Вплив мікроелементів на родючість ґрунтів та екологічну безпеку агроценозів
5 хв читання
Мікроелементи життєво необхідні рослинам, проте межа між користю і шкодою дуже тонка. Накопичуючись в орному шарі, вони міцно зв'язуються ґрунтовими колоїдами. Цей процес відбувається особливо активно на важких глинистих ґрунтах і ділянках з високим вмістом гумусу. Більшість мікроелементів належать до важких металів, їхні сполуки стабільні і роками зберігають токсичність у ґрунті.
У мікроелементів вкрай вузький безпечний інтервал концентрацій. Помилки в дозуваннях швидко перетворюють цінне добриво на стійкий ґрунтовий токсин, який харчовим ланцюгом переходить в урожай, а потім в організм людини і тварин.
Ризики надлишку: як мікроелементи перетворюються на токсини
Щоб не допустити прихованого отруєння ґрунту, необхідно контролювати вміст мікроелементів і знати їхні гранично допустимі концентрації. Накопичення металів відбувається поступово, але при перевищенні порогових значень вони починають блокувати життєві процеси рослин. Це призводить до погіршення фітосанітарного стану поля і зниження врожайності.
| Мікроелемент | Діапазон концентрацій у ґрунтах, мг/кг | Найчастіші концентрації, мг/кг | Гранично допустима концентрація (ГДК), мг/кг |
|---|---|---|---|
| Бор | 2–100 | 5–30 | 100 |
| Кобальт | 1–50 | 1–10 | 50 |
| Молібден | 0,2–10,0 | 1–5 | 10 |
| Цинк | 10–300 | 10–50 | 300 |
| Марганець | 30–3000 | 400–2000 | 3000 |
| Мідь | 2–100 | 5–20 | 100 |
До надмірного накопичення важких металів у ґрунті зазвичай призводять системні помилки в технології та безконтрольне застосування відходів:
- внесення органічних добрив із тваринницьких ферм, де застосовують кормові добавки з мікроелементами;
- використання несертифікованих промислових, міських і побутових відходів;
- порушення технології та регламентів застосування мікродобрив;
- використання неякісних препаратів із нестабільним хімічним складом.
Токсичний надлишок металів денатурує білки рослин, порушуючи обмін речовин на клітинному рівні. Важкі метали зв'язують фосфор у важкорозчинні фосфати, роблячи його недоступним для живлення. Крім того, вони конкурують з іншими елементами за переносники в метаболічному ланцюзі, викликаючи штучний дефіцит потрібних речовин. У ґрунті падає ферментативна активність і пригнічується природна азотфіксація — як симбіотична у бульбочкових бактерій, так і вільна.
- Пригнічення азотфіксації — при 10-кратному перевищенні фону
- ГДК марганцю в ґрунті — 3000 мг/кг
- ГДК цинку в ґрунті — 300 мг/кг
- ГДК міді та бору — 100 мг/кг
Як керувати балансом: від контролю до зниження токсичності
Попри ризики забруднення, повністю відмовлятися від мікродобрив не можна. Без них різко знижується ефективність азотних, фосфорних і калійних добрив, оскільки більшість ґрунтів від початку бідні на мікроелементи. Розумне застосування мікродобрив в оптимальних дозах слугує важливим елементом екологізації агротехнологій.
Оптимальні норми мікроелементів працюють як інгібітори нітрифікації та уреази. Вони стримують перехід азоту в нітратну форму, запобігаючи забрудненню ґрунтових вод, і одночасно допомагають рослинам краще засвоювати екстра-азот ґрунту.
При плануванні системи живлення важливо враховувати гранулометричний склад ґрунту на конкретному полі. Рухомі сполуки металів поводяться по-різному залежно від структури ґрунту. Найактивніше важкі метали закріплюються в мулі, значно гірше — у пилу, і практично не затримуються в піску. Будь-які зміни в гранулометричному складі ґрунту різко змінюють доступність металів для рослин.
Якщо аналіз ґрунту показує небезпечний надлишок важких металів, їхнє надходження в рослини можна заблокувати такими методами:
- проводити вапнування ґрунтів для переведення металів у малорухомі форми;
- вносити фосфорні добрива, що зв'язують вільні іони металів у важкорозчинні сполуки;
- підтримувати позитивний баланс гумусу завдяки регулярному внесенню гною та запашці сидератів;
- застосовувати активоване вугілля як сорбційні фільтри для запобігання накопиченню важких металів в урожаї.
Важкі метали розподіляються по органах рослин нерівномірно:
- найбільше їх накопичується, як правило, у кореневих волосках;
- менше – у коренях;
- ще менше – у стеблах;
- особливо мало – у плодах.
Значний вплив на розподіл важких металів по органах рослин мають біологічні особливості культури. Вони впливають і на загальне накопичення. Серед поширених сільськогосподарських культур надлишковим накопиченням важких металів відзначаються насамперед овочі. Акумуляція важких металів також багато в чому залежить від генотипу сорту. Підбір його відповідно до вимог культури, можливостей родючості ґрунтів та умов агротехніки дозволяє значною мірою знизити накопичення важких металів у рослинах до екологічно безпечного рівня.
До найбільш значних факторів, що викликають забруднення навколишнього середовища, належать техногенні фактори. Поліпшити докорінно екологічну обстановку при техногенному забрудненні можна тільки на основі скорочення промислових викидів або переходу промислового виробництва на безвідходні технології.
Екстра-азот – мінералізований (мобілізований) або додатково засвоєний рослинами азот ґрунту під впливом азотних добрив. 1046
Рис. 118. Основні потоки забруднення ґрунтів і рослин важкими металами та шляхи їх детоксикації
Читайте також
Агрохімія Студентові
Оптимізація внесення мінеральних добрив для підвищення ефективності агровиробництва
Живлення та добрива Дачникові