А. Т. Хусаинов агроэкология оқу құралы / Учебное пособие
жүктеу/скачать 0,54 Mb.
|
| Азотные удобрения.
Азот, как известно, — основной элемент питания растений, поэтому вполне закономерно, что азотные удобрения относятся к базисным компонентам химизации земледелия. Однако при несбалансированности элементов питания, нарушении водного режима, недостаточной освещенности и других неблагоприятных условиях высокие дозы азотных удобрений могут привести к снижению почвенного плодородия и загрязнению продуктов питания нитратами. По данным Б. Коммонера (автора знаменитых «четырех законов экологии»), в США растения поглощают в среднем примерно половину азота, вносимого с удобрениями. Остальное его количество улетучивается в атмосферу, сбрасывается в водоемы и накапливается в почве, вызывая загрязнение окружающей природной среды. Азотные минеральные удобрения выпускают и применяют в твердом и жидком видах. По форме азота твердые азотные удобрения подразделяют на: аммонийные (NH4): сульфат аммония, хлорид аммония; аммонийно-нитратные (NH4NO3): аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония; нитратные (NO3): нитрат натрия (натриевая селитра), нитрат кальция (кальциевая селитра); амидные (NH2): карбамид (мочевина), цианамид кальция. Из жидких азотных удобрений достаточно широко применяют аммиачные (NH3), в которых весь азот находится в виде аммиака (водного или безводного). Важным источником накопления нитратов в почве является нитрификация. Под воздействием микроорганизмов-нитрификаторов, присутствующих в любой почве, происходит минерализация органического вещества (гумуса) и внесенных органических удобрений (навоза, торфа, перегноя), в результате образуются нитраты. Еще один источник—азотные удобрения. Под воздействием тех же нитрифицирующих микроорганизмов аммонийный и амидный азот в почве постепенно переходит в нитратный. При условиях, благоприятствующих нитрификации, весь внесенный в почву азот может в течение двух-трех дней полностью превратиться в нитратный. Поэтому при внесении высоких доз азотных удобрений, даже не содержащих нитратного азота, в почве может накапливаться большое количество нитратов. Это естественный физиологический процесс. Нитратный азот в почве очень подвижен и при обильных поливах или в дождливую погоду легко вымывается за пределы корнеобитаемого слоя, особенно на легких почвах. Наряду с аммонийным азотом нитраты являются основным источником азотного питания растений. В последние годы отчетливо прослеживается тенденция увеличения производства сельскохозяйственной продукции (особенно овощной) с повышенным содержанием нитратов. Сам факт наличия нитратов в сельскохозяйственной продукции не вызывает опасения, поскольку они представляют одну из форм существования азота — естественного составного элемента биосферы, присутствовавшего в ней еще до появления человека. Важно другое — в каких количествах присутствуют эти соединения. Накопление нитратов в растениях происходит в результате того, что поглощенный азот не полностью расходуется на синтез аминокислот и белков (т. е. не все поглощенные нитраты восстанавливаются до аммиака). В нарушении этого процесса важную роль играют ферменты азотного обмена — нитрат- и нитритредуктазы, а также углеводное питание растений. Причиной нарушения процессов ассимиляции нитратов в растении могут служить до 20 факторов, среди них такие, как сроки, формы и дозы внесения удобрений, метеорологические условия, сортовые различия, сроки посадки и густота стояния растений, качество известкования, наличие и соотношение различных питательных веществ и т. д. Например, в шпинате, выращенном при освещенности 5...6 тыс. лк, содержалось на 60...80 % больше нитратов, чем при освещенности 6...7тыс. лк. При увеличении густоты стояния моркови с 491 до 923 растений на 1 м2 содержание нитратов возрастало на 43 %. Недостаток магния и серы в растении, молибдена и марганца в почве, а также снижение температуры воздуха, которое приводит к падению активности нитратредуктазы, также способствуют накоплению нитратов. Как уже отмечалось, избыточное накопление нитратов в растениях обусловлено комплексом факторов. При этом наиболее важную роль играют дозы вносимых удобрений. Об этом свидетельствуют приведенные ниже данные по содержанию нитратов в овощной продукции в зависимости от применяемых доз азотных удобрений. Например, из-за технологических нарушений в процессе хранения, подготовки и применения азотных удобрений от 3 до 20 % (а возможно, и больше) вносимых количеств попадает в водные объекты, что приводит к тем или иным негативным последствиям. Процесс вымывания нитратов из почвы ускоряют распашка лугов, увеличение доли зерновых и пропашных культур в севообороте, полный или частичный отказ от выращивания промежуточных культур. Судя по приведенным количественным характеристикам, с каждого килограмма азотных удобрений в шпинате в среднем накапливается 7,55 мг нитратов, а в кресс-салате — 4,06 мг. Увеличение доз азотных удобрений приводит не только к повышению содержания нитратов в произведенной продукции, но и к снижению в ней содержания витамина С, Сахаров и других веществ, а следовательно, и ее биологической ценности. Значительную роль в накоплении нитратов в овощах играют также формы применяемых удобрений, сроки уборки урожая и т. д. Содержание нитратов различается и в зависимости от органа растений. Их больше там, где превалируют ксилема и ткани, в клетках которых хорошо развиты вакуоли, т. е. в частях, по которым осуществляется транспорт питательных веществ в растениях. Так, в корне, стебле и черешках листьев нитратов значительно больше, чем в листовой пластинке. В генеративных органах нитраты отсутствуют или содержатся в гораздо меньших количествах, чем в вегетативных. Азотные удобрения загрязняют природные воды. Вынос азота в водные объекты определяется как природными факторами (климат и погода, гидрология и рельеф), так и антропогенными. Ввиду опасности нитратного загрязнения питьевой воды ВОЗ установила для нее следующие ПДК нитратов: умеренные широты — 22 мг/л, тропики — 10 мг/л. (В России аналогичный показатель составляет 10 мг/л, как в Польше и США, в ФРГ-20 мг/л.) Для сведения к минимуму непроизводительных потерь азота, предотвращения и снижения загрязнения нитратами растениеводческой продукции, водоемов и т. д. необходимо четко соблюдать существующие регламенты по транспортировке, хранению и применению минеральных и органических удобрений. Внесению удобрений должно предшествовать известкование почв, которое снижает почвенную кислотность и активизирует процесс восстановления нитратов. Сроки проведения подкормок также играют важную роль в накоплении нитратов. Не рекомендуется применять подкормки в период массового созревания корнеплодов и кочанов. Исключительно важным приемом снижения (предотвращения) нитратного загрязнения сельскохозяйственной продукции является внесение достаточного количества полноценного органического удобрения (навоз, компосты, сидераты). Как свидетельствует опыт ряда стран, органические удобрения целесообразно вносить в сочетании с минеральными в соотношении 4:1. Например, в Голландии применение высоких доз минеральных удобрений, порядка 300 кг/га пахотных земель, на фоне 40 т/га органических удобрений не приводит к нитратному загрязнению. Навоз следует предварительно прокомпостировать с соломой или торфом и внести в почву с осени. Перспективной альтернативой минераль ному азоту в питании растений является биологический азот. В настоящее время широко изучаются бактерии рода Rhizobium, их специфичность по отношению к отдельным бобовым культурам. С помощью методов генной инженерии ведутся поиски наиболее продуктивных штаммов. Исследуется также возможность использования ассоциативных азотфиксирующих бактерий, микоризы, а также различных комбинаций этих микроорганизмов, что зачастую оказывается намного более эффективным, чем применение любого из них в отдельности. Для каждой сельскохозяйственной культуры и каждого сорта, а также различных почвенных условий реально подобрать специфическую комбинацию азотфиксирующих микроорганизмов, при которой процесс снабжения азотом будет протекать наиболее продуктивно. Посредством инокуляции эффективными азотфиксирующими микробиологическими препаратами можно повысить урожайность сельскохозяйственных культур без дополнительного внесения азотных минеральных удобрений. Как уже говорилось, эффективность применения удобрений определяется сложным комплексом биотических и антропогенных факторов, среди которых существенное, а нередко и решающее значение принадлежит климатическим и погодным условиям. Учет агрометеоролических условий является важной предпосылкой оптимизации использования минеральных удобрений, а следовательно, способствует уменьшению вероятности загрязнения окружающей среды избыточными химическими веществами. Результаты фундаментальных исследований профессора А. П. Федосеева («Агротехника и погода», 1979'; «Погода и эффективность удобрений», 1985) позволяют с успехом учитывать метеорологическую составляющую при решении задач химизации. Эффективность удобрений существенно варьирует в зависимости от типа и плотности почв, а также их увлажнения. При внесении различных доз азотных удобрений увлажнение сказывается не только на абсолютных прибавках урожая зерна, но и на содержании в нем белка. Из данных рисунка следует, что в засушливые годы было получено лишь некоторое увеличение урожайности при малых дозах азотных удобрений (22 кг/га), в умеренно влажные годы — значительное увеличение при средних дозах (45 кг/га) и во влажные также значительное, но при высоких дозах (90 кг/га). Содержание белка в зерне при увеличении доз азотных удобрений во всех случаях возрастало и было наивысшим в сухие годы. Рассчитанное на запланированный урожай количество фосфорных и калийных удобрений корректируют в соответствии с дозами азотных удобрений. Если по прогнозу ожидается засушливое лето, соотношение между азотом, фосфором и калием изменяют в сторону увеличения доли фосфорно-калийных удобрений. Эффективность подкормок посевов возделываемых культур в немалой степени зависит от особенностей складывающихся агрометеорологических условий. Учет этих особенностей позволяет повысить целесообразность и экономическую эффективность использования удобрений. жүктеу/скачать 0,54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|