регистрация /  вход

Мінеральні добрива в агроекосистемах та особливості їхнього впливу на довкілля (стр. 1 из 12)

Курсова робота

з агроекології

На тему «Мінеральні добрива в агроекосистемах та особливості їхнього впливу на довкілля »

Зміст

1. Сучасні тенденції використання мінеральних добрив у світі та в Україні

2. Негативний вплив мінеральних добрив на компоненти агроекосистеми

3. Агроекологічна характеристика основних видів мінеральних добрив

4. Агроекологічна оцінка нових видів мінеральних добрив

5. Екотоксикологічні, гідрохімічні та агрохімічні методи оцінки мінеральних добрив

Висновки та пропозиції

Список використаної літератури

1. Сучасні тенденції використання мінеральних добрив у світі та в Україні

Вплив різних чинників на врожайність сільськогосподарських культур за оцінками спеціалістів США, оцінюється так: добрива – 41%; гербіциди – 15–20; властивості ґрунту – 15; гібридне насіння – 8; зрошення – 5; інші фактори – 11–16%.

Мінеральні добрива набули поширення наприкінці XIXст. До того часу, в основному, застосовували органічні добрива, попіл, природні туки. У дореволюційній Росії тукову промисловість було представлено невеликими суперфосфатними заводами; азотних і калійних добрив практично не виробляли. 1913р. було виготовлено 17 тис т мінеральних добрив, що за рівнем забезпеченості ріллі становило 0,2lкгNPK.

Вцілому рівень застосування мінеральних добрив коливався і залежав від економічних та екологічних вимог. Нині у США вносять 208 кг/га, Німеччині – 238, Великобританії – 365, Франції – 277 кг/га NPK. Перше місце у світі з виробництва і використання мінеральних добрив посідає Китай: виробляє – 27 582 тис т, а використовує – 36 500 тис т.

кг/га

Динаміка застосування мінеральних добрив в Україні збігається з основними світовими тенденціями. За періоди з 1966–1970 pp. по 1986–1990 pp. обсяг внесення мінеральних добрив зріс у 3,2 раза, а починаючи з 1992 р. у зв'язку з економічними труднощами він зменшився у 2,2 раза, що не відповідає науково обгрунтованій потребі (рис. 1), і неминуче призводить до зниження родючості ґрунтів і продуктивності сільськогосподарських культур.

Починаючи з 1999 p., рівень виробництва мінеральних добрив в Україні дещо зріс. За даними Держкомстату, у 1998 р. він становив 1935,9 тис т, у 1999 р. - 2319,3, у 2000 р. - 2304,6 тис т. Проте, значну частину вироблених добрив експортували в Турцію, Індію, США, В'єтнам. У свою чергу, Україна імпортувала добрива з-за кордону на суму 5852 тис дол., що не перекривало експорту і не могло забезпечити необхідного рівня застосування мінеральних добрив у сільськогосподарському виробництві. 2001 р. рівень виробництва мінеральних добрив в Україні знизився до 2228, 4 тис т, що пов'язано із зниженням світових цін на мінеральні добрива, а також з проведенням антидемпінгових розслідувань проти українських добрив.

Рис. 1. Потреба і фактичне використання мінеральних добрив в Україні, тис т (В. В. Медведєв, М. П. Лісовий, 2000 p .):

1.– потреба;2.– фактичне використання

Промисловість часто пропонує в якості добрив побічні продукти виробництва, обґрунтовуючи це певною кількістю елементів живлення. Дефіцит мінеральних добрив останніми роками і невисока собівартість таких відходів сприяє їхньому активному використанню у сільськогосподарському виробництві. Інший шлях розв'язання проблеми – імпорт сировини. Так, для виробництва фосфорних добрив 1995 р. було запропоновано імпортувати туніські, алжирські, марокканські, ізраїльські фосфорити, ціни на які були у 1,5 раза нижчими за російські, але з неприпустимо високим вмістом токсичних домішок, зокрема кадмію.

Нестача мінеральних добрив з одного боку, і використання неякісних високобаластних видів, з іншого, потребують розв'язання комплексної проблеми: забезпечити сільське господарство України достатньою кількістю мінеральних добрив і попередити можливі негативні наслідки їхнього застосування забороною використання низькоякісних видів.

2. Негативний вплив мінеральних добрив на компоненти агроекосистеми

Вплив мінеральних добрив на кислотно-основні властивості ґрунту.

В основі негативного впливу мінеральних добрив на кислотно-основні властивості ґрунту лежить процес біологічного окислення азоту й утворення кислот (у прикладі з сульфатом амонію – HNO3 і H2 SO4 ). У ґрунті кислоти нейтралізуються, вступаючи у взаємодію з бікарбонатами ґрунтового розчину і катіонами вбирного комплексу:

Са2 + + 2HN03 -> Н2 + + СаС12

Са2 + + H2 SO4 -> Н2 + + CaSO4

Через деякий час у ґрунтовому вбирному комплексі, крім Н+ з'являється обмінний Аl3+ , кількість якого з часом збільшується доки не сягне рівня обмінної кислотності. Це явище пов'язано з процесами трансформації поверхневих шарів кристалічної решітки алюмосилікатів – найрозповсюдженіших мінералів, які становлять близько 85% маси земної кори. На сколі кристалу (наприклад каолініту) утворюються надлишкові від'ємні заряди, що утримують обмінні катіони. Під дією на таку часточку кислих водних розчинів, катіони основ Ме+ витісняються і заміщаються на іони Н+. Однак, іони Н+ мають доволі малий радіус і порівняно легко мігрують у внутрішні шари решітки, де вони можуть реагувати з групами ОН, утворюючи молекули Н2 О, або з киснем, що призводить до появи стійкої групи ОН- . У результаті таких реакцій іон А13+ , що займав центральне місце в алюмогідроксильному октаедрі, перетворюється на іон А1(ОН)2+ (або А1(ОН)2 +) , зв'язаний з решіткою лише електростатичними силами, тобто іонним зв'язком, хоча просторово і займає ще попереднє положення. Подальша дія катіонів іншого роду витісняє іон алюмінію у розчин.

Підвищений вміст рухомих сполук алюмінію має для рослин істотне значення: за їхньої наявності утворюються важкорозчинні фосфати алюмінію, фосфор яких при старінні і кристалізації осадів стає малодоступним рослинам. Крім того, алюміній токсичний для багатьох рослин; вже при концентрації у розчині 2 мг/л А1 спостерігають різке погіршення розвитку кореневої системи, порушується вуглецевий, азотний, фосфатний обмін у рослинах. Вищі концентрації алюмінію призводять до різкого зниження врожаю зернових культур і навіть їхньої загибелі.

Різні види рослин і навіть різні сорти одного виду можуть значно вирізнятися за здатністю вбирати й реагувати на алюміній. У більшості рослин початкові симптоми токсичної дії алюмінію виявляються у кореневій системі. Вважають, що алюміній гальмує надходження поживних речовин до рослин і порушує співвідношення між катіонами та аніонами. Надлишок його негативно впливає на поділ клітин, змінює властивості цитоплазми та клітинних стінок, осаджує нуклеїнові кислоти. Токсична дія алюмінію часто пов'язана з надлишком ВМ, доступних рослинам на кислих ґрунтах. На думку Ф. Топольного і О. Ге-левера (2001 p.), токсичність алюмінію щодо рослин проявляється лише за умови нестачі у ґрунтовому розчині заліза. Такі умови можуть складатися, коли залізо переходить у недоступну рослинам двовалентну форму, і тоді рослини за аналогією поглинають алюміній, що й призводить до їхнього пригнічення. С. Зони, А. Травлєєв (1992 р.) вказують, що рухомий алюміній може інгібувати не лише розвиток рослин, а й діяльність мікрофлори ґрунту. При цьому алюміній особливо токсичний для бульбочкових бактерій Rhizobium.

У кислих ґрунтах (рН<6,5) рухомість таких елементів як Zn, Mn, Cu, Fe, Co, В та ін. значно збільшується. Вплив мінеральних добрив на геохімічні властивості ґрунтів проявляється не стільки у привнесенні низки елементів-забруднювачів, скільки у зміні особливостей міграції окремих груп ВМ, що зумовлює їхню рухомість. Мінеральні добрива істотно змінювали фізико-хімічні властивості ґрунту – кислотність, вміст рухомих фракцій гумусу, рухомих алюмінію і заліза, які контролюють рухомість металів, а не їхній вміст.

Змінюючи реакцію ґрунтового розчину, мінеральні добрива призводять до підвищення рухомості токсичних елементів і опосередковано діють на процеси переходу їх у рослини: зниження рН водної витяжки з 6,5 до 4,0 підвищує забруднення рослин токсичними елементами з 4 до 20 разів. Найактивніше надходження ВМ із ґрунту в рослини відбувається за кислої реакції ґрунтового розчину, що підтверджується результатами досліджень, проведених у тривалих дослідах з Cd, Pb, Ni, Cr, на різних ґрунтових відмінностях. Вапнування і внесення у ґрунт інших природних сорбентів дає змогу активно впливати на ці процеси. Але підвищення рН з метою зниження вмісту ВМ (зокрема кадмію) у продукції рослинництва ефективне не для всіх видів рослин. Ю. Алексєєвим і Н. Вялушкіною (2002 р.) було встановлено, що вапнування призводило до надходження кадмію у рослини ячменю і бобових культур.

Серед традиційних мінеральних добрив, які можуть активно впливати на кислотно-основні властивості ґрунту, найбільшою активністю характеризуються азотні, серед яких ті, що зміщують рівновагу ґрунтового розчину в бік: підкислення – аміачна селітра NH4NO3, аміак рідкий NH3, аміак водний NH4OH, сульфат амонію (NH4)2SO4, сульфат амонію-натрію (NH4)2SO4+Na2SO4, хлористий амоній NH4C1, сечовина (карбамід) CO(NH2)2; підлуження – натрієва селітра NaNO3 (16% N), кальцієва селітра Ca(NO3)2-3H2O (17,5% N).

На кислотно-основні властивості ґрунту, хоча і меншою мірою, впливають також калійні і фосфорні добрива. Серед калійних добрив на першому місці калімагнезія K2SO4 MgSO4; на другому – K2SО4 і на третьому – КС1. Калійні добрива, де присутній іон SO4 2~ , спричиняють збільшення розчинності алюмінію й обмінна кислотність зумовлена саме його вмістом. Фосфорні добрива здебільшого мало впливають на зміну кислотно-основних властивостей ґрунтів – вони здатні спричиняти лише слабке підкислення (суперфосфати), або дещо знижувати кислотність грунту (преципітат, мартенівський шлам, знефторений фосфат, фосфоритне борошно).

Похожие статьи

Видео

Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!