Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чтобы узнать о других значениях, см. Выщелачивание .
сельское хозяйство
Maler der Grabkammer des Sennudem 001.jpg
История
На земле
Гидрокультура
  • Аквакультура
  • Аквапоника
  • Гидропоника
  • Аэропоника
Связанный
  • Агробизнес
  • Агротехника
  • Сельскохозяйственная техника
  • Сельскохозяйственная наука
  • Сельскохозяйственная техника
  • Агроэкология
  • Агролесоводство
  • Агрономия
  • Без животных
  • Разнообразие культур
  • Экология
  • Домашний скот
  • Механизация
  • Пермакультура
  • Стабильный
  • Городской


Списки
  • Государственные министерства
  • Университеты и колледжи
Категории
  • сельское хозяйство
    • по стране
    • компании
  • Биотехнологии
  • Домашний скот
  • Мясная промышленность
  • Птицеводство
 Портал сельского хозяйства
  • v
  • т
  • е

В сельском хозяйстве , выщелачивание является потеря водорастворимых растительных питательных веществ из почвы , из - за дождя и полива . Структура почвы , посев сельскохозяйственных культур, тип и нормы внесения удобрений и другие факторы принимаются во внимание, чтобы избежать чрезмерной потери питательных веществ. Выщелачивание может также относиться к практике применения небольшого количества избыточного орошения, когда вода имеет высокое содержание соли, чтобы избежать накопления солей в почве ( контроль засоления ). Там, где это практикуется, дренаж также обычно должны использоваться для отвода лишней воды.

Выщелачивание представляет собой проблему для окружающей среды, поскольку способствует загрязнению грунтовых вод . Когда вода из дождя, наводнения или других источников просачивается в землю, она может растворять химические вещества и переносить их в подземный водопровод. Особое беспокойство вызывают свалки и свалки опасных отходов , а в сельском хозяйстве - избыток удобрений , неправильно хранящийся навоз и биоциды (например, пестициды , фунгициды , инсектициды и гербициды ).

Выщелачивание азота [ править ]

Формы и пути азота в системе сельскохозяйственного производства

Азот является обычным элементом в природе и важным питательным веществом для растений. Примерно 78% атмосферы Земли состоит из азота (N 2 ). Сильная связь между атомами N 2 делает этот газ достаточно инертным и не может напрямую использоваться растениями и животными. Поскольку азот естественным образом циркулирует в воздухе, воде и почве, он претерпевает различные химические и биологические преобразования. Азот способствует росту растений. Затем домашний скот поедает урожай, производящий навоз, который возвращается в почву, добавляя органические и минеральные формы азота. Цикл завершается, когда следующая культура использует измененную почву. [1] Для увеличения производства продуктов питания удобрения, такие как нитрат (NO 3 ) иаммоний (NH 4 ), которые легко усваиваются растениями, попадают в корневую зону растений. Однако почвы не поглощают избыточные ионы NO 3 , которые затем свободно перемещаются вниз с дренажными водами и вымываются в грунтовые воды, ручьи и океаны. [2] На степень выщелачивания влияют:

  • тип и структура почвы. Например, песчаная почва содержит мало воды, в то время как глинистые почвы обладают высокой степенью удержания воды;
  • количество воды, используемой растениями / культурами;
  • сколько нитратов уже присутствует в почве. [3]

Уровень закиси азота (N 2 O) в атмосфере Земли увеличивается со скоростью от 0,2 до 0,3% ежегодно. Антропогенные источники азота на 50% больше, чем из природных источников, таких как почвы и океаны. Выщелоченные сельскохозяйственные ресурсы, то есть удобрения и навоз, составляют 75% антропогенного источника азота. [4] Продовольственной и сельскохозяйственной организации в Организации Объединенных Наций (ФАО) мировой спрос на азотные удобрения будет расти на 1,7% в год в период между 2011 и 2015 рост на 7,5 млн тонн. Региональные увеличения азотных удобренийожидается, что их использование составит 67% в Азии, 18% в Америке, 10% в Европе, 3% в Африке и 1% в Океании. [5]

Выщелачивание фосфора [ править ]

Фосфор (P) является ключевым питательным веществом для эвтрофикации поверхностных вод и, как было показано, ограничивает рост водорослей в окружающей среде озера. Потеря фосфора с сельскохозяйственных полей давно признана одной из основных угроз качеству поверхностных вод. [6] Выщелачивание - важный путь переноса потерь P с сельскохозяйственных полей на преимущественно равнинных территориях с песчаными почвами или почвами, склонными к преимущественному стоку. [7] В отличие от азота, фосфор взаимодействует с частицами почвы посредством адсорбции и десорбции . Важными потенциальными центрами адсорбции фосфора в почвах являются поверхности оксидов или гидроксидов железа и алюминия, таких как гиббсит или ферригидрит.. Таким образом, почвы, особенно богатые такими минералами, могут накапливать P, добавленный с удобрениями или навозом. Адсорбированный P находится в сложном равновесии с P в почвенном растворе, которое контролируется множеством различных факторов, таких как:

  • наличие адсорбционных сайтов;
  • концентрация фосфора и других анионов в водном растворе почвы;
  • pH почвы;
  • окислительно-восстановительный потенциал почвы . [7] [8]

Фосфор выщелачивается, когда это равновесие смещается так, что либо ранее адсорбированный P высвобождается в почвенный раствор, либо дополнительный P больше не может адсорбироваться. Многие возделываемые почвы получали удобрения или навоз P в количествах, часто превышающих потребности сельскохозяйственных культур, и это часто длилось десятилетия. Фосфор, добавленный в такие почвы, выщелачивает просто потому, что большинство потенциальных участков адсорбции заняты P, поступившим из прошлого, так называемым «унаследованным фосфором». [9] [10] Выщелачивание фосфора также может быть вызвано изменением химических условий в почве. Снижение окислительно-восстановительного потенциала почв из-за длительного водонасыщения может привести к восстановительному растворению трехвалентного железа.минералы железа, которые являются важными участками сорбции фосфора. Фосфор, адсорбированный этими минералами, впоследствии также попадает в почвенный раствор и может вымываться. Этот процесс вызывает особую озабоченность при восстановлении естественных водно-болотных угодий , которые ранее были осушены для сельскохозяйственного производства [11] [12]

Воздействие на здоровье [ править ]

Высокий уровень NO 3 в воде может отрицательно сказаться на уровне кислорода как для человека, так и для водных систем. Проблемы со здоровьем человека включают метгемоглобинемию и аноксию , обычно называемые синдромом голубого ребенка . В результате этих токсических эффектов регулирующие органы ограничивают допустимое количество NO 3 в питьевой воде до 45–50 мг1-1. Эвтрофикация , снижение содержания кислорода в воде или водных системах может привести к гибели рыб и других морских видов. Наконец, выщелачивание NO 3 из кислых источников может увеличить потерю кальция и других питательных веществ в почве, тем самым снижая продуктивность экосистемы .[2]

См. Также [ править ]

  • Выщелачивание (почвоведение)
  • Модель выщелачивания (почва)
  • Контроль засоления почвы (потребность в промывании, эффективность промывки)
  • SahysMod (пространственная модель агро- гидросолености , промывки и грунтовых вод)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Министерство сельского хозяйства, продовольствия и сельских районов Онтарио. Воздействие на окружающую среду использования азота в сельском хозяйстве
  2. ^ а б Линь, БЛ; Сакода, А; Шибасаки, Р. Сузуки, М. (2001). «Подход к моделированию глобального выщелачивания нитратов, вызванного антропогенными удобрениями». Исследования воды . 35 (8): 1961–8. DOI : 10.1016 / s0043-1354 (00) 00484-X . PMID  11337842 .
  3. ^ «WQ262 Азот в окружающей среде: выщелачивание | Расширение Университета Миссури» . Extension.missouri.edu . Проверено 8 марта 2013 .
  4. ^ Мозье, АР; Даксбери, JM; Френей, младший; Heinemeyer, O .; Минами, К. (1996). «Выбросы закиси азота с сельскохозяйственных полей: оценка, измерение и смягчение» (PDF) . Растение и почва . 181 : 95–108. DOI : 10.1007 / BF00011296 . S2CID 1137539 .  [ постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ ФАО, Текущие мировые тенденции в области удобрений и перспективы до 2015 года [ постоянная мертвая ссылка ]
  6. ^ Карпентер С.Р., Карако Н.Ф., Коррелл Д.Л., Ховарт Р.В., Шарпли А.Н., Смит В.Х., 1998. Неточечное загрязнение поверхностных вод фосфором и азотом. Экологические приложения 8, 559–568. https://doi.org/10.1890/1051-0761(1998)008[0559:NPOSWW visible2.0.CO;2
  7. ^ a b Бёрлинг, Катарина (2003). Сорбция, накопление и выщелачивание фосфора. Дисс. Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis Agriculturae Sueciae. Agraria, 1401-6249; 428
  8. ^ Schoumans, О. (2015). Выщелачивание фосфора из почв: описание процесса, оценка риска и снижение риска . Дисс. Университет и исследовательский центр Вагенингена.
  9. ^ Jarvie, HP, Шарпли А.Н. Спирс, Б., Буда, AR, май, Л., Кляйнман, PJA, 2013. воды Санация Качество Лица Беспрецедентные вызовы от «Наследие Фосфор»Environ. Sci. Technol. 47, 8997–8998. https://doi.org/10.1021/es403160a
  10. ^ Schmieder, F., Bergström, L., Riddle, M., Gustafsson, J.-P., Klysubun, W., Zehetner, F., Condron, L., Kirchmann, H., 2018. Видообразование фосфора в долгосрочный профиль почвы с поправками на навоз - Данные мокрой химической экстракции, 31P-ЯМР и спектроскопии XANES с P K-краем. Геодерма 322, 19–27. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.01.026
  11. ^ Шенкер М., Зейтельбах С., Бранд С., Хаим А., Литаор М.И., 2004. Окислительно-восстановительные реакции и высвобождение фосфора в повторно затопленных почвах измененных водно-болотных угодий. Европейский журнал почвоведения 56, 515–525. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2004.00692.x
  12. ^ Зак, Д., Гельбрехт, Дж., 2007. Мобилизация фосфора, органического углерода и аммония на начальной стадии повторного заболачивания болот (тематическое исследование из северо-восточной Германии). Биогеохимия 85, 141–151. https://doi.org/10.1007/s10533-007-9122-2

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) В сети: [1]
  • RJOosterbaan, Водный и солевой балансы в сельскохозяйственной гидрологии. Конспект лекций, Международный курс по дренажу земель, ILRI, Вагенинген, Нидерланды. В сети: [2]
  • RJOosterbaan, 1997. « SaltMod : инструмент для переплетения ирригации и дренажа для контроля засоления». В: WBSnellen (ред.), На пути к интеграции ирригации и управления дренажем. Специальный отчет ILRI, стр. 41–43. В сети: [3]