Сокращение применения химических удобрений
Обновлено: 19.09.2024
Обращаясь к национальному конклаву по вопросам естественного земледелия в Ахмедабаде, премьер министр Индии Нарендра Моди сказал, что: "необходимо убрать сельское хозяйство из химической лаборатории и связать его с лабораторией природы". Он также отметил, что инвесторам следует также обратить внимание на переработку продуктов, произведенных в результате естественного земледелия, поскольку это путь для продвижения вперед.
На прошедшей неделе предложенная в ЕС стратегия "От фермы до вилки" получила поддержку членов Европейского парламента. Согласно новой стратегии, европейским аграриям придется на 50% сократить использование удобрений.
По словам Европейской комиссии, эта стратегия направлена на то, чтобы сделать производство продовольствия ЕС экологически чистым. Следовательно, к 2030 году ожидается введение ограничений на использование пестицидов, удобрений и антимикробных препаратов на фермах.
Сообщается, что европейских аграриев ожидает сокращение использования пестицидов на 50%, на 20% – использование удобрений, включая навоз, и на 50% – продажи противомикробных препаратов или антибиотиков, используемых в животноводстве и выращивании аквакультур.
Согласно новым ограничениям в ЕС, 25% сельскохозяйственных земель должны обрабатываться в соответствии с органическими методами, а использование земель под сельскохозяйственные культуры должно быть сокращено на 10%.
Генеральный секретарь фермерского объединения Copa-Cogeca Пекка Песонен отмечает, что худшим последствием введения квот на использование удобрений будет снижение урожайности и увеличение импорта продовольствия в Европу.
В настоящее время единственный обстоятельный анализ был проведен USDA, отмечает Пекка Песонен.
По словам Пекка Песонен, если ограничения будут введены, фермеры будут вынуждены искать другие способы защиты сельхозкультур и животных, чтобы компенсировать ожидаемые производственные потери. В частности, им придется искать альтернативные методы и технологии производства.
Отмечается, что вводимые ЕС ограничения будут иметь значимые последствия для канадских фермеров и экспортеров сельскохозяйственной продукции.
Напомним, правительство Аргентины ограничило объем экспорта кукурузы и пшеницы в текущем сезоне 2021/22, чтобы предотвратить нехватку зерна на внутреннем рынке и снизить рост цен на продовольствие в стране, борющейся с высокой инфляцией.
Одно из крупнейших и наиболее впечатляющих исследований в мире показывает, что простые вмешательства могут дать большие результаты. В ходе десятилетнего испытания исследователи работали с 21 миллионом мелких фермеров по всему Китаю, чтобы выяснить, могут ли они повысить урожайность сельхозкультур при одновременном снижении воздействия сельского хозяйства на окружающую среду. Результаты были успешными.
За десятилетие с 2005 по 2015 год средняя урожайность кукурузы, риса и пшеницы увеличилась примерно на 11%. В то же время использование азотных удобрений сократилось примерно на 17%. Благодаря выращиванию большего количества культур и уменьшению потребности в удобрениях, этот эксперимент обеспечил экономическую прибыль в размере 12,2 млрд долл. США. Это не было достигнуто за счет крупных технологических инноваций или изменений в политике: это предполагало обучение фермеров передовым методам управления.
Часто считается, что использование удобрений (наряду с загрязнением, которое они создают) и урожайность представляют собой неизбежный компромисс. Чтобы повысить урожайность, вам нужно все больше и больше удобрений. Это крупномасштабное исследование показывает, что этот компромисс не всегда столь радикален, как мы могли бы подумать.
Чтобы было ясно: удобрения жизненно важны для мирового производства продуктов питания. Немногие инновации изменили мир так же сильно, как синтетический азот.
Статья: Какие страны наносят ущерб окружающей среде из-за чрезмерного использования удобрений?
Удобрения помогают нам добиваться более высоких урожаев. Это очевидный чистый позитив для людей: фермеры могут производить и зарабатывать больше, а в мире становится больше продуктов питания. Менее очевидно то, что это приносит большую пользу окружающей среде. Более высокие урожаи означают, что нам нужно использовать меньше земли для ведения сельского хозяйства. Это означает, что мы можем защитить леса и сохранить естественную среду обитания.
Но это правда, что помимо преимуществ для окружающей среды, есть и недостатки. Не весь азот, который мы используем, используется культурами. Остатки азота стекают с почвы в естественную среду, удобряя реки и озера, тем самым нарушая баланс экосистем и вызывая утрату биоразнообразия.
Мы можем предположить, что мы ничего не можем сделать: чтобы добиться более высоких урожаев, нам нужно больше ресурсов и, следовательно, обязательно вызвать большее загрязнение. В этой статье я показываю, что фермеры во многих странах могут сократить использование удобрений без ущерба для производства продуктов питания.
Существуют большие различия в использовании удобрений в разных странах мира
Если в почве не хватает питательных веществ, мы можем добавить свои собственные. Это могут быть синтетические удобрения или органические добавки, такие как навоз. Есть очень большие различия в том, сколько удобрений вносится в разных странах мира. Мы видим это на диаграммах ниже: во-первых, это карта среднего использования удобрений на гектар пахотных земель; и во-вторых, с разбивкой по питательным веществам на гистограмме.
Между странами есть 100-кратные различия. Во многих беднейших странах мира, особенно в странах Африки к югу от Сахары, фермеры вносят всего несколько килограммов удобрений на гектар. Для контекста, один гектар примерно в 1,5 раза больше футбольного поля. Сравните это с такими странами, как Китай, Бразилия, Великобритания или Египет, где фермеры применяют сотни килограммов в год. За несколько дней они вносят столько же, сколько некоторые фермеры за год.
Это привело к разделению мира:
— Во многих более бедных странах нам нужно больше удобрений. Повышение урожайности было медленным, и большой разрыв в урожайности можно было бы ликвидировать за счет более широкого и более эффективного управления производственными ресурсами. Это хорошо не только для фермеров, но и для окружающей среды: по указанным выше причинам сокращение разницы в урожайности — один из лучших способов предотвратить потерю среды обитания в тропиках.
— Вот почему для таких агентств, как Программа развития Организации Объединенных Наций, вредно постоянно продвигать идею о том, что чем меньше удобрений, тем лучше. Это вредно для людей или окружающей среды. Но, как мы увидим, многие страны используют избыточное количество азота. Они могли сократить их использование без отрицательного воздействия на урожайность.
Эффективность использования азота: уравновешивание урожайности и потребности в питательных веществах
Использование большого количества удобрений не обязательно было бы плохим, если бы все они использовались посевами. К сожалению, в большинстве случаев это не так.
Низкое значение NUE — это плохо, и означает, что очень мало добавляемого нами азота поглощается растениями. NUE 20% будет означать, что 80% внесенного азота стало загрязняющим веществом.
В глобальном масштабе NUE остается на устойчиво низком уровне — от 40% до 50% с 1980 года. Это на удивление низкий уровень. Это означает, что на самом деле они поглощают менее половины азота, который мы вносим в наши культуры. Остальное — избыток, который просачивается в окружающую среду.
Но, как показано на карте выше, в разных странах мира существуют очень большие различия в NUE. Некоторые страны достигают низкого NUE — менее 40%. И в Индии, и в Китае, например, эффективность составляет лишь одну треть. Однако в некоторых странах дела обстоят намного лучше. Франция, Ирландия, Великобритания и США имеют эффективность более двух третей.
Как со временем менялась эффективность использования азота
Мы также можем посмотреть на изменение NUE с течением времени, которое показывает нам некоторые интересные различия между странами.
На диаграмме мы видим соотношение входов и выходов азота в виде связной диаграммы На оси ординат у нас есть выходы азота: количество азота, которое собирают в посевах. По оси абсцисс отложены поступления азота: добавленные в виде удобрений, навоза или естественного поглощения почвой.
В идеале нам нужно значение, которое становится выше по оси Y: больший урожай от наших культур, но не перемещается все дальше и дальше вправо (что указывало бы на то, что для достижения этого требуется все больше и больше ресурсов). Если страна все дальше удаляется от серой линии, она становится все более неэффективной. Мы хотим, чтобы страны двигались в этом направлении.
Я выделила несколько интересных образцов страны. Мы видим, что такие страны, как Индия, Китай и Египет, становятся менее эффективными. Урожайность будет расти, но они нуждаются в увеличении количества азота для достижения этой цели. Это убывающая кривая доходности. Они удаляются от центральной серой линии. Франция дает нам интересный контрпример. В последние годы она начала двигаться назад по оси абсцисс, чтобы снизить поступление азота. В то же время Франция медленно увеличивала урожайность. Это увеличивает урожайность при одновременном сокращении количества используемых удобрений. NUE улучшается.
В нижнем левом углу мы видим Нигерию. Многие страны Африки к югу от Сахары группируются близко к месту происхождения. Они получают низкие урожаи и вносят в посевы лишь небольшое количество азота. Для обеспечения продовольственной безопасности им нужно быстро перемещаться по оси Y.
Мы можем уменьшить загрязнение азотом без снижения урожайности
Таким образом, эффективность использования азота, а не просто использование удобрений, кажется нам лучшим показателем устойчивого развития для сравнения.
Можно предположить, что все страны могут достичь одинакового высокого NUE. Но, может быть, все же несправедливо сравнивать страны мира подобным образом. Различия в климате, растительности и типах почв означают, что мы не можем везде добиться одинаковых урожаев при одинаковых затратах. В некоторых странах условия окружающей среды могут быть более благоприятными, чем в других.
Как мы можем лучше понять, какие страны преуспевают в этом компромиссе между урожайностью и удобрениями?
Контраст на границе между Казахстаном и Китаем; и Турция и Сирия являются хорошими примерами этого. Мы видим это на снимках с воздуха. Условия выращивания культур с обеих сторон должны быть похожими. Но Китай и Турция имеют гораздо больше растительности, чем их соседи, в результате поступления питательных веществ и того, как они управляют сельским хозяйством.
Используя спутниковые снимки и наборы геопространственных данных, эти исследователи могли измерить четыре ключевых показателя с высоким разрешением через межгосударственные границы: азотный баланс пахотных земель, загрязнение азотом, разница в урожайности (количество, на которое урожайность может быть увеличена за счет лучшего управления питательными веществами) и потенциал естественной растительности. Ученые обнаружили трансграничные различия в первых трех показателях, но не в потенциале естественной растительности. Это важно, потому что это означает, что наше предположение о том, что условия окружающей среды по обе стороны границы одинаковы, является верным.
В этом большом глобальном наборе данных исследователи обнаружили, что неоднородность трансграничного загрязнения азотом была намного больше, чем неравномерность разрыва в урожайности. Их результаты показывают, что во всем мире существует огромный потенциал для снижения загрязнения азотом без ущерба для урожайности сельскохозяйственных культур.
Они пришли к выводу, что загрязнение азотом можно было бы снизить примерно на 35%, если бы страны-загрязнители стали такими же эффективными, как их соседи. Это мало повлияет на урожайность - увеличение разницы в урожайности всего на 1%.
Их результаты также позволяют понять, какие страны используют азот неэффективно. На карте показано, как страны сравнивают уровни загрязнения азотом и прирост урожайности по сравнению с их соседями. Положительные значения, показанные оранжевым и красным цветом, означают, что страна вызывает больше загрязнения, чем необходимо для получаемых урожаев. Отрицательные значения (показаны синим цветом) означают, что страна причиняет меньше вреда.
Нам нужно помнить о нескольких важных моментах. Все эти значения измеряются относительно соседей страны. У страны может быть хороший результат, потому что ее сосед получает очень низкую урожайность: Южная Корея - хороший пример. Или страна имеет хорошие результаты, потому что ее сосед неэффективно использует азот: Монголия является хорошим примером.
У Китая самый высокий балл — 170%. Это означает, что он вызывает на 170% больше азотного загрязнения, чем необходимо для достижения такого уровня урожайности. Бразилия, Мексика, Колумбия и Таиланд также создают большое загрязнение. Это страны, которые, вероятно, могли бы значительно сократить использование удобрений, не влияя на урожайность своих культур.
Мы часто предполагаем, что дальнейшее загрязнение - это неизбежная плата за попытки закрыть пробелы в урожайности. Но этот компромисс существует не всегда.
Как мы можем использовать азот более эффективно?
Таким образом, один из способов, с помощью которого правительства могут снизить загрязнение азотом — скорректировать соотношение цен на удобрения и доходности сельскохозяйственной продукции. Они могут скорректировать субсидии, чтобы чрезмерное использование удобрений стало для фермеров дорогостоящим. Вместо этого они могли бы перераспределить эти финансовые ресурсы на методы, оказывающие положительное воздействие на окружающую среду.
Другой вариант - изменить финансовые стимулы: вместо того, чтобы субсидировать удобрения, вы можете обложить их налогом.
Возможно, мы захотим сделать удобрения более дорогими для стран, которые их злоупотребляют. Но на самом деле мы хотим сделать обратное для стран с большим разрывом в доходности. Как мы видели ранее, многие страны Африки к югу от Сахары практически не используют удобрения. В результате они дают очень низкие урожаи. Предоставление субсидий на удобрения и другие ресурсы принесет огромную пользу.
Наконец, мы можем многое сделать, обучая фермеров применять методы устойчивого управления. Исследование, проведенное в Китае с участием 21 миллиона фермеров, ясно показывает это. Чтобы добиться больших результатов, часто требуются серьезные изменения в политике и технический прогресс, но мы не должны недооценивать влияние, которое может оказать образование.
Многие рассматривают урожайность сельскохозяйственных культур и загрязнение окружающей среды как неизбежный компромисс. Так не должно быть. Мы можем значительно снизить загрязнение, не снижая урожайности сельскохозяйственных культур. Меньшее загрязнение окружающей среды, больше продуктов питания, более высокая прибыль фермеров и меньшее количество сельскохозяйственных угодий делают эту проблему многократной, если мы сможем реализовать правильные решения.
3370 р.до 10 меш.
Минеральные удобрения представляют собой неорганические соединения, которые содержат питательные элементы, необходимые для роста и развития различных сельскохозяйственных культур. Применение подобных удобрений позволяет агрономам и садовникам дать почве те вещества, в которых она испытывает потребность. Основой минеральных удобрений, как правило, являются такие вещества, как азот, калий и фосфор. Эти вещества обеспечивают нормальный рост и развитие растений, а также их защиту от негативных факторов окружающей среды. Однако позитивный эффект от действия минеральных удобрений достигается только лишь при соблюдении правильной дозировки. В противном случае переизбыток питательных веществ, содержащихся в минеральных удобрениях, может нанести почве существенный вред.
Основной вред от минеральных удобрений
Внесение в почву минеральных удобрений на основе азота требует от агрономов предельной внимательности. Это обусловлено тем фактом, что переизбыток азотной подкормки может стимулировать размножение почвенных микроорганизмов. Именно поэтому специалисты рекомендуют использовать не сыпучие удобрения, а гранулированные. Такая форма удобрений позволяет максимально равномерно распределить удобрения по всей территории обрабатываемой площади. За счет этого будет соблюдаться правильная дозировка подкормки для растений. Следует добавить, что размножение подобных организмов не влияет урожайность и качество продукции. Скопление почвенных микроорганизмов может только лишь привести к накоплению гумуса в почве.
Стоит заметить, что большинство современных производителей изготавливают азотные удобрения именно в виде гранул. В частности, именно таким образом изготовляется аммиачная селитра. Применение этого удобрения обеспечивает растения азотом, который им необходим для активного вырабатывания белков и органических веществ. Таким образом, правильная дозировка аммиачной селитры не нанесет вреда растению, а наоборот, способствует повышению уровня урожайности сельскохозяйственных культур.
Говоря о вреде минеральных растений, также хочется сказать, что подобная подкормка может иметь негативное влияние на микроструктуру почвы. В частности, данные удобрения способствуют снижению видимой порозности, уменьшению доли зернистых агрегатов и возрастанию плотности упаковки микроагрегатов. В некоторых случаях вред минеральных удобрений заключается в том, что данная подкормка растений является источником загрязнения грунтов токсичными элементами и металлами. Однако эта проблема актуальна только лишь для продукции недобросовестных производителей, которые в производственном процессе используют сырье с высоким содержанием цинка, свинца, кадмия и прочих химических элементов.
Как снизить вред от воздействия минеральных удобрений
Основным способом снижения вреда от воздействия минеральных удобрений является соблюдение дозировок, предписанных производителем. Для этого желательно использовать гранулированную подкормку, которую можно вносить в грунт посредством механизированной техники. За счет этого не только ускоряется процесс обработки земель, но и обеспечивается правильная дозировка, которая позволяет не просто снизить, а предотвратить вред от воздействия минеральных удобрений.
В начале ХХ века немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош разработали метод получения азота из воздуха и смешивания его с водородом. Это окажется одним из величайших научных достижений века.
Вместе эти два элемента образовали жидкий аммиак, ключевой ингредиент синтетических удобрений, который приведет к беспрецедентному развитию сельского хозяйства и поможет накормить быстрорастущий мир.
Но есть и обратная сторона. За последние 100 лет количество антропогенных соединений азота в воде, почве и воздухе увеличилось вдвое. Этот рост во многом обусловлен широким использованием синтетических удобрений.
Азот необходим для жизни на Земле, но его чрезмерное количество опасно, т.к. он является загрязнителем и отравляет водоемы, растения, животных и людей, способствуя изменению климата из-за выбросов сильного парникового газа – закиси азота. Хотя широкому кругу людей об этом почти неизвестно, эксперты называют избыток азота одной из самых серьезных угроз загрязнения, с которыми сегодня сталкивается человечество.
Фото: Эрик Вэнс
Проблемы
В начале ХIX века в природе почти не было антропогенных соединений азота. Однако спустя годы после прорыва Габера-Боша его уровень благодаря массовому потреблению синтетических удобрений, производству боеприпасов и сжиганию ископаемого топлива, при этом оба создают химически активные формы азота, начал стремительно расти.
Под угрозой оказалось и здоровье человека. Выбросы аммиака в сельском хозяйстве смешиваются с загрязнением транспортными выхлопными газами, создавая в воздухе опасные твердые частицы и обостряя респираторные заболевания, включая КОВИД-19. По результатам исследования, загрязнение воздуха может стать причиной увеличения смертности, связанной с заболеванием КОВИД-19, на 15 процентов.
Для того, чтобы остановить волну загрязнения азотом, правительства, компании и международные организации, включая Программу ООН по окружающей среде (ЮНЕП), совместно с учеными работают над исследованием угроз от использования азота и повышением информированности об этом.
С этой целью почти год назад государства-члены ООН одобрили Коломбскую декларацию об устойчивом управлении азотом, цель которой – сокращение азотных отходов вдвое от всех источников к 2030 году.
Минеральные удобрения – один из источников дополнительного питания растений, но с точки зрения повышения плодородия почвы они бесполезны, так как не содержат органической части. Поэтому вместе с минеральными удобрениями обычно вносят торф (органическая добавка) в объёме 500 м3 на 1 га (350 т). Норма внесения минеральных удобрений на 1 га составляет в среднем 600 кг. При этом для раскисления почвы вносят гашёную известь. Дозы извести ( на 1 га) на основании определения pH солевой вытяжки с учётом механического состава почвы колеблются в пределах от 1 т – на супесях и лёгких суглинках до 8 т – на тяжёлых суглинках.
Опасен и перекорм растений минеральными удобрениями. В результате переизбытка азота у растений возникает сильный рост листовой массы, слабое завязывание плодов и затягивание сроков их созревания, снижение устойчивости к заболеваниям.Переизбыток азота может привести к следующим последствиям:
· у капусты, при обильном поливе, долго не формируется кочан, уменьшается его плотность, а плотные кочаны быстро лопаются;· у свёклы и картофеля образуются внутри пустоты;· лук долго не созревает, образуя толстую шейку, что снижает его качество и лежкость;· у томатов усиленно растут пасынки, листья, наблюдается слабое, рыхлое цветение и затягивание созревания плодов, плоды получаются водянистые;· у огурцов- избыточное накопление нитратов в плодах.
При некорневой подкормке растений, химические препараты остаются на листьях и побегах растений, что при контакте с человеком может вызвать раздражение кожи, химические ожоги, язвы и т.д. Животные получают в данном случае пищевое отравление, так как слизывают с шерсти остатки препарата, попавшего с растения.
При применении минеральных удобрений и химических средств защиты приводит к уничтожению антоцианов – это пигментные вещества из группы гликозидов (это природные углеводосодержащие вещества органического характера, растительного происхождения). Растительные гликозины в организме человека обладают противоотечным, желчегонным,спазмолитическим, седативным, стимулирующим, бактерицидными свойствами.
Попадая в организм вместе с пищей, окрашенные флавоноиды (витамины):
· уменьшают проницаемость сосудистых стенок;· повышают эластичность капилляров, соединительнотканных структур, сердечной мышцы;· предотвращают развитие злокачественных новообразований и повреждение элементов ДНК;· замедляют процесс старения;· предупреждают внутренние кровоизлияния;· купируют рост колоний патогенов, провоцирующих возникновение респираторных заболеваний;· снижают АД.
Особая ценность антоцианов связана с их способностью улучшать зрение.
Соединения входят в перечень мощнейших антиоксидантов (это природный механизм обеспечения клеток организма адекватной защитой от частиц активного кислорода).Эффективность связывания свободных радикалов кислорода растительными гликозидами на порядок выше, чем у витаминов E и C.
Применение минеральных удобрений и химических средств защиты приводит к уничтожению Сальвестрола. Сальвестрол – это природные соединения (фитонутриенты), которые образуются в растениях( одно из главных веществ в формировании иммунной системы у человека и животных), для защиты от стрессовых факторов, таких как: вирусы; бактерии; ультрафиолетовый свет; насекомые. Они имеют важное значение для здоровья человека, оказывают значительное влияние на борьбу с многими болезнями.
Читайте также: