Заходи, щодо зниження негативного впливу мінеральних добрив

 

Щоб запобігти нітратному забрудненню, в ряді випадків забороняється використання азотних добрив: на сильнокислих ґрунтах (рН = 4); на території першого поясу зони санітарної охорони джерел централізованого водопостачання; на мерзлий або вкритий снігом ґрунт [13].

Для дотримання еколого-токсикологічної безпеки застосування гранично допустимих (максимальних) доз азоту необхідно створити такі умови: збалансованість мінерального живлення рослин; роздрібнене внесення азоту; високий рівень агротехніки, який забезпечує одержання запланованого врожаю; застосування інтегральної системи захисту рослин від хвороб та шкідників.

При плануванні врожаю нижче граничного рівня максимально допустиму дозу азоту зменшують за формулою:

 

 

де Дп – відкоригована доза азоту, кг/га; Д_м – максимально допустима доза азоту (таблична), кг/га; У_п – запланована урожайність, ц/га; У_м – максимальна урожайність, наведена в таблиці 37, ц/га.

Максимальні дози азоту рекомендується знижувати на ґрунтах з низьким вмістом фосфору, калію та мікроелементів, при недостатній забезпеченості господарств засобами захисту рослин і відхиленнях від рекомендованих технологій [36].

Для забезпечення екологічної чистоти слід прагнути повної реалізації комплексного застосування засобів хімізації. Доведено, що це підвищує ефективність агрохімічних засобів на 15 – 20%. Отже, можна відповідно зменшити кількість внесення добрив. Цей результат логічно випливає з основного закону землеробства – закону комплексної дії й оптимального поєднання факторів, згідно з яким два, три та більше факторів хімізації при сумісній дії набагато ефективніші за кожний з них окремо взятий. При цьому часто виявляється своєрідний «ефект компенсації».

Згаданий закон підтверджується багатьма відомими положеннями з агрохімічної практики. Так, в умовах України сумісне внесення зменшених удвічі доз органічних і мінеральних добрив підвищує їх ефективність на 15 – 25%. Мінеральні добрива, особливо високі дози, на 12 – 15% краще використовуються рослинами, якщо їх застосовують з мікроелементами. Добре відома роль вапнування у підвищенні ефективності добрив, яка, за даними багатьох авторів, становить 15 – 20%. Крім того, на фоні вапнування чимало сільськогосподарських культур більш продуктивно використовують азот ґрунту, засвоєння якого підвищується в 1,5 – 2 рази.

Використання азотних добрив у комплексі з інгібіторами нітрифікації дає можливість зменшити втрати азоту в 1,5 – 2 рази. Проте сучасні сільськогосподарські машини й знаряддя вітчизняного виробництва досить часто значно знижують екологічну частину системи застосування добрив.

Їх використання у 2 – 3 рази посилює нерівномірність внесення добрив порівняно з допустимими агротехнічними вимогами. З цієї причини знижується ефективність добрив: азотних – на 45 – 50%,фосфорних – 15 – 20, калійних і складних – на 36 – 40%. А зменшення нерівномірності внесення лише азотних добрив від 40 – 50 до 15 – 20% рівнозначне підвищенню їх ефективності на 20%.

Загальновизнано як екологічний прийом локальний спосіб внесення добрив. Він забезпечує підвищення коефіцієнтів засвоєння поживних речовин рослинами з азотних і калійних добрив на 10 – 15%, а з фосфорних – на 5 – 10%. Втрати азоту при цьому скорочуються на 20 – 30%, а дози мінеральних добрив завдяки локальному способу можуть бути зменшені на 25 – 30% без зниження врожайності [36].

Екологічний підхід необхідний також і до асортименту мінеральних добрив. Багаторічний досвід господарств і районів інтенсивного землеробства показує, що використання високоякісного асортименту добрив підвищує їх ефективність у середньому на 15%, в тому числі азотних – на 30%.

Головним напрямком у поліпшенні асортименту мінеральних добрив у нашій країні, як і раніше, залишається збільшення випуску висококонцентрованих простих і складних добрив, у тому числі РКД і КАС. Із твердих азотних добрив перспективними залишаються аміачна селітра й карбамід.

Асортимент повинен повністю задовольняти потребу сільськогосподарських культур у необхідних елементах живлення, враховувати ґрунтово-кліматичні, агрохімічні й технологічні особливості їх вирощування.

Проектно-розвідувальні станції хімізації, районні агрохімлабораторії та інші установи, що розробляють рекомендації для господарств країни, повинні рекомендувати їм оптимальний асортимент добрив як з агроекономічної, так і з екологічної точок зору [36].

Для сільського господарства, як і раніше актуальне питання одержання нових засобів удобрення, які максимально відповідали б сучасним екологічним вимогам. У зв'язку з цим значний практичний інтерес мають капсульовані азотні добрива пролонгуючої дії. Вони повільно розчиняються у воді, поступово у міру потреби рослин передають азот до ґрунтового розчину, з якого він поглинається кореневою системою, що запобігає вимиванню його в підґрунтові води навіть на ґрунтах легкого механічного складу. Коефіцієнт корисної дії таких добрив (наприклад капсульованої сечовини) значно вищий, ніж некапсульованої.

Останніми роками в Україні вивчають новий засіб удобрення – ЗСЗ (захисно-стимулюючі засоби), синтезовані Інститутом хімії АН України. Одержали його з кремнезему при високому тиску й температурі. Це – сухий порошок з величезною адсорбуючою поверхнею (адсорбуюча поверхня 1 г препарату становить до 380 м²), завдяки якій він має сильну адгезію – здатність прилипати до насіння з утворенням на його поверхні захисно-стимулюючої мікроплівки. До складу ЗСЗ входять азот, фосфор, калій, мікроелементи, регулятори росту та інші інгредієнти. Вони не шкідливі для людини і тварин, тобто екологічно чисті [13].

Обробку насіння цими препаратами проводять сухим способом, для чого використовують наявні в господарствах протруювачі. Результати перших дослідів показали високу ефективність ЗСЗ. Особливо помітний вплив препарату на ранніх етапах органогенезу – підвищується енергія проростання, схожість насіння, маса корінців і проростків, що збільшує врожайність і якість рослинницької продукції в середньому на 10%. Норма витрати препаратів становить 0,04 – 2,4 кг/га.

Застосування ЗСЗ дає можливість розпочинати сівбу деяких сільськогосподарських культур (наприклад, кукурудзи) на 10 – 12 днів раніше за оптимальні строки, на 20 – 30% підвищити схожість насіння низьких посівних кондицій, просто й ефективно вирішити гостру агрохімічну проблему внесення мікроелементів.

Досліди, проведені Українським філіалом ЦІНАО, показали, що допосівна обробка насіння ЗСЗ може цілком замінити рядкове удобрення. Внаслідок цього вивільниться велика кількість добрив, яку можна використати для підживлень та основного внесення.

Ареал застосування – площі з інтенсивною технологією вирощування сільськогосподарських культур, ґрунти з низьким і середнім вмістом мікроелементів, еродовані схили, біологічне землеробство тощо.

Перспективність використання ЗСЗ в агрохімслужбі не викликає сумніву. Проте необхідно провести додаткові дослідження з метою оптимізації їх складу відповідно до різних сільськогосподарських культур та умов їх вирощування.

Отже, арсенал засобів для розробки і впровадження екологічно збалансованих систем застосування добрив на рівні полів, сівозмін і господарств країни достатньо різноманітний. Обсяг застосування пестицидів треба обмежити. З бур'янами, хворобами й шкідниками сільськогосподарських культур можна успішно боротися агротехнічними та біологічними методами. Рекомендується ширше використовувати органічні добрива, зокрема солому, зелене добриво, післяжнивні, післяукісні й проміжні посіви сидератів, особливо на еродованих ґрунтах. Але не можна повністю виключати мінеральні добрива з агрохімічної практики. За умов інтенсивного землеробства це неможливо. Передовий досвід і сучасна агрономічна наука володіють науково обґрунтованими рекомендаціями для того, щоб не допустити нітратного та інших видів забруднення [13].

Мінеральні добрива – це складова частина живої природи. Необхідно покінчити з безгосподарним і безвідповідальним ставленням, підвищити культуру роботи з ними. І вони повною мірою будуть працювати не лише на родючість і врожай, але й на екологію.

Підтвердженням цього є використання агрохімічних засобів у боротьбі з радіоактивним забрудненням, які обмежують надходження до рослин радіонуклідів. Так, вапнування забруднених радіонуклідами кислих ґрунтів зменшує надходження Sr⁹⁰ в рослини, оскільки кальцій посилює закріплення стронцію в ґрунті й знижує доступність його для рослин.

Поєднання вапнування із застосуванням калійних добрив на легких ґрунтах стримує поглинання Cs¹³⁷. При цьому вміст радіоактивного цезію в рослинах може бути знижений в 30 разів. Рекомендована для внесення форма калійних добрив – К₂СО₃, яку слід вносити в кількості, еквівалентній гідролітичній кислотності, тобто з розрахунку 4 кг К₂СО₃ на 1 кг ґрунту.

Досить ефективні також цеоліти, що зменшують нагромадженні Cs¹³⁷ у кілька десятків разів.

Азотні добрива можуть сприяти нагромадженню цезію в біомасі. Тому необхідно уникати надлишку азоту, суворо дотримуватись співвідношення між азотом і фосфором, як і у випадку нагромадження нітратів. Але найбільш доцільно підвищити дози фосфорних і калійних добрив.

Отже, за певних умов добрива можуть бути антиекологічними речовинами. При грамотному їх застосуванні вони виявляють альтернативні властивості – сприяють очищенню об'єктів навколишнього середовища, поліпшуючи якість сільськогосподарської продукції [13].

Разом з тим вчені роблять спроби обґрунтувати концепцію біологічного землеробства, яка останніми роками має все ширше визнання і передбачає посилення принципу альтернативності за рахунок біологічних факторів, що компенсують несприятливий вплив інтенсивного виробництва на навколишнє середовище.

Зокрема, Український НДІ ґрунтознавства й агрохімії пропонує розробити науково обґрунтовані методи ведення землеробства на біолого-екологічних принципах, що передбачають впровадження сівозмін з обов'язковим включенням бобових трав і сидератів; обмеження застосування мінеральних добрив, насамперед азотних, з переходом на локальний спосіб внесення, який дає можливість зменшити їх дози на 30 – 50% порівняно з тими, що рекомендовані для інтенсивних технологій, підвищення доз внесення гною, які забезпечують бездефіцитний баланс гумусу; використання комбінованої системи обробітку ґрунту; перехід на біологічні методи захисту рослин.

З метою конкретизації цих напрямків у різних ґрунтово-кліматичних зонах України належить вирішити такі завдання:

розробити «стандарт родючості» для біологічного землеробства, який визначав би можливість і доцільність переходу конкретного господарства на біологічні методи землеробства з урахуванням ресурсів родючості його ґрунтів;

створити принципово відмінну від інтенсивного землеробства систему застосування органічних і мінеральних добрив, яка гарантувала б одержання екологічно чистої продукції при високій урожайності сільськогосподарських культур без порушення екологічної рівноваги в агроландшафті; розробити стандарт екологічно чистої сільськогосподарської продукції.

Слід зазначити, що деякі з названих питань вже частково вирішені. Так, обґрунтовані оптимальні моделі родючості ґрунтів, визначені вимоги до чистої продукції, розроблені рекомендації по досягненню бездефіцитного балансу гумусу та інші, що були висвітлені в попередніх розділах. Проте деякі з них дійсно треба глибоко досліджувати [29].

Український НДІ землеробства спільно з Українським НДІ ґрунтознавства й агрохімії на основі узагальнення даних підготували методичні рекомендації по веденню біологічного землеробства, справедливо назвавши їх тимчасовими.

Наведено короткий опис основних положень розробки в тій послідовності, в якій вони викладені авторами.

І. Біологічна роль і ґрунтово-екологічні принципи організації сівозмін.

Оскільки в біологічному землеробстві сівозмінам належить виключно важлива роль у регулюванні балансу гумусу й азоту, водно-фізичного, біологічного та фітосанітарного режимів, обмеженні й навіть повній відмові від застосування пестицидів, рекомендується використовувати класичний принцип їх побудови на основі правильної організації території та оптимальної структури посівних площ для конкретних ґрунтово-кліматичних умов кожного господарства. Це забезпечить при правильному чергуванні сільськогосподарських культур високу їх продуктивність, збереження й відновлення ґрунтової родючості. До сівозміни вводять різні за біологічними й агротехнічними особливостями культури з чергуванням за типом правильної плодозміни. При цьому використовують нормативні дані про допустимі періоди повернення культур на попереднє місце і забезпечують розміщення їх після найбільш придатних попередників [21].

Для умов недостатнього зволоження планують 10 – 15% чистих парів з метою гарантування одержання сталих урожаїв озимої пшениці.

Включення до біологічного циклу атмосферного азоту досягається шляхом використання в основних посівах сівозмін багаторічних бобових трав люцерни і конюшини, які нагромаджують у біомасі 200–300 кг/га біологічного азоту й поліпшують гумусовий стан ґрунтів. Однорічні бобові культури здатні нагромаджувати 60 – 100 кг/га азоту.

Збільшення до 20–30% площі, зайнятої в сівозміні культурами-азотфіксаторами, дасть можливість на 25 – 50% зменшити внесення мінеральних азотних добрив.

Великого значення надають включенню до сівозмін посівів післяукісних і післяжнивних культур. Вони збагачують ґрунт на органічну речовину, поліпшують його азотний режим і фітосанітарний стан, надійно захищають ґрунт від ерозії та сприяють більш ефективному використанню біологічного потенціалу природних ресурсів. Проміжні культури, посіви яких повинні займати не менше 15 – 20%, необхідно вирощувати в районах достатнього зволоження та при зрошенні. На легких ґрунтах рекомендуються бобові сидерати – люпин, серадела, буркун.

Можливі також посіви капустяних і озимих культур, під які вносять мінеральні добрива, а для досягнення позитивного балансу гумусу пропонується поєднання при заорюванні в ґрунт соломи і зеленої маси бобових сидератів.

Ґрунтово-екологічний підхід до організації сівозмін спрямований на забезпечення раціонального використання земельних ресурсів, охорону ґрунтів і навколишнього середовища.

В умовах пересіченого рельєфу та на ерозійно небезпечних територіях необхідне освоєння ґрунтозахисних систем землеробства з використанням контурно-меліоративної організації території, яка здатна запобігти ерозії найнебезпечніших в екологічному відношенні земель. При цьому надають перевагу максимальному використанню біологічних факторів.

При побудові сівозмін для Полісся враховують родючість ґрунтів і ступінь придатності їх для вирощування сільськогосподарських культур. На супіщаних і легкосуглинкових ґрунтах вводять зерно-, льоно-картопляні сівозміни з такою структурою посівних площ: зернових 50 – 55%, льону 9 – 12, картоплі й овочів 10 – 15 і кормових культур 25 – 28% (можливе додаткове насичення сівозмін кормовими до 20 – 30% за рахунок повторних посівів). На бідних піщаних ґрунтах вирощують екологічно пристосовані до них культури – озиме жито, картоплю, овес, люпин і вводять відповідні сівозміни. Овочеві, овочево-кормові й кормові сівозміни з високою питомою масою багаторічних трав розміщують на перезволожених і торфоболотних ґрунтах [29].

Правильне поєднання інтенсивних та біологічних факторів землеробства повинно забезпечити сівозміни рівнинними землями і однорідним ґрунтовим покривом. За цих умов необхідно мати 55 – 60% зернових, 10 – 20 – технічних і 20 – 25% кормових культур, а також 5 – 15% чистого пару.