38. Пути снижения потерь азота удобрений из почвы и негативного воздействия азотных удобрений на окружающ среду экологические аспекты применения азотных удобрений.

ПОТЕРИ АЗОТА ИЗ ПОЧВЫ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВЫМЫВАНИЯ НИТРАТОВ

Знание основных факторов, определяющих характер вымывания азота из корнеобитаемого слоя, позволяет заранее предусмотреть агротехнические мероприятия по снижению его потерь и тем самым повысить эффективность азотных удобрений. Установлено, что, с однои стороны, аммонии практически не вымывается из почвы в силу адсорбции ППК; с другой стороны, NH + предпочтительнее поглощается микроорганизмами и растениями. Лишь на песчаных почвах с низкой емкостью поглощения, лишенных растительного покрова, может наблюдаться вымывание аммония. Нитраты, в отличие от аммония, легко вымываются из почвы. Их миграция в почвенном профиле во многом зависит от характера водного режима почвы и ее гранулометрического состава, определяющего интенсивность передвижения воды.

По данным И.С. Шатилова и А.Г. Замараева (1986 г.), на суглинистых дерново-подзолистых почвах Подмосковья при среднегодовом количестве осадков около 600 мм и расходе на эвапотранспира- цию 440—460 мм воды в грунтовые воды вымывается в 6—8 раз больше N-NOj, чем теряется с поверхностным стоком. Вымывание нитратов в севообороте при ежегодном внесении на каждый гектар почв 45—90 кг азота удобрений составляло в среднем за 20 лет (1967— 1986 гг.) 11 кг/га при колебаниях от 4 до 19 кг/га.

На основании лизиметрических исследований, проведенных в течение 15 лет с меченными 15 N азотными удобрениями, установлено, что уровень вымывания азота за пределы корнеобитаемого слоя дерново-подзолистой суглинистой почвы зависит от ряда факторов (погодных условий, характера распределения осадков, времени года, состояния посевов, возделываемых культур, предшественников, дозы азотных удобрений), но при их рациональном внесении практически не зависели от формы удобрений (Кидин, Ионова, 1992).

В годы с избыточным увлажнением вымывание N-N0“ составляло 10—25 кг/га, в засушливые годы — 2—6 кг/га. В целом за 15 лет (1976—1990) среднегодовое вымывание азота за пределы корнеобитаемого слоя почвы (0—85 см) составляло 5,5—10,8 кг/га и было минимальным (5,5 кг/га) по фону РК, наибольшим — при внесении N₁₆₀ до посева (табл. 4.2). При этом потери азота в результате вымывания происходили в основном (82—95%) за счет почвенного азота. Доля меченого I5 N азота удобрений в составе потерь возрастала по мере увеличения его содержания в почве с 5—9% (1976—1980 гг.) до 18% (1986-1990 гг.).

Миграция азота за пределы корнеобитаемого слоя почвы во многом зависит от характера ее использования. На почвах, занятых растениями, фильтрация воды и вымывание азота значительно меньше, чем без растений, что связано с большим расходом влаги растениями на транспирацию. При этом чем больше фитомасса растений, тем меньше воды просачивается за пределы корнеобитаемого слоя, ниже концентрация N-NO^ в фильтрате и потери азота в результате вымывания.

Среднегодовое вымывание азота дерново-подзолистой почвы и удобрений

38.Пути снижения потерь азота удобрений из почвы и негативного воздействия азотных удобрений на окружающ среду экологические аспекты применения азотных удобрений.

Для уменьшения потерь азота и повышения эффективности азотных удобрений важное значение имеет внесение их в оптимальные сроки и в оптимальных нормах и соотношениях с другими удобрениями в сочетании с рациональной системой обработки почвы, севооборотом и правильным режимом орошения. ПУТИ:

*применение оптимальных доз и форм азотных удобрений с учетом биологич особенностей растений и свойств удобрений, почвенно-климматич условий, результатов диагностики обеспеченности растений питат-ми в-вами

*приближение сроков внесения удобрений к периоду интенсивного потребления азота растениями с учетом их биологических и сортовых особенностей. Дробное внесение общей дозы удобрения в несколько сроков. Использование азота удобрений при этом заметно возрастает, его потери сокращаются. (пример: перезимовавшие растения активно потребляют азот спустя 15-20 дни более после схода снега, т.е. после прогревания почвы, до этого внесенные азотные удобрения не поглощаются в заметных кол-вах и могут быть утеряны в результате вымывания и денитрификации

*Одним из путей снижения потерь азота почвы и удобрения вследствие нитрификации, в последствие денитрификации (газообразные потери азота) и вымывания нитратов, является применение ингибиторов нитрификации. Это хим препарвты, угнетающие жизнедеят-ть нитрифицирующих бактерий и обеспечивающие сохранение азота удобрений в аммонийной форме (органические соединения из класса хлорпиридинов и пиримидинов , триазолов и др.). При внесении в почву в дозе 0,5—2 кг/га вместе с аммиачными, аммонийными и амидными удобрениями тормозят нитрификацию азота в течение 1,5—2 мес и снижают в 1,5—2 раза его потери как в газообразной форме, так и от вымывания нитратов. Наиболее эффективно применение ингибиторов нитрификации в районах орошаемого земледелия, особенно под хлопчатник и рис, а также под другие культуры в зоне достаточного увлажнения или при орошении и на легких почвах.

*непроизводительные потери азота из почвы м б значительно уменьшены при выращивании промежуточных и пожнивных культур.

Высокие нормы применения азотных удобрений опасны. Избыточное азотное питание может приводить к накоплению вредных для людей и животных количеств нитратов в растениях. Нитраты могут вымываться из почвы с осадками и дренажными водами и попадают в грунтовые воды, загрязняя водные источники. Выделяющиеся в результате денитрификации окислы азота способны разрушать озоновый слой атмосферы.

Чтобы этого не происходило необходимо оптимизировать азотное питание растений, необходимо применять экологически и экономически безопасные дозы внесения. Необходимо правильно применять эти удобрения. Например нитратные удобрения не следует вносит осенью, особенно в районах с промывным водным режимом. натриевую и кальциевую селитру предпочтительнее применять весной под предпосевную культивацию и в подкормки растений во время из вегетации. В зонах с влажным климатом и в орошаемых районах (под рис, хлопчатник и др культуры)) предпочтительнее вносить аммиачные уд-я. Аммиачные (аммонийные) удобрения вносят приемущ-но до посева в качестве основных, можно как весной, так и осенью, не опасаясь вымывания азота. Но не следует применять их для припосевного внесения в рядки или под предпосевную культивацию, т.к.интенсивное применение аммиачного азота в молодые проростки растений может привести к их аммиачному отравлению в следствие его избыточного накопления в растениях. При нейтральной реакции среды лучше усваивается аммонийный азот, при кислой-нитратный. Повышенное содержание в почве калия, кальция и магния создает более благоприятные условия для поглощения аммонийного азота. При нитратном питании важное значение имеет достаточная обеспеченность растений фосфором и молибденом.

Избежать потерь азота

Значительная часть азота, вносимого фермерами в почву, не попадает туда, куда она должна была бы попасть. Перед тем как продукт должен попасть в растение в той форме, в которой растение сможет его усвоить, ценный азот исчезает в результате, например, улетучивания (выпущенный из почвы в атмосферу в виде газа). Другими причинами могут быть выщелачивание (проникновение азота в почву слишком глубоко, для того чтобы быть полезным для растений) и денитрификация (преобразования азота в газ под землей и его потеря).

Ограничить эти потери могут усилители эффективности азота или стабилизаторы азота. Но прежде рассмотрим, где и как теряется азот по пути к растению.

Потери вследствие улетучивания

Азот может применяться в составе мочевины. Однако она начинает разрушаться, как только оказывается на почве. Почва обычно не бывает совершенно сухой. При соприкосновении мочевины с влагой и ферментом под названием уреаза происходит реакция, в результате которой появляются аммоний и двуокись углерода. Агроном-исследователь Джон Kруз утверждает, что уреаза является ферментом, возникающим естественным образом. Аммоний, получаемый в результате реакции мочевины с ферментом уреаза, является газом. Когда реакция происходит в поверхностном слое почвы, газ аммоний выбрасывается в воздух. Такое быстрое испарение — одна из основных причин потерь азота.

Круз полагает, что это просто выход газов — прямо в атмосферу. В итоге производитель может просто потерять очень значительную долю своих инвестиций. Круз прогнозирует потери от 30 до 40 процентов или даже выше. Агроном-исследователь считает, что «азот может просто превратиться в газообразный аммиак и быстро испариться. В такой ситуации вряд ли кто-то хочет платить за 10 поддонов удобрений, зная, что на урожай будет работать только 6 из них». По словам Круза, в этой ситуации следует «по-настоящему закапывать удобрения» или защитить азот, применяя средства усиления эффективности азота.

Потери вследствие выщелачивания

Почва и нитраты взаимодействуют, по мнению Круза, как магниты. «Противоположные заряды, как известно, притягиваются. Аммоний в почве имеет положительный заряд. Почва же, как правило, заряжена отрицательно, — утверждает Круз, — так эффект притяжения позволяет растениям усваивать азот».

Наличие положительно заряженного аммония в вашей почве не является гарантией. Как рассказал Круз, «есть и другие встречающиеся в природе микробы в почве, которые разрушают аммоний и превращают его в нитраты».

«Нитраты — еще один отличный источник питания растений. Проблема заключается в том, что нитрат имеет отрицательный заряд», — говорит Круз. Это означает, что он будет отталкиваться отрицательно заряженной почвой. По словам Круза, «нитраты не прилипают где-нибудь в почве, дождь быстро отправляет их вглубь почвы». Влага может буквально просто вымыть нитраты в нижние ее слои, минуя зону корневой системы растений. Это и есть выщелачивание.

Выщелачивание не только наносит фермерам урон в виде потери азота, но и переносит нитраты в грунтовые воды, что не лучшим образом влияет на окружающую среду.

Потери вследствие денитрификации

Даже когда удобрения находятся в нужном месте в почве, нитраты подвергаются риску потерь в процессе денитрификации. Канадский агроном-исследователь считает: «Нитрат является источником питания микробов в почве. Микробам нужен кислород для выживания. Если им не хватает кислорода, они могут использовать кислород, находящийся в нитратах, которые выступают в качестве его источника». Когда это происходит, молекула N03 теряет кислород и становится молекулой N2. Это газ, который может легко раствориться в воздухе.

Денитрификация может оказаться значительной проблемой, когда удобрения применяются осенью, перед влажной весной. Это явление чаще всего происходит в тяжелых глинистых почвах.

«Вы получите максимальную пользу от своих затрат на удобрения, — убежден Круз, — если вы сможете предотвратить превращение нитрата аммония в аммоний и сохраните его в этой форме».

Чтобы избежать потерь азота и устранения опасности загрязнения нитратами растений и окружающей среды, разрабатываются новые формы азотных удобрений — медленнорастворимые, капсулированные с контролируемой скоростью высвобождения азота, модифицированные ингибиторами нитрификации. Последние препараты при внесении в почву в небольших дозах тормозят нитрификацию в течение двух месяцев и сохраняют минеральный азот почвы и удобрений в аммонийной форме. Подавляя нитрификацию азота удобрений, ингибиторы снижают в 2 раза его потери в газообразной форме вследствие вымывания нитратов. В результате повышаются урожаи различных культур и эффективность азотных удобрений.

Перевод Владимира Францкевича

Академик Д. Н. Прянишников подчеркивал, что во все времена и на любых почвах продуктивность растений в значительной степени определяется уровнем азотного питания. В среднем 1 кг действующего вещества азота при обычной культуре земледелия обеспечивает окупаемость зерном в количестве 6 кг, а при высокой — 8–10 и даже 12 кг зерна на килограмм действующего вещества удобрений. Кроме того, дифференцированное применение азотных удобрений позволяет нивелировать влияние предшественников на урожайность озимой пшеницы.

Средние потери азота вследствие вымывания из корнеобитаемого слоя почвы могут составлять до 30% от общего количества, содержащегося в удобрениях. Потери из-за улетучивания азота в воздух в силу теплой и сухой погоды могут составить до 16%. Процент поглощения азота микроорганизмами при разложении соломы и прочих органических веществ составляет до 10% от внесенного количества.

Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости | Google.Новости.

Источник https://studref.com/374070/agropromyshlennost/poteri_azota_pochvy_rezultate_vymyvaniya_nitratov

Источник https://studfile.net/preview/14788430/page:9/

Источник https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/zrast/izbezhat-poter-azota.html