Факультет

Студентам

Посетителям

Улучшение свойств и качества удобрений

Тема: Агрохимия  

Несовершенство химических, физических и механических свойств минеральных удобрений может явиться причиной негативного влияния их на окружающую среду.

Использование удобрений без учета их свойств может привести к значительным непроизводительным потерям питательных элементов. Например, поверхностное внесение мочевины на лугах и пастбищах, а в ряде случаев и на посевах озимых зерновых культур часто приводит к существенной потере азота. Это происходит вследствие того, что под действием фермента уреазы, выделяемого уробактериями, мочевина быстро аммонифицируется и превращается в углекислый аммоний: CO(NH2)2+2H2O = (NH4)2CO3. Это соединение непрочное и на воздухе быстро разлагается с образованием бикарбоната аммония и газообразного аммиака: (NH4)2CO3 = NH4HCO3 + NH3.

При благоприятных условиях на богатых гумусом почвах процесс превращения мочевины в углекислый аммоний происходит в течение 2—3 дней. На нейтральных и щелочных почвах без осадков потери азота в виде аммиака возрастают. Заделка же мочевины в почву (под вспашку, предпосевную культивацию, в рядки при посеве и т. д.) весьма эффективна. В этом случае по эффективности она не уступает другим формам азотных удобрений. Для поздних же подкормок пшеницы с целью улучшения качества зерна — это лучшая форма азотного удобрения.

В исследованиях, проведенных в Болгарии, улетучивание аммиака отмечалось только при поверхностном внесении мочевины. Оно возрастало на легких и высококарбонатных почвах с увеличением дозы мочевины. Решающим фактором, определяющим величину потерь азота мочевины, является температура. При 0—4 °С потерь практически не было, при 7—8 °C — незначительные, а при более высоких температурах существенно возрастали. Среднее соотношение потерь при 7—8, 20 и 30 °С составляло соответственно 1:7, 2:14,4. Существенное влияние на величину потерь оказывало содержание влаги в почве. Максимальные потери были при низкой влажности почвы. С повышением влажности от 30—40 до 80% ПВ потери снижались. На низкокарбонатных почвах самые большие потери наблюдались при внесении мочевины, на высококарбонатных — сульфата аммония. Смешивание мочевины с почвой или покрытие се слоем почвы 5—6 см значительно снижало потери азота мочевины.

Заслуживают внимания результаты исследований потерь аммиака из азотных удобрений путем улетучивания, выполненных в Индии. Опыты проводились по комплексной программе, в которой изучали потери аммиака в зависимости от вида азотного удобрения, разновидности почвы, pH, влажности, температуры, доз и способа заделки удобрений. Почва для исследований была взята нейтральная, аллювиальная, суглинистая. Исследования показали, что с увеличением дозы азотного удобрения, температуры и pH почвы потери аммония возрастали, с глубиной заделки удобрений в почву уменьшались. Потери аммиака из удобрений были более высокими на легких почвах и на почвах с высоким увлажнением. Из всех видов азотных удобрений максимальные потери азота (35,5 кг/га) отмечались по мочевине.

Исследования показали, что при правильном использовании аммонийных удобрений (разбрасывание осенью или рано весной, заделка в почву сразу после разбрасывания на поверхности, соответствующая pH почвы, и другие меры) потери аммиачного азота могут отсутствовать. В то же время отмечены значительные потери сульфата аммония на тропических щелочных почвах, когда температура почвы достигает 30 °С и влажность способствует улетучиванию аммиака с парами воды.

Во избежание значительных потерь азота рекомендуется инъекция в почву безводного аммиака на глубину 10—15 см. Хлористый аммоний целесообразнее вносить осенью или очень рано весной.

Исследованиями ВИУА в почве отмечена усиленная денитрификация, в результате чего газообразные потери азота составляли в среднем 24% от внесенной дозы этого элемента. На кислых почвах не следует вносить физиологически кислые аммонийные удобрения. При внесении аммонийных удобрений или навозной жижи в конце апреля — начале мая в норме 50—100 кг/га аммоний практически без потерь нитрифицируется до июня.

Использование весьма подвижной нитратной формы азота при орошении или достаточном естественном увлажнении, особенно на легких почвах, приводит к большим потерям азота, к непроизводительной трате удобрений и значительному снижению их эффективности. Это происходит вследствие того, что ион NO3-, имеющий отрицательный заряд, не адсорбируется поглощающим комплексом почвы, а мигрирует по профилю почвы вместе с движением воды.

Здесь уместно привести результаты исследований, выполненных И. С. Шатиловым и др. (1977). При изучении баланса азота в севообороте на дерново-подзолистой почве установлено, что на почвах низкого плодородия с поверхностным стоком в среднем за 6 лет выносился 1 кг азота, на почвах, хорошо окультуренных, — 4 кг/га. Вынос легкоподвижных соединений азота (преимущественно нитратов) за пределы корнеобитаемого слоя определяется количеством инфильтрационной воды и содержанием подвижных соединений, особенно в пахотном слое.

В годы с небольшим количеством осадков в севообороте без удобрений вынос азота за пределы корнеобитаемого слоя составлял 6,7 кг, а на фоне удобрений — 15,3 кг/га. В летне-осенний период через метровый профиль просочилось воды 1800—2300 м3/га. С этим количеством воды было вынесено азота (в основном в нитратной форме) из хорошо удобренной почвы 64 кг/га, а из почвы низкого плодородия (без удобрений) — 16,7 кг/га. В среднем за ротацию севооборота потери азота с инфильтрационными водами на удобренных фонах составили 20 кг, а без удобрения — 2 кг/га в год.

Нитратные удобрения вследствие подвижности наиболее эффективны при весенних подкормках озимых, особенно если выпало недостаточно весенне-летних осадков, а также при предпосевном внесении под многие яровые культуры, при подкормке пропашных культур и т. д. Эта форма азота лучше, чем аммонийная, усваивается растениями также на кислых дерново-подзолистых почвах.

Поэтому, если годовую норму фосфорных и калийных удобрений вносят один раз под основную обработку (наиболее эффективный прием для большинства земледельческих зон страны), то к применению азотных удобрений следует подходить дифференцированно. Важно подбирать лучшие формы азотных удобрений (аммонийные, нитратные, амидные), применять их дробно, особенно в районах достаточного увлажнения и при орошении, а также в наиболее рациональные сроки с учетом свойств и плодородия почвы, биологических особенностей культур и сортов.

Следует иметь в виду, что все формы азота в естественных условиях в течение определенного времени переходят в наиболее подвижную нитратную форму. В настоящее время для торможения процесса нитрификации широко исследуют и испытывают в производстве различные ингибиторы, позволяющие повысить коэффициент использования азота удобрений и существенно снизить потери его в окружающую среду.

Среди ингибиторов нитрификации наиболее распространены американский препарат нитрапирин (N — Serve) и японский AM, которые задерживают нитрификацию аммонийных ионов как почвы, так и внесенных удобрений. Американскими исследователями установлено положительное влияние нитрапирина на превращение азота в почве и эффективность азотных удобрений, снижение потерь благодаря денитрификации и вымыванию нитратов, улучшению азотного питания культур, повышению их урожая и качества продукции. Средняя прибавка урожая кукурузы от применения нитрапирина, по данным 239 опытов, проведенных в разных штатах, составила 3,9 ц/га, а на Среднем Западе — 5,4 ц/га. По данным многочисленных опытов, урожай хлопка-волокна возрос на 1,05 ц/га, а пшеницы — на 3,5—4 ц/га.

Результаты 222 полевых опытов по испытанию нитрапирина на 26 культурах в разных зонах СССР показали, что при средних дозах азота препарат наиболее эффективен был на хлопчатнике и рисе. Средняя прибавка урожая хлопка-сырца в 27 опытах составила 3,2 ц/га, риса в 19 опытах — 6 ц/га. Получены достоверные прибавки урожая картофеля (34 ц/га), озимой пшеницы (4,7 ц/га). При высоких дозах азота эффект от применения ингибитора резко снижался или вовсе отсутствовал.

Новый американский ингибитор нитрификации Extend имеет значительные преимущества перед препаратом N — Serve. На 1 доллар расходов на препарат получают 5 долларов чистого дохода. Ингибитор Extend состоит из спирта и алифатического растворителя (43,2%), инертных компонентов (56,8%). Норма препарата на 1 т сульфата аммония — 1,5 л, мочевины — 3, безводного аммиака — 6 л. Препарат можно добавлять как к твердым, так и к жидким удобрениям. В производственных условиях 1 л препарата рекомендуется добавлять на каждые 150 кг азота. По данным 140 полевых опытов, проведенных в 14 штатах, средняя прибавка урожая составляла 10% при повышении коэффициента использования азота внесенных удобрений. По многочисленным отечественным и зарубежным данным, ингибиторы повышают коэффициент использования азота из удобрений на 10—15%, а в ряде случаев и более. Потери же азота из удобрений снижаются в 1,5—2 раза.

По данным П. М. Смирнова и др. (1979), ингибиторы нитрификации АМП (аминометилпиримидин) и нитрапирин, внесенные с сульфатом аммония, подавляли нитрификацию аммонийного азота удобрений и почвы. В результате использование растениями картофеля азота сульфата аммония при внесении его с ингибитором АМП увеличилось по сравнению с внесением сульфата аммония с 29,8 до 33,9%, а в варианте с нитрапирином — с 29,8 до 39,9%. Непроизводительные потери азота удобрений из почвы снизились при использовании АМП в 1,3 раза, нитрапирина — в 2,8 раза. Применение ингибиторов нитрификации приводило к большему закреплению азота в органической форме. Урожай картофеля в результате лучшего азотного питания растений от АМП увеличился на 15%, от нитрапирина — на 38—37 %.

Следовательно, применение ингибиторов нитрификации в ряде случаев позволяет существенно повысить эффективность азотных удобрений и заметно снизить потери азота в окружающую среду.

Опыты Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева по изучению эффективности ингибиторов 2-амино-4-хлор-метилпиримидина (AM), смеси хлорпиридинов (СП) и сульфата аммония, меченного 15N, дали следующие результаты. Внесение в почву ингибиторов вместе с азотными удобрениями снижало содержание нитратного азота в почве под растениями в первые 20 дней. Ингибиторы не оказали существенного влияния на использование азота удобрений растениями, но увеличилось закрепление азота в органической форме и его потери снизились в 2—2,5 раза.

Представляют интерес данные Северо-Западного НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства по балансу азота, полученные в опыте с использованием под яровую пшеницу 15N в форме сернокислого аммония и ингибитора 2-хлор-6(трихлорметил)пириднна в количестве 1% от внесенного азота.

Как и в предыдущих опытах, ингибитор нитрификации способствовал значительному увеличению выноса азота растениями, повышению усвоения ими азота почвы, уменьшению вымывания его в нижележащие слои профиля. Ингибитор почти в 2 раза снижал потери азота удобрения в газообразной форме и несколько увеличил его закрепление в пахотном слое почвы в органической форме.

На серо-коричневой почве Грузии в условиях орошения добавление ингибитора нитрипирина к сернокислому аммонию в количестве 1 % от содержания азота в удобрении положительно сказывалось на эффективности этого удобрения. При внесении N60-90 с ингибитором получен такой же урожай кукурузы и свеклы, как и при внесении N90-120 без ингибитора. Применение ингибитора позволяло сократить дозу азотных удобрений на 25—30 кг/га. Благодаря применению ингибитора с разными дозами сернокислого аммония прибавки урожая зерна кукурузы составляли 1,8—3,6 ц/га, кормовой свеклы — 19—42 ц/га.

По данным, полученным в США, внесение нитрипирина в количестве 0,56—0,67 кг/га вместе с сульфатом и нитратом аммония повысило урожай озимой пшеницы на 37—42% по сравнению с контролем, азот не вымывался глубже 30 см. Под влиянием этого препарата 86—93% азота, внесенного осенью, сохранилось к весне на глубине не ниже 60 см.

Японский ингибитор AM в опытах по эффективности был равноценен нитрипирину или несколько уступал ему. При внесении сульфата аммония без ингибиторов потери азота составляли 48 кг/га, а при добавлении нитрипирина и AM соответственно 10 и 9. Коэффициент использования азота растениями благодаря ингибитору возрос на 15 и 10%.

Резюмируя все изложенное по проблеме азота, можно сказать, что влияние его на окружающую среду может иметь место вследствие неправильного подбора форм удобрений в каждом конкретном случае, завышения научно обоснованных норм азота, несоблюдения правильных сроков и способов их применения и т. д.

По балансовым расчетам, на основании данных длительных опытов с удобрениями за счет улетучивания теряется 5—15% азота от дозы удобрения, внесенного в нормальную по увлажнению почву. В переувлажненных почвах потери азота увеличиваются в результате денитрификации. Общие же потери при вымывании и улетучивании достигают 50%, столько же азота используют растения. Коэффициент использования внесенного азота кукурузой и пшеницей может достигать 70—80% при оптимальных дозах, правильных сроках и способах внесения удобрений.

К несовершенству химических свойств удобрений можно отнести наличие в них так называемых балластных элементов (фтор, хлор, натрий и др.). При систематическом внесении повышенных доз удобрений балластные элементы могут накапливаться в почве в значительных количествах и отрицательно влиять на ее свойства и плодородие, на величину урожая и его качество, а мигрируя в грунтовые воды,— повышать в них концентрацию солей.

Например, фосфатное сырье (апатитовый концентрат, фосфориты Каратау, Кингисеппа и других месторождений) содержит такие сопутствующие элементы, как фтор, стронций, редкоземельные и радиоактивные элементы. Апатитовый концентрат содержит около 3% фтора, а фосфатные концентраты из фосфоритов Каратау — 2,8%.

Практически 50—80% фтора, поступающего с фосфатным сырьем, остается в удобрениях. Следовательно, в среднем с каждой тонной необходимого растениям фосфора на поля поступает около 160 кг фтора.

В. И. Заварзин и др. (1978) отмечают, что одновременно с фосфатами в почву могут поступать вредные примеси. Так, значительное количество урана поступает в почву при ее фосфоритовании. При внесении на 1 га пашни до 2 т фосфоритной муки в почву поступает 70 г урана и 32∙10-6 кюри радия.

Вместе с калийными удобрениями (обычно 45—60 кг/га) в почву вносится хлор (30—35 кг/га), значительная часть которого поступает в водоемы, загрязняя их.

Практически все фосфорные руды содержат значительное количество фтора. В природных фосфатах часто содержатся соединения стронция, редкоземельных и радиоактивных элементов. Согласно М. Е. Позину (1970), на 1 т Р2O5 в некоторых фосфорных рудах приходится 80—100 кг фтора, 30—40 кг стронция, 20—25 кг окислов редкоземельных элементов. Мировые запасы фтора в фосфорных рудах оцениваются в 0,9—1,3 млрд. т.

При существующих кислотных способах переработки природного фосфатного сырья основная часть соединений фтора, а также весь стронций остаются в удобрениях. При производстве суперфосфата утилизуется 20—50% соединений фтора, при производстве комплексных удобрений — гораздо меньше. Вследствие низкой степени извлечения содержание фтора в суперфосфате достигает 1—1,5%, в аммофосе — 3—5%. В отличие от природных фосфорных руд, где фтор находится в виде нерастворимого аппатита или фтористого кальция, в удобрениях содержатся растворимые соединения фтора. При увеличении производства комплексных удобрений потери фтора будут возрастать из-за более низкой степени его утилизации. В настоящее время разработана технология получения обесфторенных фосфатов на удобрение и на корм скоту.

Нетрудно подсчитать, что при существующей технологии и масштабах производства фосфорных и комплексных удобрений на планете (30 млн. т Р2O5 в год) с ними рассеивается 2—3 млн. т фтора. Растворимые и летучие соединения фтора рассеиваются также на месте производства фосфорных и комплексных удобрений. Потери фтора в процессе переработки природных фосфатов на удобрения и соли варьируют от 3 до 25%, а иногда и больше. Рассеивание фтора вокруг предприятий создает эндемические зоны флюороза вследствие повышенного его содержания в водах, почвах, растениях, пище, кормах.

Здесь уместно привести результаты исследований, выполненных в Индии. Растения в районе алюминиевого завода имели ярко выраженные симптомы повреждения фторидами. В связи с этим были отобраны образцы почвы на глубине до 10 см от поверхности из 8 мест, расположенных на расстоянии 0,5—16 км от завода. В этих же местах были взяты для анализа образцы опада растений. В почве определили содержание фтора и органического вещества, в растительных остатках — содержание фтора. Исследования показали, что концентрация фторидов в образцах почвы и опада, взятых вблизи завода, значительно выше, чем в образцах из мест, удаленных от завода. Содержание органического вещества в образцах почвы на расстоянии до 3,5 км от источника эмиссии фторидов было намного выше, чем в контрольном образце почвы. Даже на расстоянии 10—16 км от алюминиевого завода содержание фтора в почве было значительно выше, чем на контроле.

Содержание органического вещества в почве и в растительных остатках положительно коррелировало с содержанием фторидов в поверхностных слоях почвы и в опаде. Высокая концентрация органического вещества в верхнем слое почвы вблизи завода свидетельствует о торможении процессов его разложения, вследствие того, что фториды в повышенной концентрации подавляют активность почвенных микроорганизмов.

Растения, выращиваемые вблизи источников загрязнения фтором, поглощают его в повышенном количестве, что приводит к накоплению этого элемента в продуктах питания и в кормах. Так, исследования В. А. Морозова и Д. Г. Комем (1953) показали, что содержание фтора в пшенице, картофеле, рисе не превышает 0,5—1 мг/кг сухой массы. При увеличении доз фосфорных и комплексных удобрений, а также при выращивании культур вблизи источников рассеивания фтористых соединений содержание фтора в них возрастало в несколько раз (до 2—10 мг/кг),

О интенсивном накоплении в почве фтора при длительном применении минеральных удобрений свидетельствуют многочисленные данные стационарных опытов.

Так, на мощном черноземе Мироновского НИИ селекции и семеноводства пшеницы в опыте с бессменной кукурузой, где за время проведения опыта (1929—1974 гг.) было внесено Р2O5 2320 кг/га, общее содержание фтора в почве возросло на 22—28%. Это же отмечается и другими стационарами — Сумской, Рамонской, Льговской, Эрастовской, Жеребковской опытными станциями. Длительное внесение суперфосфата, который обычно содержит 1,5% фтора, приводит к быстрому накоплению в почве этого вещества, доступного растениям. Увеличение его содержания на Рамонской опытной станции составило 90% по сравнению с контролем.

В свеклосеющих хозяйствах степных районов УССР под сахарную свеклу вносят на 1 га около 150 кг фосфора, или 8,3 ц суперфосфата. Одновременно с таким количеством суперфосфата вносится 11 кг фтора. Повышенное содержание фтора в почве не может не сказываться на потреблении его сельскохозяйственными растениями.

Растения кукурузы на варианте с полным минеральным удобрением потребляли примерно в 1,5 раза больше фтора по сравнению с контролем. Авторы предполагают, что повышенное содержание фтора в листьях является одним из факторов угнетения растений кукурузы. В нормальных условиях фтора содержится (в мг/кг): в зерне 0,2—7,1, в соломе 2—7, в картофеле 0,2—0,9, в свекле 0.2—0,6, в сене 0,2—2,3.

Во Франции, где в течение длительного времени применяются высокие дозы минеральных удобрений, содержание фтора в пшенице составляет 10 мг/кг сухого вещества, в США интенсивно удобряемая кукуруза содержит фтора 8 мг/кг сухого вещества.

Физиологическая роль фтора в растениях еще слабо изучена. Он оказывает ингибирующее действие на ряд ферментов (анолазу, фосфоглукомутазу, фосфатазу) и отрицательное влияние на фотосинтез и биосинтез белка. Все это приводит к нарушению биохимических процессов в растениях, к их угнетению.

Техногенное загрязнение почвы фтором может существенно ухудшить свойства и плодородие почвы, ингибировать ее биологическую активность. В результате негативного воздействия на почву высоких концентраций фтора в ней изменяется направленность биологических процессов, что несомненно отрицательно сказывается на продуктивности сельскохозяйственных растений.

Повышенное содержание фтора снижает продуктивность животных, угнетает их развитие, приводит к отравлению. Содержание фтора в дневном рационе животных и птиц не должно превышать: для кур 150 мг/кг, индеек 100, лошадей 90, свиней 70, овец 50 и коров 30 мг/кг. При содержании в воде фтора больше 2 мг/л у человека разрушается эмаль зубов, а при 8 мг/л может быть остеосклероз или флюоороз скелета. Имеются сведения, что повышенное поступление фтора в растения нарушает обмен веществ, ферментативную активность, отрицательно влияет на развитие плодов и т. д.

В связи с интенсивной химизацией земледелия возникает настоятельная необходимость существенного улучшения физических и химических свойств удобрений, особенно азотных, так как прежде всего именно азот в значительных количествах теряется в окружающую среду. Во многих странах мира большое внимание уделяется изучению и применению длительно действующих азотных удобрений. Отечественные и зарубежные исследования показывают, что использование этих удобрений существенно снижает потери азота в окружающую среду и значительно повышает коэффициент использования его растениями.

Вопрос о производстве и применении длительнодействующих азотных удобрений не нашел однозначного решения. В Англии такие удобрения считаются неперспективными, поскольку при их внесении на практике нельзя регулировать азотный режим и питание растений.

В исследованиях агрохимиков ФРГ установлено преимущество длительно действующих азотных удобрений в полевых и вегетационных опытах. Они позволяют уменьшить кратность внесения удобрений, снизить потери азота и предотвратить загрязнение окружающей среды нитратами и нитритами. Особенно эффективны эти удобрения на овощных культурах с более высоким коэффициентом использования азота. Однако ограничивающим фактором широкого производства и применения длительно действующих азотных удобрений является их дороговизна и невозможность регулирования освобождения азота во времени применительно к фазам развития растений.

Существенным в уменьшении потерь азотных удобрений и увеличении коэффициента их использования является широкое применение жидких азотных и комплексных удобрений. В некоторых странах разработана технология получения и применения азотных удобрений с контролируемым освобождением азота.

Применение комплекса прогрессивной агротехники, направленной на содержание почвы в хорошем структурном состоянии, поддержание в ней оптимального водного и воздушного режимов, а также правильное чередование культур в севообороте способствуют значительному снижению потерь азота из-за денитрификации.

В последнее время большое внимание уделяется капсулированию, покрытию удобрений синтетическими пленками (смолы, полиэтилен, парафин), а также элементарной серой. Это способствует медленному высвобождению элементов питания из водорастворимых удобрений, длящемуся несколько месяцев. Вследствие этого растения полнее используют питательные вещества удобрений, что в значительной мере снижает их потери. В опытах, проведенных в США, при внесении некапсулированного удобрения терялось 86% калия, удобрения с винилацетатной оболочкой — 30%, а с оболочкой из парафина — только 5,4%. В ЧССР коэффициент использования азота, фосфора и калия кукурузой без капсулирования удобрения был равен соответственно 39, 10 и 30%, а при покрытии его полиэтиленовой оболочкой соответственно 47, 19 и 50%.

Важное значение при производстве удобрений приобретает повышение в них концентрации питательных веществ и освобождение от балластных элементов. Обесфторенные фосфаты в большинстве случаев не уступают по эффективности суперфосфату. В то же время при повышении концентрации в удобрениях снижается содержание биогенных элементов (сера, микроэлементы и т. д.). Это важно учитывать и дополнять концентрированные удобрения необходимыми элементами питания растений.

Неудовлетворительные в ряде случаев физические н механические свойства удобрений приводят к их гигроскопичности и слеживаемости, в результате чего требуются дополнительные затраты на подготовку их к внесению. Это обстоятельство, а также невыравненный гранулометрический состав и сегрегация не позволяют готовить высококачественные смеси удобрений. Некачественные смеси неравномерно распределяются по поверхности поля, коэффициент продуктивного использования их и эффективность снижаются, они непроизводительно расходуются, а часть их теряется. Поэтому улучшение окружающей среды, предотвращение потерь удобрений неразрывно связаны с совершенствованием технологии производства и внесения удобрений, а также машин по их применению.

В этой связи хочется обратить внимание на следующее обстоятельство. В последние годы довольно часто предлагается использовать на удобрение различные отходы, побочные продукты производства на основании того, что в них содержится некоторое количество питательных веществ для растений. К таким предложениям нужно относиться очень осторожно. Особое внимание необходимо обращать на содержание в них тяжелых металлов, небиогенных элементов, токсических соединений и т. д. Следует учитывать возможное их накопление в почве и растениях при систематическом применении высоких доз промышленных отходов.

Можно привести такой пример. Пиритные огарки содержат главным образом железо (40—63%), а также небольшое количество серы (1—2%), меди (0,33—0,47%), цинка (0,42—1,35%), свинца (0,32—0,58%) и других металлов; в свежих отвалах пиритных огарков содержится до 0,15% мышьяка. Известно исключительно вредное и неуправляемое воздействие этих отходов на окружающую среду. Под воздействием атмосферных осадков из них выщелачиваются многие токсические вещества, которые загрязняют почву и водоемы. Использование высоких доз (5—6 ц/га) пиритных огарков в качестве, например, медного удобрения приводит к загрязнению почвы свинцом, мышьяком и другими металлами, а следовательно, и к повышению их содержания в сельскохозяйственной продукции.

В последнее время вполне обоснованно многие исследователи указывают на возможность попадания в почву тяжелых металлов и токсических соединений с удобрениями. По данным Катре (1980, ФРГ) содержание кадмия в сапропеле из Мюнхена составляет 90 180 мг, а в сапропеле из Мекара — 50—100 мг/кг сухой массы. При внесении последнего в почву содержание кадмия в растительной массе повышалось на 0,02—1,1 мг/кг сухой массы, а в почве — на 6—73 мг/кг.

Наша страна располагает большими запасами сапропеля, который в последние годы широко рекомендуется использовать в качестве органического удобрения. Между тем химический состав сапропелей разных источников исследован пока еще недостаточно.

При изучении влияния длительного применения удобрений на содержание обменного стронция в дерново-подзолистой почве установлено, что за 67 опытов с удобрениями было внесено около 220 кг стронция на 1 га. За это время содержание обменного стронция в почве в варианте с внесением полного минерального удобрения увеличилось в 1,5 раза, а при совместном внесении этого удобрения с навозом — почти в 2 раза. В этих вариантах заметно сузилось соотношение кальция к стронцию. При известковании содержание стронция также возрастало, но соотношение кальция и стронция оставалось более широким, чем на неизвесткованном фоне, так как обменный кальций накапливался более высокими темпами. Системы удобрения в определенной степени сказывались и на накоплении стронция в растениях ржи.

Применение минеральных удобрений в сочетании с периодическим известкованием и внесением органических удобрений снижает поступление стронция в растение.

С минеральными удобрениями в почву может попадать мышьяк: с нитратами, сульфатами и мочевиной от 1 до 10 г/га, с двойным суперфосфатом 30—300 г/га. В почвах окрестностей тепловой электростанции в Польше содержание мышьяка повысилось до 25 мг/кг (фоновое содержание составляло 5—8 мг/кг); в Норвегии в почвах, окружающих рудники по переработке полиметаллических руд, содержание мышьяка колебалось от 50 до 1475 мг/кг (при содержании на незагрязненных почвах 5 мг/кг). В верхних слоях почв юго-западной Англии вблизи медеплавильных предприятий содержалось 380 мг/кг.

Почва обладает способностью к частичному самоочищению от мышьяка благодаря выщелачиванию и улетучиванию. Потери газообразных соединений мышьяка могут составлять 2—11% от валового содержания его в почве. Установлено также, что чем больше в почве полуторных окислов железа и алюминия, тем больше мышьяка выносит растение без признаков угнетения.

По данным итальянских агрохимиков, максимальное содержание мышьяка обнаружено в двойном суперфосфате (321 мг/кг). В аммиачной селитре его содержалось 60 мг/кг, азотно-фосфорных соединениях — 47 мг/кг, азотно-фосфорно-калийных соединениях — 59 мг/кг. Токсичным в почве является содержание мышьяка выше 50 мг/кг. Умеренно токсичные концентрации мышьяка в питательном (почвенном) растворе для растений находятся в пределах 1—100 мг/л.

По мере роста темпов химизации земледелия все актуальнее становится сохранение биосферы в чистоте. В связи с этим важным является получение новых форм удобрений, позволяющих удовлетворять потребность культурных растений в элементах питания, и повысить коэффициент их использования без загрязнения биосферы, совершенствование технологии производства существующих форм удобрений, переход на безотходную технологию производства минеральных удобрений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: