Використання полімерів-структуроутворювачів

Останній пункт стосується необхідності поліпшення властивостей і якостей добрив. Відомо, що однією з причин негативного впливу мінеральних добрив на навколишнє середовище є недосконалість їх хімічних, фізичних і механічних властивостей.

У зв'язку з недосконалістю хімічних властивостей, наприклад, азотних добрив втрати азоту відбуваються внаслідок як біологічних, так і хімічних процесів, що відбуваються при взаємодії добрив і ґрунту. Прикладом втрат азоту під впливом біологічних процесів є його втрати при поверхневому внесенні сечовини.

Внесення ж сечовини із загортанням у ґрунт (під оранку, передпосівну культивацію, в рядки при сівбі тощо) дуже ефективне.

Досліди, проведені в Болгарії, показали, що втрати аміаку через випаровування можливі лише при поверхневому внесенні сечовини. Вони зростають на легких і висококарбонатних ґрунтах із збільшенням норми сечовини. Вирішальним фактором, що визначає величину втрат азоту і сечовини, є температура. При 0 – 4 °С втрат практично немає, при 7 – 8 °С їх кількість незначна, а при більш високих температурах вони суттєво підвищуються. Середнє співвідношення втрат при 7 – 8 і 30 °С становить 1: 7 та 2: 14,4. На величину втрат суттєво впливає вміст вологи у ґрунті. Максимальні втрати були при низькій вологості ґрунту. З підвищенням вологи втрати знижуються. Змішування сечовини з ґрунтом або покриття її шаром ґрунту 5 – 6 см значно зменшує втрати азоту сечовини.

Другий біологічний шлях втрат азоту з добрив – процес денітрифікації у ґрунті. Встановлено, що газоподібні втрати азоту внаслідок цього процесу досягають 25 % і більше в залежності від внесеної норми.

Найбільш суттєвий хімічний шлях втрат азоту з добрив – виділення вільного аміаку (NН₃) внаслідок взаємодії аміачних форм добрив, особливо з лужними висококарбонатними ґрунтами.

Для запобігання значних втрат азоту рекомендується внесення в ґрунт безводного аміаку на глибину 10 – 15 см.

Усі форми азоту в природних умовах протягом певного часу переходять у найбільш рухому нітратну форму. Нині для гальмування процесів нітрифікації широко застрсовують у виробництві різні інгібітори, що дають можливість підвищити коефіцієнт використання азоту добрив і суттєво зменшити його втрати.

Серед інгібіторів найбільш поширені американські препарати (наприклад, нітрапірин), а також японський АМ, які затримують нітрифікацію як амонійних іонів ґрунту, так і внесених добрив.

За багаторічними вітчизняними і зарубіжними даними, інгібітори підвищують коефіцієнт використання азоту з добрив на 10 – 15 %, а в ряді випадків і більше. Втрати ж азоту з добрив знижуються в 1,5 – 2 рази. Тому в багатьох країнах світу велику увагу приділяють вивченню повільнодіючих азотних добрив, які дають можливість зменшити кратність внесення добрив, знизити втрати азоту і запобігти забрудненню навколишнього середовища нітратами та нітритами.

Останнім часом велику увагу приділяють також капсулюванню, покриттю добрив синтетичними плівками (смолами, поліетиленом, парафіном) і звичайною сіркою. Це сприяє повільному вивільненню елементів живлення з водорозчинних добрив, що продовжується декілька місяців. Внаслідок цього рослини повніше використовують поживні речовини добрив, що значно зменшує їх втрати.

Суттєве зменшення втрат азотних добрив і збільшення коефіцієнту їх використання відбуваються при застосуванні рідких азотних і комплексних добрив. Велике практичне значення має розробка технології одержання і застосування азотних добрив з контрольованим вивільненням азоту.

Вже розроблено систему заходів, яку доцільно використовувати для зниження забрудненості поверхневих стоків з полів сполуками азоту й фосфору.

Важливим є локальний спосіб внесення добрив, тобто по площі живлення рослин, що оптимально задовольняє потребу рослин у них і зменшує вимивання їх з ґрунту.

Для зменшення забруднення річок поверхневими стоками з полів велике значення мають: скорочення строків зберігання добрив на полях; спорудження спеціальних майданчиків для їх тимчасового зберігання в польових умовах; суворий контроль за режимом підживлення рослин з літаків (облік швидкості вітру, норми внесення, висоти польоту тощо); заміна в зонах з великою кількістю опадів водорозчинних добрив менш розчинними; заборона внесення добрив по сніговому покриву; створення лісових смуг, затримання поверхневого стоку з полів.

На легких ґрунтах для зменшення втрат азоту рекомендуються такі агротехнічні прийоми, як сівба однорічних і багаторічних бобових, внесення амонійних і амідних азотних добрив з дотриманням глибини оранки 10 – 15 см і максимальним скороченням строків між внесенням добрив і сівбою, впровадження зайнятих парів.

Успіхи біологічної, особливо клітинної генної інженерії свідчать, що ми знаходимося на порозі абсолютно нового підходу до форм і способів застосування азотних добрив. Можливість синтезувати індивідуальні гени і переносити їх у генетичний апарат бактерій дає змогу вже зараз придавати бактеріям, що розвиваються в мікоризі коренів пшениці, здатність фіксувати молекулярний азот повітря так же, як бобові. У цьому напрямі одержано певні результати. Природно, що для широкого впровадження цього методу потрібен певний час.

Стало можливим і виробництво бактеріальних добрив, що фіксують азот з повітря. Дуже значним досягненням є виробництво гранульованих повільнорозчинних форм добрив, у тому числі й азотовмісних.

Багато проблем екології мінеральних добрив вже достатньо вивчені наукою, але результати цих досліджень не знаходять практичного втілення, тобто існує деякий розрив між досягненнями науки і ступенем їх реалізації у сільськогосподарському виробництві. Перше коло питань пов'язане з наявністю і якістю матеріально-технічної бази хімізації землеробства.

Наприклад, суттєво відстає у чисельному і якісному відношенні матеріально-технічна база хімізації від всезростаючих темпів застосування добрив. Потребує поліпшення комплекс машин і засобів транспортування, зберігання, змішування і внесення мінеральних добрив. При цьому найважливіше завдання – підвищення продуктивності й висока якість усіх робіт, спрямованих на запобігання втрат мінеральних добрив і більш ефективне їх використання.

Сільське господарство недостатньо забезпечене також складськими приміщеннями для зберігання агрохімічних засобів, особливо меліоралтів. Значна частина складів має малу місткість і не пристосована для проведення механізованих робіт по змішуванню і підготовці добрив до внесення, навантаженню і розвантаженню, що призводить до значних їх втрат.

Другий комплекс питань – висока культура землеробства, вдосконалення і розробка нових, більш ефективних технологій застосування добрив у сівозміні під кожну сільськогосподарську культуру з урахуванням грунтово-кліматичних умов району, біологічних особливостей культури і сортів, спеціалізації сівозмін та інших прогресивних прийомів інтенсивного землеробства.

Третя проблема, що потребує постійного, систематичного впровадження в практику хімізації – це комплексне використання засобів хімізації в інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур, тобто добрив, хімічних меліорантів, інтегрованої системи захисту рослин від бур'янів, шкідників і хвороб, регуляторів росту рослин.

Четверту групу питань можна об'єднати в проблему вдосконалення асортименту і якості агрохімічних засобів і мінеральних добрив.

Асортимент добрив бажано поліпшувати в таких напрямах:

1) виробництво безбаластних висококонцентрованих добрив, які не містять важких металів та інших токсичних елементів. У цьому відношенні дуже перспективні безвідходні технології виробництва мінеральних добрив;

2) добрива, що відповідають вимогам оптимізації живлення рослин з урахуванням їх біологічних властивостей, які включають макро- і мікроелементи, стимулятори росту рослин, інгібітори нітрофікації та ін.;

3) мінеральні добрива пролонгованої дії з урахуванням періодичності живлення рослин. Це, наприклад, повільно діючі азотні добрива у вигляді сполук з обмеженою розчинністю у воді, або покриття часток добрив ризними речовинами – воском, парафіном, маслами, смолами, полімерами тощо.

Вирішення цих питань буде сприяти різкому скороченню міграції біогенних речовин у навколишнє середовище, виключить нетивний валив мінеральних добрив на природу і здоров'я людини.

Контрольні питання до теми 6

1. Які причини несприятливого впливу добрив на навколишнє середовище?

2. Які з добрив найбільш небезпечні як забруднювачі навколишнього середовища?

3. Які причини півищеного вмісту нітратів у продуктах харчування?

4. Які джерела нагромадження нітратів у ґрунті?

5. Що потрібно зробити, щоб запобігти надлишковому нагромадженню нітратів у ґрунті?

6. Як можна використовувати продукти з підвищеним вмістом нітратів?

7. Які шляхи забруднення навколишнього середовища добривами?

8. Як, використовуючи мінеральні добрива, потрібно запобігати їх втратам у навколишнє середовище?

9. Які заходи потрібно проводити, щоб запобігти забрудненню навколишнього середовища добривами внаслідок змиву їх ерозією?

10. Які напрямки поліпшення добрив ви знаєте?