Химия в сельском хозяйстве удобрение вред и польза
Ситуация, сложившаяся сейчас на земном шаре, достаточно сложна: с одной стороны, для производства пищевых продуктов используется не более 15% всей поверхности нашей планеты, но, с другой стороны, увеличить посевные площади в мире не хватает возможностей. Но население Земли неуклонно растет, и ему требуется все большее количество животной и растительной пищи. Единственный вариант выхода из этой ситуации – быстрое и значительное повышение урожайности, для которого, собственно, и используется весь «ассортимент» удобрений, в основном, химических.
В вопросах выбора удобрений растения гораздо менее щепетильны, чем люди при выборе продуктов питания. Растениям абсолютно все равно, является ли их «еда» неорганическим соединением (т.е. химическим удобрением) или же органикой (столь любезным сердцу борцов за экологию навозом, растительными останками или компостом). Главное тут как раз в другом: насколько правильно и точно организовано соотношение основных элементов, которые требуется растениям для полноценного роста и жизни.
Негативное отношение к технологиям, основывающимся на использовании химических удобрений, вызвано (по крайней мере, у нас в России) пристрастием многих аграриев к т.н. «социалистическому способу» повышения урожайности сельхозкультур – их перенасыщению азотными удобрениями. Более того, довольно долго наши хозяйственники, получая химические удобрения практически даром, не могли придумать ничего лучше, как разбрасывать эти удобрения по полям, не соблюдая никаких мер дозировки. Естественно, выросшие на таких «перекормленных» полях овощи буквально напичканы пестицидами и нитратами. Кроме того, они очень плохо хранятся и, в лучшем случае, не содержат радиоактивных веществ.
Однако прежде, чем детально рассматривать пользу либо вред, ожидаемые от применения химических удобрений, необходимо определить, что они из себя представляют.
Наверняка большинству вспоминается самое простое определение из школьного курса химии: химическое удобрение – это удобрение, искусственно производимое на химических заводах. Таким образом, химизация сельского хозяйства подразумевает под собой «комплекс мероприятий, опирающийся на результаты агрохимической науки и химической промышленности и заключающийся в широком и планомерном использовании химических средств и методов:
– для увеличения урожая растений;
– для улучшения свойств почвы и качества сельскохозяйственной продукции;
– для повышения продуктивности животноводства;
– для защиты с помощью пестицидов полезных организмов от вредителей и болезней, а также от неблагоприятных условий среды».
Мировая промышленность выпускает удобрения, которые представляют собой соединения азота, фосфора и калия. При этом большинство традиционных химических удобрений представляют собой механическую смесь поликристаллов, поскольку использовать природные минералы в непереработанном виде в качестве удобрений не представляется возможным, как правило, по двум причинам: они либо совершенно не усваиваются растениями, либо при их усвоении растения впитывают вредные для себя элементы. Именно по этой причине производителям композиционных образцов приходится не просто выпускать привычные химические удобрения в их улучшенном варианте, но еще и думать о том, как оптимально ввести необходимые микроэлементы в кристаллическую структуру минеральных удобрений и как заодно в наибольшей степени учесть климатические условия, типы почв и характеры сельскохозяйственных культур.
Плюсы и минусы применения химических удобрений
Во-первых, достоверно известно, что химические процессы, которые происходят в растениях при синтезе в них углеводов, белков и жиров, совершенно не зависят от источника получения исходных веществ – химического или органического.
Во-вторых, вещества, которые входят в большую часть химических удобрений, достаточно легко обнаружить и в естественной почве, так что они присутствуют при любом способе производства овощей и при выращивании сельхозкультур на органике в том числе.
В-третьих, некоторые медики утверждают, что использование промышленных удобрений не только не вредит человеческому здоровью, но и способствует его укреплению.
В-четвертых, каким бы странным это ни казалось, но именно при использовании органических удобрений крайне трудно определить состав вносимых элементов и их количество, поскольку это очень сильно зависит от технологии приготовления удобрения.
И, наконец, в-пятых, провозглашенная чистой и полезной органика (компостирование), тем не менее, зачастую приводит растения к многочисленным болезням, гниению и засорению посевов сорняками.
Впрочем, в действии химических удобрений хватает и своих минусов. По большей части они возникают в силу поликристаллического характера многих минеральных удобрений, их ускоренного растворения и избирательного выщелачивания грунтовыми водами.
Начнем, пожалуй, с самого простого – огромной ударной нагрузки, которая приходится на долю растений в момент внесения удобрений и отрицательно воздействует на корневую систему. Следующий пункт в отрицательном списке – загрязнение водоемов, которое возникает как следствие перекачивания части внесенных минеральных удобрений через грунтовые воды (а избежать этого при нынешних технологиях практически невозможно). Третий минус химудобрений в том, что в период вегетации растений используется лишь небольшая часть полезных компонентов этих пищевых добавок, из-за чего ежегодно приходится повышать вносимую в почву дозу, создавая избыток удобрений.
При этом нельзя забывать еще и о том, что технология производства практически любой разновидности минеральных удобрений связана с определенными проблемами, которые иногда решаются довольно сложно. В качестве примера приведем те трудности, с которыми приходится сталкиваться «средним» производителям фосфатов. Наиболее известны аммофос, суперфосфат и некоторые другие разновидности удобрений, получаемые в результате переработки природных фосфатов. В качестве сырья для получения этих минеральных удобрений используются апатиты и фосфориты. И те, и другие имеют очень высокую температуру плавления – 1 700° С и обладают высокой химической устойчивостью. В результате перед производителями в полный рост встает «высокотемпературная» проблема: все сложности химической переработки по высокотемпературным технологиям, связанным с многоступенчатым получением сначала элементарного фосфора, затем его оксидов, фосфорной кислоты и, наконец, солей метафосфатов, которые являются быстроводорастворимыми.
Но в любом случае отказываться от использования химических удобрений в сельскохозяйственной деятельности не стоит. А вот поставить перед собой сложную, но вполне достижимую при определенном старании задачу – добиться получения идеальной пищевой добавки для сельхозкультур – российским производителям минеральных удобрений стоит прямо сейчас. И экологи перестанут ратовать за «органические» проекты, и почве станет легче дышать, и урожайность наконец-то реально повысится…
Чтобы получить хороший урожай, необходимо своевременно и грамотно проводить подкормку растений. Но все ли удобрения эффективны и безопасны для огородных культур и человека, употребляющего выращенные плоды в пищу?
Характеристика удобрений, применяемых при выращивании овощей
Удобрения бывают органические и минеральные (неорганические). Подкормки увеличивают урожай зерновых, овощных и плодовых культур.
Химические удобрения содержат макро- и микроэлементы. К первой группе полезных веществ относят азот, калий, кальций, магний, фосфор, серу, железо: они усваиваются растениями в большом количестве; ко второй – бор, марганец, кобальт, йод, молибден, ванадий и др.: эти химические вещества нужны в малых дозах.
Если органические удобрения получают из результатов жизнедеятельности животных, сельскохозяйственных отходов и других подручных материалов, то в качестве сырья для изготовления минеральных подкормок используют выдержки из полезных ископаемых (к примеру, фосфор), атмосферных составляющих (азот) или побочных продуктов промышленного производства.
Хим. удобрения, которые разрешены в сельском хозяйстве, состоят из элементов, извлеченных из природных пород. Эти компоненты применяются в дополнение к органике.
Если минеральное удобрение содержит чрезмерное количество легко растворимых питательных веществ, они могут нарушить структуру почвы и привести к сильному дисбалансу в питании.
В таблице приведена классификация минеральных удобрений по различным основаниям.
Под качеством подкормки подразумевается:
- насыпная плотность;
- содержание питательных веществ;
- влажность;
- прочность частиц;
- гигроскопичность;
- гранулометрический состав (распределение крупинок разного размера).
Зачем необходимы минеральные удобрения?
Неорганические удобрения (при условии чередования с органикой) обеспечивают почву всеми полезными элементами. Они воздействуют на растения быстрее органических, однако в неумеренных количествах могут погубить насаждения из-за своей способности накапливаться в овощах и фруктах, а при употреблении плодов – причинять вред здоровью человека и животных.
Овощи, растущие без применения минеральных удобрений, выглядят меньше, чем их собратья.
Химические подкормки не должны попадать на надземные части растений – это ведет к ожогу листьев.
Растворы минеральных удобрений вносят во влажный грунт. Если земля сухая, смесь обожжет корневую систему.
Минеральную подкормку не вносят:
- Под молодые растения, так как у них еще недостаточно сил.
- На больные культуры.
- На сухой грунт (землю необходимо обильно полить за несколько часов до разбрасывания удобрения).
- В дневное время (вносят утром и вечером), в сильную жару или в морозный период.
Дефицит полезных веществ приводит к следующим последствиям:
- Недостаток азота в почве ведет к потере цвета, недоразвитости и желтизне листьев.
- При нехватке калия в почве снижается развитие семян, повышается восприимчивость растений к болезням, нижние листья сначала желтеют по краям, затем буреют и отмирают.
- Фосфор необходим для ускорения развития корневой системы и плодов. Недостаток элемента в почве сказывается на листьях: они становятся сероватого или красноватого цвета, а нижние желтеют и отмирают.
- У помидоров, выращенных на почвах, где нет бора, рост прекращается, появляются салатные пятна, напоминающие ожоги. К отсутствию вещества чувствительны также вишни, абрикосы, яблоки и груши – они прекращают цветение, созревание плодов приостанавливается.
- Кальций способствует развитию корневой системы.
- Сера играет важную роль в процессах дыхания.
- Магний и железо потребляются в значительно меньших количествах для нормального развития саженцев, чем перечисленные выше компоненты. Mg и Fe поддерживают нормальный цвет листвы.
Кроме описанных элементов, важными для растений являются медь, марганец, цинк.
Польза и вред минеральных удобрений
Минеральные удобрения включают в себя во много раз больше полезных веществ, чем органические:
- Азотная подкормка содержит от 15% (нитрат натрия ― NaNO3) до 82% (жидкий аммиак) азота.
- Фосфорные удобрения – от 18% (фосфориты) до 40% фосфора.
- Калийные препараты – от 16% до 62% (хлорид калия ― KCl) калия.
В комплексных удобрениях есть все три перечисленных компонента.
1 кг калийного средства, добавляемого в почву, в которой высаживается картофель, увеличивает урожайность на 50 кг.
Неорганические вещества способствуют образованию в плодах нитратов и нитритов. Для снижения ущерба любые подкормки растений прекращают за 4-10 недель до уборки урожая. Конкретные сроки зависят от характера культуры. За время этой «передышки» большая часть вредных веществ уходит.
На богатых органикой землях растения развиваются быстрее, однако вещества данной категории работают медленно, они не успевают обеспечить саженцы всем необходимым. Выход – добавлять минеральные удобрения, которые смогут восполнить недостаток питания. При использовании почв, бедных органикой, ситуация иная: сначала возмещают нехватку органических веществ, минеральные же удобрения добавляют изредка, иначе растения не смогут их усвоить.
Порядок корректного использования минеральных составов
По срокам внесения разделяют удобрение основное и для подкормки. Первое вносят осенью или весной, а второе – в период вегетации растений.
Подкормки бывают двух видов: корневые и внекорневые. Первые распределяют по поверхности земли или заделывают в грунт, откуда они и впитываются после полива. Из вторых готовится слабый раствор, которым опрыскивают растения.
Тут должна быть таблица, но Дзен не умеет работать с таблицами, поэтому она на нашем сайте.
Почему минеральные удобрения бывают опасны?
Применение неорганических подкормок повышает урожайность, но неумеренное использование может привести к снижению плодородности, усилению вреда после воздействия пестицидов, загрязнению земли и воздуха, выбросу парниковых газов, создавая тем самым опасность здоровью человека и окружающей среде.
Чем вредны минеральные удобрения?
- Использование химических препаратов может иметь неблагоприятные последствия для рек и водоемов, так как избыток составляющих такой продукции практически всегда со сточными водами попадает в природные водные источники. Питательные вещества в жидкости понижают количество кислорода. Организмы, живущие в воде, также расходуют кислород, что приводит к истощению его запасов и установлению среды обитания, гибельной для рыб.
- Чрезмерное применение минеральных подкормок при выращивании овощей может привести к химическому ожогу: листья пожелтеют или станут коричневыми, что повредит растению и снизит урожайность.
- Избыток азота в подкормке способствует выбросу парниковых газов (двуокись углерода и закись азота) в атмосферу, которые, в свою очередь, влияют на повышение температуры поверхности суши и океана.
- Чрезмерное использование химических удобрений может стать причиной окисления почвы (из-за снижения доли органики).
- Постоянное употребление минеральных препаратов приводит к истощению запасов основных питательных веществ в земле. В результате плоды, выращенные на этих почвах, имеют меньшее содержание витаминов и минералов.
- Минеральные удобрения не полностью состоят из питательных веществ, необходимых саженцам. Они содержат соли и другие соединения, не поглощающиеся растениями, а накапливающиеся в грунте. При обнаружении в больших количествах эти соединения могут изменять химический состав почвы, нарушая баланс, который потом приходится восстанавливать.
- Минеральные вещества перемещаются в земле при помощи влаги, причем в легких песчаных почвах их движение быстрее, чем в тяжелых.
Влияние на овощи избыточного количества удобрений
Превышение нормы внесения минеральных удобрений влияет на процессы вегетации, способствует образованию нитратов и отмиранию тканей растения, приводит к снижению урожайности и гибели овощных культур.
Злоупотребление неорганическими вещестами может привести к изменению свойств почвы и загрязнению грунта и окружающей среды. Минеральные подкормки являются источником засорения земель тяжелыми металлами. Наибольшую опасность представляют азотные подкормки: чрезмерное их применение ведет к загрязнению продуктов питания, вызывает интоксикацию.
Признаки перенасыщения
Переизбыток каждого минерального вещества имеет свои особенности.
Таблица доступна на сайте.
Что делать, если удобрения были внесены неправильно?
Необходим однократный обильный полив высоких растений или многократное орошение с одновременным внесением в лунку новой земли небольших огородных культур.
Как влияет употребление таких овощей на организм человека?
После того, как человечество начало пользоваться удобрениями, количество заболеваний возросло. Продукты переработки препаратов (нитраты) превращаются в организме в нитриты, которые вредны для человека, так как из них образуются канцерогены. При избыточном применении химических веществ в растениях накапливается больше нитратов, соответственно, плоды приносят вред здоровью.
Как определить признаки отравления?
При физическом контакте с удобрениями могут развиться следующие симптомы:
- покраснение эпидермиса;
- покалывание на коже;
- зуд;
- жжение в носу, глазах или горле.
При случайном проглатывании возможны явления:
- части тела (ногти, губы или руки) синеют от недостатка кислорода;
- головокружение;
- обморок;
- низкое кровяное давление;
- одышка;
- расстройство желудка или боль в животе.
При первых признаках отравления необходимо незамедлительно обратиться к врачу.
Полезные советы
Простые правила помогут минимизировать вред от использования неорганических составов:
- Не следует выкладывать минеральные подкормки кучами в непосредственной близости от плодовых деревьев и кустарников, так как основная часть всасывающих микро- и макроэлементы корней расположена под наружными фрагментами кроны или вне ее очертаний, а корни, находящиеся около основания, почти не поглощают питательных веществ.
- Большое количество удобрений, расположенных у ствола, может привести к гибели растения.
- Навоз и минеральную подкормку требуется равномерно распределить под кроной дерева и на расстоянии полуметра в сторону от ее очертаний.
- Применение жидких минеральных удобрений тоже имеет свои особенности (нормы и правила внесения можно найти на упаковке). К примеру, для подкормки некоторых цветущих кустарников (спирея и др.) раствор заливают в углубление, сделанное у основания.
- Одним из эффективных методов заделки минеральных удобрений является припосевное местное внесение малыми дозами. Такой прием обеспечивает увеличение урожайности на каждый центнер удобрения.
- Если количество подкормки ограничено, можно воспользоваться самым экономичным внесением в гнезда при посеве.
Таким образом, минеральные препараты при рациональном использовании оказывают положительное влияние на растение. Однако допускать их передозировки категорически не рекомендуется: это приведет к ухудшению состояния культур и даже их гибели.
Ядохимикатами называют большую группу химических веществ, предназначенных для уничтожения вредителей и болезней растений, сорняков, вредителей запасов зерна и пищевых продуктов, экзопаразитов сельскохозяйственных животных. В мировой практике используется еще одно название – пестициды.
Ядохимикаты по их назначению классифицируются следующим образом.
1. Инсектициды – ядохимикаты, использующиеся для уничтожения вредных насекомых.
2. Гербициды – для уничтожения сорной растительности.
3. Фунгициды – для уничтожения грибков.
4. Зооциды – для уничтожения грызунов.
5. Протравители семян и целый ряд других ядохимикатов.
Многие ядохимикаты обладают широким спектром действия и называются инсектофунгицидами.
 | Основная область применения ядохимикатов – сельское хозяйство. Использование пестицидов необходимо для повышения урожайности, увеличения продуктивности животноводства. Известно, что около 1/3 населения Земного шара страдает от недоедания. Вместе с тем за последние 50 лет в мире потери сельскохозяйственной продукции от вредителей составили 20 % и более от общего ее производства. |
Актуально значение ядохимикатов и для профилактики опасных пищевых отравлений животных и людей, возникающих при употреблении в пищу продуктов переработки зерна, загрязненного митотоксинами грибковых микроорганизмов, а также пищевых отравлений многими сорными растениями. Таким образом, польза от применения ядохимикатов бесспорна.
Вместе с тем проблема использования пестицидов продолжает тревожить врачей всей планеты по следующим причинам. Во-первых, эффективное использование пестицидов для защиты растений подразумевает применение концентраций, часто токсичных для людей. Во-вторых, при обработке сельскохозяйственных культур и животных остаточные количества ядохимикатов могут сохраняться в продуктах питания и вместе с ними попадать в организм людей, вызывая отравления. В-третьих, использование пестицидов может приводить к загрязнению воздуха, почвы и воды, отрицательно влиять на экологическое равновесие в природе и, соответственно, попадать с водой, воздухом и продуктами питания в организм человека.
Таким образом, создается возможность токсического воздействия ядохимикатов для живой природы. Опасность этих веществ усугубляется еще и тем, что некоторые из них, кроме общетоксического, оказывают:
гонадотоксическое действие (т.е. функциональные и морфологические изменения в половых железах и генеративных клетках);
эмбриотоксическое действие (влияние на развитие беременности и плода);
тератогенное действие (пороки развития плода и рождение потомства с уродствами);
мутагенное действие (изменения в хромосомном аппарате, влияющие на генетическую систему человека).
Отдельные пестициды дают канцерогенный эффект. Это подтверждается в эксперименте, а частично и в клинике. В общем количестве профессиональных отравлений пестициды играют ведущую роль. Среди всего населения (например, в США) число смертных случаев вследствие отравлений пестицидами составляет от 8,0 до 13% всех известных смертных случаев отравления жидкими или твердыми веществами. Важнейшей проблемой использования ядохимикатов является загрязнение ими различных объектов окружающей среды. |  |
1. Возможно интенсивное загрязнение атмосферного воздуха непосредственно при применении ядохимикатов путем опрыскивания, а также в результате испарения их с поверхности почвы, растений и воды. Наиболее значительные количества пестицидов попадают в атмосферу при авиационном их применении и при более высоких температурах воздуха.
2. Загрязнение ядохимикатами водоемов возможно или непосредственно, или из атмосферы и почвы. В небольших количествах пестициды могут попадать в подземные воды в результате постепенного вымывания с поверхности в более глубокие слои. Одной из важных проблем загрязнения ядохимикатами водоемов является накопление пестицидов в отдельных видах водных организмов. Так, несмотря на низкие концентрации хлорорганических пестицидов в воде, они способны накапливаться в различных гидробионтах. В отдельных видах рыб обнаружено содержание ДДТ от 0,1 до 1000 мг на 1 кг массы.
3. Загрязнение ядохимикатами почвы может происходить в результате прямого внесения в почву, а также через растения, животных и из воды.
Стойкие ядохимикаты могут сохраняться в почве длительное время (ДДТ – более 10 лет, ртутьорганические препараты – также несколько лет). В почвенных организмах (дождевые черви, членистоногие) возможно накопление пестицидов, что в ряде случаев приводит к гибели этих организмов. Очень часто высокие концентрации пестицидов угнетают жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, что приводит к резкому нарушению процессов самоочищения почвы и ухудшению ее санитарного состояния.
В природе существуют многочисленные естественные механизмы обезвреживания ядохимикатов: путем диффузии в верхние слои атмосферы, фотохимического разложения, разложения водной и почвенной флорой и фауной и метаболизма в растениях и животных. Несмотря на это, возможно интенсивное загрязнение ядохимикатами окружающей среды. Например, пестицид ДДТ во время его широкого использования обнаруживался в любой точке Земного шара. Он был найден даже в жире пингвинов в Антарктиде, где данный пестицид никогда не применялся.
Поэтому применение в сельском хозяйстве ядохимикатов выдвинуло перед медицинскими работниками следующие задачи:
профилактику профессиональных отравлений среди лиц, работающих с пестицидами;
профилактику отравлений пищевыми продуктами, которые могут содержать остаточное количество пестицидов;
санитарную охрану воздуха, воды, почвы от загрязнения ядохимикатами;
дальнейшее изучение токсических свойств вновь вводимых в практику пестицидов.
В настоящее время в качестве ядохимикатов используются неорганические соединения: препараты меди; препараты, содержащие анабазин и никотин; препараты фтора и др. Однако наиболее широко применяются такие вещества, как:
фосфорорганические вещества;
хлорорганические вещества;
ртутьорганические вещества;
производные карбаминовой кислоты.
В зависимости от силы токсического действия ядохимикаты условно делят на 4 группы по величине LD50 (среднесмертельной дозы):
1 группа – сильнодействующие (LD50 менее 50 мг/кг);
2 группа – высокотоксичные (LD50 от 50 до 200 мг/кг);
3 группа – среднетоксичные (LD50 от 200 до 1000 мг/кг);
4 группа – малотоксичные (LD50 более 1000 мг/кг).
Кроме того, используется классификация ядохимикатов по стойкости в окружающей среде:
I группа – очень стойкие (сохраняются в окружающей среде свыше 2 лет);
II группа – стойкие (0,5-2,0 года);
III группа – умеренно стойкие (1-6 месяцев);
IV группа – малостойкие (менее 1 месяца).
В нашей стране действует положение, согласно которому пестициды, относящиеся к 1 группе, не допускаются к использованию или их применение резко ограничено.
Возможная опасность ядохимикатов для организма определяется критериями, общепринятыми в токсикологии:
| | Абсолютной величиной токсичности (регистрируемые отравления почти всегда связаны с действием высокотоксичных препаратов и почти никогда – с малотоксичными); независимо от роли токсического действия для здоровья человека (при поступлении с пищевыми продуктами наибольшую опасность представляют стойкие ядохимикаты, длительно не разрушающиеся в природных условиях, особенно если они не разрушаются при кулинарной обработке пищи); |
величиной зоны токсического действия (незначительная разница между пороговой и смертельной дозами определяет возможность быстрого перехода от пороговых начальных изменений в организме к летальным исходам);
кумулятивными свойствами (например, препарат ДДТ способен накапливаться в организме, после прекращения поступления выведение его заканчивается только через 3-4 года);
растворимостью в воде, липоидах (что определяет действие их на ЦНС, проникновение их через кожу);
cпособом поступления (наиболее опасен ингаляционный путь, который преобладает при профессиональном контакте с ядохимикатами; у населения, профессионально не связанного с ядохимикатами; наиболее частый путь проникновения пестицидов – через желудочно-кишечный тракт, наиболее часты такие отравления у детей в возрасте до 5 лет.
Поступление ядохимикатов через желудочно-кишечный тракт представляет меньшую опасность по сравнению с ингаляционным путем, так как большую роль играет барьерная функция печени.
Услуги Правовой защиты
С 1997 года мы помогаем нашим клиентам в сфере охраны труда и кадрового делопроизводства. Оказываем услуги по всей России. Удаленно, в короткие сроки, наши специалисты помогут решить любой вопрос.
Ниже вы можете выбрать интересующую вас услугу.