Інтенсивні технології вирощування польових культур збільшують можливості забруднення ґрунтів залишками добрив, отрутохімікатами, гербіцидами та іншими токсикантами. Наявність токсичних речовин у ґрунті супроводжується їх накопиченням у продуктах харчування, кормах, поверхневих і підґрунтових водах. Тому потрібен чіткий контроль за правильним використанням добрив, пестицидів, хімічних меліорантів.
Зокрема, застосування мінеральних добрив регламентується агротехнічними і гігієнічними нормативами: нормою добрив на одиницю площі і співвідношенням поживних елементів для окремих культур, строками і способами внесення, максимально припустимим рівнем нітратів і нітритів у продукції рослинництва.
Азотне живлення визначає
рівень нітратів
В умовах сьогодення розроблено чимало заходів землеробства, при яких не виникає надлишку нітратів у ґрунті. Серед зовнішніх чинників накопичення нітратів у продукції рослинництва головну роль відіграє рівень азотного живлення рослин. Надмірно високі дози азотних добрив здатні збільшити вміст нітратів у рослинах у 1,5–8 разу порівняно з оптимальними та науково обґрунтованими дозами добрив, які слід коригувати відповідно із загальними запасами мінеральних форм азоту в ґрунті.
У ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського» було розроблено рекомендації щодо еколого-токсикологічного регламентування використання добрив, згідно з якими, залежно від вмісту азоту в ґрунті, передбачається вносити не більше 140 кг/га азоту під пшеницю озиму (160 кг при зрошенні), 100 — під жито озиме і ячмінь ярий, 120 –кукурудзу (180 при зрошенні), 65 — гречку, 75 — просо, 170 — рис, 160 — буряк цукровий, 120 — картоплю, 90 — томати (120 при зрошенні), 60 — огірки і столові буряки, 60 кг/га азоту — під моркву.
Спосіб внесення
теж має значення
Необхідно дотримуватись принципу збалансованого живлення між макро- і мікроелементами. За умов підвищеної небезпеки накопичення нітратів у продукції рослинництва бажано збільшувати дози фосфору та калію і вносити мікроелементи — молібден, мідь і манган, які активізують ферменти, що беруть участь у відновленні нітратів до аміаку.
Бажано якомога ширше застосовувати внесення азотних добрив частинами, у строгій відповідності до потреб польових культур згідно з основними етапами органогенезу, використовуючи дані ґрунтово-рослинної діагностики. Слід також приділяти більше уваги способам внесення добрив. Зокрема, локальне їх внесення у ґрунт сприяє зниженню втрат газоподібних сполук азоту в 1,5–2 разу, що посилюється гальмуванням нітрифікації внаслідок дії високої концентрації солей у стрічці добрив на життєдіяльність нітрифікуючих мікроорганізмів.
КАС — найбільш
досконале азотне добриво
Найбільш досконалим азотним добривом на сьогодні є карбамід-аміачна суміш (КАС), яка є водним розчином аміачної селітри та карбаміду в співвідношенні 35,4% карбаміду, 44,3% селітри, 19,4% води, 0,5% аміачної води. Склад та співвідношення компонентів свідчать, що у КАС містяться три форми азоту — аміачна (25%), амідна (50%) та нітратна (25%), завдяки чому добриво діє пролонговано, а рослини забезпечуються азотом впродовж усієї вегетації культури. Всі форми у добриві не летючі і не спричинюють втрат азоту, тому його можна вносити поверхнево без загортання у ґрунт.
Нітратна і аміачна форми є безпосередньо доступними для рослин. Спочатку засвоюється нітратний азот, який дуже рухомий у ґрунті. Аміачний затримується у ґрунті і не вимивається у глибші шари. При внесенні КАС у грунт ця форма акумулюється в орному шарі і стає доступною для рослин впродовж вегетації. Частина аміачної форми перетворюється у нітратну. Амідна в ґрунті трансформується в аміачну, а пізніше в нітратну. Така система засвоєння азоту робить КАС добривом водночас швидкої та тривалої дії.
Через відсутність у складі КАС вільного аміаку він не випаровується в атмосферу під час внесення, однак наявність амонійної форми робить бажаним мінімальне загортання, особливо в умовах високих температур і відсутності опадів після внесення. Окрім цього, КАС має широкий спектр використання: для прикореневого підживлення рослин, основного внесення під оранку і передпосівну культивацію, для внесення на поверхню ґрунту до сівби чи після сівби. Під час внесення досягається висока точність дозування і рівномірність розміщення на поверхні ґрунту порівняно з твердими азотними добривами. Використання КАС можна поєднувати із мікроелементами, пестицидами, регуляторами росту рослин, що мінімізує витрати на їх застосування. Крім усіх вищезазначених переваг, КАС не забруднює навколишнє середовище, поліпшує споживання азоту під час посухи, експлуатаційні витрати на його внесення значно нижчі, ніж інших добрив.
Заходи стабілізації
азотного режиму ґрунту
Суворо забороняється застосування азотних мінеральних добрив на дуже кислих ґрунтах (рНкс < 4,0), на території першого поясу зони санітарної охорони джерел централізованого водопостачання, по мерзлому або покритому снігом ґрунті, а також на ґрунтах із підвищеним вмістом мінерального азоту.
Важливо також поєднувати внесення органічних і мінеральних добрив, адже використання 20–30 т/га гною забезпечує рослини азотом та не спричиняє при цьому появи надлишків нітратів у ґрунті та рослинах. Використання післяжнивних решток запобігає надмірному накопиченню нітратів. Зокрема, співвідношення С: N у соломі становить 60–80, у зв’язку з чим у грунті відбувається посилене зв’язування рухомих сполук азоту у мікробній плазмі, що призводить до зменшення концентрації і втрат нітратів.
Враховуючи активне використання нітратів рослинами, бажано якомога менше часу залишати ґрунт без посівів, зокрема ширше використовувати зайняті пари, проміжні культури, посіви багаторічних трав тощо. Наприклад, люцерна, маючи глибоку кореневу систему, здатна поглинати нітрати з глибини 2–4 м, запобігаючи при цьому їх проникненню у підґрунтові води та поліпшуючи азотний режим ґрунту.
Дуже важливим заходом стабілізації азотного режиму ґрунту є мінімізація його обробітку. Це пов’язано з тим, що безполицевий обробіток стримує процеси мінералізації органічних речовин і сприяє накопиченню стійких до розкладу органічних сполук.
Різні польові культури в міру своїх біологічних особливостей здатні накопичувати не однакову кількість нітратів у ґрунті (табл. 1).
Таблиця 1. Вміст нітратів у товарній частині урожаю різних
сільськогосподарських культур, мг/кг сирої маси
Серед представників вищих рослин науковці виділяють групи родин, здатних акумулювати значну кількість нітратів. До них належать родина амарантових, лободових, зонтичних, складноцвітих, хрестоцвітих, пасльонових. Серед родин овочевих культур найбільш здатні до накопичення нітратів капустяні, гарбузові, селерові, пасльонові, а серед окремих культур — редька біла, буряк столовий, салат, шпинат, редиска.
Як відомо, допустима (безпечна) добова норма надходження нітратів до організму людини — 5 мг/кг маси тіла. Дорослій людині масою 60–80 кг допустима норма нітратів на добу, яка не повинна зашкодити здоров’ю, становить 325 мг. А згідно з Держстандартом України, на питну воду (2874–82 «Вода питна. Гігієнічні вимоги і контроль якості», кожен літр її може містити до 45 мг нітратів.
При визначенні гранично допустимих концентрацій (ГДК) нітратів у сільськогосподарській продукції враховують їх реальний вміст у рослинах, але основна вимога полягає у гарантуванні безпеки при споживанні середнього раціону. Саме з урахуванням цих умов розроблено ГДК нітратів і нітритів та введено Держстандарти на продукти харчування і корми (табл. 2).
Таблиця 2. Гранично допустимі концентрації нітратів та
нітритів у тваринницьких кормах, мг/кг сирої маси
Фосфор і калій
забруднюють ґрунт менше
Внесені фосфорні і калійні добрива є менш небезпечними як забруднювачі навколишнього середовища порівняно з азотними. Внаслідок низької рухомості вони слабо мігрують профілем ґрунту і не потрапляють до підґрунтових вод. Однак при інтенсивних ерозійних процесах сполуки фосфору та калію втрачаються із ґрунту з твердим стоком, через що існує небезпека забруднення водойм. Підвищена концентрація фосфору спричинює евтрофікацію води та загибель мешканців водойм, тому всі протиерозійні заходи слід розглядати як способи запобігання забруднення навколишнього середовища фосфором і калієм. Окрім цього, значно більшу небезпеку для рослин і навколишнього середовища становлять баластні речовини, що містяться у фосфорних і калійних добривах та несуть у своєму складі токсичні домішки (кадмій, цинк, свинець, ртуть, алюміній тощо). Тому в сучасних умовах господарювання заслуговують на увагу шляхи удосконалення форм і розширення асортименту мінеральних добрив, насамперед виробництво безбаластних високоефективних концентрованих простих і складних добрив, таких як поліфосфат калію, амонію, кальцію та ін., із вмістом поживних речовин 70–98%.
Хімізація землеробства
Забруднення навколишнього середовища в сучасних умовах зумовлене не лише кількістю внесених добрив, а й низькою культурою хімізації землеробства, використанням недосконалих або екологічно дуже несприятливих технологій. Зокрема, нерівномірність розподілу добрив при їх внесенні у виробничих умовах удвічі-тричі перевищує допустимі межі, що суттєво знижує їх ефективність. Так, ефективність азотних добрив зменшується на 40–50%, фосфорних — на 35–40, калійних і складних — на 15–20%, при цьому різко загострюється екологічна обстановка, через осередки ділянок із надмірно високим вмістом елементів живлення.
У результаті нерівномірного внесення мінеральних добрив проростає неоднорідна вегетативна маса польових культур у межах полів, що призводить до суттєвої втрати врожаю. У зв’язку з цим у виробництві слід ширше впроваджувати високопродуктивні машини для внесення добрив, які забезпечують рівномірне поверхневе і внутрішньо-ґрунтове локальне їх внесення, що суттєво б підвищило коефіцієнт використання елементів живлення і покращило екологічну ситуацію полів.
Обережно слід також ставитись до хімічних меліорантів, що є побічними продуктами промислових підприємств. Відходи металургійних і цементних заводів, а також багатьох підприємств шкіряної та хімічної промисловості, що застосовуються для вапнування ґрунтів, містять велику кількість баластних речовин, низка з яких є токсичними. У середньому 3 т меліорантів промислового походження містять не більше 2 т карбонату кальцію. Так, наприклад, фосфогіпс має велику кількість фтору і низку інших токсичних елементів, тому його застосування для меліорації солонців мусить бути строго контрольованим.
Враховуючи вищевикладений матеріал, слід зауважити, що застосовувати мінеральні добрива, особливо азотні, слід виважено з рекомендованою науково обґрунтованою нормою та урахуванням типу ґрунту, вмісту нітратів, нітритів та токсинів у баластних речовинах міндобрив для запобігання забрудненню ґрунтів та сільськогосподарської продукції. Використання відходів промислових підприємств для хімічної меліорації допускається лише після їх всебічного аналізу на вміст важких металів, радіонуклідів та інших забруднювачів.
Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Дніпропетровський державний аграрно-
економічний університет
