Экологические аспекты применения удобрений

Фосфор — важный элемент питания растений. Растения потребляют его главным образом в виде анионов H2PO4-; (или HPO42-) из солей ортофосфорной кислоты (H3PO4), (а также из солей полифосфорных кислот (после их гидролиза). Поступивший в растения фосфор включается в состав различных органических соединений. Фосфор входит в нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды, участвующие в построении цитоплазмы и ядра клеток. Он содержится в фитине — запасном веществе семени, который используется как источник фосфора во время прорастания, а также в фосфатидах, сахарофосфатах, витаминах и многих ферментах. В тканях растений присутствуют в небольших количествах также неорганические фосфаты, которые играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом фосфора для образования различных фосфорорганических соединений.

Основная масса фосфора находится в форме минеральных и органических соединений, недоступных для растений. В материнских породах он содержится чаще в виде фторапатита Ca 5F (PO 4) 3 и гидрокси л апатита Ca 5 ОН (PO 4) 3.

При разрушении этих первичных фосфорсодержащих минералов образуются вторичные минеральные соединения фосфора, представленные различными солями ортофосфорной кислоты. Помимо апатита, в почвах содержатся и другие минеральные соединения фосфора. В кислых почвах (дерново-подзолистых и красноземах) образуются фосфаты полуторных окислов Аl PO 4 и Fe PO 4, а также основные соли железа и алюминия Fe2 (OH) 3PO4, Аl2 (ОН) 3Р04, которые характеризуются очень слабой растворимостью и доступностью для растений. В почвах, насыщенных основаниями (черноземах и сероземах), образуются преимущественно слаборастворимые в воде фосфаты кальция типа октокальций-фосфата Са4Н (РО4)3. Но постепенно они растворяются содержащимися в почвенном растворе угольной, азотной и органическими кислотами, поэтому фосфор из них более доступен растениям, чем из апатита и фосфатов полуторных окислов. Во всех почвах в очень незначительном количестве присутствуют хорошо растворимые в воде однозамещенные фосфаты кальция и магния, а также однои двухзамещенные фосфаты калия, натрия и аммония. Они быстро используются растениями и микроорганизмами и превращаются в нерастворимые фосфаты при взаимодействии с Са, Mg, Аl и Fe.

Недоступные для растений минеральные и органические соединения фосфора переходят в усвояемые очень медленно. Несмотря на большие общие запасы фосфора, его усвояемых соединений в почве содержится обычно мало, и, чтобы получить высокий урожай, необходимо внесение фосфорных удобрений.

Фосфорные удобрения в зависимости от растворимости и доступности для растений подразделяют на три группы.

Удобрения, содержащие фосфор в водорастворимой форме — суперфосфат простой и суперфосфат двойной. Фосфор из этих удобрений легко доступен растениям.

Удобрения, фосфор которых не растворим в воде, но растворим в слабых кислотах (2%-ной лимонной кислоте) или в щелочном растворе лимоннокислого аммония, — преципитат, томасшлак, термофосфаты, обесфторенный фосфат. Фосфор в этих удобрениях находится в доступной растениям форме.

Удобрения, не растворимые в воде, и плохо — в слабых кислотах, полностью растворимые только в сильных кислотах, -фосфоритная мука, костяная мука. Это более труднодоступные источники фосфора для растений.

Источник получения фосфорных удобрений — природные фосфорсодержащие агроруды (фосфориты и апатиты), а также богатые фосфором отходы металлургической промышленности (томасшлак, мартеновские шлаки). Основное значение имеют апатиты и фосфориты.

Фосфорные удобрения производятся путем кислотной и термической переработки фосфатов, они содержат фосфор в виде солей ортофосфорной кислоты. Кроме того, некоторые сложные фосфорсодержащие удобрения получают па основе полифосфорных (суперфосфорных) кислот. В ассортименте фосфорных удобрений, выпускаемых в нашей стране, наибольшая доля приходится на концентрированные формы — двойной суперфосфат и сложные удобрения — аммофос, нитроаммофоску, производство которых постоянно расширяется.

Двойной суперфосфат в отличие от простого имеет высокое содержание усвояемого фосфора в расчете на Р2О5. -42−49% и не содержит гипса.

При производстве двойного суперфосфата апатит обрабатывают серной кислотой. Её берут больше, чем при производстве простого суперфосфата, для того что бы получить не монокальцийфосфат, а фосфорную кислоту, которой затем обрабатывают новую порцию сырья и получают двойной суперфосфат.

Двойной суперфосфат получают в гранулах. Химические и физические свойства, применение и эффективность его такие же как и простого суперфосфата. Однако при удобрении культур, положительно реагирующих на гипс, более положительное действие оказывает простой суперфосфат.

Фосфор суперфосфата почти полностью закрепляется в месте его внесения и очень слабо передвигается в почве. При внесении суперфосфата до посева в качестве основного удобрения находилось в более глубоком и постоянно влажном слое почвы, где размещается основная масса деятельных корней растений. Особое значение глубокая заделка суперфосфата имеет в засушливых условиях.

Государственные общероссийские стандарты и технические условия предусматривают для каждого промышленного удобрения минимальное содержание действующего вещества и максимальное — влаги, регламентируют основные показатели физико-химических и механических свойств удобрений, наличие токсикантов и вредных для растений примесей.

Влажность 3−4%, гигроскопичность (оценивается по 10 бальной шкале)-4−5.

Правильная организация перевозки, хранения и внесения удобрений имеет важное значение для снижения их потерь и повышения отдачи от использования при сохранении экологической чистоты окружающей среды.

Транспортировка минеральных удобрений. От завода до складов товарных баз с хранилищами ее осуществляют железнодорожным, реже водным транспортом, а на близлежащие склады — преимущественно автотранспортом.

Затаренные удобрения перевозят в крытых железнодорожных вагонах или баржах общего назначения, как правило, пакетах на стоечных поддонах, устойчиво размещенных в вагоне или трюме.

Незатаренные гранулированные удобрения лучше всего перевозить в специализированных саморазгружающихся вагонах или в крытых вагонах общего назначения с самоуплотняющимися дверями или дверными проемами, оборудованными заградительными щитами.

На качество транспортировки и приемку поступающих потребителю минеральных удобрений составляют акты, в которых указывают адресные данные изготовителя и получателя продукции, реквизиты, сохранность удобрений после транспортировки, исправность вагонов или других транспортных средств.

Разгрузку вагонов проводят по схеме вагон — склад, или вагон-автомобиль. При этом используют приемное устройство склада.

Хранение минеральных удобрений. Минеральные удобрения хранят в специальных складах, построенных по типовым проектам: прирельсовых и пристанских, а также непосредственно в хозяйствах. Хранение минеральных удобрений на открытых, необорудованных площадках приводит к значительным их потерям (до 10—15%) и к ухудшению их качества: отсыреванию, слеживанию, снижению содержания в них питательных веществ. На специально подготовленной асфальтовой или бетонной открытой площадке, oт которой обеспечен отвод дождевых, талых и грунтовых вод, допускается хранение в штабелях лишь затаренных в полиэтиленовые мешки удобрений {кроме аммиачной селитры). При этом штабель следует располагать на деревянных поддонах и укрывать сверху брезентом или полиэтиленовой пленкой.

Необходимость складирования удобрений обусловлена сезонностью их применения и неравномерным поступлением в течение года. Типы и размеры складов бывают разными, они рассчитываются на определенную емкость с учетом годовой оборачиваемости удобрений. Прирельсовые и пристанские склады имеют значительно большую разовую емкость, чем склады колхозов и совхозов. Здания складов строят из железобетонных и облегченных деревянных конструкций, а также из кирпича и других местных строительных материалов. Располагают их на расстоянии не ближе 200 м от жилых, общественных и производственных зданий. Емкость прирельсовых и пристанских складов определяется исходя из количества обслуживаемых складом хозяйств, расстояния их от склада и перспективной годовой потребности в удобрениях (на 10—15 лет), а также с учетом минимальных затрат на строительство склада и доставку удобрений в колхозы и совхозы. Годовая оборачиваемость удобрений в прирельсовых складах в зависимости от зональных условий может быть двух-, трехи четырехкратная.

Затаренные и незатаренные удобрения хранят в складах раздельно, размещают их по видам и формам в особых отсеках или незатаренные удобрения разделяют переносными щитами. На лицевой стороне отсека (секции) вывешивают этикетку с указанием названия удобрения, содержания в нем питательных веществ, времени получения. Незатаренные удобрения хранят насыпью высотой 2—3 м. Рассыпанные по полу удобрения немедленно убирают.

Затаренные удобрения (кроме аммиачной селитры) укладывают на плоские или стоечные поддоны в три яруса по пять рядов в каждом поддоне (всего 15 рядов). В районах достаточного и избыточного увлажнения затаренные удобрения лучше укладывать на решетчатые настилы и стеллажи. Для обеспечения сохранности упаковки при укладке необходимо соблюдать осторожность. При разрыве упаковки удобрения необходимо немедленно перезатарить.

Транспортировка минеральных удобрений от завода до прирельсовых складов осуществляется железнодорожным транспортом и от прирельсовых складов до складов хозяйств—автотранспортом. Для снижения потерь минеральных удобрений при перевозке их железнодорожным транспортом и разгрузке вагонов необходимо соблюдать следующее. Для перевозки использовать только исправные вагоны. Затаренные удобрения перевозить в крытых железнодорожных вагонах общего назначения, преимущественно в пакетах на стоечных поддонах, устойчиво размещенных в вагоне, а для пакетной транспортировки удобрений из вагонов необходимо иметь в них широкие дверные проемы. Незатаренные гранулированные удобрения лучше всего перевозить в специализированных саморазгружающихся вагонах или (при перевозке удобрений, не выгружающихся гравитационно) в крытых вагонах общего назначения с самоуплотняющимися дверями или с дверными проемами, оборудованными заградительными щитами.

Доставка удобрений к полю и их внесение могут проводиться по прямоточной и перевалочной технологии. В первом случае их перевозят и вносят в почву одной и той же машиной (разбрасывателями РУМ-3, 1-РМГ-4 и т. д.), во втором — удобрения подвозят к полю автотранспортом и выгружают на специально подготовленные площадки на обочине поля с последующей погрузкой в разбрасыватели.

Агротехнические требования при внесении удобрений. При разбросном внесении твердых минеральных удобрений машинами с центробежным и рассеивающим аппаратами соблюдают следующие основные требования: неравномерность внесения по ширине рабочего захвата агрегата не должна превышать 22%; отклонение фактической дозы внесения от заданной должно находится в пределах +10 -10;

Требования по технике безопасности. Все работающие с удобрениями должны предварительно пройти инструктаж по технике безопастности. Правила техники безопасности и санитарные правила при обращении с удобрениями вывешиваются в помещении склада.

Необходимо использовать спецодежду, не допускаются лица моложе 18 лет и беременные женщины. Во время внесения удобрений нельзя находится вблизи рабочих органов машины.

Агроэкологические требования. Используемые средства химизации должны отвечать требованиям стандартов и технических условий и не изменять своих потребительских качеств в ходе всех технологических процессов их применения.

Определяющее значение в этом вопросе с экологической точки зрения имеет соблюдение количественных параметров внесения удобрений, что позволяет не допустить загрязнения окружающей среды.

Все удобрения необходимо вносить в оптимальные сроки, в количествах и соотношениях, указанных в рекомендациях агрохимической службы и научных учреждений с соблюдением установленных регламентов и агроэкологических требований.

При проведении фосфоритования почв и использовании местных удобрительных материалов необходимо контролировать содержание в почве тяжелых металлов.

Чтобы избежать избыточного накопления нитратов в овощной продукции, надо соблюдать установленные регламенты применения азотных удобрений и не проводить азотные подкормки незадолго до наступления товарной спелости культур.

Соблюдение правил техники безопасности и учет агроэкологических ограничений — непременное условие правильной организации труда при работе с минеральными удобрениями.