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

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 – 7 %, а суперфосфату з нерівномірністю 70 – 80 % – врожай озимої пшениці на 20 % 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 – 80 кг/га з нерівномірністю 40 – 60 % знижує урожай на 4,6 – 4,8 % (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 – 80 % призводило до втрат урожаю зернових культур на 10,5 – 10,8 %, або на 4 – 4,5 ц/га зерна.

Нерідко у виробничих умовах фактична нерівномірність внесення добрив перевищує допустиму і досягає 75 – 80 %. У таких випадках зниження врожаю зернових культур досягає 10 – 15 %.

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.

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 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 1 % 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 0,5 кг/га. В умовах Німеччини при випаданні 374, 615 і 779 мм опадів з піщаного ґрунту вимивалося азоту відповідно 33, 41 і 56 кг/га, а з глинистого – 21, 23 і 62 кг/га.

Таким чином, одержати високий ефект від добрив з урахуванням 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 – 3,4 кг/га, на пасовищах – 6 – 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 речовин при змиві та вилугуванні з ґрунту.