Sažetak: Skriveni negativni učinak gnojiva. Utjecaj mineralnih gnojiva na kvalitetu proizvoda i zdravlje ljudi Utjecaj gnojiva na tlo Dječja enciklopedija
Atmosfera uvijek sadrži određenu količinu nečistoća koje dolaze iz prirodnih i antropogenih izvora. Stabilnije zone s visokom koncentracijom onečišćenja pojavljuju se na mjestima aktivne ljudske aktivnosti. Antropogeno onečišćenje karakteriziraju različiti tipovi i mnoštvo izvora.
Glavni uzroci onečišćenja okoliša gnojivima, njihovim gubicima i neproduktivnom uporabom su:
1) nesavršenost tehnologije prijevoza, skladištenja, miješanja i gnojidbe;
2) kršenje tehnologije njihove primjene u plodoredu i za pojedine usjeve;
3) erozija tla vodom i vjetrom;
4) nesavršenost kemijskih, fizikalnih i mehaničkih svojstava mineralna gnojiva;
5) intenzivno korištenje raznog industrijskog, komunalnog i kućnog otpada kao gnojiva bez sustavne i pomne kontrole njihovog kemijskog sastava.
Od uporabe mineralnih gnojiva onečišćenje zraka je neznatno, osobito s prelaskom na korištenje granuliranih i tekućih gnojiva, ali se događa. Nakon primjene gnojiva, u atmosferi se nalaze spojevi koji uglavnom sadrže dušik, fosfor i kalij.
Do značajnog onečišćenja zraka dolazi i pri proizvodnji mineralnih gnojiva. Dakle, prašina i plinski otpad proizvodnje potaše uključuje emisije dimnih plinova iz odjela za sušenje, čije su komponente koncentrirana prašina (KCl), klorovodik, pare flotacijskih sredstava i sredstva protiv zgrudnjavanja (amini). Utjecajem na okoliš dušik je od najveće važnosti.
Organske tvari, poput slame i sirovog lišća šećerne repe, smanjile su gubitak plinovitog amonijaka. To se može objasniti sadržajem u kompostu CaO, koji ima alkalna svojstva, te toksičnim svojstvima koja mogu potisnuti aktivnost nitrifikatora.
Njegovi gubici od gnojiva su prilično značajni. U polju se asimilira oko 40%, u nekim slučajevima 50-70%, imobilizira u tlu 20-30%.
Postoji mišljenje da je ozbiljniji izvor gubitaka dušika od ispiranja njegovo isparavanje iz tla i gnojiva koja se na njega nanose u obliku plinovitih spojeva (15-25%). Na primjer, u europskoj poljoprivredi 2/3 gubitaka dušika događa se zimi, a 1/3 ljeti.
Fosfor kao biogeni element manje se gubi u okolišu zbog niske mobilnosti u tlu i ne predstavlja takvu opasnost za okoliš kao dušik.
Gubici fosfata najčešće se javljaju tijekom erozije tla. Kao rezultat površinskog ispiranja tla, sa svakog hektara se odnosi do 10 kg fosfora.
Atmosfera se samopročišćava od onečišćenja kao rezultat taloženja krutih čestica, njihovog ispiranja iz zraka oborinama, otapanja u kišnim kapima i magli, otapanja u vodi mora, oceana, rijeka i drugih vodenih tijela, disperzije u prostoru. Ali, kao što znate, ti su procesi vrlo spori.
1.3.3 Utjecaj mineralnih gnojiva na vodene ekosustave
U posljednje vrijeme bilježi se nagli porast proizvodnje mineralnih gnojiva i unosa hranjivih tvari u kopnene vode, što je stvorilo problem antropogene eutrofikacije površinskih voda kao samostalan problem. Ove okolnosti, naravno, imaju prirodan odnos.
Otpadne vode koje sadrže mnogo dušikovih i fosfornih spojeva ulaze u vodena tijela. To je zbog ispiranja gnojiva s okolnih polja u rezervoare. Kao rezultat toga, dolazi do antropogene eutrofikacije takvih vodnih tijela, povećava se njihova neprofitabilna produktivnost, dolazi do povećanog razvoja fitoplanktona obalnih šikara, algi, "cvjetanja vode" itd. Sumporovodik, amonijak se nakupljaju u dubokoj zoni, a anaerobni procesi se intenziviraju. Redoks procesi su poremećeni i dolazi do nedostatka kisika. To dovodi do smrti vrijedne ribe i vegetacije, voda postaje neprikladna ne samo za piće, već čak i za kupanje. Takvo eutrofno vodno tijelo gubi svoj gospodarski i biogeocenotski značaj. Stoga je borba za čistu vodu jedan od najvažnijih zadataka cjelokupnog kompleksa problema zaštite prirode.
Prirodni eutrofni sustavi dobro su uravnoteženi. Umjetno unošenje biogenih elemenata kao rezultat antropogenog djelovanja remeti normalno funkcioniranje zajednice i stvara nestabilnost u ekosustavu koja je pogubna za organizme. Ako strane tvari prestanu ulaziti u takva vodena tijela, mogu se vratiti u svoje prvobitno stanje.
Optimalan rast vodenih biljnih organizama i algi uočava se pri koncentraciji fosfora 0,09-1,8 mg/l i nitratnog dušika 0,9-3,5 mg/l. Niže koncentracije ovih elemenata ograničavaju rast algi. Za 1 kg fosfora koji ulazi u rezervoar nastaje 100 kg fitoplanktona. Cvjetanje vode zbog algi događa se tek kada koncentracija fosfora u vodi prelazi 0,01 mg/l.
Značajan dio biogenih elemenata ulazi u rijeke i jezera s otjecanjem voda, iako je u većini slučajeva ispiranje elemenata površinskim vodama mnogo manje nego kao rezultat migracije duž profila tla, posebno u područjima s režimom ispiranja. Onečišćenje prirodnih voda biogenim elementima zbog gnojiva i njihova eutrofikacija javljaju se, prije svega, u slučajevima kada se krši agrotehnička tehnologija primjene gnojiva i ne provodi se niz agrotehničkih mjera, općenito, kultura poljoprivrede je na niskoj razini.
Pri korištenju fosfornih mineralnih gnojiva dolazi do povećanja uklanjanja fosfora tekućim otjecanjem za oko 2 puta, dok kod krutog otjecanja ne dolazi do povećanja uklanjanja fosfora ili čak dolazi do blagog smanjenja.
Tekućim otjecanjem s obradivih površina unosi se 0,0001-0,9 kg fosfora po hektaru. S cjelokupnog teritorija koji zauzimaju obradive površine u svijetu, a to je oko 1,4 milijarde hektara, korištenjem mineralnih gnojiva u suvremenim uvjetima dodatno se iznese oko 230 tisuća tona fosfora.
Anorganski fosfor nalazi se u kopnenim vodama uglavnom u obliku derivata ortofosforne kiseline. Oblici postojanja fosfora u vodi nisu ravnodušni za razvoj vodene vegetacije. Najdostupniji fosfor su otopljeni fosfati, koje one gotovo u potpunosti iskoriste tijekom intenzivnog razvoja biljaka. Apatitni fosfor, koji se taloži u sedimentima na dnu, praktički nije dostupan vodenim biljkama i one ga slabo koriste.
Migracija kalija po profilu tala srednjeg ili teškog mehaničkog sastava znatno je otežana zbog apsorpcije koloidima tla i prijelaza u izmjenjivo i neizmjenjivo stanje.
Površinsko otjecanje ispire uglavnom kalij iz tla. To nalazi odgovarajući izraz u vrijednostima sadržaja kalija u prirodnim vodama i nepostojanju veze između njih i dozama kalijevih gnojiva.
Što se tiče dušičnih gnojiva, mineralnih gnojiva, količina dušika u otjecanju je 10-25% njegovog ukupnog unosa s gnojivima.
Dominantni oblici dušika u vodi (isključujući molekularni dušik) su NO 3 , NH 4 , NO 2 , topljivi organski dušik i čestični dušik. U jezerskim akumulacijama koncentracija može varirati od 0 do 4 mg/l.
Međutim, prema mišljenju niza istraživača, procjena doprinosa dušika onečišćenju površinskih i podzemnih voda očito je precijenjena.
Dušična gnojiva s dovoljnom količinom ostalih hranjiva u većini slučajeva doprinose intenzivnom vegetativnom rastu biljaka, razvoju korijenskog sustava i apsorpciji nitrata iz tla. Povećava se površina lišća i, s tim u vezi, povećava se koeficijent transpiracije, povećava se potrošnja vode od strane biljke, a smanjuje se vlažnost tla. Sve to smanjuje mogućnost ispiranja nitrata u niže horizonte profila tla, a odatle u podzemne vode.
Najveća koncentracija dušika uočena je u površinskim vodama tijekom razdoblja poplava. Količina ispranog dušika iz slivnih područja tijekom poplavnog razdoblja uvelike je određena nakupljanjem dušikovih spojeva u snježnom pokrivaču.
Može se uočiti da je odnošenje i ukupnog dušika i njegovih pojedinačnih oblika tijekom poplavnog razdoblja veće od zaliha dušika u snježnom pokrivaču. To može biti posljedica erozije gornjeg sloja tla i ispiranja dušika s čvrstim otjecanjem.
Općinska proračunska obrazovna ustanova "Srednja škola nazvana po Dmitry Batiev" sa. Gam Ust - Okrug Vymsky Republika Komi
Rad završen: Isakova Irina, student
Voditeljica: , učiteljica biologije i kemije
Uvod……………………………………………………………………………………………3
I. Glavni dio………………………………………………………………….….….…..4
Klasifikacija mineralnih gnojiva……………………………………………..….....4
II. Praktični dio………………………………………………….……………..............6
2.1 Uzgoj biljaka s različitim koncentracijama minerala… ..….6
Zaključak……………………………………………………………………………………..9
Popis korištene literature…………………………………………….…………….10
Uvod
Relevantnost problema
Biljke apsorbiraju minerale iz tla zajedno s vodom. U prirodi se te tvari vraćaju u tlo u ovom ili onom obliku nakon smrti biljke ili njezinih dijelova (na primjer, nakon opadanja lišća). Dakle, postoji cirkulacija minerala. Međutim, do takvog povratka ne dolazi jer se minerali odnose s polja tijekom žetve. Kako bi izbjegli iscrpljivanje tla, ljudi prave razna gnojiva u poljima, vrtovima i voćnjacima. Gnojiva poboljšavaju ishranu tla biljaka, poboljšavaju svojstva tla. Kao rezultat toga, prinos se povećava.
Cilj rada je: ispitati utjecaj mineralnih gnojiva na rast i razvoj biljaka.
- Proučiti klasifikaciju mineralnih gnojiva. Eksperimentalno utvrditi stupanj utjecaja kalijevih i fosfornih gnojiva na rast i razvoj biljaka. Dizajnirajte knjižicu "Preporuke vrtlarima"
Praktični značaj:
Povrće ima vrlo važnu ulogu u ljudskoj prehrani. Prilično velik broj vrtlara uzgaja povrće na svojim parcelama. Rudnik vrtna parcela pomaže u uštedi, a također omogućuje uzgoj organskih proizvoda. Stoga se rezultati studije mogu koristiti pri radu u zemlji i vrtu.
Metode istraživanja: proučavanje i analiza literature; provođenje pokusa; usporedba.
Pregled literature. Prilikom pisanja glavnog dijela projekta korištene su stranice, stranica "Tajna vikendice", stranica "Wikipedia" i drugi. Praktični dio se temelji na djelu, "Jednostavni pokusi iz botanike".
1 Glavno tijelo
Klasifikacija mineralnih gnojiva
Gnojiva su tvari kojima se poboljšava ishrana biljaka, svojstva tla i povećavaju prinosi. Njihovo djelovanje je posljedica činjenice da ove tvari biljkama opskrbljuju jednu ili više manjkavih kemijskih komponenti potrebnih za njihov normalan rast i razvoj. Gnojiva se dijele na mineralna i organska.
Mineralna gnojiva - ekstrahirana iz utrobe ili industrijski dobivena kemijski spojevi, sadrže glavne hranjive tvari (dušik, fosfor, kalij) i mikroelemente važne za život. Izrađuju se u posebnim tvornicama, sadrže hranjive tvari u obliku mineralnih soli. Mineralna gnojiva se dijele na jednostavna (jednokomponentna) i složena. Jednostavna mineralna gnojiva sadrže samo jedno od glavnih hranjiva. Tu spadaju dušična, fosforna, kalijeva gnojiva i mikrognojiva. Složena gnojiva sadrže najmanje dva glavna hranjiva. S druge strane, složena mineralna gnojiva dijele se na složena, složeno-mješovita i miješana.
Dušična gnojiva.
Dušična gnojiva pospješuju rast korijena, lukovica i gomolja. Na voćke i bobičasto grmlje, dušična gnojiva ne samo da povećavaju prinos, već i poboljšavaju kvalitetu plodova. Dušična gnojiva primjenjuju se u rano proljeće u bilo kojem obliku. Rok za primjenu dušičnih gnojiva je sredina srpnja. To je zbog činjenice da gnojiva stimuliraju rast nadzemnog dijela, lisnog aparata. Ako se uvedu u drugoj polovici ljeta, tada biljka neće imati vremena da stekne potrebnu zimsku otpornost i zimi će se smrznuti. Višak dušičnog gnojiva pogoršava preživljavanje.
Fosforna gnojiva.
Fosfatna gnojiva stimuliraju razvoj korijenskog sustava biljaka. Fosfor povećava sposobnost stanica da zadrže vodu i time povećava otpornost biljaka na sušu i niske temperature. Uz dovoljnu ishranu, fosfor ubrzava prijelaz biljaka iz vegetativne faze u plodonosnu. Fosfor ima pozitivan učinak na kvalitetu voća - doprinosi povećanju šećera, masti i bjelančevina u njima. Fosforna gnojiva mogu se primijeniti svake 3-4 godine.
kalijevih gnojiva.
Kalijeva gnojiva odgovorna su za snagu izdanaka i debla, stoga su posebno relevantna za grmlje i drveće. Kalij pozitivno utječe na intenzitet fotosinteze. Ako u biljkama ima dovoljno kalija, povećava se njihova otpornost na razne bolesti. Kalij također potiče razvoj mehaničkih elemenata vaskularnih snopova i ličnih vlakana. Uz nedostatak kalija, razvoj je odgođen. Kalijeva gnojiva primjenjuju se ispod biljaka počevši od druge polovice ljeta.
2. Praktični dio
2.1 Uzgoj biljaka pri različitim koncentracijama minerala
Za dovršetak praktičnog dijela trebat će vam: klice graha, u fazi prvog pravog lista; tri posude ispunjene pijeskom; pipeta; tri otopine hranjivih soli koje sadrže kalij, dušik i fosfor.
Izračunata je količina hranjiva u gnojivima. Pripremljene su otopine optimalnih koncentracija. Ove otopine su korištene za prihranjivanje biljaka i praćenje rasta i razvoja biljaka.
Priprema hranjivih otopina.
*Voda za pripremu otopine je vruća
2 klice graha posađene su u posude s navlaženim pijeskom. Tjedan dana kasnije ostavili su po jednu u svakoj banci, najbolja biljka. Istog dana u pijesak su dodane unaprijed pripremljene otopine mineralnih soli.
Tijekom eksperimenta, podržano optimalna temperatura zraka i normalnog pijeska. Tri tjedna kasnije, biljke su međusobno uspoređene.
Doživite rezultate.
Opis biljaka | visina biljke | broj listova |
|
Lonac broj 1 "Bez soli" | Listovi su blijedi, mutnozeleni, počinju žutjeti. Vrhovi i rubovi lišća postaju smeđi, a na lisnoj ploči pojavljuju se male hrđave mrlje. Veličina lista je nešto manja od ostalih uzoraka. Stabljika je tanka, nagnuta, malo razgranata. | ||
Lonac broj 2 "Manje soli" | Listovi su blijedozeleni. Listovi su srednji do veliki. Nema vidljivih oštećenja. Stabljika je debela i razgranata. | ||
Lonac #3 "Još soli" | Listovi su svijetlo zeleni i veliki. Biljka izgleda zdravo. Stabljika je debela i razgranata. |
Na temelju eksperimentalnih rezultata mogu se izvući sljedeći zaključci:
- Za normalan rast i razvoj biljaka neophodni su minerali (razvoj boba u posudama br. 2 i br. 3), koji se mogu apsorbirati samo u otopljenom obliku. Potpuni razvoj biljaka događa se upotrebom složenih gnojiva (dušik, fosfor, potaša). Količina unesenog gnojiva mora biti strogo dozirana.
Kao rezultat iskustva i proučavanja literature, sastavljena su neka pravila za korištenje gnojiva:
Organska gnojiva ne mogu u potpunosti zadovoljiti biljke hranjivim tvarima, stoga se dodaju i mineralna gnojiva. Kako ne bi oštetili biljke i tlo, potrebno je imati elementarno razumijevanje potrošnje hranjivih tvari i mineralnih gnojiva od strane biljaka.Kod korištenja mineralnih gnojiva treba zapamtiti sljedeće:
- ne prekoračiti preporučene doze i primijeniti samo u onim fazama rasta i razvoja biljke, kada je to potrebno; izbjegavajte dobivanje gnojiva na lišću; provodite tekuću prihranu nakon zalijevanja, inače možete spaliti korijenje; prestanite s gnojidbom četiri do deset tjedana prije berbe kako biste izbjegli nakupljanje nitrata.
Zaključak
Korištenje mineralnih gnojiva jedna je od glavnih metoda intenzivne poljoprivrede. Uz pomoć gnojiva možete dramatično povećati prinose bilo kojeg usjeva. Mineralne soli su od velike važnosti za rast i razvoj biljaka. Biljke izgledaju zdravo.
Zahvaljujući iskustvu, postalo je jasno da bi redovita gnojidba biljaka gnojivima trebala postati uobičajeni postupak, budući da su mnogi poremećaji u razvoju biljaka uzrokovani upravo nepravilnom njegom povezanom s nedostatkom prehrane, što se dogodilo u našem slučaju.
Mnogo je važnih stvari za biljke. Jedan od njih je tlo, također ga treba pravilno odabrati za svaku pojedinu biljku. Nanesite gnojivo prema izgled i fiziološko stanje biljaka.
Gnojiva nadopunjuju rezerve hranjivih tvari u tlu u pristupačnom obliku i opskrbljuju ih biljkama. Istovremeno imaju veliki utjecaj na svojstva tla, a time i posredno na prinos. Povećavajući prinos biljaka i masu korijena, gnojiva pojačavaju pozitivan učinak biljaka na tlo, doprinose povećanju humusa u njemu, poboljšavaju njegov kemijski, vodno-zračni i biološka svojstva. Organska gnojiva (stajski gnoj, komposti, zelena gnojidba) imaju velik izravan pozitivan učinak na sva ova svojstva tla.
Kisela mineralna gnojiva, ako se sustavno primjenjuju bez organskih gnojiva (i dalje kisela tla bez vapna), može imati negativan utjecaj na svojstva tla (tablica 123). Njihova dugotrajna uporaba na kiselim nevapnenim tlima dovodi do smanjenja zasićenosti tla bazama, povećava sadržaj toksičnih spojeva aluminija i toksičnih mikroorganizama, pogoršava vodno-fizička svojstva tla, povećava nasipnu gustoću (gustoću), smanjuje poroznost tla, njegovu prozračnost i vodopropusnost. Kao posljedica pogoršanja svojstava tla, smanjuje se povećanje prinosa gnojiva, a očituje se i „skriveni negativni učinak“ kiselih gnojiva na usjev.
Negativan učinak kiselih mineralnih gnojiva na svojstva kiselih tala povezan je ne samo sa slobodnom kiselošću gnojiva, već i s učinkom njihovih baza na apsorbirajući kompleks tla. Istiskujući izmjenjivi vodik i aluminij, oni pretvaraju izmjenjivu kiselost tla u aktivnu kiselost i pritom snažno zakiseljuju otopinu tla, raspršuju koloide koji drže strukturu na okupu i smanjuju njenu čvrstoću. Stoga pri primjeni velikih doza mineralnih gnojiva treba voditi računa ne samo o kiselosti samih gnojiva, već i o izmjenjivoj kiselosti tla.
Vapno neutralizira kiselost tla, poboljšava njegovu agro Kemijska svojstva te otklanja negativan učinak kiselih mineralnih gnojiva. Čak i male doze vapna (od 0,5 do 2 t/ha) povećavaju zasićenost tla bazama, smanjuju kiselost i naglo smanjuju količinu toksičnog aluminija, koji u kiselim podzoličnim tlima ima izrazito jak negativan učinak na rast biljaka i prinos.
U dugotrajnim pokusima s upotrebom kiselih mineralnih gnojiva na černozemima također se bilježi blagi porast kiselosti tla i smanjenje količine izmjenjivih baza (tablica 124), što se može eliminirati unošenjem malih količina vapna.
Organska gnojiva imaju velik i uvijek pozitivan učinak na sva tla. Pod utjecajem organskih gnojiva - stajskog gnoja, tresetnih komposta, zelene gnojidbe - povećava se sadržaj humusa, zasićenost tla bazama, uključujući kalcij, poboljšava biološka i fizikalna svojstva tla (poroznost, kapacitet vlage, vodopropusnost), au tlima s kiselom reakcijom smanjuje se kiselost, sadržaj toksičnih aluminijevih spojeva i toksičnih mikroorganizama. Međutim, značajno povećanje sadržaja humusa u tlu i poboljšanje fizička svojstva primjećuje se samo sustavnim uvođenjem velikih doza organskih gnojiva. Njihova jednokratna primjena na kiselim tlima zajedno s vapnom poboljšava kvalitativni grupni sastav humusa, ali ne dovodi do značajnog povećanja njegovog postotka u tlu.
Slično tome, treset unesen u tlo bez prethodnog kompostiranja nema zamjetan pozitivan učinak na svojstva tla. Njegov utjecaj na tlo dramatično se povećava ako se ono prethodno kompostira stajskim gnojem, gnojovkom, izmetom ili mineralnim gnojivima, posebno alkalnim, budući da se sam treset vrlo sporo razgrađuje i u kiselim tlima stvara mnogo visoko dispergiranih fulvin kiselina koje podupiru kiselu reakciju okoliša.
Zajednička primjena organskih gnojiva s mineralnim gnojivima ima veliki pozitivan učinak na tlo. Istodobno, broj i aktivnost nitrificirajućih bakterija i bakterija koje fiksiraju atmosferski dušik posebno se povećavaju - oligonitrofili, slobodno živući fiksatori dušika, itd. U kiselim podzoličnim tlima smanjuje se broj mikroorganizama na mediju Aristovskaya, koji, prema njezinom mišljenju, proizvode veliku količinu jakih kiselina koje podzoliziraju tlo.
Korištenje mineralnih gnojiva (čak iu velikim dozama) ne dovodi uvijek do predviđenog povećanja prinosa.
Brojna istraživanja pokazuju da vremenski uvjeti vegetacije imaju toliko snažan utjecaj na razvoj biljaka da izrazito nepovoljni vremenski uvjeti zapravo neutraliziraju učinak povećanja prinosa čak i pri visokim dozama primjene. hranjivim tvarima(Strapenyants i sur., 1980; Fedoseev, 1985). Koeficijenti korištenja hranjivih tvari iz mineralnih gnojiva mogu se oštro razlikovati ovisno o vremenskim uvjetima vegetacijske sezone, smanjujući se za sve usjeve u godinama s nedostatkom vlage (Yurkin i sur., 1978; Derzhavin, 1992). U tom smislu, sve nove metode za poboljšanje učinkovitosti mineralnih gnojiva u područjima neodržive poljoprivrede zaslužuju pozornost.
Jedan od načina povećanja učinkovitosti korištenja hranjivih tvari iz gnojiva i tla, jačanja otpornosti biljaka na nepovoljne čimbenike okoliša i poboljšanja kvalitete dobivenih proizvoda je korištenje huminskih pripravaka u uzgoju usjeva.
U posljednjih 20 godina došlo je do značajnog porasta interesa za huminske tvari koje se koriste u poljoprivreda. Tema humusnih gnojiva nije nova ni za istraživače ni za poljoprivredne praktičare. Od 50-ih godina prošlog stoljeća proučava se utjecaj huminskih pripravaka na rast, razvoj i prinos raznih usjeva. Trenutno, zbog naglog porasta cijena mineralnih gnojiva, huminske tvari se naširoko koriste za povećanje učinkovitosti korištenja hranjivih tvari iz tla i gnojiva, povećanje otpornosti biljaka na nepovoljne čimbenike okoliša i poboljšanje kvalitete uroda dobivenih proizvoda.
Raznovrsne sirovine za proizvodnju humusnih pripravaka. To mogu biti smeđi i tamni ugljen, treset, jezerski i riječni sapropel, vermikompost, leonardit, kao i razna organska gnojiva i otpad.
Glavna metoda za dobivanje humata danas je tehnologija visokotemperaturne alkalne hidrolize sirovina, koja rezultira oslobađanjem površinski aktivnih visokomolekularnih organskih tvari različitih masa, karakteriziranih određenom prostornom strukturom i fizikalno-kemijskim svojstvima. Preparativni oblik huminskih gnojiva može biti prašak, pasta ili tekućina različite specifične težine i koncentracije djelatne tvari.
Glavna razlika između različitih huminskih pripravaka je oblik aktivne komponente huminske i fulvinske kiseline i (ili) njihovih soli - u vodotopljivom, probavljivom ili neprobavljivom obliku. Što je veći sadržaj organskih kiselina u huminskom pripravku, to je on vrjedniji kako za individualnu upotrebu, tako i za dobivanje složenih gnojiva s humatima.
Postoje različiti načini primjene huminskih pripravaka u biljnoj proizvodnji: obrada sjeme, folijarno prihranjivanje, unošenje vodenih otopina u tlo.
Humati se mogu koristiti i zasebno iu kombinaciji sa sredstvima za zaštitu bilja, regulatorima rasta, makro i mikroelementima. Raspon njihove upotrebe u biljnoj proizvodnji je izuzetno širok i uključuje gotovo sve poljoprivredne kulture koje se proizvode kako u velikim poljoprivrednim poduzećima tako iu osobnim pomoćnim parcelama. Nedavno je njihova upotreba u raznim ukrasnim kulturama značajno porasla.
Huminske tvari imaju kompleksan učinak koji poboljšava stanje tla i sustav interakcije "tlo - biljke":
- povećavaju pokretljivost asimilabilnog fosfora u tlu i zemljišnim otopinama, inhibiraju imobilizaciju asimilabilnog fosfora i retrogradaciju fosfora;
- radikalno poboljšati ravnotežu fosfora u tlu i fosfornu ishranu biljaka, što se izražava u povećanju udjela organofosfornih spojeva odgovornih za prijenos i transformaciju energije, sintezu nukleinskih kiselina;
- poboljšati strukturu tla, njihovu plinopropusnost, vodopropusnost teških tala;
- održavati organo-mineralnu ravnotežu tla, sprječavajući njihovo zaslanjivanje, zakiseljavanje i druge negativne procese koji dovode do smanjenja ili gubitka plodnosti;
- skratiti vegetativno razdoblje poboljšanjem metabolizma proteina, koncentriranom dostavom hranjivih tvari u voćne dijelove biljaka, zasićenjem ih visokoenergetskim spojevima (šećerima, nukleinskim kiselinama i drugim organskim spojevima), a također suzbijati nakupljanje nitrata u zelenom dijelu biljaka;
- poboljšati razvoj korijenskog sustava biljke zbog dobra prehrana i ubrzanu diobu stanica.
Posebno su važni korisna svojstva humusne komponente za održavanje organo-mineralne ravnoteže tala intenzivnim tehnologijama. U članku Paula Fixena „Koncept povećanja produktivnosti usjeva i učinkovitosti korištenja hranjiva od strane biljaka“ (Fixen, 2010.) daje se poveznica na sustavnu analizu metoda za procjenu učinkovitosti korištenja hranjiva od strane biljaka. Kao jedan od značajnih čimbenika koji utječu na učinkovitost iskorištenja hraniva, navodi se intenzitet tehnologije uzgoja usjeva i s tim povezane promjene u strukturi i sastavu tla, posebice imobilizacija hraniva i mineralizacija organske tvari. Humusne komponente u kombinaciji s ključnim makronutrijentima, prvenstveno fosforom, održavaju plodnost tla u intenzivnim tehnologijama.
U radu Ivanove S.E., Loginova I.V., Tyndall T. „Fosfor: mehanizmi gubitaka iz tla i načini da ih smanji“ (Ivanova i sur., 2011), kemijska fiksacija fosfora u tlima zabilježena je 1 glavnim faktorima fosfora). Povećanje stupnja korištenja fosfora od strane biljaka u godini primjene ima izražen ekološki učinak - smanjenje ulaska fosfora s površinskim i podzemnim otjecanjem u vodna tijela. Kombinacija organske komponente u obliku humusnih tvari s mineralnom u gnojivima onemogućuje kemijsku fiksaciju fosfora u teško topive fosfate kalcija, magnezija, željeza i aluminija te zadržava fosfor u obliku dostupnom biljkama.
Po našem mišljenju, vrlo je perspektivna primjena huminskih pripravaka u sastavu mineralnih makrognojiva.
Trenutno postoji nekoliko načina za uvođenje humata u suha mineralna gnojiva:
- površinska obrada granuliranih industrijskih gnojiva, koja se široko koristi u pripremi mehaničkih smjesa gnojiva;
- mehaničko uvođenje humata u prah s naknadnom granulacijom u maloj proizvodnji mineralnih gnojiva.
- uvođenje humata u talinu tijekom velike proizvodnje mineralnih gnojiva (industrijska proizvodnja).
Upotreba humusnih pripravaka za proizvodnju tekućih mineralnih gnojiva koja se koriste za folijarno tretiranje usjeva postala je vrlo raširena u Rusiji i inozemstvu.
Svrha ove publikacije je pokazati usporednu učinkovitost humiranih i konvencionalnih granuliranih mineralnih gnojiva na usjeve žitarica (ozima i jara pšenica, ječam) i jare uljane repice u različitim zemljišnim i klimatskim zonama Rusije.
Natrijev humat Sakhalin odabran je kao humusni pripravak za postizanje zajamčeno visokih rezultata u pogledu agrokemijske učinkovitosti sa sljedećim pokazateljima ( tab. 1).
Proizvodnja sahalinskog humata temelji se na korištenju mrkog ugljena iz nalazišta Solntsevo Sahalin, koji imaju vrlo visoku koncentraciju huminskih kiselina u probavljivom obliku (više od 80%). Alkalni ekstrakt iz smeđeg ugljena ovog ležišta je gotovo potpuno topiv u vodi, nehigroskopan i nestvrdnjavajući prah tamno smeđe boje. U sastav proizvoda ulaze i mikroelementi i zeoliti koji pridonose nakupljanju hranjivih tvari i reguliranju metaboličkih procesa.
Uz navedene pokazatelje natrijevog humata "Sahalin", važan faktor njegov izbor kao huminskog dodatka bila je proizvodnja koncentriranih oblika huminskih pripravaka u industrijskim količinama, visoki agrokemijski pokazatelji individualne upotrebe, sadržaj humusnih tvari uglavnom u obliku topljivom u vodi i prisutnost tekućeg oblika humata za ravnomjernu raspodjelu u granulama tijekom industrijske proizvodnje, kao i državna registracija kao agrokemikalije.
Godine 2004. JSC Ammofos u Cherepovetsu proizveo je pilot seriju nove vrste gnojiva - azofoske (nitroamofoske) stupnja 13:19:19, s dodatkom sahalinskog natrijevog humata (alkalnog ekstrakta leonardita) u pulpu prema tehnologiji razvijenoj u JSC NIUIF. Prikazani su pokazatelji kvalitete humirane amofoske 13:19:19 tab. 2.
Glavni zadatak tijekom industrijskog testiranja bio je potkrijepiti optimalnu metodu za uvođenje aditiva Sakhalin humata uz zadržavanje vodotopivog oblika humata u proizvodu. Poznato je da huminski spojevi u kiselim sredinama (pri pH<6) переходят в формы водорастворимых гуматов (H-гуматы) с потерей их эффективности.
Uvođenjem humata u prahu "Sahalinsky" u reciklažu u proizvodnji kompleksnih gnojiva osigurano je da humat ne dođe u dodir s kiselim medijem u tekućoj fazi i njegovim nepoželjnim kemijskim transformacijama. To je potvrđeno naknadnom analizom gotovih gnojiva s humatima. Uvođenjem humata zapravo u završnoj fazi tehnološkog procesa uvjetovano je očuvanje postignute produktivnosti tehnološkog sustava, nepostojanje povratnih tokova i dodatnih emisija. Također nije bilo pogoršanja fizikalno-kemijskih složenih gnojiva (zgrudnjavanje, čvrstoća granula, prašnjavost) u prisutnosti humusne komponente. Hardverski dizajn jedinice za ubrizgavanje humata također nije predstavljao nikakve poteškoće.
Godine 2004. CJSC "Set-Orel Invest" (regija Oryol) proveo je proizvodni eksperiment s uvođenjem humatiziranog amofosfata za ječam. Povećanje prinosa ječma na površini od 4532 ha od upotrebe humiranog gnojiva u odnosu na standardni amofos 13:19:19 iznosio je 0,33 t/ha (11%), sadržaj proteina u zrnu povećan je sa 11 na 12,6% ( tab. 3), što je farmi dalo dodatni profit od 924 rublja/ha.
Godine 2004. provedeni su terenski pokusi na Sveruskom istraživačkom institutu za mahunarke i žitarice SFUE OPH "Orlovskoye" (Oryol Region) kako bi se proučavao učinak humirane i konvencionalne amofoske (13:19:19) na prinos i kvalitetu proljetne i ozime pšenice.
Shema eksperimenta:
- Kontrola (bez gnojiva)
N26 P38 K38 kg a.i./ha
N26 P38 K38 kg a.i./ha humirano
N39 P57 K57 kg a.i./ha
N39 P57 K57 kg a.i./ha humirano.
U pokusu s jarom pšenicom (sorta Smena) također je ostvaren maksimalni prinos od 2,78 t/ha pri primjeni povećane doze humatiziranog gnojiva. U istoj varijanti uočen je najveći sadržaj proteina i glutena u zrnu. Kao iu pokusu s ozimom pšenicom, primjena humiranog gnojiva statistički je značajno povećala prinos i sadržaj proteina i glutena u zrnu u odnosu na primjenu iste doze standardnog mineralnog gnojiva. Potonji ne djeluje samo kao pojedinačna komponenta, već također poboljšava apsorpciju fosfora i kalija u biljkama, smanjuje gubitak dušika u dušikovom ciklusu ishrane i općenito poboljšava razmjenu između tla, otopina tla i biljaka.
Značajno poboljšanje kvalitete usjeva te ozime i jare pšenice ukazuje na povećanje učinkovitosti mineralne ishrane proizvodnog dijela biljke.
Prema rezultatima djelovanja, aditiv humata može se usporediti s utjecajem mikrokomponenata (bor, cink, kobalt, bakar, mangan itd.). S relativno malim sadržajem (od desetina do 1%), humatni dodaci i mikroelementi daju gotovo isti porast prinosa i kvalitete poljoprivrednih proizvoda. U radu (Aristarkhov, 2010.) proučavan je učinak mikroelemenata na prinos i kvalitetu zrna žitarica i mahunarki te je prikazano povećanje proteina i glutena na primjeru ozime pšenice s glavnom primjenom na različitim tipovima tla. Usmjereni utjecaj mikroelemenata i humata na produktivni dio usjeva usporediv je po dobivenim rezultatima.
Visoki agrokemijski proizvodni rezultati uz minimalno usavršavanje sheme instrumentacije za veliku proizvodnju složenih gnojiva, dobivenih upotrebom humirane amofoske (13:19:19) sa sahalinskim natrijevim humatom, omogućili su proširenje raspona humiranih složenih gnojiva uz uključivanje nitratnih razreda.
Godine 2010., OJSC Mineralnye Udobreniya (Rossosh, Voronješka regija) proizvela je seriju humirane azofoske 16:16:16 (N:P 2 O 5:K 2 O) sa sadržajem humata (alkalni ekstrakt iz leonardita) - ne manje od 0,3% i vlage - ne više od 0,7%.
Azofoska s humatima bila je svijetlo sivo granulirano organomineralno gnojivo, koje se od standardnog razlikovalo samo u prisutnosti humusnih tvari u njemu, što je novom gnojivu dalo jedva primjetnu svijetlo sivu nijansu. Azofoska s humatima preporučena je kao organsko-mineralno gnojivo za glavnu i "predsjetvenu" primjenu u tlo i za prihranjivanje korijena za sve usjeve gdje se može koristiti konvencionalna azofoska.
Godine 2010. i 2011. god Na pokusnom polju Državne znanstvene ustanove Moskovski istraživački institut za poljoprivredu "Nemchinovka" provedena su istraživanja s humiranim azofosom proizvođača JSC "Mineral Fertilizers" u usporedbi sa standardnim, kao i s kalijevim gnojivima (kalijev klorid) koja sadrže huminske kiseline (KaliGum), u usporedbi s tradicionalnim kalijevim gnojivom KCl.
Poljski pokusi provedeni su prema općeprihvaćenoj metodologiji (Dospekhov, 1985.) na pokusnom polju Moskovskog istraživačkog instituta za poljoprivredu "Nemchinovka".
Posebnost tala pokusne plohe je visok sadržaj fosfora (oko 150-250 mg/kg), a prosječan sadržaj kalija (80-120 mg/kg). To je dovelo do napuštanja glavne primjene fosfatnih gnojiva. Tlo je travnato-podzolasto srednje ilovasto. Agrokemijska svojstva tla prije pokusa bila su sljedeća: udio organske tvari 3,7 %, pHsol.–5,2, NH4 u tragovima, NO3 8 mg/kg, 10 mg/kg, 5,2 %, NH4 u tragovima, NO3 8 mg/kg.
U pokusu s azofoskom i uljanom repicom veličina pokusne plohe bila je 56 m 2 (14m x 4m), ponavljanje je bilo četiri puta. Predsjetvena obrada tla nakon glavne gnojidbe - kultivatorom i neposredno prije sjetve - RBC-om (rotodrljača-kultivator). Sjetva - sijačicom Amazon u optimalnim agrotehničkim rokovima, dubina sjetve 4-5 cm - za pšenicu i 1-3 cm - za uljanu repicu. Norme sjetve: pšenica - 200 kg/ha, uljana repica - 8 kg/ha.
U pokusu su korištene sorte jare pšenice MIS i sorte jare uljane repice Podmoskovny. Sorta MIS je visoko produktivna sorta srednje sezone koja vam omogućuje dosljedno dobivanje zrna pogodnog za proizvodnju tjestenine. Sorta je otporna na polijeganje; znatno slabije od standarda utječe na smeđu hrđu, pepelnicu i tvrdu plamenjaču.
Proljetna uljana repica Podmoskovny - sredina sezone, vegetacijsko razdoblje 98 dana. Ekološki plastičan, karakteriziran ujednačenim cvjetanjem i sazrijevanjem, otpornost na polijeganje 4,5-4,8 bodova. Nizak sadržaj glukozinolata u sjemenu omogućuje korištenje pogača i sačme u prehrani životinja i peradi u većim količinama.
Urod pšenice je požnjeven u fazi pune zrelosti zrna. Repica je košena za zelenu krmu u fazi cvatnje. Po istoj shemi izvedeni su pokusi za jaru pšenicu i uljanu repicu.
Analiza tla i biljaka provedena je prema standardnim i općeprihvaćenim metodama u agrokemiji.
Shema pokusa s azofoskom:
Pozadina (50 kg a.i. N/ha za prihranu)
Pozadina + azofoska glavna primjena 30 kg a.i. NPK/ha
Podloga + azofoska s humatom glavna primjena 30 kg a.i. NPK/ha
Pozadina + azofoska glavna primjena 60 kg a.i. NPK/ha
Podloga + azofoska s humatom glavna primjena 60 kg a.i. NPK/ha
Pozadina + azofoska glavna primjena 90 kg a.i. NPK/ha
Podloga + azofoska s humatom glavna primjena 90 kg a.i. NPK/ha
Tijekom godina istraživanja vremenski uvjeti značajno su se razlikovali od višegodišnjeg prosjeka za zonu nečernozema. U 2010. godini svibanj i lipanj bili su povoljni za razvoj poljoprivrednih kultura, au biljkama su položeni generativni organi s izgledima za budući prinos zrna od oko 7 t/ha za jaru pšenicu (kao i 2009.) i 3 t/ha za uljanu repicu. Međutim, kao iu cijeloj središnjoj regiji Ruske Federacije, u Moskovskoj regiji je uočena duga suša od početka srpnja do žetve pšenice početkom kolovoza. Prosječne dnevne temperature u ovom su razdoblju premašivale 7 ° C, a dnevne su dugo bile iznad 35 ° C. Odvojene kratkotrajne oborine padale su u obliku obilnih kiša, a voda se površinskim otjecanjem slijevala i isparavala, samo djelomično apsorbirana u tlo. Zasićenost tla vlagom tijekom kratkotrajnih kišnih razdoblja nije prelazila dubinu prodiranja od 2-4 cm.U 2011. godini u prvih deset dana svibnja nakon sjetve i tijekom nicanja biljaka palo je gotovo 4 puta manje oborina (4 mm) od ponderirane prosječne višegodišnje norme (15 mm).
Prosječna dnevna temperatura zraka u ovom razdoblju (13,9 o C) bila je znatno viša od višegodišnje prosječne dnevne temperature (10,6 o C). Količina oborine i temperatura zraka u 2. i 3. dekadi svibnja nisu značajno odstupale od količine prosječne oborine i srednjih dnevnih temperatura.
U lipnju je oborina bilo znatno manje od prosječne višegodišnje norme, temperatura zraka viša je od prosječne dnevne za 2-4 oC.
Srpanj je bio vruć i suh. Ukupno je tijekom vegetacije oborina bilo 60 mm manje od norme, a srednja dnevna temperatura zraka bila je oko 2 o C viša od višegodišnjeg prosjeka. Nepovoljni vremenski uvjeti u 2010. i 2011. godini nisu mogli ne utjecati na stanje usjeva. Suša se poklopila s fazom nalijevanja zrna pšenice, što je u konačnici dovelo do značajnog smanjenja prinosa.
Dugotrajna suša zraka i tla u 2010. nije dala očekivani učinak od povećanja doza azofoske. To se pokazalo i kod pšenice i kod uljane repice.
Nedostatak vlage pokazao se kao glavna prepreka u ostvarivanju plodnosti tla, dok je prinos pšenice u cjelini bio dva puta manji nego u sličnom pokusu 2009. godine (Garmash i sur., 2011.). Povećanja prinosa pri primjeni 200, 400 i 600 kg/ha azofoske (fizička težina) bila su gotovo ista ( tab. 5).
Nizak prinos pšenice uglavnom je posljedica krhkosti zrna. Masa 1000 zrna u svim varijantama pokusa bila je 27-28 grama. Podaci o strukturi prinosa na varijantama nisu se značajno razlikovali. U masi snopa zrno je bilo oko 30% (u normalnim vremenskim uvjetima ta brojka je do 50%). Koeficijent bokorenja je 1,1-1,2. Masa zrna u klasu bila je 0,7-0,8 grama.
Istodobno, u varijantama pokusa s humiranom azofoskom, dobiveno je značajno povećanje prinosa s povećanjem doza gnojiva. To je, prije svega, zbog boljeg općeg stanja biljaka i razvoja snažnijeg korijenskog sustava pri korištenju humata u pozadini općeg stresa usjeva od duge i dugotrajne suše.
Značajan učinak primjene humirane azofoske pokazao se u početnoj fazi razvoja biljaka uljane repice. Nakon sjetve sjemena uljane repice, uslijed kratkotrajnog nevremena praćenog visokim temperaturama zraka, na površini tla stvorila se gusta pokorica. Stoga su sadnice na varijantama s unošenjem konvencionalne azofoske bile neujednačene i vrlo rijetke u usporedbi s varijantama s humiranom azofoskom, što je dovelo do značajnih razlika u prinosu zelene mase ( tab. 6).
U pokusu s kalijevim gnojivima, površina pokusne parcele bila je 225 m 2 (15 m x 15 m), pokus je ponovljen četiri puta, položaj parcela je bio slučajan. Površina pokusa je 3600 m 2 . Pokus je proveden u svezi plodoreda ozime žitarice – jare žitarice – zauzeti ugar. Prethodnik jare pšenice je ozimi tritikale.
Gnojiva su primijenjena ručno u količini: dušik - 60, kalij - 120 kg a.i. po ha. Od dušičnih gnojiva korišten je amonijev nitrat, a od kalijevih gnojiva kalijev klorid i novo gnojivo KaliGum. U pokusu je uzgajana sorta jare pšenice Zlata, preporučena za uzgoj u središnjoj regiji. Sorta je ranog sazrijevanja s potencijalom produktivnosti do 6,5 t/ha. Otporna na polijeganje, mnogo slabije od standardne sorte pogođena je lisnom hrđom i pepelnicom, na razini standardne sorte - septoriom. Sjeme je prije sjetve tretirano dezinficijensom Vincit prema normama koje preporučuje proizvođač. U fazi bokorenja usjevi pšenice gnojeni su amonijevim nitratom u količini od 30 kg a.i. po 1 ha.
Shema pokusa s kalijevim gnojivima:
- Kontrola (bez gnojiva).
N60 osnovna + N30 prihrana
N60 osnovna + N30 prihrana + K 120 (KCl)
N60 osnovna + N30 prihrana + K 120 (KaliGum)
Dakle, poljski pokusi pouzdano su dokazali agrokemijsku učinkovitost složenih gnojiva s dodatkom humata, određenu povećanjem prinosa i sadržaja proteina u usjevima žitarica. Za postizanje ovih rezultata potrebno je pravilno odabrati huminski pripravak s visokim udjelom humata topivih u vodi, njegov oblik i mjesto uvođenja u tehnološki proces u završnim fazama. Time je moguće postići relativno nizak udio humata (0,2 - 0,5% tež.) u humiranim gnojivima i osigurati jednoliku raspodjelu humata po granulama. Pritom je važan čimbenik očuvanje visokog udjela vodotopivog oblika humata u humiranim gnojivima.
Složena gnojiva s humatima povećavaju otpornost poljoprivrednih usjeva na nepovoljne vremenske i klimatske uvjete, posebno na sušu i pogoršanje strukture tla. Mogu se preporučiti kao učinkovite agrokemikalije u područjima rizične poljoprivrede, kao i pri korištenju intenzivnih poljoprivrednih metoda s nekoliko usjeva godišnje za održavanje visoke plodnosti tla, posebno u zonama koje se šire s deficitom vode i sušnim zonama. Visoka agrokemijska učinkovitost humirane amofoske (13:19:19) određena je složenim djelovanjem mineralnih i organskih dijelova s povećanjem djelovanja hranjiva, prvenstveno fosfornom ishranom biljaka, poboljšanjem metabolizma između tla i biljaka i povećanjem otpornosti biljaka na stres.
Levin Boris Vladimirovič – kandidat tehničkih znanosti, zamjenik generala. Direktor, direktor za tehničku politiku PhosAgro-Cherepovets JSC; e-mail:[e-mail zaštićen] .
Ozerov Sergey Alexandrovich - voditelj odjela za analizu tržišta i planiranje prodaje PhosAgro-Cherepovets JSC; e-mail:[e-mail zaštićen] .
Garmash Grigory Alexandrovich - voditelj Laboratorija za analitička istraživanja Savezne državne proračunske znanstvene ustanove "Moskovski istraživački institut za poljoprivredu" Nemchinovka ", kandidat bioloških znanosti; e-mail:[e-mail zaštićen] .
Garmash Nina Yuryevna - znanstveni tajnik Moskovskog istraživačkog instituta za poljoprivredu "Nemchinovka", doktor bioloških znanosti; e-mail:[e-mail zaštićen] .
Latina Natalya Valerievna - generalna direktorica tvrtke Biomir 2000 LLC, direktorica proizvodnje grupe tvrtki Sakhalin Humat; e-mail:[e-mail zaštićen] .
Književnost
Paul I. Fixsen Koncept povećanja produktivnosti poljoprivrednih usjeva i učinkovitosti korištenja hranjivih tvari od strane biljaka // Ishrana bilja: Bilten Međunarodnog instituta za ishranu bilja, 2010., br. 1. - Sa. 2-7 (prikaz, ostalo).
Ivanova S.E., Loginova I.V., Tundell T. Fosfor: mehanizmi gubitaka iz tla i načini njihovog smanjenja // Ishrana bilja: Bilten Međunarodnog instituta za ishranu bilja, 2011., br. 2. - Sa. 9-12 (prikaz, ostalo).
Aristarkhov A.N. i dr. Učinak mikrognojiva na produktivnost, žetvu proteina i kvalitetu proizvoda žitarica i mahunarki // Agrokemija, 2010, br. - Sa. 36-49 (prikaz, ostalo).
Strapenyants R.A., Novikov A.I., Strebkov I.M., Shapiro L.Z., Kirikoy Ya.T. Modeliranje zakonitosti djelovanja mineralnih gnojiva na usjev Vestnik s.-kh. Nauki, 1980, br. 12. - str. 34-43 (prikaz, ostalo).
Fedoseev A.P. Vrijeme i učinkovitost gnojiva. Lenjingrad: Gidrometizdat, 1985. - 144 str.
Yurkin S.N., Pimenov E.A., Makarov N.B. Utjecaj tla i klimatskih uvjeta i gnojiva na utrošak glavnih hranjiva u usjevu pšenice // Agrokemija, 1978, br. 8. - S. 150-158.
Deržavin L.M. Primjena mineralnih gnojiva u intenzivnoj poljoprivredi. M.: Kolos, 1992. - 271 str.
Garmash N.Yu., Garmash G.A., Berestov A.V., Morozova G.B. Elementi u tragovima u intenzivnim tehnologijama proizvodnje žitarica // Agrokemijski bilten, 2011, br. 5. - S. 14-16.
Razni biogeni elementi, ulazeći u tlo s gnojivima, prolaze kroz značajne transformacije. Istovremeno imaju značajan utjecaj na plodnost tla.
A svojstva tla, pak, mogu imati i pozitivne i negativne učinke na primijenjena gnojiva. Negativan utjecaj. Ovaj odnos između gnojiva i tla vrlo je složen i zahtijeva dublja i detaljna istraživanja. Različiti izvori njihovih gubitaka također su povezani s pretvorbom gnojiva u tlu. Ovaj problem jedan je od glavnih zadataka agrokemijske znanosti. R. Kundler i sur. (1970) općenito pokazuju sljedeće moguće transformacije različitih kemijskih spojeva i s tim povezani gubitak hranjivih tvari ispiranjem, isparavanjem u plinovitom obliku i fiksacijom u tlu.
Sasvim je jasno da su ovo samo neki pokazatelji pretvorbe raznih oblika gnojiva i hranjiva u tlu, ali još uvijek ne pokrivaju brojne načine pretvorbe raznih mineralnih gnojiva, ovisno o vrsti i svojstvima tla.
Budući da je tlo važan dio biosfere, ono je primarno izloženo kompleksnom kompleksnom djelovanju primijenjenih gnojiva, koji mogu imati sljedeće učinke na tlo: izazvati zakiseljavanje ili alkalizaciju okoliša; poboljšati ili pogoršati agrokemijska i fizikalna svojstva tla; pospješuju izmjensku apsorpciju iona ili ih istiskuju u otopinu tla; promicati ili sprječavati kemijsku apsorpciju kationa (biogenih i toksičnih elemenata); promicati mineralizaciju ili sintezu humusa tla; pojačati ili oslabiti učinak drugih hranjivih tvari u tlu ili gnojiva; mobilizirati ili imobilizirati hranjive tvari u tlu; uzrokuju antagonizam ili sinergizam hranjivih tvari te stoga značajno utječu na njihovu apsorpciju i metabolizam u biljkama.
U tlu mogu postojati složene izravne ili neizravne interakcije između biogenih toksičnih elemenata, makro- i mikroelemenata, što značajno utječe na svojstva tla, rast biljaka, njihovu produktivnost i kvalitetu usjeva.
Dakle, sustavna uporaba fiziološki kiselih mineralnih gnojiva na kiselim sodno-podzolnim tlima povećava njihovu kiselost i ubrzava ispiranje kalcija i magnezija iz obradivog sloja i, posljedično, povećava stupanj nezasićenosti bazama, smanjujući plodnost tla. Stoga je na takvim nezasićenim tlima korištenje fiziološki kiselih gnojiva potrebno kombinirati s kalcizacijom tla i neutralizacijom mineralnih gnojiva.
Dvadeset godina primjene gnojiva u Bavarskoj na muljevitom, slabo dreniranom tlu, u kombinaciji s kalcizacijom trave, rezultiralo je povećanjem pH s 4,0 na 6,7. U apsorbiranom kompleksu tla izmjenjivi aluminij zamijenjen je kalcijem, što je dovelo do značajnog poboljšanja svojstava tla. Gubici kalcija kao rezultat ispiranja iznosili su 60-95% (0,8-3,8 c/ha godišnje). Proračuni su pokazali da su godišnje potrebe za kalcijem 1,8-4 q/ha. U tim je pokusima prinos poljoprivrednih biljaka dobro korelirao sa stupnjem zasićenosti tla bazama. Autori su zaključili da su za postizanje visokog prinosa potrebni pH tla >5,5 i visok stupanj zasićenosti bazom (V = 100%); istovremeno se izmjenjivi aluminij uklanja iz zone najvećeg položaja korijenskog sustava biljaka.
U Francuskoj je otkrivena velika važnost kalcija i magnezija u povećanju plodnosti tla i poboljšanju njegovih svojstava. Utvrđeno je da ispiranje dovodi do iscrpljivanja rezervi kalcija i magnezija.
u tlu. U prosjeku, godišnji gubitak kalcija iznosi 300 kg/ha (200 kg na kiselom tlu i 600 kg na karbonatnom tlu), a magnezija - 30 kg/ha (na pjeskovitom tlu dosegao je 100 kg/ha). Osim toga, neki plodoredi (mahunarke, industrijski i dr.) izvlače značajne količine kalcija i magnezija iz tla, pa usjevi koji slijede često pokazuju simptome nedostatka ovih elemenata. Također ne treba zaboraviti da kalcij i magnezij imaju ulogu fizikalno-kemijskih melioransa koji povoljno utječu na fizikalna i kemijska svojstva tla, kao i na njegovu mikrobiološku aktivnost. To neizravno utječe na uvjete mineralne ishrane biljaka s drugim makro- i mikroelementima. Kako bi se održala plodnost tla, potrebno je obnoviti razine kalcija i magnezija izgubljene kao rezultat ispiranja i uklanjanja iz tla poljoprivrednim usjevima; za to treba primijeniti 300-350 kg CaO i 50-60 kg MgO po 1 ha godišnje.
Zadatak nije samo nadoknaditi gubitke ovih elemenata uslijed ispiranja i uklanjanja poljoprivrednim usjevima, već i obnoviti plodnost tla. U tom slučaju količine kalcija i magnezija ovise o početnoj pH vrijednosti, sadržaju MgO u tlu i fiksacijskoj sposobnosti tla, odnosno prvenstveno o sadržaju fizikalne gline i organske tvari u njemu. Izračunato je da je za povećanje pH tla za jednu jedinicu potrebno primijeniti vapno od 1,5 do 5 t/ha, ovisno o sadržaju fizikalne gline (<10% - >30%), Za povećanje sadržaja magnezija u površinskom sloju tla za 0,05% potrebno je primijeniti 200 kg MgO/ha.
Vrlo je važno instalirati točne doze vapno u specifičnim uvjetima njegove uporabe. Ovo pitanje nije tako jednostavno kako se često prikazuje. Obično se doze vapna određuju ovisno o stupnju kiselosti tla i njegovoj zasićenosti bazama, kao i vrsti tla. Ova pitanja zahtijevaju daljnje, dublje proučavanje u svakom konkretnom slučaju. Važno pitanje je učestalost primjene vapna, frakcijska primjena u plodoredu, kombinacija kalcizacije s fosforitom i primjena drugih gnojiva. Utvrđena je potreba za naprednim vapnenjem kao uvjetom za povećanje učinkovitosti mineralnih gnojiva na kiselim tlima tajga-šumske i šumsko-stepske zone. Vapčenje značajno utječe na pokretljivost makro i mikroelemenata primijenjenih gnojiva i samog tla. A to utječe na produktivnost poljoprivrednih biljaka, kvalitetu hrane i stočne hrane, a posljedično i na zdravlje ljudi i životinja.
M. R. Sheriff (1979) smatra da se o mogućoj prekomjernoj vapnenosti tala može suditi na dvije razine: 1) kada se dodatnom primjenom vapna ne povećava produktivnost pašnjaka i životinja (autor to naziva maksimalnom ekonomskom razinom) i 2) kada vapnenje remeti ravnotežu hranjivih tvari u tlu, a to negativno utječe na produktivnost biljaka i zdravlje životinja. Prva razina u većini tala opažena je pri pH od oko 6,2. Na tresetna tla najveća ekonomska razina zabilježena je pri pH 5,5. Neki pašnjaci na lakim vulkanskim tlima ne pokazuju nikakve znakove osjetljivosti na vapno pri njihovom prirodnom pH od 5,6.
Potrebno je strogo voditi računa o zahtjevima uzgojenih usjeva. Dakle, grm čaja preferira kisela crvena tla i žuta zemlja-podzolična tla, vapnenac inhibira ovu kulturu. Unošenje vapna nepovoljno utječe na lan, krumpir (detalji) i druge biljke. Mahunarke, koje su inhibirane na kiselim tlima, najbolje reagiraju na vapno.
Problem produktivnosti biljaka i zdravlja životinja (druga razina) najčešće se javlja pri pH = 7 ili više. Osim toga, tla se razlikuju u brzini i stupnju osjetljivosti na vapno. Na primjer, prema M. R. Sheriffu (1979), za promjenu pH od 5 do 6 za laka tla potrebno je oko 5 t/ha, a za teška glinasta tla 2 puta. velika količina. Također je važno uzeti u obzir sadržaj kalcijevog karbonata u vapnenom materijalu, kao i rastresitost stijene, finoću njenog mljevenja itd. S agrokemijskog gledišta vrlo je važno uzeti u obzir mobilizaciju i imobilizaciju makro- i mikroelemenata u tlu pod djelovanjem kalcizacije. Utvrđeno je da vapno mobilizira molibden, koji u suvišku može negativno utjecati na rast biljaka i zdravlje životinja, ali istovremeno postoje simptomi nedostatka bakra u biljkama i stoci.
Korištenje gnojiva može ne samo mobilizirati pojedine hranjive tvari u tlu, već ih i vezati, pretvarajući ih u oblik nedostupan biljkama. Istraživanja provedena u našoj zemlji i inozemstvu pokazuju da jednostrana primjena visokih doza fosfatnih gnojiva često značajno smanjuje sadržaj mobilnog cinka u tlu, uzrokujući cinkovu glad biljaka, što nepovoljno utječe na količinu i kvalitetu uroda. Stoga uporaba visokih doza fosfornih gnojiva često zahtijeva primjenu cinkovih gnojiva. Štoviše, uvođenje jednog fosfornog ili cinkovog gnojiva možda neće dati učinak, a njihova će kombinirana uporaba dovesti do značajne pozitivne interakcije između njih.
Brojni su primjeri koji svjedoče o pozitivnom i negativnom međudjelovanju makro i mikroelemenata. U Svesaveznom znanstveno-istraživačkom institutu za poljoprivrednu radiologiju proučavan je učinak mineralnih gnojiva i vapnenca tla dolomitom na unos radionuklida stroncija (90 Sr) u biljke. Sadržaj 90 Sr u prinosima raži, pšenice i krumpira pod utjecajem potpunog mineralnog gnojiva smanjio se 1,5-2 puta u usporedbi s negnojenim tlom. Najniži sadržaj 90 Sr u usjevu pšenice bio je u varijantama s visokim dozama fosfornih i kalijevih gnojiva (N 100 P 240 K 240), te u gomoljima krumpira, kada su primijenjene visoke doze kalijevih gnojiva (N 100 P 80 K 240). Uvođenjem dolomita smanjeno je nakupljanje 90 Sr u usjevu pšenice za 3-3,2 puta. Uvođenje punog gnojiva N 100 P 80 K 80 na pozadini kalciranja s dolomitom smanjilo je nakupljanje radiostroncija u zrnu i pšeničnoj slami za 4,4-5 puta, au dozi N 100 P 240 K 240 - 8 puta u usporedbi sa sadržajem bez kalciranja.
F. A. Tikhomirov (1980) ukazuje na četiri faktora koji utječu na veličinu uklanjanja radionuklida iz tla usjevima: biogeokemijska svojstva tehnogenih radionuklida, svojstva tla, biološka svojstva biljaka i agrometeorološki uvjeti. Na primjer, iz obradivog sloja tipičnih tala europskog dijela SSSR-a, kao rezultat migracijskih procesa, uklanja se 1-5% 90 Sr sadržanog u njemu i do 1% 137 Cs; na lakim tlima brzina uklanjanja radionuklida iz gornjih horizonata znatno je veća nego na teškim tlima. Najbolja opskrbljenost biljaka hranjivima i njihov optimalan omjer smanjuju dotok radionuklida u biljke. Usjevi s dubokim korijenskim sustavom (lucerna) akumuliraju manje radionuklida od onih s plitkim korijenskim sustavom (ljulj).
Na temelju eksperimentalnih podataka u laboratoriju radioekologije Moskovskog državnog sveučilišta znanstveno je potkrijepljen sustav agromjera čijom se primjenom značajno smanjuje dotok radionuklida (stroncij, cezij i dr.) u biljnu proizvodnju. Te aktivnosti uključuju: razrjeđivanje radionuklida koji ulaze u tlo u obliku praktički bestežinskih nečistoća s njihovim kemijskim analogima (kalcij, kalij, itd.); smanjenje stupnja dostupnosti radionuklida u tlu unošenjem tvari koje ih prevode u manje pristupačne oblike (organske tvari, fosfati, karbonati, minerali glina); inkorporacija onečišćenog sloja tla u podzemni horizont izvan zone rasprostranjenosti korijenskih sustava (do dubine od 50-70 cm); odabir usjeva i sorti koje akumuliraju minimalne količine radionuklida; postavljanje industrijskih usjeva na onečišćena tla, korištenje tih tla za sjemenske parcele.
Ove mjere također se mogu koristiti za smanjenje kontaminacije poljoprivrednih proizvoda i neradioaktivnih otrovnih tvari.
Studije E. V. Yudintseva i suradnika (1980.) također su otkrile da vapnenački materijali smanjuju nakupljanje 90 Sr iz travnato-podzoličnog pjeskovito tlo u zrnu ječma oko 3 puta. Uvođenje povećanih doza fosfora na pozadini troske visoke peći smanjilo je sadržaj 90 Sr u slami ječma za 5-7 puta, u zrnu - za 4 puta.
Pod utjecajem vapnenih materijala sadržaj cezija (137 Cs) u prinosu ječma smanjio se 2,3-2,5 puta u odnosu na kontrolu. Zajedničkim uvođenjem visokih doza kalijevih gnojiva i troske iz visokih peći, sadržaj 137 Cs u slami i zrnu smanjio se 5-7 puta u usporedbi s kontrolom. Utjecaj vapna i troske na smanjenje nakupljanja radionuklida u biljkama izraženiji je na buseno-podzolatom nego na sivom šumskom tlu.
Istraživanje američkih znanstvenika pokazalo je da se pri kalciranju Ca(OH) 2 smanjuje toksičnost kadmija zbog vezanja njegovih iona, dok je korištenje CaCO 3 za kalciranje neučinkovito.
U Australiji je proučavan učinak mangan dioksida (MnO 2 ) na apsorpciju olova, kobalta, bakra, cinka i nikla kod biljaka djeteline. Utvrđeno je da kada se tlu doda mangan dioksid, jače se smanjuje apsorpcija olova i kobalta te, u manjoj mjeri, nikla; MnO 2 je slabo utjecao na apsorpciju bakra i cinka.
Studije su također provedene u SAD-u o učincima različitih razina olova i kadmija u tlu na usvajanje kukuruzom kalcija, magnezija, kalija i fosfora, kao i na suhu težinu biljke.
Iz tablice je vidljivo da je kadmij negativno utjecao na unos svih elemenata kod biljaka kukuruza starih 24 dana, a olovo je usporio unos magnezija, kalija i fosfora. Kadmij je također negativno utjecao na unos svih elemenata kod biljaka kukuruza starih 31 dan, a olovo pozitivno na koncentraciju kalcija i kalija te negativno na sadržaj magnezija.
Ova su pitanja važna teorijska i praktična vrijednost, posebno za poljoprivredu u industrijaliziranim područjima, gdje se povećava nakupljanje niza mikroelemenata, uključujući teške metale. Istodobno, postoji potreba za dubljim proučavanjem mehanizma međudjelovanja različitih elemenata na njihov ulazak u biljku, na formiranje uroda i kakvoću proizvoda.
Sveučilište Illinois (SAD) također je proučavalo učinak međudjelovanja olova i kadmija na njihovu apsorpciju u biljkama kukuruza.
Biljke pokazuju jasnu tendenciju povećanja unosa kadmija u prisutnosti olova; kadmij u tlu, naprotiv, smanjuje unos olova u prisutnosti kadmija. Oba metala u ispitivanim koncentracijama potiskuju vegetativni rast kukuruza.
Zanimljiva su istraživanja provedena u Njemačkoj o utjecaju kroma, nikla, bakra, cinka, kadmija, žive i olova na apsorpciju fosfora i kalija od strane jarog ječma i kretanje tih hranjiva u biljci. U istraživanjima su korišteni označeni atomi 32 P i 42 K. Teški metali dodani su hranjivoj otopini u koncentraciji od 10 -6 do 10 -4 mol/l. Utvrđen je značajan unos teških metala u biljku uz povećanje njihove koncentracije u hranjivoj otopini. Svi metali su (u različitim stupnjevima) inhibirali kako ulazak fosfora i kalija u biljke tako i njihovo kretanje u biljci. Inhibicijski učinak na unos kalija očitovao se u većoj mjeri nego na fosfor. Osim toga, kretanje oba hranjiva u stabljike bilo je jače potisnuto nego ulazak u korijenje. Usporedni učinak metala na biljku odvija se sljedećim silaznim redom: živa → olovo → bakar → kobalt → krom → nikal → cink. Ovaj poredak odgovara elektrokemijskom nizu napona elemenata. Ako se učinak žive u otopini jasno očitovao već pri koncentraciji od 4∙10 -7 mol/l (= 0,08 mg/l), onda je učinak cinka bio tek pri koncentraciji iznad 10 -4 mol/l (= 6,5 mg/l).
Kao što je već navedeno, u industrijaliziranim regijama različiti elementi, uključujući teške metale, nakupljaju se u tlu. U blizini glavnih autocesta u Europi i Sjevernoj Americi vrlo je zamjetan utjecaj spojeva olova koji s ispušnim plinovima ulaze u zrak i tlo na biljke. Dio spojeva olova ulazi preko lišća u biljna tkiva. Brojnim istraživanjima utvrđen je povećan sadržaj olova u biljkama i tlu na udaljenosti do 50 m od autocesta. Bilo je slučajeva trovanja biljaka na mjestima posebno intenzivne izloženosti ispušnim plinovima, na primjer, jele na udaljenosti do 8 km od glavne zračne luke u Münchenu, gdje se dnevno izvrši oko 230 letova zrakoplova. Iglice smreke sadržavale su 8-10 puta više olova od iglica u nekontaminiranim područjima.
Spojevi drugih metala (bakar, cink, kobalt, nikal, kadmij itd.) Primjetno utječu na biljke u blizini metalurških poduzeća, dolazeći iz zraka i iz tla kroz korijenje. U takvim slučajevima posebno je važno proučiti i primijeniti tehnike koje sprječavaju prekomjerni unos toksičnih elemenata u biljke. Tako je u Finskoj utvrđen sadržaj olova, kadmija, žive, bakra, cinka, mangana, vanadija i arsena u tlu, kao i salate, špinata i mrkve uzgojenih u blizini industrijskih objekata i autocesta te u čistim područjima. Proučavano je i šumsko voće, gljive i livadsko bilje. Utvrđeno je da se u području rada industrijskih poduzeća sadržaj olova u salati kretao od 5,5 do 199 mg / kg suhe težine (pozadina 0,15-3,58 mg / kg), u špinatu - od 3,6 do 52,6 mg / kg suhe težine (pozadina 0,75-2,19), u mrkvi - 0,25-0,65 mg / kg. Sadržaj olova u tlu iznosio je 187-1000 mg/kg (fon 2,5-8,9). Sadržaj olova u gljivama dosegao je 150 mg/kg. S udaljenošću od autocesta sadržaj olova u biljkama se smanjivao npr. u mrkvi s 0,39 mg/kg na udaljenosti od 5 m na 0,15 mg/kg na udaljenosti od 150 m. 2 mg/kg). Zanimljivo je primijetiti da je kalciranje onečišćenog tla smanjilo sadržaj kadmija u salati s 0,42 na 0,08 mg/kg; kalijeva i magnezijeva gnojiva nisu imala zamjetan učinak na to.
U područjima jakog zagađenja sadržaj cinka u bilju bio je visok - 23,7-212 mg/kg suhe mase; sadržaj arsena u tlu je 0,47-10,8 mg/kg, salata - 0,11-2,68, špinat - 0,95-1,74, mrkva - 0,09-2,9, šumsko voće - 0,15-0,61, gljive - 0,20-0,95 mg/kg suhe tvari. Sadržaj žive u kultiviranim tlima iznosio je 0,03-0,86 mg/kg, u šumska tla- 0,04-0,09 mg/kg. Nisu pronađene zamjetne razlike u sadržaju žive u različitom povrću.
Uočen je utjecaj kalcizacije i plavljenja polja na smanjenje unosa kadmija u biljke. Na primjer, sadržaj kadmija u gornji sloj tlu rižinih polja u Japanu iznosi 0,45 mg/kg, a njegov sadržaj u riži, pšenici i ječmu na nekontaminiranom tlu iznosi 0,06 mg/kg, 0,05 odnosno 0,05 mg/kg. Najosjetljivija na kadmij je soja, kod koje dolazi do smanjenja rasta i mase zrna pri sadržaju kadmija u tlu od 10 mg/kg. Nakupljanje kadmija u biljkama riže u količini od 10-20 mg/kg uzrokuje supresiju njihova rasta. U Japanu je MDK za kadmij u zrnu riže 1 mg/kg.
U Indiji postoji problem toksičnosti bakra zbog njegove velike akumulacije u tlima koja se nalaze u blizini rudnika bakra u Biharu. Razina toksičnosti EDTA-Cu citrata > 50 mg/kg tla. Indijski znanstvenici također su proučavali učinak kalciranja na sadržaj bakra u drenažna voda. Količine vapna bile su 0,5, 1 i 3 od potrebnih za kalcizaciju. Istraživanja su pokazala da kalciranje ne rješava problem toksičnosti bakra, jer 50-80% istaloženog bakra ostaje u obliku dostupnom biljkama. Sadržaj raspoloživog bakra u tlima ovisio je o brzini kalcizacije, početnom sadržaju bakra u drenažnoj vodi i svojstvima tla.
Istraživanja su pokazala da su tipični simptomi nedostatka cinka uočeni kod biljaka uzgojenih u hranjivom mediju koji sadrži 0,005 mg/kg ovog elementa. To je dovelo do suzbijanja rasta biljaka. Istovremeno, nedostatak cinka u biljkama pridonio je značajnom povećanju adsorpcije i transporta kadmija. S povećanjem koncentracije cinka u hranjivoj podlozi, ulazak kadmija u biljke naglo se smanjio.
Od velikog je interesa proučavanje međudjelovanja pojedinih makro i mikroelemenata u tlu iu procesu ishrane biljaka. Tako je u Italiji proučavan utjecaj nikla na ulazak fosfora (32 P) u nukleinske kiseline mladog lišća kukuruza. Pokusi su pokazali da niska koncentracija nikla potiče, a visoka inhibira rast i razvoj biljaka. U lišću biljaka uzgojenih pri koncentraciji nikla od 1 μg/L, ulazak 32 P u sve frakcije nukleinskih kiselina bio je intenzivniji nego u kontroli. Pri koncentraciji nikla od 10 μg/L značajno se smanjio ulazak 32 P u nukleinske kiseline.
Iz brojnih podataka istraživanja može se zaključiti da u cilju sprječavanja negativnog utjecaja gnojiva na plodnost i svojstva tla, znanstveno utemeljenim sustavom gnojidbe treba osigurati sprječavanje ili slabljenje mogućih negativnih pojava: zakiseljavanja ili alkalizacije tla, pogoršanja njegovih agrokemijskih svojstava, neizmjenične apsorpcije biogenih elemenata, kemijske apsorpcije kationa, prekomjerne mineralizacije humusa u tlu, mobilizacije tla. povećanje količine elemenata, što dovodi do njihovog toksičnog učinka itd.
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
