13. Экологические аспекты агрохимии и почвоведения

13.1 Эффективность использования удобрений в агроценозах

Мировая и отечественная практика интенсивного земледелия убедительно показывает, что удобрения – это материальная основа получения растениеводческой продукции, источник биогенных элементов для растений.

Биогенные элементы – это химические элементы, входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции.

Азот оказывает влияние на фотосинтез растений, которое состоит в его использовании на синтез аминокислот. Азот также необходим для образования зеленых пигментов в растении (хлорофилла) и для синтеза белков — элементов структуры хлоропластов, ферментов, ответственных за различные реакции фотосинтеза. Стимулирует рост вегетативной массы растений, определяет уровень урожайности и качества продукции.

Действие фосфора (фосфорные удобрения) на фотосинтез растений заключается в том, что остатки фосфорной кислоты входят в состав акцептора − соединения, связывающего СО₂ и промежуточных продуктов фотосинтеза. С помощью световой энергии из неорганического фосфата и аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) синтезируется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), участвующая в реакциях восстановления СО₂. Фосфаты также входят в состав фосфатидов и фосфопротеидов, нуклеиновых кислот. Фосфор оказывает стимулирующее влияние на развитие корневой системы, формирование репродуктивных органов, ускоряет созревание. У озимых культур фосфорные удобрения повышают зимостойкость, на 15—20% снижают расход воды на единицу урожая.

Калий способствует накоплению растениями сахаров, что предохраняет озимые культуры от вымерзания, повышает прочность соломины и устойчивость к поражению корневыми гнилями и ржавчиной, ускоряет передвижение углеводов из стеблей и листьев в колос, увеличивая натуральную массу зерна.

Значение химизации сельского хозяйства в связи с этим трудно переоценить: оно позволяет повышать плодородие почв, улучшать кислые и засоленные земли, лучше сохранять и повышать питательную ценность кормов и т. д

Научно обоснованная система применения агрохимических средств позволяет решать задачи:

- расширенного воспроизводства  плодородия почв;

- бездефицитного или положительного баланса биогенных элементов и гумуса в системе «почва – растение – удобрение»;

- получения растениеводческой продукции, сбалансированной по химическому составу и питательной ценности;

- повышения рентабельности аграрного производства.

В то же время применение удобрений и других средств химизации – это весьма активное влияние на природную среду.

С каждым годом возрастает агрохимическая нагрузка на агроландшафты, что приводит к процессу антропогенной полихимизации окружающей среды. Средняя нагрузка агрохимикатов составляет около 30-40 кг/га, причем в развитых странах – в 5-10 раз больше.

Однако оказалось, что с увеличением доз удобрений уменьшается отдача в виде урожая (сначала урожайность быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальнейшее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайности, а в избыточной дозе минеральные вещества могут оказаться для растений токсичными). Эта зависимость была названа закон предельной урожайности.

Так, по данным В.Г.Минеева (1990) при среднем урожае зерновых 21,5 ц/га вносят 80 кг/га минеральных удобрений, при 40 ц/га – в 2 раза больше, при 50 ц/га – в 8-10 раз больше. Культурные растения усваивают только часть вносимых доз (40-70 % в зависимости от вида и дозы удобрений), а остальная часть попадает в окружающую среду.