, l'aerazione.
liquami rappresenta principalmente l'urina fermentata di animali per 4 mesi da 10 tonnellate di letame da lettiera con stoccaggio denso, vengono rilasciati 170 litri, con stoccaggio sfuso - 450 litri e con stoccaggio sfuso - 1000 litri. In media, il liquame contiene N - 0,25 -0,3%, P2O5 - 0,03-0,06% e potassio - 0,4-0,5% - principalmente fertilizzante azotato-potassico. Tutti i nutrienti in esso contenuti sono in una forma prontamente disponibile per le piante, quindi è considerato fertilizzante ad azione rapida. Fattore di utilizzo 60-70% per N e K.
escrementi di uccelliè un prezioso fertilizzante organico concentrato ad azione rapida contenente tutti i nutrienti essenziali necessari alle piante. Pertanto, il letame di pollo contiene 1,6% N, 1,5 P2O5, 0,8% K2O, 2,4 CaO, 0,7 MgO, 0,4 SO2. Oltre ai microelementi, contiene microelementi, Mn, Zn, Co, Cu. La quantità di nutrienti nel letame di pollame dipende fortemente dalle condizioni di alimentazione degli uccelli e dal mantenimento degli uccelli.
Esistono due modi principali per allevare il pollame: piano e cella. Per la manutenzione del pavimento, è abbastanza diffusa una lettiera profonda e non sostituibile di steli di torba, paglia e mais. Quando il pollame è in gabbia, viene diluito con acqua, che riduce la concentrazione di sostanze nutritive e aumenta significativamente il costo dell'utilizzo come fertilizzante. Il letame crudo di pollame è caratterizzato da proprietà fisiche sfavorevoli che rendono difficile la meccanizzazione dell'uso. Ha una serie di altre proprietà negative: diffonde un odore sgradevole su lunghe distanze, contiene un'enorme quantità di erbacce, una fonte di inquinamento ambientale e un terreno fertile per la microflora patogena.
Sovescio- massa vegetale fresca arata nel terreno per arricchirlo di sostanza organica e azoto. Spesso questa tecnica è chiamata sovescio e le piante coltivate per fertilizzanti sono sovescio. Le leguminose sono coltivate come sovescio nella steppa della Russia meridionale: seradella, trifoglio dolce, fagiolo mung, lupinella, rango, veccia, piselli invernali e svernanti, veccia invernale, piselli da foraggio (pelyushka), astragalo; cavolo - colza invernale e primaverile, senape e le loro miscele con legumi. Al diminuire della proporzione della componente leguminosa nella miscela, diminuisce l'apporto di azoto, che è compensato da una quantità significativamente maggiore di massa biologica.
Il verde, come qualsiasi fertilizzante organico, ha un effetto positivo multiforme sulle proprietà agrochimiche del suolo e sui raccolti. A seconda delle condizioni di coltivazione, su ogni ettaro di seminativo vengono coltivate e arate dalle 25 alle 50 t/ha di sovescio. La massa biologica del sovescio contiene una quantità notevolmente inferiore di azoto e soprattutto fosforo e potassio rispetto al letame.
Tutti i fertilizzanti minerali, a seconda del contenuto dei principali nutrienti, sono suddivisi in fosforo, azoto e potassio. Inoltre, vengono prodotti fertilizzanti minerali complessi contenenti un complesso di nutrienti. Le materie prime per ottenere i fertilizzanti minerali più comuni (superfosfato, salnitro, silvinite, fertilizzante azotato, ecc.) sono naturali (apatite e fosforite), sali di potassio, acidi minerali, ammoniaca, ecc. I processi tecnologici per l'ottenimento di fertilizzanti minerali sono diversi , il metodo di decomposizione è più spesso utilizzato materie prime contenenti fosforo con acidi minerali.
I fattori principali nella produzione di fertilizzanti minerali sono l'alto contenuto di polvere nell'aria e il suo inquinamento da gas. Polvere e gas contengono anche i suoi composti, acido fosforico, sali di acido nitrico e altri composti chimici che sono veleni industriali (vedi Veleni industriali).
Di tutte le sostanze che compongono i fertilizzanti minerali, i composti più tossici sono il fluoro (vedi), (vedi) e l'azoto (vedi). L'inalazione di polvere contenente fertilizzanti minerali porta allo sviluppo di catarri delle prime vie respiratorie, laringiti, bronchiti, (vedi). Con il contatto prolungato con la polvere dei fertilizzanti minerali, è possibile l'intossicazione cronica del corpo, principalmente a causa dell'influenza del fluoro e dei suoi composti (vedi). Un gruppo di fertilizzanti minerali azotati e complessi può avere un effetto dannoso sul corpo a causa della formazione di metaemoglobina (vedi Metaemoglobinemia). Le misure per prevenire e migliorare le condizioni di lavoro nella produzione di fertilizzanti minerali comprendono la sigillatura dei processi polverosi, l'installazione di un sistema di ventilazione razionale (generale e locale), la meccanizzazione e l'automazione delle fasi di produzione più laboriose.
Le misure di prevenzione personale sono di grande importanza igienica. Tutti i lavoratori delle imprese per la produzione di fertilizzanti minerali devono essere dotati di tute. Quando si lavora, accompagnato da un grande rilascio di polvere, vengono utilizzate tute (GOST 6027-61 e GOST 6811 - 61). La rimozione della polvere e lo smaltimento delle tute è obbligatoria.
Una misura importante è l'uso di respiratori antipolvere (Petal, U-2K, ecc.) e occhiali protettivi. Gli unguenti protettivi dovrebbero essere usati per proteggere la pelle (IER-2, Chumakov, Selissky, ecc.) e creme e unguenti indifferenti (crema al silicone, lanolina, vaselina, ecc.). Le misure di prevenzione personale includono anche la doccia quotidiana, il lavaggio accurato delle mani e prima dei pasti.
Coloro che lavorano nella produzione di fertilizzanti minerali devono sottoporsi almeno due volte all'anno a un esame radiografico obbligatorio del sistema scheletrico con la partecipazione di un terapista, neuropatologo, otorinolaringoiatra.
Concimi minerali - prodotti chimici applicati al terreno per ottenere rese elevate e sostenibili. A seconda del contenuto dei principali nutrienti (azoto, fosforo e potassio), si dividono in fertilizzanti a base di azoto, fosforo e potassio.
Fosfati (apatiti e fosforiti), sali di potassio, acidi minerali (solforico, nitrico, fosforico), ossidi di azoto, ammoniaca, ecc. servono come materie prime per ottenere fertilizzanti minerali L'agricoltura è polvere. La natura dell'impatto di questa polvere sul corpo, il grado della sua pericolosità dipendono dalla composizione chimica dei fertilizzanti e dal loro stato di aggregazione. Anche il lavoro con fertilizzanti minerali liquidi (ammoniaca liquida, acqua di ammoniaca, ammoniaca, ecc.) È associato al rilascio di gas nocivi.
L'effetto tossico della polvere delle materie prime fosfatiche e del prodotto finito dipende dal tipo di fertilizzanti minerali ed è determinato dai composti del fluoro inclusi nella loro composizione (vedi) sotto forma di sali di acido fluoridrico e idrofluorosilicico, composti del fosforo (vedi) sotto forma di sali neutri di acido fosforico, composti azotati (vedi) sotto forma di sali di acidi nitrici e nitrosi, composti di silicio (vedi) sotto forma di biossido di silicio allo stato legato. Il pericolo maggiore è rappresentato dai composti del fluoro, che in diversi tipi di materie prime fosfatiche e fertilizzanti minerali contengono dall'1,5 al 3,2%. L'esposizione a polveri di materie prime fosfatiche e fertilizzanti minerali può causare catarri delle prime vie respiratorie, riniti, laringiti, bronchiti, pneumoconiosi, ecc. nei lavoratori, principalmente per l'effetto irritante delle polveri. L'effetto irritante locale della polvere dipende principalmente dalla presenza di sali di metalli alcalini al suo interno. Con il contatto prolungato con la polvere dei fertilizzanti minerali, è possibile l'intossicazione cronica del corpo, principalmente dall'esposizione ai composti del fluoro (vedi Fluorosi). Insieme all'effetto fluorosogeno, il gruppo di fertilizzanti minerali azotati e complessi ha anche un effetto di formazione della metaemoglobina (vedi Metaemoglobinemia), dovuto alla presenza di sali di acidi nitrico e nitroso nella loro composizione.
Nella produzione, nel trasporto e nell'uso di fertilizzanti minerali in agricoltura, devono essere osservate precauzioni. Nella produzione dei fertilizzanti minerali viene attuato un sistema di misure antipolvere: a) sigillatura e aspirazione delle apparecchiature polverose; b) pulizia dei locali senza polvere; c) rimozione delle polveri dell'aria estratta mediante ventilazione meccanica prima della sua immissione in atmosfera. L'industria produce fertilizzanti minerali in forma granulare, in contenitori, sacchi, ecc. Ciò impedisce anche la formazione intensiva di polvere durante l'applicazione dei fertilizzanti. Per proteggere gli organi respiratori dalla polvere, vengono utilizzati respiratori (vedi), tute (vedi Abbigliamento, Occhiali). Si consiglia di utilizzare pomate protettive, croste (Selissky, IER-2, Chumakov, ecc.) e creme indifferenti (lanolina, vaselina, ecc.), Che proteggono la pelle dei lavoratori. Si raccomanda di non fumare durante il lavoro, sciacquarsi accuratamente la bocca prima di mangiare e bere acqua. Fai una doccia dopo il lavoro. Ci dovrebbero essere abbastanza vitamine nella dieta.
I dipendenti devono sottoporsi a visita medica almeno due volte l'anno con radiografia obbligatoria dell'apparato scheletrico e del torace.
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