Удобрение и польза и вред

Да, урожай от них растёт, Но губится природа. Нитратов кушает народ Всё больше год от года.

Мировое производство минеральных удобрений стремительно растёт. Каждое десятилетие оно увеличивается примерно в 2 раза. Урожайность культур от их применения, конечно, растёт, но у этой проблемы много негативных сторон, и это беспокоит очень многих людей. Не зря в некоторых странах Запада правительство поддерживает овощеводов, выращивающих продукцию без применения минеральных удобрений – экологически чистую.

МИГРАЦИЯ АЗОТА И ФОСФОРА ИЗ ПОЧВЫ

Доказано, что из внесённого в почву азота растения усваивают около 40%, остальной азот вымывается из почвы дождём и улетучивается в виде газа. В меньшей степени, но вымывается из почвы и фосфор. Накопление азота и фосфора в грунтовых водах ведёт к загрязнению водоёмов, они быстро стареют и превращаются в болота, т.к. повышенное содержание удобрений в воде влечет за собой быстрый рост растительности. Отмирающий планктон и водоросли осаждаются на дно водоёмов, это ведёт к выделению метана, сероводорода и к сокращению запасов растворимого в воде кислорода, что является причиной замора рыбы. Сокращается и видовой состав ценных рыб. Рыба не стала вырастать до нормальных размеров, она раньше начала стареть, раньше погибать. Планктон в водоёмах накапливает нитраты, рыбы им питаются, и употребление в пищу таких рыб может привести к заболеваниям желудка. А накопление азота в атмосфере ведет к выпадению кислых дождей, подкисляющих почву и воду, разрушающих строительные материалы, окисляющих металлы. От всего этого страдают леса и обитающие в них животные и птицы, а в водоёмах гибнут рыбы, моллюски. Есть сообщение, что на некоторых плантациях, где добывают мидии (это съедобные моллюски, они раньше очень ценились), они стали несъедобными, больше того, случались случаи отравления ими.

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Наблюдения показывают, что содержание гумуса в почвах постоянно уменьшается. Плодородные почвы, черноземы в начале века содержали до 8% гумуса. Сейчас таких почв почти не осталось. Подзолистые и дерновo-подзолистые почвы содержат 0,5-3% гумуса, серые лесные – 2-6%, луговые чернозёмы – больше 6%. Гумус служит хранилищем основных элементов питания растений, это коллоидное вещество, частички которого удерживают на своей поверхности элементы питания в доступной для растений форме. Образуется гумус при разложении микроорганизмами остатков растительного происхождения. Гумус не заменить никакими минеральными удобрениями, напротив, они ведут к активной минерализации гумуса, структура почвы ухудшается, из коллоидных комочков, удерживающих воду, воздух, питательные элементы, почва превращается в пылеобразное вещество. Из естественной почва превращается в искусственную. Минеральные удобрения провоцируют вымывание из почвы кальция, магния, цинка, меди, марганца и т.д., это влияет на процессы фотосинтеза, снижает устойчивость растений к заболеваниям. Применение минеральных удобрений ведёт к уплотнению почвы, снижению её пористости, к уменьшению доли зернистых агрегатов. Кроме того, подкисление почвы, неизбежно происходящее при внесении минеральных удобрений, требует всё большего внесения извести. В 1986 году в нашей стране было внесено в почву 45,5 млн. т извести, однако это не компенсировало потери кальция и магния.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЯЖЁЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И ТОКСИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Сырьё, используемое для производства минеральных удобрений, содержит стронций, уран, цинк, свинец, кадмий и пр., извлечь которые технологически сложно. Как примеси эти элементы входят в суперфосфаты, в калийные удобрения. Наиболее опасны тяжёлые металлы: ртуть, свинец, кадмий. Последний разрушает эритроциты в крови, нарушает работу почек, кишечника, размягчает ткани. Здоровый человек весом 70 кг без вреда здоровью может получать с пищей за неделю до 3,5 мг свинца, 0,6 мг кадмия, 0,35 мг ртути. Однако на сильно удобренных почвах растения могут накопить и большие концентрации этих металлов. Например, в молоке коров может быть до 17-30 мг кадмия в 1 литре. Присутствие в фосфорных удобрениях урана, радия, тория увеличивает уровень внутреннего облучения человека и животных при попадании растительной пищи в их организм. В состав суперфосфата входит также фтор в количестве 1-5%, и его концентрация может достигать 77,5 мг/кг, вызывая различные болезни.

МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ И ЖИВОЙ МИР ПОЧВЫ

Применение минеральных удобрений вызывает изменение видового состава микроорганизмов почвы. Сильно увеличивается численность бактерий, способных усваивать минеральные формы азота, но уменьшается число симбионтных микрогрибов в ризосфере растений (ризосфера – это 2-3-милиметровая область почвы, прилегающая к корневой системе). Уменьшается также число азотфиксирующих бактерий в почве – в них как бы отпадает необходимость. В результате этого корневая система растений уменьшает выделение органических соединений, а их объём составлял около половины массы надземной части, и фотосинтез растений снижается. Активизируются токсинообразующие микрогрибы, численность которых в естественных условиях контролируется полезными микроорганизмами. Внесение извести не спасает положение, а приводит иногда к увеличению заражённости почвы возбудителями корневой гнили.

Минеральные удобрения вызывают сильную депрессию почвенных животных: ногохвосток, круглых червей и фитофагов (они питаются растениями), а также снижение ферментативной активности почвы. А она формируется деятельностью всех почвенных растений и живых существ почвы, при этом ферменты попадают в почву в результате их выделения живыми организмами, отмирающими микроорганизмами, Установлено, что применение минеральных удобрений снижает активность почвенных ферментов более чем в два раза.

ПРОБЛЕМЫ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

В организме человека нитраты, поступающие в пищу, всасываются в пищеварительный тракт, попадают в кровь, а с ней – в ткани. Около 65% нитратов превращаются в нитриты уже в полости рта. Нитриты окисляют гемоглобин до метагемоглобина, имеющую тёмную коричневую окраску; он не способен переносить кислород. Норма метагемоглобина в организме – 2%, а большее его количество вызывает различные заболевания. При 40% метагемоглобина в крови человек может умереть. У детей ферментативная система слабо развита, и поэтому нитраты для них более опасны. Нитраты и нитриты в организме превращаются в нитрозосоединения, являющиеся канцерогенами. В опытах на 22 видах животных было доказано, что эти нитрозосоединения обуславливают образование опухолей на всех органах, кроме костей. Нитрозоамины, обладая гепатотоксическими свойствами, вызывают также заболевание печени, в частности гепатит. Нитриты ведут к хронической интоксикации организма, ослабляют иммунную систему, снижают умственную и физическую работоспособность, проявляют мутагенные и эмбринотоксические свойства.

В питьевой воде содержание нитратов постоянно увеличивается. Сейчас их должно быть не более 10 мг/л (требования ГОСТ).

Для овощей установлены предельные нормы содержания нитратов в мг/кг. Эти нормы постоянно корректируются в сторону увеличения. Уровень предельно допустимой концентрации нитратов, принятый сейчас в России, и оптимальная кислотность почвы для некоторых овощей даны в таблице (см. ниже).

Реальное содержание нитратов в овощах, как правило, превышает норму. Максимальная суточная доза нитратов, не оказывающая отрицательного влияния на организм человека, –  200-220 мг на 1 кг массы тела. Как правило, реально в организм поступают 150-300 мг, а иногда до 500 мг на 1 кг массы тела.

КАЧЕСТВО ПРОДУКТОВ

Повышая урожайность культур, минеральные удобрения влияют на их качество. В растениях уменьшается содержание углеводов и увеличивается количество сырого протеина. В картофеле уменьшается содержание крахмала, а в зерновых культурах изменяется аминокислотный состав, т.е. питательность белка снижается.

Применение минеральных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур влияет также на хранение продуктов. Снижение сахара и сухого вещества в свекле и других овощах ведёт к ухудшению их лёжкости при хранении. У картофеля сильнее темнеет мякоть, при консервировании овощей нитраты вызывают коррозию металла банок. Известно, что нитратов больше в жилках листьев у салатов, шпинатов, в сердцевине моркови сосредотачивается до 90% нитратов, в верхней части свёклы – до 65%, их количество увеличивается при хранении сока и овощей при высокой температуре. Овощи с грядки лучше убирать зрелыми и во второй половине дня – тогда в них меньше нитратов. Откуда берутся нитраты, и когда эта проблема возникла? Нитраты в продуктах были всегда, просто их количество в последнее время растёт. Растение питается, берёт из почвы азот, азот накапливается в тканях растения, это явление нормальное. Другое дело, когда этого азота в тканях имеется избыточное количество. Нитраты сами по себе не опасны. Часть из них выводится из организма, другая часть преобразуется в безвредное и даже полезные соединения. А избыточная часть нитратов превращается в соли азотистой кислоты – это и есть нитриты. Они и лишают красные кровяные тельца возможности питать кислородом клетки нашего организма. В результате нарушается обмен веществ, страдает ЦНС – центральная нервная система, снижается противодействие организма болезням. Среди овощей чемпион по накоплению нитратов – свёкла. Меньше их в капусте, петрушке, луке. Нет нитратов в спелых помидорах. Нет их в красной и чёрной смородине.

Для меньшего потребления нитратов нужно у овощей убирать части, в которых нитратов больше. У капусты это кочерыжки, у огурца, редиса нитраты накапливаются в корешке. У патиссона это верхняя часть, примыкающая к плодоножке, у кабачка – кожица, хвостик. Незрелая мякоть арбуза и дыни, прилегающая к коркам, богата нитратами. С салатами нужно обращаться очень осторожно. Употреблять их нужно сразу после изготовления, а заправлять – подсолнечным маслом. В сметане и майонезе быстро размножается микрофлора, которая превращает нитраты в нитриты. Особенно способствует этому смена температур, когда мы несъеденные салаты или невыпитые соки ставим в холодильник и достаем их оттуда несколько раз. При приготовлении супа овощи нужно хорошо вымыть, почистить, удалить наиболее опасные места, один час нужно подержать их в воде, добавив в неё поваренную соль, 1% раствор. Хорошо снижает содержание нитратов в пище тушение овощей, жарка картофеля во фритюре. А после еды для компенсации нитратов нужно пить зелёный чай, а детям нужно дать аскорбинку. И, заканчивая разговор о нитратах, пожелаем всем здоровья!

Н. Нилов

Статью для сайта прислал Член Союза органического земледелия, компания «Тандем-ВЕСТ»

Граждане опасаются стеллажа с минеральными удобрениями. Граждане говорят «Мы для того и завели огород, чтобы выращивать себе морковку и помидоры без всякой там химии. Вы нам покажите удобрение без химии. Мы в этом году пять тонн навоза привезли, и в прошлом – восемь. И три кило рыбы закопали под картошку. Кстати, чем бы томаты подлечить, у них листья скручиваются?»

Надо было и под томаты три кило рыбы закопать. А то они благодаря навозу оказались перекормлены нитратами, а без рыбы фосфора недополучили. Но рыба в парнике очень уж воняет.

Эта история со скручеными листьями у томатов не выдумана. Она повторяется каждый год у многих наших клиентов. При этом они действительно не пользуются азотными удобрениями. Только навоз. Беда только в том, что растения органическими удобрениями не питаются. Ими питаются почвенные грибы и микроорганизмы. А растения не едят органические удобрения.

Что до минеральных удобрений, то у растений с ними однозначные взаимоотношения.

Растения это едят.

Нравится нам это или нет, все мы состоим из химических элементов. В нас много углерода, кислорода, водорода. Чуть поменьше азота, но тоже приличное количество. Сера входит в состав аминокислот- метионина и цистеина. Фосфор. Зубы и кости, оно конечно, но не забудем и про главную энергетическую молекулу АТФ, которая трифосфат. Железо – это в детском саду знают, это гемоглобин. Про калий что-то слышали в связи с сердцем. И магний туда же.

И откуда мы всё это хозяйство получаем? Из еды. Причем не любой. Минеральные соединения мы усваивать не можем. За редким исключением. Хлорид натрия, например, можем. Воду можем. А так, нам чтобы жить нужно съесть кого ни будь. Курочку. Барашка. А откуда все эти элементы и вещества взялись в курочке и барашке? Из растений. Растения мы тоже кушать можем. А откуда элементы берут растения?

Растения живыми организмами не питаются. Они как раз умеют использовать элементы из неживой природы. Грандиозная штука: берут углерод из углекислого газа, водород и кислород из воды, и делают из них сахар. А потом путем сложных превращений из этого сахара образуют всё, что необходимо растительному организму. Аминокислоты и нуклеиновые кислоты, АТФ, жиры, алкалоиды и флавоноиды, эфирные масла и кумарины, витамин А и витамин С. Им неоткуда всё это взять. Они должны всё это синтезировать сами. Из простых неорганических соединений.

С кислородом, водородом и углеродом всё понятно. Растения берут их из воздуха и воды. Иногда растения даже подкармливают углекислым газом. С азотом сложнее. Азота много в земной атмосфере, но растениям он абсолютно недоступен. Растения могут усваивать азот только в форме нитратов и в виде аммония, но с некоторыми оговорками (в значительных количествах растения с ним не справляются).Зато азот могут извлекать некоторые бактерии. Ради них в значительной степени вносится в почву навоз. Еще он вносится для того, чтобы улучшить физические параметры почвы. Рыхлости добавить и приятности в структуре. Но главное – бактерии, микрофлора. И их благополучие. Крупные органические молекулы, находясь вне живого организма, разваливаются на более мелкие – разлагаются. В случае с навозом разлагаются продукты жизнедеятельности животных и та подстилка, на которой животное справляло нужду. При этом азот выделяется в виде аммиака. Его тут же подхватывают нитрифицирующие бактерии, и окисляют. Получается азотная кислота. Она реагирует с присутствующими в почве солями угольной кислоты и образует соли азотной кислоты –селитру.

Селитры это соли азотной кислоты. «Слово селитра представляет испорченное латинское название “sal nitri”» (словарь Брокгауза и Ефрона).

Бывает кальциевая селитра (очень полезна на кислых почвах), аммиачная селитра, калийная селитра (это из которой несознательная молодежь делает черный порох), натриевая селитра. Натриевую селитру еще называют чилийской селитрой. Удивительная штука с этой чилийской селитрой. В одном единственном месте, в Чили, она имеется в виде внушительных природных залежей. Называется это место пустыня Атакама. Про неё пишут турагенства и путешественники.

Пустыня Атакама

Про чилийскую селитру можно почитать тут:

Портрет нитронатрита (собственно чилийская селитра).

Взят отсюда

Вернемся к навозу. Из минеральных элементов навоз обогащает почву в первую очередь азотом. Но не непосредственно, а через деятельность находящихся в навозе бактерий. Бактерии эти в значительной степени поступают из пищеварительного тракта животных. Там обитает великое множество бактерий, и часть их выносится наружу вместе с экскрементами. Кстати, среди них имеются и весьма несимпатичные товарищи. Я много вожусь с почвой, и поэтому пару недель назад сделала прививку от столбняка. Этот неприятный тип как раз из желудочно-кишечного тракта в окружающую среду выделяется естественным путем. В ЖКТ он при этом абсолютно безвреден.

Главная проблема в хозяйствах, принципиально не использующих минеральные удобрения и вносящих в почву только навоз, это переизбыток в почве нитратов (да-да, переизбыток нитратов имет место в первую очередь при избытке навоза) и недостаток фосфора.

А почему навоз не снабжает почву фосфором? Да потому, что корове (курице, лошади) фосфор самой нужен. Она его совсем не жаждет нам отдать, пока жива. Другое дело калий. Если подстилка у коровы была соломенная, то из стеблей какое то количество калия в конечный продукт попадет.

Фосфор продукт в известной мере дефицитный. В почве его мало, в навозе нет почти нисколечки, вся надежда на то, что какое ни будь достойное животное найдет конец неподалеку, и из его останков можно будет фосфор извлечь. В отечественном садоводстве роль достойного животного часто играет мелкая рыба.

На нашей планете имеются природные соединения фосфора. Фосфориты и апатиты. Даже город есть с таким названием – Апатиты. Только фосфаты эти в воде не растворимые. Но это не беда. Особенно если речь идет про апатиты.

Фотографии аппатитов здесь

Такая вот красотища. Растениям их не одолеть. Но человеки изобрели такую хитрость. Они мелко размалывают фосфорит, и заливают его серной кислотой. Тут впору завопить «ужас-ужас-ужас, вот она химия то поперла!». Но в результате из этой аддской смеси получается смесь весьма миролюбивая: растфоримый в воде фосфат Ca(HPO4)2 и милый сердцу каждого художника гипс. Называется все это дело суперфосфатом. Такая противоречивая штука этот суперфосфат: и растворяется небыстро (потому как там плохо растворимый гипс), и бюст Аполлона из него не отольешь, потому что однажды таки растворится.

Очень хорошо растворяется другое удобрение – монофосфат калия (калиевая соль ортофосфорной кислоты). Продается в маленьких пакетиках. Исключительно хорошая штука. Снабжает растения и фосфором, и калием.

Калийные удобрения в последнее вреся приносят немало огорчений. Цены на них растут почти как на бензин. У нас в стране имеются большие залежи калия на Урале. Там, где некогда плескалось море, сейчас добывают минерал сильвинит. Довольно красивый. И даже, как выяснилось, целебный. В сильвинитовых пещерах лечат легочные и сердечно-сосудистые заболевания. А из сильвинита путем перекристаллизации получают калийные удобрения. Розовый хлорид калия (это он окрашивает в розовый цвет многие комплексные удобрения), сульфат калия и калимагнезию. Последняя для растений является еще и источником магния.

Вот как выглядит сильвинит.

А вот так выглядит рукотворная сильвинитовая пещера.

Вспомним школьный курс химии. Эту пакость под названием электролитическая диссоциация, из-за которой бедные школьники столько мучаются. Суть её в том, что в воде многие вещества оказываются в не совсем обычном виде. Растворимые соли, к примеру. Они и так то не совсем обычны. Существуют не в виде молекул, а в виде кристаллической решетки. Как кубики в коробке – калий-хлор-калий-хлор… А вода каждый такой кубик окружает и отдирает. Так и плавают отдельно окруженные водой калии, хлоры, и прочие катионы и анионы, как орешки в глазури. Их то как раз с большим удобством корневые волоски растений захватывают. И передают куда нужно для дальнейшего встраивания в сложные органические молекулы. А без воды никакие вещества в растение не попадут. Они должны раствориться, развалиться на ионы.

Так что минеральные вещества для питания растений должны быть обязательно водорастворимыми. И удобрять растения желательно вместе с поливом, или после полива.

И всё же. Чернику и землянику в лесу никто не удобряет. И это не мешает им плодоносить.
Это правда.
Но сельское хозяйство имеет две особенности.

Первое. В природных сообществах все минеральные вещества возвращаются обратно. Съела мышка зернышко, потом мышку съела лисичка, однажды и лисичкины дни закончатся. Но она никуда не денется, останется в том же лесу. Грибы и бактерии растащат её, минерализуют остатки, растения получат обратно и лисичкин фосфор, и лисичкин калий. А на огороде свеклу вырастили, собрали и унесли. Теперь нужно восполнить убыток фосфора, калия, магния, железа, бора, марганца.

Второе. Вы видели лесную землянику? А малину? А дикую морковку кто ни будь видел? Шиповник на берегу озера? Ягодки некрупные, цветки скромные. Про них так и говорят «скромные полевые цветы». А в саду мы что сажаем? Культурные сорта. Специально выведенные. С во-от такенными плодами. С повышенным содержанием сахара, ликопина и витамина С. Цветки вот такущие в вот такущих кистях. С мая по октябрь. Попробуйте посадить садовую розу или клубнику на опушку леса. Если даже не задавят неженку конкуренты, она изрядно измельчает. С голодухи. Потому, что нужно ей гораздо больше строительного материала, чем её дикому родственнику.

Пара ссылок. Хорошие статьи, хотя стиль небезупречен, но с лихвой возмещается информативностью.
здесь
и тут

И, конечно, учебник общей химии Н.Л.Глинки.

Милана. Биолог и владелец цветочного магазина