Пестициды и удобрения. Их роль

ПЕСТИЦИДЫ И УДОБРЕНИЯ . ИХ РОЛЬ. ПЛАН : I. Введение. II. Содержание питате льных веществ в почвах. III. Пестициды. IV. Удобрения. 1. Введение Питан и е - это основа жизни любого живого организ ма , в том числе и растений . Вне питания нельзя понять сущность процессов роста и развития. С точки зрения практического растениево дства важнейшим средством улучшения питания с ельскохозяйственных культур является прежде всего применение органических и минеральных удобрений . Рост растительной продукции определя ется множеством факторов , среди которых ведущ ая роль все же принадлежит удобрениям и особенно минеральным , производство которых нара щивает высокие темпы. Почв а является основным источником обеспечения сел ьскохозяйственных культур питательными веществами . Однако в современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства дл я ежегодного выращивания высоких урожаев с продукцией хорошего к а чества довол ьно часто оказывается недостаточным то количе ство питательных веществ , которое поступает в растения из органического вещества и тру днорастворимых минеральных соединений почвы в результате деятельности микроорганизмов и корн евой системы растени й . Особенно это относится к Нечерноземной зоне , где дерно во-подзолистые почвы с низким уровнем окульту ренности занимают около 51% площади . Для почв этой зоны характерно , как правило , временное или длительное избыточное увлажнение . Преобл адающими неблагопри я тными признаками дерново-подзолистых почв являются плохие физическ и свойства , повышенная кислотность (рН в К С 1 меньше 5) и низкое содержание органического вещества - от 1 до 2,5%. Для них характерна также слабая обеспеченность элементами минеральн ого пита н ия для растений - азоты , фосфора и калия , многих микроэлементов ; нер едко (в разновидностях легкого механического состава ) невелико содержание также магния и кальция. Почвы Нечерноземной зоны , особенно подзол истые , остро нуждаются в известковании и с истемат ическом внесении минеральных удобрени й . В связи с этим для сельского хозяйс тва зоны предусмотрено поставить 120 млн . Т м инеральных удобрений в стандартных туках . Так им образом , на гектар пашни придется 126 кг питательных веществ. 2. Содержан ие питательных веществ в почвах. Запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений . Однако большая часть из предста влена недоступными для растений соединениями . Валовое содержание питательных веществ в пах отном слое различных почв н еодинаково. Содержание азота ( N ) колеблет ся от 0,07% до 0:5%. Почвенный азот находится в основном в недоступной для растений органи ческой форме . На долю минерального азота п риходится только 1-2% его общего количества . Под влиянием микробиологических проце ссов ор ганические формы азота переводятся в доступны е для растений минеральные формы. Содержание фосфора (Р 2 О 5) во многих почвах с оставляет 0,03-0,25%. Около половины его находится в минеральной форме , а половина - в форме органических соединений . В слаб оокультуренн ых торфяных почвах на фосфор в органическ ой форме приходится до 70%. Некоторое количество его содержится в поглощенном почвенными коллоидами состоянии . Значительная часть минераль ных форм фосфора в кислых подзолистых поч вах и красноземах наход и тся в труднодоступных для растений фосфатах железа и алюминия . В нейтральных почвах , например в черноземах , минеральный фосфор представлен более доступными для растений фосфатами кальция и магния. На долю калия (К 2О ) в почве приходитс я 0,6-3% массы почвы . Больше калия содержится в глинистых и суглинистых почвах , а в почвах легкого механического состава (песчан ых и супесчаных ) его значительно меньше . К оличество обменного калия в пахотном слое составляет , кг /га : в подзолистых почвах - 150-300, черноземах - 400-900, сероземах - 600-1500. В отлич ие от азота и фосфора калий не образу ет в растениях прочные органические комплексы . Поэтому количество его в органическом ве ществе почвы незначительно. Кальция ( СаО ) в почвах около 0,2-2% и более от их массы . Он предст ав лен силикатами , карбонатами , гипсом , фосфатами и другими соединениями . Часть кальция находит ся в поглощенном состоянии . Наиболее богаты обменным кальцием черноземы (около 40 мэкв ). На именьшее количество его встречается в подзоли стых почвах (5-8 мэкв ), ч т о связано с их кислотностью . Известкованием не только смещается реакция почвы , но и улучшается питание растений кальцием. Содержание магния ( MgO ) составляет 0,4-4% и более от ма ссы почвы и зависит от состава материнско й породы . В почвах , образовавшихся на суглинках и глинах , больше магния , чем в почвах , возникших на песках. Около 90-95% магния в почве входит в с остав различных минералов , главным образом си ликатов и алюмосиликатов , которые трудно раст воряются в воде , поэтому содержащийся в ни х магний не може т быть непосредственн о использован растениями . Около 5-10% магния наход ится в поглощенном (обменном ) состоянии . Обменн ый магний . Как и обменный калий , играет важнейшую роль в питании растений , пополняя количество магния в почвенном растворе п о мере потреб л ения его растениями . Незначительная часть магния в почве встр ечается в форме органических веществ , после разложения которых он становится доступным для растений. Наиболее богаты магнием черноземы , каштан овые почвы и сероземы . Меньше магния в песчаных , супе счаных и некоторых торфян ых почвах. Содержание серы ( SO 3 ) колеблется от 0,1 до 0,5% массы почвы . Сера в почве п редставлена органическими соединениями (80-90%), где она находится в восстановленной форме , и мине ральными соединениями с кальцием , железом , кал и ем , натрием (10-20), являющимися источником пит ания растений . Процесс окисления серы , входяще й в состав гумуса и органических остатков , происходит под влиянием аэробных бактерий (сульфофикация ). В большинстве почв количество серы до статочно для растений , о днако в малогу мусных подзолистых песчаных почвах ее немного , поэтому сульфатные формы удобрений здесь более эффективны , чем хлоридные . Серу в почву вносят также с органическими удобрениям и , с простым суперфосфатом . Содержание железа ( Fe 2 O 3 ) в почвах колеб лется от 1-11%. В легких под механическому составу почвах его меньше , чем в тяже лых. Железо в почве находится в форме ферроалюмосиликатов , окиси и закиси железа и их гидратов . Недостаток железа для растен ий чаще всего проявляется на карбонатных или сильнои звесткованных почвах , где оно находится в труднодоступном состоянии. 3. Пестицид ы. Пестициды (ядохимикаты ) - химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции , растений , для унич тожения паразитов у животных , для борьбы с переносчиками опас ных заболеваний и т.п . Пестициды в зависимости от объекта по дразделяются на : - Гербициды - для уничтожения сорной рас тительности ; - Инсектициды - против вредных насекомых ; - Зооциды - для борьба с грызунами ; - Фунгициды - с возбудителями грибковых забол еваний ; - Дефолианты - для удаления листьев ; - Дефлоранты - для удаления цветков. За последние десятилетия число различны х типов пестицидов сильно возросло , только в США их количество достигло 900. По данны м А.В . Яблокова (1988), в нашей стране в 1986г . было применено пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га (примерно на 87% пашни ) или около 1,4 кг на душу населения , а в США 1,6 кг на 1 га (на 61% пашни ) или 1,5 кг на душу населения. Пестициды распространяются на большие п ространства , весьма удаленные от мест их применения . Многие из них могут сохранять ся в почвах достаточно долго (период полур аспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет , а для диэлдрина он превышает 20 лет ). При использовании даже наименее летучих компоненто в более 50% активных веществ в момен т воздействия переходят прямо в атмосфер у , а для таких пестицидов , как ДДТ и диэлдрин , характерна дистилляция с парами в оды на земной поверхности . Эта часть пести цидов , не достигших растений , подхватывается в етром и осаждается в районах суши или океана , ве с ьма удаленных от зон применения вещества . Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы , включая океан , пресноводные водоемы , наземные биомы и др ., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по тр о фическим цепям. Пестициды являются единственным загрязнител ем , который сознательно вносится человеком в окружающую среду . Пестициды поражают различн ые компоненты природных экосистем : уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов , видовое разнообразие животного мира , снижают числ енность полезных насекомых и птиц , а в конечном итоге представляют опасность и дл я самого человека . Пестициды , содержащие хлор (ДДТ , гексахлоран , диоксин , дибензфуран и д р .), отличаются не только высокой токсичностью , но и чре з вычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи . Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют им мунную систему организма , повышая таким образ ом его чувствительность к инфекционным заболе ваниям . В боле е высоких концентрация х эти примеси оказывают мутагенное и канц ерогенное действие на организм человека. Поэтому в некоторых странах (США , Фра нция , Германия ) начинают уменьшать дозы примен ения пестицидов или полностью от них отка зываться . В последние годы в СГА раз работаны гербициды , не представляющие явной о пасности для живых организмаов или быстро разрушающиеся в окружающей среде . Широкое п рименение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами. 4 . Удобрен ия. Удобрения - это неорганические и органические вещества , п рименяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растени й и рыбопродуктивности прудов . Они бывают : минеральные (или химические ), органические и б актериальные (и скусственное внесение микроорг анизмов с целью повышения плодородия почв ). 4.1. Минеральные удобрения , добытые из недр или пр омышленно полученные химические соединения , содер жат основные элементы питания (азот , фосфор , калий ) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь , бор , марганец и др .). Минеральные удобрения подразделяют на про стые (одинарные , односторонние , однокомпонентные ) и комплексные . Простые мине ральные удобрения содержат только одни из главных элементов питания . К ним относятся азотные , фосфорные , кали йные удобрения и микроудобрения . Комплексные удобрения содержат не менее двух гла вных питательных элементов . В свою очередь , комплексные минеральные удобрения делят на сложные , сложно-смешанные и смешанные. Азотные удобрения . Производство аз отных удобрен ий базируется не синтезе аммиака из молек улярного азота и водорода . Азот получают и з воздуха , а водород из природного газа , нефтяных и коксовых газов . Азотные удобрени я представляют собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме ци а н амида калия и жидких удобрений ), хорошо ра створимы в воде , не поглощаются или слабо поглощаются почвой . Поэтому азотные удобрени я легко вымываются , что ограничивает их пр именение осенью в качестве основного удобрени я . Большинство из них обладает высокой г игроскопичностью и требует особой упаковки и хранение . В таблице № 1 привед ены данные о составе из свойствах основны х азотных удобрений. По выпуску и использованию в сельском хозяйстве главнейшие из этой группы - амм иачная селитра и мочевина , составляющие о коло 60% всех азотных удобрений. Азотные удобрения используют под все сельскохозяйственные культуры . Таблица № 1. Удобрение Химический состав Содержание азота , % Форма азота Воздействие на почву Гигроско-пичность Натриевая селитра NaNO3 Не менее 16 Ни тратн ая Подщелачивает Слабая Аммиачная селитра NH4NO3 34 Нитратная и аммонийная Подкисляет Очень сильная Кальциевая селитра Ca(NO3)2 Не менее 17,5 Нитратная Подщелачивает Очень сильная Аммиак жидкий NH3 82 Аммонийная Подкисляет Очень сильная Фосфорные удобрения . Фосфор - од ин из важнейших элементов питания растений , так как входит в состав белков . Если азот в почве может пополняться путем ф иксации его из воздуха , то фосфаты - только внесением в почву в виде удобрений . Г лавные источники фосфора - фосфор иты , апати ты , вивианит и отходы металлургической промыш ленности - томасшлак , фосфатшлак . Все фосфорные удобрения - аморфные вещества , беловато-серого или желтоватого цвета . Основные из них - супер фосфат и фосфоритная мука . Характеристика фос форных удобрен и й приведена в табл ице № 2. По степени растворимости эти удобрения подразделяют на следующие группы : 1) Растворимые в воде , легкодоступные для растений - супе рфосфаты простой и двойной , аммонизированный , обогащенный ; 2) Труднораств оряемые (не растворим ы в воде и по чти не растворимые в слабых кислотах ), они не могут непосредственно использоваться раст ениями - это фосфоритная и костная мука. Фосфоритная мука - тонко размолотый природный фосфорит , соединения которого труднодоступны растениям . Это удобрени е применяют на кислых подзол истых , торфяных , серых лесных почвах , а так же на деградированных и выщелоченных чернозем ах и красноземах . Таблица № 2 Удобрение Химический состав Форма фосфорной кислоты Воздействие на почву Суперфосфат пр остой гранулированный Ca(H2PO4)2+ +2CaSO4+H2O Водорастворяемая Подкисляет Суперфосфат дв ойной гранулированный Ca(H2PO4)2+ +H2O Водорастворяемая Подкисляет Преципитат CaHPO4x2H2O Растворяемая в лимонно-кислом аммонии Слабо нейтрализует кислотность Калийные удобрения . Калий - необх одимый элемент для растений . В основном он находится в молодых растущих органах , кле точном соке растений и способствует быстрому накоплению углеводов. Многие калийные удобрения представляют со бой природные калийные соли , используемые в сельском хоз яйстве в размолотом виде . Большие разработки их находятся в Соликамс ке , на Западной Украине , в Туркмении . Откры ты залежи калийных руд в Казахстане , Сибир и. Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие р астений , а содер жание натрия (в калийной соли и сильвините ) ухудшает физико-химические свойства многих п очв , особенно черноземных , каштановых и солонц овых. На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственн ые культуры нуждаю тся в калийных удоб рениях . Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесением навоза . Калий н е применяют на солоннах и солонцеватых по чвах , так как он ухудшает их свойства . Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы , поэтому он малоподвижен , однако на легки х почвах легко вымывается. Калийные удобрения подразделяются на три группы : 1) Концентриро ванные , являющиеся продуктами заводской переработ ки калийных руд - хлористый калий , сернокислый калий , калийно-магн иевый концентрат , сульф ат калия-магния (калимагнезия ); 2) Сырые ка лийные соли , представляющие собой размолотые природные калийные руды - каинит , сильвинит ; 3) Калийные соли , получаемые путем смешения сырых калий ных солей с концентрированными , обычно с хлористым калием - 30-ти и 40%-ные калийные соли. Как калийны е удобрения используют также печную золу и цементную пыль. Наиболее распространенные калийные удобрения и их свойства приведены в таблице № 3. Таблица № 3 Удобрение Химический состав Гигроскопич ность Воздейс твие на почву Калий хлористы й KC1 с NaC1 Малогигроскопичность Подкисляет Калий сернокислый (сульфат калия ) К 2 SO 4 Негигроскопичен Подкисляе т Комплексные удобрения . Их подразделяют по составу : двойные (азотно-фосфорные , азотно-к алийные , фосф орно-калийные ) и тройные (азотн о-фосфорно-калийные ); по способу производства : сложн ые , сложно-смешанные (комбинированные ) и смешанные удобрения . К сложным удобрениям промышленног о производства относят (калиевая селитра , аммо фос , диаммофос ). Их получают п р и химическом взаимодействии исходных компонентов , сложно-смешанные (нитрофос , нитрофоска , нитроаммофос , нитроаммофоска , фосфорно-калийные , жидкие комплек сные и др .) - в едином технологическом проце ссе из простых или сложных удобрений . Смеш анные удобрения п олучают путем смеш ивания простых. Сложные и сложно-смешанные удобрения характеризуются высокой концентрацией питательных веществ , поэтому п рименение таких удобрений обеспечивает значитель ное сокращение расходов хозяйства на их т ранспортировку , смешивание , хранение и внесе ние. К числу недостатков комплексных удобрений относится то , что пропорции в содержании NPK в них варьируют в нешироких пределах . Поэтому п ри внесении , например , необходимого количества азота , других питательных элементов вносится меньше ил и больше , чем требуется. В небольшом количестве применяют и мн огофункциональные удобрения , содержащие , кроме осн овных питательных элементов , микроэлементы и биостимуляторы , оказывающие специфическое влияние на почву и растения. 4.2. Органиче ские удобрения - это перегно й , торф , навоз , птичий помет (гуано ), различн ые компосты , органические отходы городского х озяйства (сточные воды , осадки сточных вод , городской мусор ), сапропель , зеленое удобрение . Они содержат важнейшие элементы питания , в основном в орган и ческой форме , и большое количестве микроорганизмов . Действие органических удобрений на урожай культур с казывается в течение 3-4 лет и более. Навоз. Это основное органическое удобрение во всех зонах стран ы . Он представляет собой смесь твердых и жидких выд елений сельскохозяйственных жи вотных с подстилкой и без нее . В навоз е содержатся все питательные вещества , необхо димые растениям , и поэтому его называют по лным удобрением . Качество навоза зависит от вида животных , состава кормов , количества и качества под с тилки , способа накоп ления и условий хранения. В зависимости от способов содержания скота различают навоз подстилочный (твердый ), получаемый при содержании скота на подстил ке , и бесподстилочный (полужидкий , жидкий ). Подстилочный навоз содержит около 25% с ухого вещества и около 75% воды . В среднем в таком навозе 0,5% азота , 0,25% фосфора , 0,6% калия и 0,35% кальция . В его состав входят также необход имые для растений микроэлементы , в частности 30-50г марганца , 3-5г бора , 3-4г меди , 15-25г ц инка , 0,3-0,5 мол и бдена на 1тн. Кроме питательных веществ , навоз содержи т большое количество микроорганизмов (в 1т 10-15кг живых микробных клеток ). При внесении навоза почвенная микрофлора обогащается полезным и группами бактерий . Органическое вещество сл ужит энергетическим материалом для почвенны х микроорганизмов , поэтому после внесения нав оза в почве происходит активизация азотфиксир ующих и других микробиологических процессов. Навоз оказывает многостороннее действие как на почву , так и на растение . Он повышает концентраци ю углекислого газа в почвенном и надпочвенном воздухе , снижает кислотность почвы и подвижность А 1, повыш ает насыщенность ее основаниями . При системат ическом его внесении увеличивается содержание гумуса и общего азота в почве , улучшает ся ее структура , лучш е поглощается и удерживается влага. Бесподстилочный (жидкий ) на воз накапливается в большо м количестве на крупных животноводческих ферм ах и комплексах при бесподстилочном содержани и скота и применении гидравлической системы уборки экскрементов . Такой навоз предст авляет собой подвижную смесь кала , мочи , о статков корма , воды и газообразных веществ , образующихся в период хранения . По содержан ию влаги его разделяют на полужидких ( до 90%), жидкий (90-93%). Количество и качество бесподстилочного навоза зависит о т вида и возраста животных , типа кормления , способа содержания скота и технологии накопления навоза. Большая часть питательных веществ в этом удобрении находится в легкодоступной для растений форме (до 70% азота в аммиачной форме ), что обусловливает более сильное его действие по сравнению с подстилочным навозом в год внесения и слабое в п оследующие годы . Фосфор и калий из подстил очного навоза усваиваются растениями так же , как и из минеральных удобрений. Птичий помет. Это быстродействующее органическо е уд обрение . Питательные вещества в не м хорошо усваиваются растениями . Куриный поме т содержит 0,7-1,9% азота , 1,5-2% Р 2О 5, 0,8-1% К 2О и 2,4% СаО. Птичий помет используют в качестве п одкормки зерновых и технических культур , раст воряют его в 8-10 частях воды и вносят в почву культиваторами-растениепитателя. Торф . Это удобрение представляет собой смесь пол уразложившихся в условиях избыточного увлажнения остатков растений , в основном болотных . Т орф может быть низкой степени разложения ( до 20%), средней (20-40%) и высокой (более 40%). Широко применяют в сельском хозяйстве как удобр ение. Различают три типа торфа : верховой , н изинный и переходный. Верховой торф образуется на бедных питатель ными веществами возвышенных метах рельефа (сф агновые мхи , пушицы , шейхцерия б олотная , подбел , багульник , осока топяная и др .). В ерховой торф характеризуется повышенным количест вом органического вещества , высокой кислотностью , большой поглотительной способностью и малым содержанием питательных веществ . Применяют у казанный торф глав н ым образом в качестве подстилки и для компостирования. Низинный торф образуется на богатых питател ьными веществами пониженных частях рельефа (о соки , гипновые мхи , тростник , хвощ , таволга , сабельники и др .). Низинный торф содержит б ольше питательных вещест в и меньше ор ганического вещества , чем верховой . Наиболее ц елесообразно его использовать для приготовления различных компостов. Переходной торф занимает промежуточное положение между верховым и низинным . По количеству золы (в %) торфа подразделяют на норм альные (до 12) и высокозольные (более 12). Торфяные компосты. Торф широко применяют для приготовления компостов . При компостировании с навозом торф быстрее разлагается и полнее используется растениями . Хорошо компостируется торф (верховой или переходной ) с изв естью . Хорошие результаты получают при добавл ении к торфу 20 кг фосфоритной муки на 1 тн . Торфофосфоритные компосты особенно эффективны на супесчаных почвах , а торфоизвестковые - на кислых. Кроме этого торф используют на полях орошения , где его компо стируют с осадком сточных вод . Широко применяют также торфофекальные компосты . Эти компосты считаются сильнодействующими. Осадки сточных вод . Их получают при очистке с точных вод городов на очистных сооружениях . Влажность свежего осадка составляет около 97 %. Для снижения влажности до 80% они про ходят этап естественной сушки на иловых п лощадках и маханического обезвоживания на вак уум-фильтрах с применением реагентов (хлорное железо и известь ), а для снижения влажност и до 25-30% - проходят термическую сушку в барабанных печах. Осадки с иловых площадок можно испль зовать под все культуры , но наиболее целес ообразно их применение под овощные и сило сные культуры , сахарную свеклу . Осадки после термической сушки , содержащие больше извести и железа , желательнее вноси ть под о тзывчивые на известь культуры. Сапропель (пресноводный ил ). Он представляет собой отложишуюся в пресноводных водоемах смесь земли с полуразложившимися растительными и животными остатками . Содержит органические веще ства (до 15-30% и более ), азот , фо сфор , ка лий , известь , микроэлементы , некоторые витамины , антибиотики , биостимуляторы. Наибольшее количество питательных веществ наблюдается в иле водоемов , находящихся око ло населенных пунктов. Сапропели применяют как в чистом вид е , так и в виде компосто в с на возом,фекалиями и навозной жижей. Зеленое удобрение. Оно представляет собой зелену ю массу растений-сидератов , запахиваемую в поч ву в щелях обогащения ее питательными вещ ествами , главным образом азотом , улучшения вод ного , воздушного и теплового режим ов . Наибольшее значение зеленое удобрение имеет н а малопрлодородных дерново-подволитстых , песчаных , суглинистых и супесчаных почвах , а также н а орошаемых землях и во влажных районах Закавказья. Важнейшее условие повышения эффективности зеленого удобрения - это правильно сочет ание его с другими органическими и минера льными удобрениями и химической мелиорацией п очв . Такой способ удобрения широко применяетс я , так как он дешев (часто не требует транспортных средств ), и по химическому с оставу зеленое удобрение близко к навозу. 4.3. Бактериальные удобрения . Препараты , содержащие полезны е для растений бактерии , относятся к бакте риальным удобрениям . Они способны улучшать пи тание сельскохозяйственных культур и не содер жат питательных веществ. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 1. Штефан В. К . - “Жизнь растений и удобрений” - Москва , 1981 г. 2. Артюшин А.М ., Державин Л.М . - “Краткий словарь по удоб рениям” - 2-е изд ., Москва , 1984г. 3. Под реда кцией Никляева В.С . - “Основы земледелия и р аст еневодства” - 3-е изд ., Москва , 1990г. 4. Вронский В.А . - “Прикладная экология” - Ростов-на-Дону , 1996г.