Горб О.О., Писаренко П.В., Калініченко В.М. Аграрна екологія

Подождите немного. Документ загружается.

Всесвітня організація охорони здоров'я вважає допустимий вміст

нітратів у дієтичних продуктах (сюди належить багато різних овочів) до

300Zмг/кг сирого продукту.

Нешкідлива допустима норма споживання нітратів за добу становить

3,6 мг/кг маси людини.

Нітрати – природний складовий елемент біосфери, який існував багато

мільйонів років до появи людини. Лише в останні десятиріччя вибуховий

ріст використання азотних добрив, а також всезростаюче надходження

нітратів у навколишнє середовище з інших джерел призвели до того, що

навантаження нітратів оцінюється в 150 – 350Zмг/люд на добу і продовжує

зростати.

Через складність і актуальність проблеми розглянемо її більш

докладно.

Нітрати – це добре розчинні у воді солі азотної кислоти. В рослини

вони надходять з ґрунту. І чим більше там нітратів, тим більше їх буде і в

рослинах. Але за певних умов ці сполуки нагромаджуватимуться і без

внесення високих норм органічних та мінеральних добрив.

Які ж джерела нагромадження нітратів у ґрунті? Під впливом

мікроорганізмів-нітрофікаторів, які є в будь-якому ґрунті, відбувається

мінералізація органічної речовини (гумусу) і внесених органічних добрив

(гною, торфу, перегною), внаслідок чого утворюються нітрати, а процес

зветься нітрифікацією. Оптимальними умовами інтенсифікації є добра

аерація ґрунту, вологість 60 – 70Z%, температура 25 – 35°, рН 6 – 8. За

таких умов і при високому вмісті органіки в ґрунті може

нагромаджуватися велика кількість нітратів.

Друге джерело – азотні добрива: натрієва селітра – нітратний азот,

сірчанокислий амоній – амонійний азот, карбамід (сечовина) – амідний

азот.

Амонійний і амідний азот у ґрунті під впливом тих же нітрифікуючих

121

мікроорганізмів поступово переходить у нітратний. За сприятливих умов

нітрифікації, про що говорилося вище, весь азот за 2 –Z3 дні може повністю

перетворитися в нітратний. Тому при внесенні високих норм азотних

добрив, навіть таких, що не містять нітратного азоту, в ґрунті може

нагромаджуватися велика кількість нітратів.

Нітратний азот у ґрунті рухливий і при поливі або в дощову погоду

легко вимивається за межі кореневої зони, особливо на легких ґрунтах.

Нітрати, поряд з амонійним азотом, є основними джерелами азотного

живлення рослин. Нагромадження нітратів – це природне фізіологічне

явище, однак важливо, щоб їх кількість у рослинах не була надмірною.

Інтенсивність процесів синтезу, що містять азот органічних сполук,

залежить від ряду таких факторів:

1) достатня кількість вуглеводів у рослинах, які утворюються в

процесі фотосинтезу. Для цього рослина повинна мати розвинутий, не

уражений хворобами і не пошкоджений шкідниками листковий апарат і

достатньо світла, особливо в умовах захищеного ґрунту;

2) живлення рослин має бути збалансоване за фосфором, калієм,

магнієм і мікроелементами;

3) забезпеченість рослин вологою і оптимальною температурою.

Отже, щоб запобігти надлишковому нагромадженню нітратів у

рослинах, необхідно, з одного боку, регулювати кількість мінерального

азоту в ґрунті, з другого – створювати умови найбільш продуктивного

використання азоту, що використовується для формування органічної

речовини, тобто врожаю.

На нагромадження нітратів у рослинах впливають не тільки норми

азоту, а й освітлення, співвідношеная поживних елементів у середовищі,

агротехніка, погодні умови тощо. Так, затінення рослин (азот має перевагу

над фосфором і калієм) і дощова погода сприяють нагромадженню нітратів

у рослинах.

122

Для запобігання надлишковому нагромадженню нітратів з добрив не

можна допускати надлишкового однобічного внесення азотних добрив,

особливо при недостачі в ґрунті фосфору, калію та інших поживних

елементів.

На вміст нітратів в овочах, які вирощують в умовах захищеного

ґрунту, впливає освітлення і температура. При вирощуванні овочів

(цибуля, редиска, крес-салат, шпинат) у теплицях в умовах довгого дня, за

даними швейцарських вчених, вміст нітратів був значно менший. При

короткому дні нітратів нагромаджувалося більше, особливо в умовах

високих температур. Причому в листкових пластинках шпинату і крес-

салату їх нагромаджувалося в два рази менше, ніж у черенках.

При вирощуванні овочів в умовах короткого дня нітратів було значно

більше в ранкові години, ніж у вечірні. Тому висновок учені зробили

такий: при вирощуванні овочів у теплицях слід підтримувати помірний

тепловий режим, а врожай краще збирати наприкінці дня.

Існують й інші шляхи зниження нітратів у рослинах. Для цього

необхідно ретельно враховувати біологічні властивості культур і

поживний режим ґрунтів, овочі вирощувати на високому агротехнічному

фоні.

Овочеву продукцію з низьким вмістом нітратів можна одержувати при

помірному живленні азотом рослин у молодому віці, посиленому азотом у

період інтенсивного росту листкового апарату, головному режимі

живлення азотом у період достигання качанів і коренеплодів. При цьому

необхідні: комплексне використання методів листкової, тканинної і

ґрунтової діагностики для контролю за живленням рослин; застосування

невеликих стартових норм мінеральлих добрив і підживлень за даними

діагностики. Обов'язково слід вирощувати овочеві культури після

найкращих попередників (однорічних і багаторічних трав), систематично

вносити органічні добрива – гній і сидерати.

123

Вміст нітратів у бульбах картоплі значно (на 30 %) зменшується при

внесенні молібдену. Німецькими спеціалістами запропоновано новий

спосіб збирання коренеплодів, який дає можливість на 60 – 80Z% знизити в

них вміст нітратів. При вирощуванні моркви і петрушки вони

рекомендують розпушення міжрядь за допомогою ротаційної мотиги на

відстані не більше 7 см від рослин за декілька днів до збирання врожаю. У

столових буряків за день до збирання підрізують коріння

бурякопідіймачами.

Внаслідок таких заходів обривається основна маса всмоктувального

коріння, що різко зменшує надходження в рослини води і поживних

речовин з ґрунту, в тому числі і азоту в нітратній формі. У той же час

продовжуються процеси асиміляції у листках рослин і надходження в

коренеплоди вуглеводів, що сприяє перетворенню нітратів у інші азотні

форми. Завдяки цьому їх вміст у рослинах значно зменшується.

При перевищенні допустимого вмісту нітратів (але не більше як у 2

рази) овочі слід використовувати для приготування страв з

багатокомпонентною рецептурою, де вони не повинні перевищувати 50Z%

складу. З таких овочів, після попереднього відварювання, можна

приготувати гарнір, запіканки та інші кулінарні вироби. Відвар при цьому

споживати забороняється.

Продукти з вмістом нітратів, що перевищують допустимі концентрації

(не більше як у 2 рази), можна використовувати після технологічної

переробки (соління, квашення, маринування).

При попередній і термічній кулінарній обробках, а також різних видах

консервування (соління, квашення, маринування) кількість нітратів у

рослинних продуктах суттєво знижується (від 10 до 80 %), але при сушінні

або одержанні соків вміст їх зростає в готовому продукті.

Нині є рекомендації по способах зниження вмісту нітратів у овочевій

продукції безпосередньо перед використанням у їжу. Так, рекомендується

124

вживати свіжоприготовлені салати або цілі овочі. Не можна готувати овочі

в алюмінієвому посуді. Встановлено, що вживання аскорбінової кислоти

підвищує інтенсивність розкладання нітратів. При нітратних отруєннях

значний оздоровчий ефект дає застосування елеутерококу. В цілому ж

вирішення проблеми нітратів знаходиться на початковій стадії, у міру

нагромадження матеріалу з'являються нові методи і прийоми, що дають

можливість виключити негативний їх вплив на здоров'я людини.

6.3. Шляхи можливого забруднення навколишнього середовища

добривами і заходи щодо його запобігання

В останні роки цьому питанню приділяють велику увагу в нашій

країні і за її межами. Вчені багатьох країн розробляють комплекс заходів,

спрямованих на запобігання забрудненню біосфери мінеральними

добривами.

Основні шляхи забруднення навколишнього середовища добривами,

на думкою В.Г. Мінеєва (1984) та інших вчених такі: недосконалість

організаційних форм, а також технології транспортування, зберігання,

змішування і внесення добрив; порушення агрономічної технології їх

внесення в сівозміні і під окремі культури; недосконалість самих добрив,

їх хімічних, фізичних і механічних властивостей.

Так, суттєвий недолік транспортування добрив полягає насамперед у

перевалочній системі від заводу до поля.

Серйозні недоліки є і в зберіганні мінеральних добрив. Складські

приміщення не відповідають обсягам добрив, що поставляються

сільському господарству. Середня ємність складів у господарствах

невелика, що не дає можливості здійснювати комплексну механізацію по

підготовці добрив до змішування і внесення.

Наприклад, за даними ряду науково-дослідних інститутів втрати на

125

етапі „завод – поле” досягають 15 – 20Z%.

Втрати добрив залежать також від умов зберігання: при зберіганні у

пристосованому приміщенні вони становлять 2,6 %, а поза приміщенням –

11,1 %. В останньому випадку добрива в основному втрачаються внаслідок

пошкодження тари і перемішування з землею.

Потребує удосконалення і технологія внесення добрив. У дослідах

ВІДА внесення основного повного мінерального добрива з

нерівномірністю 50 % знижувало врожай зернових культур на 6 – 7Z%, а

суперфосфату з нерівномірністю 70 – 80Z% – врожай озимої пшениці на

20Z% і більше порівняно з рівномірним внесенням.

Вплив нерівномірного розподілу мінеральних добрив на врожай

ячменю був ще більш суттєвим, ніж на врожай озимої пшениці. Особливо

це різко проявляється на азотних добривах у зв'язку з високою їх

ефективністю в багатьох ґрунтово-кліматичних зонах. Так, внесення

аміачної селітри в нормі 60 – 80Zкг/га з нерівномірністю 40 – 60Z% знижує

урожай на 4,6 – 4,8Z% (Гродненська обласна дослідна станція), ярої

пшениці – на 5,7 (Пермська сільськогосподарська дослідна станція), озимої

пшениці – на 4,0 % (Білоруська сільськогосподарська академія).

Збільшення показника нерівномірності внесення добрив до 70 – 80Z%

призводило до втрат урожаю зернових культур на 10,5 – 10,8Z%, або на 4Z–

4,5 ц/га зерна.

Нерідко у виробничих умовах фактична нерівномірність внесення

добрив перевищує допустиму і досягає 75 – 80Z%. У таких випадках

зниження врожаю зернових культур досягає 10 – 15Z%.

Рівномірність розсівання мінеральних добрив машинами

центробіжного типу залежить не тільки від вирівняності гранул в

удобрювальних сумішах, а й від дотримання точної відстані між

проходами агрегату, визначення оптимальної ширини захвату, форм і

якості добрив у сумішах тощо.

126

Для підвищення якості внесення мінеральних добрив необхідні

машини нового типу, що забезпечують поверхневе їх внесення з

нерівномірністю не більше 15 %, а також високопродуктивних машин для

локального способу внесення основних форм мінеральних добрив. Уже

розроблені марки машин, які мають суттєво вищу якість внесення

мінеральних добрив.

Другий можливий шлях втрати поживних речовин з добрив та із

ґрунтів – порушення наукових основ агрономічної технології застосування

добрив у сівозміні та під окремі культури, а також розвиток водної й

вітрової ерозії внаслідок порушення технології вирощування

сільськогосподарських культур.

При застосуванні добрив важливо правильно визначити норми і

співвідношення поживних елементів, вибрати оптимальні форми добрив,

строки і способи їх внесення.

Все це дасть можливість суттєво підвищити коефіцієнт продуктивного

використання поживних елементів добрив сільськогосподарськими

культурами на створення врожаю, а також зменшити їх втрати і вихід у

навколишнє середовище.

При розгляді екологічних проблем агрохімії першочергове значення

мають проблеми азоту. В основному він негативно впливає на всі ланки

біосфери та здоров'я людини. Дослідження вчених і виробничий досвід

свідчать, що непродуктивні втрати азоту добрив можна зменшити до

мінімуму, а коефіцієнт використання його значно підвищити при

правильному, наприклад, роздрібненому внесенні відповідних норм

добрив. При цьому азотні добрива доцільніше застосовувати в амонійній і

амідній формах, наближувати строки їх внесення до сівби культури або до

фаз найбільшого споживання азоту рослинами.

Втратам нітратів можна запобігти за допомогою регулювання строків і

способів внесення добрив у поєднанні з комплексом прийомів

127

протиерозійного обробітку ґрунту. Тому забруднення природних вод

мінеральними сполуками азоту при інтенсивному застосуванні добрив не є

неминучим наслідком хімізації землеробства, а наслідком порушення

науково обґрунтованих прийомів внесення їх у ґрунт.

У значній мірі втрати азоту в навколишнє середовище визначають

форми азотних добрив. Встановлено, що нітратний азот використовують

усі культури краще, ніж амонійний.

Великі втрати поживних речовин спостерігаються в умовах зрошення.

Недосконалість зрошувальних систем часто поєднана з необхідністю

скидати надлишок води з полів у річки і водойми. Разом з нею втрачається

і велика кількість поживних елементів, особливо при застосуванні

оптимальних і підвищених норм добрив.

За рахунок добрив концентрація азоту в колекторних водах, що

скидаються із зрошувальних масивів, досягає літнього періоду 1Z% мг/л і

більше, що в десятки і навіть сотні разів перевищує фонові розміри.

Протягом вегетації з колекторними водами виноситься до 22 % азоту

від загальної кількості надходження його на поле з добривами і

зрошувальною водою.

Втрати азотних добрив в умовах зрошування можна значно скоротити,

якщо їх вносити роздрібнено з поливною водою. Коефіцієнт використання

азоту при цьому збільшується, а втрати його внаслідок вимивання

зменшуються.

Особливо суттєво зростають втрати азоту при збільшенні кількості

атмосферних опадів. Так, за даними голландських дослідників, кожний

міліметр опадів викликає щорічні втрати азоту в розмірі 0,5Zкг/га. В умовах

Німеччини при випаданні 374, 615 і 779Zмм опадів з піщаного ґрунту

вимивалося азоту відповідно 33, 41 і 56 кг/га, а з глинистого – 21, 23 і

62Zкг/га.

Таким чином, одержати високий ефект від добрив з урахуванням

128

запобігання чи різкого зниження їх втрат у навколишнє середовище можна

при виконанні таких агрохімічних і агрономічних вимог:

1) слід вносити оптимальні норми добрив у сівозміні і під кожну

сільськогосподарську культуру. Агрономічною наукою розроблено

декілька способів визначення оптимальних норм добрив, але всі вони

зводяться в основному до балансових розрахунків з урахуванням проектної

врожайності, ефективної родючості ґрунту, коефіцієнтів використання

поживних речовин з ґрунту і добрив тощо;

2) системи добрив повинні мати оптимальне співвідношення

поживних елементів з урахуванням вимог культури, наявності в ґрунті

рухомих форм поживних елементів і особливостей клімату;

3) вибір правильних строків внесення добрив з урахуванням

біологічних особливостей культури, головним чином, періодичності її

живлення, властивостей ґрунту, кліматичних особливостей зони, а також

форм добрив;

4) осушені, особливо торфо-болотні ґрунти краще використовувати

під культури звичайної рядкової сівби або залужувати під

високопродуктивні луки;

5) в умовах зрошення дуже важливо дотримуватися науково

обґрунтованих норм, строків і способів внесення добрив;

6) при розробці і впровадженні систем добрив у сівозміні важливо

враховувати її спеціалізацію і прагнути, щоб рілля максимальний час

протягом року була зайнята культурними рослинами. В посушливих

степових районах доцільно мати чисті пари. Важливо в сівозміні

вирощувати післяжнивні і проміжні культури, що суттєво зменшує втрати

поживних елементів.

Помітний винос мінеральних добрив у водойми внаслідок ерозії

ґрунту. Вчені США підрахували, що змив азоту з ґрунту поверхневими

водами щороку в середньому під лісом становить 0,8 – 3,4Zкг/га, на

129

пасовищах – 6Z– 8, на полях під пшеницею – 6, під бавовником – 13, при

чергуванні кукурудза – пшениця – 18, під цитрусовими – 64 кг/га. Змиву

можна запобігти застосуванням комплексу заходів по захисту ґрунтів від

водної і вітрової ерозії. Це, як уже відзначалося раніше, обробіток ґрунту

плоскорізами без обертання скиби, мульчування ґрунтів соломою,

стернею, післяжнивними рештками. Але найважливішим і

найнеобхіднішим заходом, як відзначає В.А. Ковда (1983), є перехід у

кожному господарстві на контурно-меліоративну організацію всієї

території з полями, що вписуються в рельєф, виділенням інтенсивних

сівозмін на схилах крутизною 2 – 5° і ґрунтозахисних кормових – на

схилах крутизною понад 5°.

Необхідне широке застосування валів-терас і валів-лиманів як

обов'язкових елементів контурно-меліоративного землеробства і як

спрямовуючих ліній обробітку ґрунтів.

Нині розроблено комплекс заходів, що запобігають забрудненню

навколишнього середовища мінеральними добривами внаслідок змиву їх

ерозією:

1) протиерозійний обробіток ґрунту: безполицевий, плоскорізний,

мінімальний, смуговий, контурний, гребінчастий, чизелювання тощо;

2) впровадження терасного, смугового землеробства і протиерозійних

сівозмін;

3) максимальне утримання еродованих ґрунтів під рослинністю. У

зв'язку з цим велике значення має використання післяжнивних посівів, а

також ущільнений посів ґрунтозахисної культури у міжряддях основної

(просапної). Цей прийом особливо ефективний на легких ґрунтах;

4) на ділянках, дуже схильних до ерозії, радикальним засобом

боротьби з нею є залуження таких ґрунтів багаторічними травами;

5) правильний вибір форм, норм, строків і способів внесення і

загортання добрив є важливим заходом запобігання втрат поживних

130