Нагромадження елементів мінеральних добрив рослинами та його наслідки

 

В екологічному відношенні найбільш небезпечні промислові азотні добрива (так званий технічний азот) – основне джерело нітратного забруднення води, продуктів харчування і кормів.

Коли говорять про небезпеку нітратів для людини, звичайно мають на увазі й нітрити, які утворюються в організмі під дією мікрофлори кишечника і тканинних ферментів, а також N-нітрозоаміни. Загальновідомо, що нітрати й нітрити – нешкідливі форми азоту для рослин, є природними компонентами рослинного організму.

За здатністю нагромаджувати нітрати всі сільськогосподарські культури можна об'єднати в три групи. Головчастий салат, кріп, шпинат, редька, буряки столові акумулюють багато нітратів. Помідори, картоплю, огірки відкритого ґрунту, перець, баклажани, цибулю виділено в групу зниженої здатності до нагромадження нітратів. Проміжне місце займають морква, петрушка, селера, капуста, парникові огірки, кабачки, патисони [21].

Польові культури нагромаджують у зерні небагато нітратного азоту. Однак за певних умов зернові культури (озимі й кукурудза на зелений корм) можуть містити його надлишкову кількість у зеленій масі, а сира речовина багаторічних злакових трав містить набагато більше нітратів, ніж бобові (наприклад, конюшина).

Проте для застосування добрив на екологічній основі цих загальних відомостей недостатньо. Необхідно мати науково обґрунтовані нормативні показники гранично допустимих концентрацій.

Нині агрохімічна служба в своїй практичній роботі по оцінці рівня нітратного забруднення рослинницької продукції використовує ГДК, які розроблені відповідними службами (табл. 2.2).

Гранично допустима концентрація нітрат-іона в кілограмі сирої речовини становить у кавунах та огірках 45 – 60 мг, у зелених кормах і столових буряках 200 – 1400 мг. Вміст нітрат-іона в кормах для сільськогосподарських тварин не повинен перевищувати 5 – 10 мг на 1 кг сирої продукції. ГДК нітратів у питній воді становить: за стандартом Всесвітньої організації здоров'я – 10 мг/л, у європейських країнах – 22, у США – 45 і в нашій країні – 10 мг/л. Максимально нешкідлива доза для людини – 5 мг на 1 кг маси тіла.

 

Таблиця 2.2. Допустимий вміст нітратів у продукції рослинництва відкритого ґрунту

Продукти	ГДК, мг/кг сирої речовини (за нітрат-іоном)
Картопля Капуста Огірки Томати Кавуни, дині Цибуля (перо) Буряки Морква Зелені корми	80 300 150 60 45 400 1400 300 200

 

Ще одна з причин нагромадження нітратів полягає у низькій ефективності мінеральних добрив. Нітрати часто нагромаджуються не лише на фоні високих, але й за умов застосування низьких доз азоту. Як показала практика, це спостерігається при низькій культурі землеробства [21].

За даними Українського філіалу ЦІНАО, окупність добрив приростом урожаю зернових культур у 1988 р. становила 3,8 кг, або 81% до нормативу, по цукрових буряках – 80%, картоплі – 46, а по овочах – 37%. Низька енергетична ефективність застосування добрив. Так, по соняшнику й овочах нагромаджена приростом урожаю енергія становила лише 65 – 67% енерговитрат на застосування добрив.

Наведені дані свідчать про неповне використання внесених добрив, значна частина яких забруднює ґрунт, підґрунтові води, водойми й сільськогосподарську продукцію.

Отже, спостерігається значна взаємодія між агрохімічними нормативами, які використовують при розробці рекомендацій для господарств, та ступенем екологічної небезпеки від їх реалізації.

Українським філіалом ЦІНАО спільно з іншими науково-дослідними інститутами розроблені більш досконалі в екологічному відношенні методика й нормативи для визначення доз добрив з урахуванням зростання врожаю, який можна одержати за конкретних умов, запланованого приросту, ступеня інтенсивності вирощування культури, вмісту в ґрунті поживних речовин та післядії добрив, внесених під попередники [27].

У таблиці 2.3 наведено такі нормативи. Їх використання дасть можливість значно зекономити витрати мінеральних добрив на формування запланованого врожаю, послабити еколого-токсикологічну небезпеку застосування добрив.

Ще одна помітна особливість використання наших нормативів полягає в регламентуванні доз азотних добрив у тих випадках, якщо вони перевищують максимально припустимі.

Рекомендаціями по еколого-токсикологічному регламентуванню добрив передбачено вносити не більше 140 кг/га азоту під озиму пшеницю 120, кукурудзу 120, озиме жито і ячмінь 100, цукрові буряки 160, картоплю 120, гречку 65, просо 75, під огірки й столові буряки 60 – 90.

 

Таблиця 2.3. Витрачання мінеральних добрив на 1 ц приросту врожаю озимої пшениці

Приріст урожайості, ц/га	Витрати поживних речовин на 1 ц приросту, кг
	Дерново-підзолисті ґрунти			Світло-сірі			Темно-cіpі лісові
	N	Р2О5	К2О	N	Р2О5	К2О	N	Р2О5	К2О
До 3,0	5,9	4,5	5,8	5,1	4,2	4,5	6,2	4,6	4,6
3,1–5,0	6,3	4,7	6,3	5,3	4,4	4,8	6,5	4,9	4,9
5,1–7,0	6,9	5,1	6,9	5,7	4,8	5,1	7,0	5,2	5,2
7,1–9,0	7,7	5,9	7,8	5,9	4,9	5,3	7,7	5,8	5,8
9 1–11,0	8,5	6,5	8,5	6,5	5,4	5,9	9,2	6,8	6,8
11,1–13,0				7,3	6,1	6,7	10,5	7,9	7,9

 

Агрономічна ефективність цих доз зростає, а їх негативний вплив на навколишнє середовище зменшується при роздрібненому внесенні відкоригованих доз азоту за результатами ґрунтової та рослинної діагностики. Комплексну діагностику, крім проведення її на посівах озимих зернових культур, слід ширше застосовувати на овочевих і баштанних культурах, картоплі, цукрових буряках і кукурудзі, тобто на всіх культурах, які інтенсивно удобрюють [13].

Регламентовані дози азотних добрив при правильному їх застосуванні (в суворій відповідності з рекомендаціями науково-дослідних установ і агрохімічної служби) безпечні в еколого-токсикологічному відношенні, оскільки вони визначені з урахуванням вмісту нітратів у рослинницькій продукції, біологічних особливостей сільськогосподарських культур, забезпеченості ґрунтів азотом, погодних і кліматичних умов, збалансованості мінерального живлення рослинта інших факторів. Але, як показала практика, обмеження доз азоту не завжди буває ефективним, тому що нітрати в рослинах нагромаджуються не лише залежно від доз добрив, а й від їх форм. Доведено, що нітратні форми азотних добрив сприяють більшому нагромадженню нітратів у рослинах, ніж аміачні та амідні. Застосування фосфорних і калійних добрив знижує вміст нітратів в урожаї, оскільки фосфор і калій позитивно впливають на відновлення нітратів до аміаку. Встановлено також, що наявність у ґрунті молібдену запобігає нагромадженню нітратного азоту в рослинах у токсичних концентраціях через те, що молібден бере участь у редукції нітратів.

Нагромадженню нітратного азоту сприяє загущеність посівів, його високий вміст у ґрунті, несприятливі погодні умови. При нестачі вологи й світла, різких перепадах температури кількість нітратів збільшується.