Міністерство освіти і науки України
Чернігівський державний педагогічний університет імені Т.Г. Шевченка
Хіміко-біологічний факультет
Кафедра екології та техногенної безпеки
Дипломна робота
Техногенна безпека при роботі з добривами в сільськогосподарському виробництві
Спеціальність 7.070801. Екологія та охорона навколишнього середовища
(заочна форма навчання)
Виконав студент
Юрков Андрій Сергійович
Науковий керівник:
к.с-г.н., доц. кафедри екології та
техногенної безпеки
Мачульський Г.М.
Чернігів - 2008
Зміст
Вступ
1. Мінеральні добрива та їх вплив на довкілля
1.1 Властивості мінеральних добрив
1.2 Азотні добрива
1.3Фосфорні добрива
1.4 Калійні добрива
1.5 Мікродобрива
2. Органічні добрива
2.1 Хімічний склад та умови зберігання
2.2 Використання соломи
2.3 Зелене добриво
3. Технологія підготовки і система машин для внесення органічних та мінеральних добрив
3.1 Агротехнічні вимоги до внесення органічних і мінеральних добрив
3.2 Умови та заходи безпеки при зберіганні добрив
3.3 Технологія механізованих робіт під час зберігання, транспортування і внесення органічних та мінеральних добрив
4. Використання добрив та охорона навколишнього природного середовища
4.1 Заходи безпеки при роботі з добривами
4.2 Зв`язок між підвищенням концентрації важких металів у грунті з викорстаням мінеральних добрив
4.3 Забруднення оточуючого середовища компонентами мінерального живлення рослин
4.4 Причини забруднення сільськогосподарської продукції компонентами органічних добрив та заходи забезпечення її техногенно-екологчної безпеки
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
Актуальність. Охорона навколишнього середовища є одним із важливих завдань працівників сільського господарства.
Інтенсифікація виробництва, широке впровадження інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, використання в підвищених нормах органічних і мінеральних добрив, пестицидів та інших хімічних засобів порушують природні умови і забруднюють навколишнє середовище. Наявність у мінеральних добривах різних токсичних домішок, незадовільна їх якість, а також можливі порушення технології використання можуть призвести до серйозних негативних наслідків. Тому збереження в чистоті навколишнього середовища набуває важливого державного значення.
В Україні створено Міністерство охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки, на яке покладено функції комплексного керування природоохоронною діяльністю, контролю за використанням і охороною земель, вод, повітря, рослинного і тваринного світу, корисних копалин, проведення економічної експертизи, розміщення продуктивних сил і галузей народного господарства, пропаганди екологічних знань. Крім того, звертається увага на виховання у населення високої відповідальності за збереження і примноження природних багатств, бережливе їх використання.
Серед хімічних засобів інтенсифікації землеробства, підвищення його продуктивності й ефективності головними як по масштабах, так і за економічними результатами є мінеральні добрива. В даний час агрохімічна наука нараховує значну кількість фундаментальних розробок, упровадження яких з урахуванням грунтово-кліматичних умов і особливостей агротехніки створює необхідні передумови для підвищення родючості ґрунтів і одержання високих стійких врожаїв належної якості при збереженні і поліпшенні навколишнього середовища.
Предмет дослідження – мінеральні добрива.
Об`єкт дослідження – заходи щодо мінімізації впливу на навколишнє середовище при застосуванні мінеральних добрив.
Метою нашої роботи є дослідження техногенної безпеки при роботі з добривами у сільськогосподарському виробництві.
Основними завданнями роботи є наступні:
1) дати характеристику мінеральних добрив;
2) розглянути особливості застосування органічних добрив;
3) проаналізувати технологію підготовки і систему машин для внесення органічних та мінеральних добрив;
4) проаналізувати екологічні наслідки щодо навантаження на природне середовище при використанні добрив.
Практична значимість: поінформованість про наслідки нераціонального використання мінеральних добрив та розробка нових технологічних схем внесення мінеральних добрив сприяє одержанню найбільш високих врожаїв. Тому дана тема досить актуальна і потребує більш детального вивчення.
1. Мінеральні добрива та їх вплив на довкілля
1.1 Властивості мінеральних добрив
Важливою характеристикою добрив є вміст у них поживного елементу або діючої речовини, що виражається у відсотках до загальної маси добрива. Чим більший вміст елемента, тим добриво краще, в ньому міститься менше баласту. Добрива з малим вмістом баласту економічно вигідніші: їх дешевше перевозити (в розрахунку на одиницю елементів живлення), дешевше і легше вносити в грунт. Баласт нерідко негативно впливає на грунт. Отже, чим менший вміст баласту в добривах, тим вони агрономічно кращі. Однак зміна властивостей ґрунту внаслідок внесення добрив і, зокрема, його структури відбувається не лише під дією баласту, а й тієї його частини, яка використовується рослиною.
За характером дії добрива є прямої та опосередкованої дії.
Прямої дії - це добрива, з якими в ґрунт безпосередньо вносяться поживні елементи (мінеральні добрива).
Опосередкованої дії - збагачують ґрунт поживними елементами опосередковано, в тому числі через покращення його властивостей (органічні, бактеріальні добрива, вапно, гіпс) [1].
Залежно відносної швидкості вбирання рослинами катіонів і аніонів та впливу на реакцію ґрунтового розчину виділяють: а) фізіологічно кислі добрива - це сполуки, під час розчинення яких із ґрунтового розчину швидше вбираються катіони, ніж аніони (аміачна селітра, аміачна вода, суперфосфат та ін.); б) лужні - аніони вбираються швидше від катіонів (натрієва і кальцієва селітри, фосфоритне борошно, томасшлак); в) нейтральні - добрива, катіони і аніони яких рослини поглинають з приблизно однаковою швидкістю (комплексні мінеральні добрива, сечовина, значна частина органічних).
За фізичним станом добрива є рідкі (аміачна вода, сеча, гноївка і ін.) та тверді (аміачна та інші види селітр, суперфосфат, хлористий калій, пташиний послід).
1.2 Азотні добрива
Азо́тні до́брива — азотовмісні речовини, які вносять у ґрунт з метою підвищення врожайності с.-г. культур. Важливим джерелом азотних речовин для рослин є гній, сеча тварин, торф, пташиний послід, зелене добриво, компости, відходи с. г. і м'ясо-рибної промисловості та ін. (див. Органічні добрива). Особливо великого значення набули мінеральні А. д. Вони містять азот в нітратній, аміачній, нітратно-аміачній і рідше в амідній формі.
Аміакати — це розчини різних азотних добрив (аміачної, кальцієвої селітр або сечовини) в аміаку. При цьому досягається збільшення вмісту азоту до 35 % і більше. Проте аміакати сильно роз'їдають метали, тому зберігають їх в особливих цистернах з алюмінію, нержавіючої сталі або із спеціальними покриттями. Це утруднює транспортування їх і внесення в грунт.
В рідкому аміаку, аміачній воді і аміакатах міститься вільний аміак, який може легко втрачатися, тому ці добрива треба вносити у вологий грунт на глибину 10—12 см. Зменшення глибини загортання або поверхневе їх внесення призводять до значних втрат азоту.
У нітратних азотних добривах азот міститься у вигляді аніону азотної кислоти. До таких добрив відносяться натрієва і кальцієва селітри. До амонійних азотних добрив належать хлористий амоній, сульфат амонію, аміачна вода, безводний аміак, аміакати, які містять азот у формі катіону амонію і аміаку. Основним амонійно-нітратним азотним добривом є аміачна селітра, яка містить азот у формі іонів амонію та нітрат-іонів. Амідні добрива містять азот в амідо- та аміносполуках. До них відносяться сечовина та ціанамід кальцію.
Аміачні добрива краще вбираються ґрунтом, через це вони більш придатні для завчасного внесення. Норми внесення А. д. залежать від ґрунтово-кліматич. умов, біологіч. особливостей культур і способу внесення добрив.
Як мінеральні азотні добрива застосовують такі речовини:
Нітрат калію KNO3
(калійна селітра) являє собою безбарвну кристалічну речовину. На вологому повітрі не мокріє і не злежується. Нітрат калію — дуже цінне мінеральне добриво, в якому міститься два поживних для рослин елементи — азот і калій. Однак за агрохімічними вимогами вміст азоту в азотнокалійових добривах повинен бути більшим, ніж в KNO3
. Тому нітрат калію застосовують переважно в суміші з амонійними солями [17].
Нітрат амонію NH4
NO3
(амонійна селітра) дуже багате на азот добриво. Але нітрат амонію має істотний недолік — на вологому повітрі він мокріє, а при висиханні утворює тверді куски. Цілком сухий нітрат амонію може вибухати. Тому його застосовують як добриво в суміші з сульфатом амонію. Така суміш на повітрі не мокріє; не злежується і являє собою дуже цінне добриво, особливо під цукрові буряки, картоплю та інші культури.
Нітрат кальцію Ca(NO3
)2
(кальцієва, або норвезька, селітра) — теж цінне азотне добриво. Його виробляють у великих кількостях нейтралізацією нітратної кислоти вапном. Цінність нітрату кальцію як добрива полягає також у тому, що іони кальцію Ca2+
благотворно впливають на структуру ґрунту.
Нітрат натрію NaNO3
(чилійська селітра) являє собою єдину сіль нітратної кислоти, яка утворює потужні природні родовища (в Чилі). В багатьох країнах чилійська селітра широко використовується як мінеральне добриво.
Сульфат амонію (NH4
)2
SO4
— одне з найстаріших азотних добрив. Його добувають у зеликих кількостях нейтралізацією сульфатної кислоти аміаком. Сульфат амонію не гігроскопічний і не злежується. Він значно підвищує врожайність таких культур, як жито, пшениця, картопля і особливо чай і рис.
Хлорид амонію NH4
Cl одержують нейтралізацією хлоридної кислоти аміаком. Він теж не гігроскопічний і не злежується. Але на відміну від сульфату амонію його не вносять під такі культури, як цукрові буряки, табак тощо, оскільки іони хлору на ці культури впливають негативно.
Рідкий аміак і аміачна вода є найбагатшими добривами за вмістом азоту. Рідкий аміак, як і аміачну воду, стали застосовувати як азотні добрива лише останнім часом, коли були розроблені методи внесення в ґрунт добрив у рідкому стані.
1.3 Фосфорні добрива
Як фосфорні добрива застосовують різні сполуки — одно-, дво- і тризаміщені кальцієві солі ортофосфорної кислоти (Са(Н2
РО4
)2
, СаНРО4
та Са3
(РО4
)2
). Із збільшенням ступеня заміщеності розчинність цих солей зменшується, зберігаючись, проте, в достатньо високих межах при дії на них кислих розчинників. Тому особливості застосування різних фосфорних добрив багато в чому залежать від форми фосфату, розчинності його, а отже, і міри доступності рослинам фосфору. Наприклад, доступність фосфору суперфосфату, в якому він міститься у формі Са(Н2
РО4
)2
, значно вища, ніж доступність фосфору фосфоритного борошна— Са3
(РО4
)2
. Проте на кислому фоні, де досить рухливі навіть важкорозчинні фосфати, фосфоритне борошно в середньому не менш ефективне, ніж суперфосфат [9].
Доступність фосфору різних за ступенем розчинності фосфатів багато в чому залежить також від біологічних особливостей самих рослин.
З фосфорних добрив у виноградарстві застосовують переважно суперфосфат, томасшлаки (фосфат кальцію) і фосфат магнію.
Суперфосфат містить 8% водорозчинного фосфору. Він дещо підкислює грунт і тому ним не треба удобрювати кислі ґрунти. Якщо у ґрунті високий вміст кальцію, то фосфор суперфосфату утворює погано розчинні у воді сполуки і як добриво втрачає свою позитивну дію. Суперфосфат через це найкраще застосовувати на ґрунтах з нейтральною реакцією ґрунтового розчину. Змішувати суперфосфат з добривами, що" містять кальцій, також не можна. Суперфосфат— добриво швидкої дії. Вносять його один раз навесні перед розпусканням бруньок.
Томасшлак містить 5% цитратнорозчинного фосфору. Дія його повільніша за дію суперфосфату, бо фосфор спочатку розчиняється у ґрунті сполуками, які виділяє коріння. Тому фосфат кальцію вносять восени під час обробітку ґрунту.
Крім фосфору, томасшлак містить кальцій (45—50%)- Ось чому це добриво особливо придатне на кислих ґрунтах. До складу його входить також залізо і такі мікроелементи, як бор і марганець [21].
В разі удобрення фосфатом кальцію потреба у додатковому внесенні у грунт кальцію відпадає. Перед внесенням фосфат кальцію доцільно змішати з калійним добривом, бо сам він, як дуже дрібненький порошок, легко розвіюється.
Фосфат магнію містить 8% здебільшого цитратнорозчинного фосфору. Крім того, у ньому є магній (7%), сульфат кальцію (43%) і мікроелементи.
Алкалізований фосфат містить 11 % цитратнорозчинного фосфору та 40% вапняку. Дія цього фосфату на грунт і спосіб його застосування такі ж, як і фосфату кальцію.
Фосфат кальцію і алкалізований фосфат з огляду на високий вміст у них кальцію не можна змішувати з добривами, до складу яких входить азот.
1.4 Калійні добрива
Калійні добрива — речовини, які використовують для живлення сільськогосподарських рослин, основним поживним елементом яких є калій.
Найважливіші калійні добрива — хлорид калію KCl і сульфат калію K2
SO4
, які одержують шляхом переробки мінералів — сильвініту KCl • NaCl, каїніту KCl • MgSO4
• 3H2
O і карналіту KCl • MgCl2
• 6H2
O. Як калійні добрива використовують також сиромолоті мінерали сильвініт і каїніт.
Як калійні добрива використовують різні хімічні сполуки, які містять переважно хлорид або сульфат калію. Нерідко ці сполуки містять значну кількість баласту у вигляді NaCl, Na2
SO4
та залишків сильних кислот. Це призводить до того, що при внесенні цих добрив в кислі, не насичені основами ґрунти активна кислотність ґрунтів сильно зростає. Небажаним компонентом калійних добрив є хлор. Хлор негативно впливає на деякі рослини. Так, при високому вмісті в ґрунті хлору знижується цукристість винограду і пригнічується розвиток його, погіршується якість тютюну. Чутливі до хлору льон, картопля, гречка, конюшина, ягідні рослини, коноплі і деякі інші культури. Щоб запобігти негативній дії на рослини хлору, калійні добрива, як правило, вносять у грунт восени під зяблеву оранку або рано навесні, до розмерзання ґрунту. В цьому разі в осінній і весняний періоди інтенсивного зволоження ґрунту хлор з нього вимиватиметься, оскільки він, як аніон, ґрунтовими колоїдами не вбирається. При внесенні калійних добрив під культури, які дуже страждають від наявності хлору, перевагу слід надавати сульфатам або тим добривам, в яких вміст хлору найменший. Останні доцільно використовувати і для підживлення. Раціональний вибір добрива дає можливість істотно підвищити урожайність і поліпшити якість продукції [16].
Калійні добрива підрозділяються на три групи:
1) Концентровані, що є продуктами заводської переробки калійних руд - хлористий калій, сірчанокислий калій, калійно-магнієвий концентрат, сульфат калію-магнію (калімагнезія);
2) Сирі калійні солі, що представляють собою розмелені природні калійні руди - каїніт, сильвініт;
3) Калійні солі, одержувані шляхом змішання сирих калійних солей з концентрованими, звичайно з хлористим калієм - 30-ти і 40%-ные калійні солі.
Як калійні добрива використовують також грубну золу і цементний пил.
1.5 Мікродобрива
Мікродобрива - добрива, які містять мікроелементи і застосовуються у невеликих кількостях (борна кислота, бура, мідний і цинковий купороси тощо).
Мікродобрива містять мікроелементи, тобто ті елементи, які потрібні рослинам в малих кількостях (десятки грамів на гектар). До таких елементів належать бор, марганець, мідь, молібден, кобальт, цинк, залізо та ряд інших. Незважаючи на те що рослини поглинають невеликі кількості цих елементів, вони нерідко терплять від їх нестачі. Крім того, потреби рослин в мікроелементах зростають при вирощуванні високих урожаїв. Достатнє постачання рослин мікроелементами потрібне і для одержання продукції з нормальним вмістом мікроелементів При вирощуванні високих урожаїв нерідко вміст мікроелементів в урожаї (зерні, коренеплодах тощо) недостатній. В результаті при харчуванні цими продуктами і використанні їх як корму людина і тварини не дістають потрібної їм кількості мікроелементів. В самих рослинах мікроелементи відіграють істотну роль в багатьох життєво важливих процесах. Наприклад, при нестачі бору гине точка росту стебла, відмирають верхівкові бруньки, порушуються процеси запліднення. Нестача марганцю призводить до порушення багатьох ферментативних процесів, міді — до порушення білкового обміну, молібдену — до погіршення азотного обміну тощо. Тепер як мікродобрива застосовують найрізноманітніші речовини.
Складні й змішані добрива. Складними називають добрива, які містять кілька (2—3 і більше) елементів живлення рослин. Нерідко їх, в свою чергу, поділяють на три групи: власне складні добрива, комбіновані (або комплексні) і змішані добрива. До складних належать добрива, в яких елементи сполучаються хімічним способом: калійна селітра — КNО3
, амофос — NН4
Н2
РО4
, діамофос — (NН4
)2
НРО4
. Комбінованими називають добрива, елементи яких сполучаються не тільки хімічним, а й фізичним способом (наприклад, сплавлю-вапням): амонізований суперфосфат (NН4
Н2
РО4
+ СаSО4
), який дістають насиченням простого суперфосфату аміаком. Важливими представниками цієї групи є нітрофоски, які містять азот, фосфор і калій. Нітрофоски дістають сплавлюванням і дальшою обробкою суміші різних компонентів (наприклад, сплавлюванням фосфориту, азотної кислоти, хлориду калію та ін.). Змішаними добривами називають суміші деяких простих добрив. Ці суміші готують як безпосередньо в господарствах, так і на хімічних підприємствах. Останній спосіб економічно вигідніший [4].
Характерною особливістю змішаних добрив є те, що в них повністю зберігаються баласти простих добрив, які використовувались для виготовлення суміші. Виготовляти суміші можна тільки з деяких добрив. Іноді при змішуванні добрив утворюються токсичні для рослин сполуки (наприклад, СаС12
) або знижується доступність потрібного рослині елемента (наприклад, при змішуванні суперфосфату з вапном рухливість фосфору значно зменшується), або погіршується фізичний стан добрив (наприклад, при змішуванні селітр утворюється несипка маса, яку важко вносити в грунт). Тому при змішуванні враховують правила змішування. Складні добрива класифікують також за їхнім складом на калійно-азотні (наприклад, КNО3
), азотно-фосфорні (амофос, діамофос, амонізований суперфосфат) та ін. Крім того, є складні добрива, до яких входять як макро-, так і мікроелементи. Прикладом таких добрив є марганізований суперфосфат, маргапізована аміачна селітра, молібденовий суперфосфат та ін.
Складні добрива, порівняно з простими, мають ряд істотних переваг. Вони, як правило (за винятком змішаних), містять менше баласту, тому застосовувати їх економічно вигідно. Крім того, зменшується можлива негативна дія на грунт і рослини великих кількостей баласту. Проте негативною властивістю складних добрив є сталість їх складу, яка обмежує можливості застосування їх, оскільки в процесі росту і розвитку рослин елементи живлення треба вносити в різних співвідношеннях. Усі складні добрива містять елементи живлення в легкозасвоюваній рослинами формі.
Цінним місцевим складним добривом є зола. В ній містяться до 5—7 % Р2
О5
, до 10—13 % К2
О, до 40 % і більше СаО, а також мікроелементи.
Сполуки калію в золі не містять хлору, а містять переважно К2
СO3
. Наявність в золі вуглекислого калію і значних кількостей кальцію зумовлює зниження кислотності грунту. Вносять золу в кількості 8—10 ц/га, а при місцевому внесенні в борозни або лунки — 4—5, в підживленнях — 3—4 ц/га.
Останнім часом застосовують різні висококопцеитровані рідкі складні і суспензовані добрива. Прикладом таких добрив є так зване РКД — 10— 34—0 (рідке концентроване добриво з вмістом N — 10 %, Р2
О5
— 34 % і без калію).
2. Органічні добрива
2.1 Хімічний склад та умови зберігання
Органічні добрива - це різні за складом і властивостями речовини рослинного і тваринного походження, які вносять у ґрунт для підвищення його родючості.
Застосування органічних добрив поліпшує властивості ґрунту і має свої особливості:
1) внесення органічних добрив забезпечує рослини макро- і мікроелементами живлення;
2) ґрунт збагачується органічними речовинами, ферментами, вітамінами та іншими біологічно активними речовинами, які стимулюють розвиток рослин і ґрунтової мікрофлори;
3) з гноєм у ґрунт вносяться корисні мікроорганізми та активується діяльність нітрифікуючих та азотфіксуючих бактерій тощо;
4) органічні добрива істотно поліпшують властивості ґрунту - його структуру, фізичні властивості, водний та повітряний режим та ін., наприклад, внесення 6 т/га соломи в темно-каштановий ґрунт збільшує його водопроникність у перший рік 44,8%, другий - 34,6% і третій - 22,89%, а 60 т/га напівперепрілого гною - 29,6; 25,6 і 16,2%;
5) під час розкладання органічних речовин приґрунтовий шар повітря збагачується вуглекислим газом, що посилює ефективність фотосинтезу, так, після внесення 40-60 т/га гною виділення СО2
ґрунтом зростає на 30-50% і більше;
6) внесення органічних добрив не створює загрози перенасичення ґрунту поживними речовинами, що є небезпечним для рослин, так як "віддають" їх поступово, протягом досить тривалого часу;
7) більшість органічних добрив майже не змінює реакції ґрунтового розчину тощо.
Основну кількість органічних добрив в Україні становить гній. Використовують широко також гноївку, сечу, пташиний послід, торф, компости тощо. Також істотними джерелами органічної речовини можуть бути осади стічних вод, зелені сидеральні добрива, солома тощо [39].
Гній - це тверді та рідкі екскременти тварин.
Залежно від способу утримання тварин одержують підстилковий і безпідстилковий, або рідкий, гної.
Якість гною та інших органічних і мінеральних добрив оцінюється перш за все кількістю в них поживних речовин, особливо основних - азоту, фосфору і калію. Вміст NPK в гної залежить від умов зволоження і зберігання, кліматичної зони одержання тощо.
Так, у сільському господарстві України найпоширенішим є підстилковий гній великої рогатої худоби, якому належить 70% від всіх видів органічних добрив. Хімічний склад цього гною в Україні в середньому становить: води - 65%, золи - 15% та N - 0,50%, P - 0,25% і K 0,60% на сиру масу.
Для порівняння, рідкий гній великої рогатої худоби містить до 92% води, 0,17% сухої речовини та N - 0,20%; P - 0,15%; K - 0,17% до сирої маси.
Значною мірою склад підстилкового гною залежить від підстилки. Найкращий гній, зокрема багатий на азот, виготовляють під час використання в якості підстилки торфу, який краще від інших підстилок поглинає рідкі виділення тварин і аміачний азот.
Склад гною під час зберігання істотно змінюється: зменшується кількість органічної речовини внаслідок процесів мінералізації і одночасно проходить відносне збагачення вільними елементами живлення. Проте одночасно відбувається втрата аміачного азоту.
За ступенем розкладання гній поділяють на свіжий, напівперепрілий, перепрілий і перегній.
Розрізняють основні три типи зберігання гною: щільне або холодне, нещільне або гаряче та нещільно-щільне.
Найкраще зберігати гній щільним, або холодним, способом, який передбачає під час укладання його в гноєсховища й одночасне ущільнення. За такого зберігання з гною втрачається найменше речовин і в ньому найбільше залишається органічного компоненту та аміачного азоту. За холодного зберігання маса гною зменшується лише на 10-15% та за 3-4 місяці свіжий гній стає напівперепрілим (ще проглядається солома), а за 7-8 місяців – перепрілим [1].
Нещільне закладання гною в гноєсховище складає основу гарячого способу зберігання цього добрива. Таке зберігання внаслідок діяльності аеробних мікроорганізмів, які розкладають органічну речовину гною, він розігрівається до 50-60°С. Гарячий спосіб зберігання веде до великих втрат азоту та маси гною в цілому. За час розкладання до перегною залишається біля 25% від початкової маси гною. Нещільний спосіб зберігання використовують за необхідності швидкого отримання розкладеного гною - за 1,5-2 місяці гній стає напівперепрілим, - або для його швидкого біотермічного знезараження.
За ефективністю збереження речовин гною проміжне місце між двома описаними способами зберігання займає нещільно-щільне зберігання, хоча за швидкістю розкладання не поступається гарячому зберіганню. За цим методом гній спочатку закладають нещільно, і коли він розігріється, - ущільнюють. Отже, цей спосіб об'єднує в собі переваги холодного (незначні втрати речовин) та гарячого (швидке розкладання) способів зберігання гною.
Властивості гною залежать від виду тварини-продуцента. Так, особливо багатими на поживні речовини є гній коней та овець. Крім того, він характеризується невисокою вологістю і здатний швидко розкладатись мікроорганізмами, розігріваючись до 60-70°С. Це дає можливість використовувати його для обігріву парників. Такий гній часто називають гарячим.
Гній великої рогатої худоби, свиней тощо, який містить багато води, має нижчу аерацію і під час розкладання розігрівається значно повільніше і до невисокої температури, називають холодним.
У районах достатнього зволоження краще використовувати напівперепрілий гній, а в регіонах з дефіцитом вологи для весняного внесення - перепрілий. Вже в перший рік з такого гною рослини будуть використовувати поживні речовини. Достатньо ефективним є внесення в районах з достатньою кількістю опадів восени навіть свіжого гною, за умови низької кількості в ньому насіння бур'янів.
Приорювати гній необхідно відразу після розкидання. Щодобова затримка з приорюванням гною за ясної сонячної погоди веде до зниження його ефективності на 20-30 %.
2.2 Використання соломи
Солома — джерело поживних елементів. Хімічний склад її коливається достатньо широко, залежно від ґрунтових і погодних умов. У середньому в ній міститься 0,5% азоту, 0,25% фосфору,0,8% калію і 30—40% вуглецю, а також сірка, кальцій, магній, різні мікроелементи (бор, мідь, марганець, молібден, цинк, кобальт та ін.). При середніх урожаях зернових (2—3 т/га)в ґрунт із соломою буде повернено 10—15 кг азоту,5—8 кг фосфору,18—24 кг калію, а також відповідну кількість мікроелементів. Встановлено, що для нормального розкладу органічної речовини в ґрунті відношення С:N повинно бути 20—30:1.
Систематичне використання соломи в якості органічного добрива посилює життєдіяльність мікрофлори ґрунту та інтенсивність її дихання. Це, в свою чергу, сприяє покращенню поживного режиму ґрунту. Внесення в ґрунт соломи, матеріалу, який багатий на вуглець та бідний на азот із широким відношенням С:N, що дорівнює 80 — 100,призводить до закріплення легкодоступного азоту в ґрунті внаслідок посилення мікробіологічної діяльності та до зниження врожайності наступної культури.
Останнім часом заслуговують на увагу рекомендації щодо комбінації та сумісного використання соломи і різних видів зеленого добрива. Підвищення продуктивності ланок сівозміни підтверджує необхідність внесення соломи при вирощуванні сидератів. Внесення соломи разом із зеленим добривом сприяє активізації біологічних процесів у ґрунті, покращує забезпечення рослин доступними формами азоту, створює кращі умови для формування урожаю [17].
В умовах інтенсифікації та спеціалізації землеробства доцільно використовувати солому разом із сидеральними культурами, які вирощуються як проміжні післяжнивні ще й тому, що при цьому стає можливим впровадження технологічних рішень, які перспективні для умов Полісся та Лісостепу України. Це пов’язано з тим, що строки внесення соломи в ґрунт збігаються із сівбою післяжнивних проміжних сидеральних культур. Тому азот, який необхідно вносити в ґрунт із соломою, може бути використаний як пряме удобрення цих культур із переходом його в склад зеленої маси з високою удобрювальною цінністю. Багата маса проміжних сидеральних культур, при використанні її разом із соломою, компенсує нестачу азоту в останній та робить поєднання цих видів органічних добрив високоефективним.
За даними ряду дослідників, сумісне використання соломи з іншими видами органічних добрив — з рідким гноєм, з торфом, із зеленими добривами — має велике значення у підвищенні родючості ґрунтів та врожайності сільськогосподарських культур. Зелена маса, а також коренева система молодих рослин проміжних культур характеризуються вузьким співвідношенням вуглецю до азоту, що не перевищує 10:1 для надземної маси і 17 —20:1 — для коренів. При включенні до сівозміни, в якості зеленого добрива, післяжнивні культури сприяють зниженню співвідношення вуглецю до азоту в усій масі рослинних решток, які потрапляють до ґрунту. Тому важливим є заорювання соломи разом із післяжнивною культурою[1].
Широко використовується солома разом із зеленим добривом за кордоном. В Австрії на схилових землях в період збирання озимого ячменю та пшениці солому подрібнюють і рівномірно розподіляють по полю. Ґрунт культивують і висівають післяжнивну фацелію або гірчицю. Сидерати восени не заорюють, за зиму вони відмирають. Весною, за тиждень до сівби кукурудзи чи цукрових буряків, ґрунт обробляють спеціальним культиватором. Кукурудзу сіють в рослинну мульчу звичайними пневматичними сівалками, для боротьби з бур’янами застосовують гербіциди.
2.3 Зелене добриво
Зелене добриво — невичерпне, постійно відновлювальне джерело органічної речовини. Коренева система багатьох сидератів може доставати із глибоких шарів ґрунту елементи живлення (фосфорну кислоту, кальцій, магній та ін.). Після заорювання зеленого добрива та мінералізації ці елементи стають доступними для культурних рослин.
Значну роль відіграють сидерати і в покращенні фізико хімічних властивостей ґрунту, підвищенні його біологічної активності. Зелене добриво допомагає боротися із бур’янами та хворобами рослин, сприяє зниженню засоленості ґрунтів, їх окультуренню, захищає ґрунт від ерозії тощо.
Зелене добриво — важливе джерело гумусу й азоту в ґрунті. При заорюванні зеленої маси сидератів при урожаї 35 —40 т/га в ґрунт потрапляє 150 —200 кг азоту, що рівноцінно 30 —40 т гною. Коефіцієнт використання азоту зеленого добрива (перший рік дії)вдвічі більший, ніж гною. Аналіз літератури свідчить, що в останні роки в зарубіжних країнах (ФРН, США, Болгарія, Польща, Нідерланди та ін.) сидерати, які вирощуються в проміжних посівах, все більше використовуються в якості органічних добрив [2].
На думку німецьких вчених, сидерація — прийом багатоплановий (на цьому факті акцентують увагу, і вітчизняні дослідники),тому залежно від призначення зеленого добрива (рихлення підорного шару, оструктурення ґрунту, підвищення вмісту гумусу та азоту, елементів живлення, боротьба з бур’янами, хворобами та шкідниками)в умовах ФРН рекомендується використовувати тільки певні його форми, щоб досягнути однієї або декількох цілей. При цьому утвердилася думка, що зелене добриво найбільш ефективне, перш за все, на важких ґрунтах та в спрощеній сівозміні.
В умовах поширення дерново-підзолистих ґрунтів класичною сидеральною культурою тривалий час був алкалоїдний люпин. Однак практика останніх років показала, що капустові (капустяні)культури на зелене добриво в ряді випадків мають переваги. Це перш за все більш легке насінництво. При звичайних строках сівби капустові (капустяні)при внесенні 40 —60 кг азоту (кінець липня — початок серпня))до середини жовтня формують максимальний урожай — до 320 ц//га.
Для післяжнивного посіву, незалежно від його призначення, придатні тільки рослини, які характеризуються перш за все скоростиглістю, здатні рости при понижених температурах повітря та ґрунту, при пониженій інтенсивності сонячної радіації та скороченому світловому дні, холодо та морозостійкі. За Філімоновим, найбільш скоростиглі та невимогливі до тепла рослини із родини капустових (капустяних),найкращі з них — яра та озима свиріпа, гірчиця біла, редька олійна, ярий та озимий ріпак.
Беззаперечною можна вважати думку вчених та виробничників про те, що вибір культури на зелене добриво та економічна ефективність сидерації визначаються, головним чином, наявністю та вартістю посівного матеріалу, а також коефіцієнтом розмноження насіння. Запустові (капустяні)культури та однорічні трави в цьому плані стоять поза конкуренцією.
Як вказують деякі дослідники, проміжні посіви дозволяють найповніше використовувати атмосферні опади, сонячну енергію (коефіцієнт використання зростає до 1,38)і за порівняно невеликих затрат праці та засобів отримувати високі врожаї зеленої маси і навіть зерна, причому із підвищеним амінокислотним складом. При вирощуванні проміжних культур збагачується органічною речовиною ґрунт, покращуються його агрофізичні властивості. При поєднанні основних та проміжних культур сумарний урожай з поля в будь якому випадку є в 1,5 рази більшим, ніж при вирощуванні на полі одного врожаю, а собівартість продукції знижується на 15 —25 %порівняно із звичайними сівозмінами. Інтенсивне використання ріллі сприяє також більш раціональному використанню техніки протягом сільськогосподарського року, внаслідок чого різко зростає продуктивність праці [22].
В умовах спеціалізації та концентрації виробництва при нестачі гною та інших органічних добрив проміжні культури в деяких країнах стають одним із основних джерел органічних добрив. Так, у ФРН за останні роки площа посівів проміжних культур подвоїлася. При цьому близько 30 %цих культур заорюють на зелене добриво. Відмічається, що при насиченні сівозміни проміжними культурами вони стають одним із джерел поповнення запасів органічної речовини в ґрунті. Так, гірчиця біла при збиранні її на корм залишає до 22 ц/га рослинних решток, а при заорюванні на добриво — до 140 ц//га. Крім того, сидерація сприяла збільшенню кількості водоміцних агрегатів ґрунту під наступними культурами. Забур’яненість посівів і захворювання культур значно знизилися. Дослідження багатьох авторів показали, що включення проміжних культур до сівозміни дозволяє уникнути багатьох хвороб та шкідників сільськогосподарських культур, які не завжди можна ліквідувати тільки хімічними засобами. Заорювання зеленої маси проміжних культур здійснює оздоровчий вплив на ґрунт, підвищує його біологічну активність.
3. Технологія підготовки і система машин для внесення органічних та мінеральних добрив
3.1 Агротехнічні вимоги до внесення органічних і мінеральних добрив
Коли добрива використовуються на полях сівозміни за науково обґрунтованою системою при чіткому виконанні всіх вимог у прийнятій сівозміні та високій агротехніці, створюються умови для підвищення родючості ґрунту і постійного зростання врожайності.
Система удобрення в сівозміні — це багаторічний план, розрахований на ротацію сівозміни, використання органічних, мінеральних та інших добрив, у якому передбачаються норми добрив, і способи внесення залежно від запланованої врожайності, біологічних особливостей рослин і від чергування їх у сівозміні з урахуванням властивостей добрив, ґрунтово-кліматичних та інших умов [1].
Система удобрення є складовою комплексу організаційно-господарських та агротехнічних заходів щодо раціонального застосування добрив у господарстві. Система використання добрив у господарстві включає такі заходи: накопичення гною і правильне його зберігання; заготівля торфу і його застосування на добрива (виготовлення компостів); заготівля і зберігання пташиного посліду, золи та інших місцевих добрив і організація їх зберігання (будівництво складів), своєчасний вивіз органічних добрив на окремі поля відповідно до передбачених норм; механізація внесення, своєчасне і правильне загортання органічних і мінеральних добрив під окремі культури в сівозміні; заготівля насіння і посів рослин на зелене добриво; організація праці і транспортних засобів щодо здійснення системи використання добрив тощо.
При розробці системи удобрення в конкретному господарстві необхідно мати на увазі, що дія добрив значною мірою залежить від рівня агротехніки. Порівняно невеликі норми добрив при високій агротехніці можуть дати значний ефект, а збільшені норми при низькій агротехніці часто не дають передбачуваного результату.
Висока агротехніка є необхідною умовою ефективного застосування добрив і, навпаки, нестача поживних речовин обмежує використання умов, що створюються при цьому.
Розробляючи систему застосування добрив, необхідно враховувати вплив попередньої культури на ефективність добрив. Одна і та ж культура в межах однієї сівозміни на фоні однакових ґрунтово-кліматичних умов має отримувати добрива різного складу і в різних кількостях залежно від свого місця у сівозміні. Наприклад, льон після конюшини повинен удобрюватися головним чином фосфорними і калійними добривами при невеликій нормі азотних (20-30 кг/га). Але льон після слабкого попередника або старооранки повинен перш за все забезпечуватися азотом у нормі не менше 45 кг/га. Озима пшениця, яку висівали після чорного пару, може дати стійкі та високі врожаї зерна при внесенні фосфорних добрив, але пшениця, яка йде в сівозміні після зернових і просапних культур, вимагає удобрення не лише фосфором, а, насамперед азотом. Цукрові буряки, що розміщені в ланці з багаторічними травами, слабо реагують на азотні добрива і сильно — на фосфорні та калійні.
Рекомендується розробляти систему застосування добрив у сівозмінах у такій послідовності:
1) хімічна меліорація ґрунтів;
2) внесення гною та інших місцевих добрив;
3) розміщення мінеральних добрив;
4) визначення загальної потреби в добривах для сівозміни;
5) визначення насичення сівозміни добривами.
Для встановлення потреби в добривах на всю площу сівозміни норми добрив на 1 га поживних речовин множать на середній розмір поля сівозміни і одержують кількість поживних речовин, яка необхідна для всієї площі посіву культури. Потім визначають загальну кількість добрив, що потрібна для сівозміни.
У зв'язку з тим, що при розробці системи удобрення використовують середні рекомендовані норми, а середньозважений рівень вмісту в ґрунті сівозміни поживних речовин може бути нижчий або вищий середнього, загальну потребу в добривах коректують. Існує декілька методів коректування потреби в добривах. Усі вони майже рівноцінні. Насиченість сівозміни добривами визначають шляхом ділення загальної кількості добрив після коректування на загальну площу сівозміни. Завершальним етапом розробки системи застосування добрив є її агрохімічне та агроекологічне обґрунтування [7].
Для підвищення агротехнічної та економічної ефективності системи удобрення, розробленої на ротацію сівозміни, щорічно складається план внесення добрив під урожай майбутнього року. Складання річного плану удобрення культур обумовлено рядом причин.
1. Родючість полів сівозміни навіть у межах однієї ґрунтової відміни може значно відрізнятися. Окремі поля можуть мати різний вміст рухомих форм поживних елементів, неоднакову кислотність ґрунту, гранулометричний склад тощо.
2. Нагромадження органічних і закупівля мінеральних добрив у господарстві щороку змінюються, що є причиною порушення їх використання, передбаченого системою, розробленою на ротацію.
3. Зміна структури посівних площ культур, погана перезимівля озимих, яка викликала пересів їх ярими, або несвоєчасність сівби в зв'язку з погодними умовами також вимагають уточнення в розподілі добрив.
Вихідними даними для плану внесення добрив є фактичне розміщення культур на полях сівозміни в наступному році. На поточний рік він складається після закінчення сівби ярих культур; на наступний — для сівозмін господарства і на угіддя поза сівозмінами (сад, луки, пасовища).
При складанні річного плану внесення добрив необхідно враховувати: запланований урожай; ресурси мінеральних добрив та їх асортимент, що планується закупити для господарства на наступний рік; можливості нагромадження місцевих добрив; особливості кожного поля; попередник і його удобрення; досягнення науки і передового досвіду на рік складання плану.
На основі розробленої системи удобрення визначають поле, в якому буде проводитися під урожай майбутнього року вапнування або гіпсування ґрунту. За кислотністю і вмістом поглинутого натрію в ґрунті цього поля визначають норму вапна та гіпсу і відповідного матеріалу.
На рік складання плану внесення добрив, потреба в яких, передбачена системою їх застосування, може не задовольнятися. Господарство закупило мінеральних добрив, кількість яких за окремими видами може наближатися до потреби, а інших — бути значно менше потреби. Річний план внесення мінеральних добрив під культури врожаю майбутнього року передбачає найбільш раціональний розподіл закуплених мінеральних добрив. Рекомендовані дози основного удобрення, відкоректовані за вмістом поживних речовин у ґрунті конкретного поля, необхідно в першу чергу планувати під такі культури сівозміни: озима пшениця, цукрові буряки, картоплю, кукурудзу, соняшник, овочі, які вирощують за інтенсивною технологією. Під інші культури дози основного удобрення можна зменшити. Деякі культури після удобрення попередників будуть використовувати післядію добрив. При обмеженій кількості фосфорних добрив слід рекомендувати локальне їх внесення до сівби і обов'язково при сівбі, як захід, що підвищує їх ефективність. У припосівне удобрення і в підживлення культур у річному плані доцільно рекомендувати дози поживних речовин, передбачені системою застосування добрив.
У річному плані з урахуванням реакції ґрунтового розчину і гранулометричного складу ґрунту, вологозабезпеченості та біологічних особливостей культур указуються кращі форми мінеральних добрив із тих, що закупило господарство під урожай майбутнього року (якщо таких даних немає, використовуються форми добрив, які були закуплені господарством під урожай поточного року) [37]. Рекомендована форма мінерального добрива вказується скорочено біля дози поживної речовини. Щоб визначити потребу в добривах для сівозмін за їх формами, доза поживної речовини перераховується на відповідну форму мінеральних добрив. При складанні плану внесення добрив для садів, луків та інших угідь необхідно вивчити місце знаходження цих угідь, ґрунти, вологозабезпеченість, для саду — склад порід і щільність насаджень, для луків — компоненти травостою, запланований урожай, удобрення цих угідь у попередні роки. Це дасть можливість правильно визначити види добрив і способи їх внесення. Після складання плану внесення добрив на 1 га, визначають потребу в них для сівозмін і угідь господарства. Важливим питанням є обґрунтування річного плану внесення добрив. У ньому вказують, що враховували при складанні плану внесення добрив, закупки та асортимент мінеральних добрив, які брали за основу тощо. Аргументують місце проведення хімічної меліорації та норму меліоранту. Теоретично доводять рекомендовані форми мінеральних добрив під культури: фосфорні — залежно від реакції ґрунтового розчину і способу внесення; азотні — з урахуванням гранулометричного складу ґрунту, вологозабезпеченості; калійні та мікродобрива — з урахуванням особливостей живлення культур та інших факторів. Є два способи внесення добрив у грунт: суцільне (врозкид) і місцеве (локальне). При суцільному внесенні добрива рівномірно розподіляють (туковими сівалками, гноєрозкидачами тощо) по поверхні грунту, а потім загортають у грунт. Застосовуючи для загортання добрив різні ґрунтообробні машини, можна досягти різної глибини загортання добрив у грунт, різного ступеня перемішування добрив з ним і різного характеру розміщення добрив у грунті (рис. 3.1).
Рис. 3.1 – Схема розміщення добрив у грунті при різних способах загортання
Суцільне внесення добрив застосовують, як правило, при основному удобренні, а також при проведенні підживлень культур густого (суцільного, рядкового, вузько-рядкового, перехресного) стояння рослин у посіві: зернових, трав, льону та ін. При місцевому внесенні добрив у грунт їх розміщують в рядках, збоку від рядків, гніздами близько біля рядків тощо. При цьому добрива перемішуються з відносно малим об'ємом грунту. Перевагою місцевого внесення є можливість розмістити добриво безпосередньо поблизу кореневої системи рослини, запобігти значному вбиранню його грунтом. В результаті ефективність використання добрив буває більшою, ніж при суцільному внесенні. Проте при місцевому внесенні слід уникати створення в грунті ділянок з високою концентрацією добрив, оскільки в цьому разі може відбуватися пошкодження кореневих систем, розташованих поблизу [39].
Місцеве внесення добрив частіше застосовують одночасно з сівбою насіння та при підживленнях культур широкорядного, квадратно-гніздового й інших способів вирощування з достатньо великими міжряддями.
Дози внесення добрив у грунт. Встановлення оптимальної дози добрив є одним з найбільш важливих і в той же час складних питань, оскільки при цьому треба брати до уваги: 1) потребу рослин в елементах живлення, яка залежить від біології рослини та запланованого врожаю; 2) запаси елементів живлення в грунті; 3) можливість використання цих запасів рослиною; 4) коефіцієнт використання рослиною елементів живлення з добрив; 5) економічну доцільність використання добрив і ряд інших показників.
Є багато методів визначення оптимальних доз добрив, які можна об'єднати в три групи: а) розрахункові, б) польові і в) комплексні. В основі розрахункового методу лежить можливість встановлення доз добрив на основі обліку і математичної обробки потреби рослин в елементах живлення, кількості елементів, що використовуються рослинами, запланованого урожаю тощо.
В польових методах оптимальну дозу добрив встановлюють на підставі безпосереднього експерименту. Такий метод рекомендований, зокрема, Всесоюзним науково-дослідним інститутом добрив і агрогрунтознавства ім. Д. М. Прянишникова.
У комплексному методі враховують дані як польових дослідів, так і фактори, які дають можливість провести математичний розрахунок доз. Тепер науково-дослідні інститути визначили й рекомендують для внесення під різні культури у різних груптово-кліматич-пих зонах нашої країни оптимальні дози внесення добрив. Ці дози наводяться у відповідних довідниках і посібниках з агрохімії. Проте в кожному конкретному випадку ці дози треба уточняти виходячи з конкретних умов: вмісту рухомих елементів живлення в грунті, конкретних завдань вирощування рослин та ін. Значну допомогу в цьому дають, зокрема, агрохімічні грунтові карти. Ці карти дають також можливість доцільно розподіляти добрива по полях сівозміни. Дози внесення добрив у грунт подано в кілограмах умовної діючої речовини (N, Р2
О5
, К2
О тощо), яку слід внести на гектар. Тому при застосуванні мінеральних добрив у будь-якому випадку виникає потреба розрахувати кількість добрива, яку треба внести на гектар, щоб у грунт було внесено встановлену кількість того чи іншого елемента живлення. Для цього треба знати процентний вміст діючої речовини в добриві, який зазначено для кожної партії її. Потім за пропорцією роблять розрахунки. Наприклад, встановлено, що навесні для підживлення озимих культур слід внести 15 кг/га азоту. Припустимо, що для підживлення взято аміачну селітру з 33 %-м вмістом азоту. Отже, в кожних 100 кг добрива міститься 33 кг азоту; 15 кг азоту міститься в 45,5 кг добрива. Цю кількість його в даному випадку і треба внести на гектар [36].
Система добрив у сівозміні
Для кожної сівозміни і грунтово-клі-матичної зони складають науково обгрунтовану систему застосування добрив.
Створення такої системи дає змогу, з одного боку, виростити високі врожаї, а з другого — досягти найвищої окупності кожної одиниці добрива. В основі системи лежить створення раціонального живлення рослин з урахуванням біологічних особливостей їх і умов вирощування. Оскільки культурні рослини, як правило, вирощують у сівозміні, то й систему застосування добрив будують стосовно до конкретної сівозміни. При цьому враховують такі основні моменти: особливості живлення рослин, а також характер і потрібну якість основного продукту, грунтово-кліматичні особливості, особливості дії добрив на грунт і характер їх взаємодії одного з одним, характер полів сівозміни, відносну ефективність строків і способів внесення добрив у грунт тощо.
Культурні рослини виносять з грунту різну кількість елементів живлення і в різному сполученні. Наприклад, з середнім урожаєм зернових з гектара виноситься до 170—180 кг азоту, фосфору і калію (в розрахунку на діючу речовину), а з середнім урожєм картоплі — до 400 кг і більше. При цьому в останньому випадку значно переважає винос калію, а в першому—азоту. Велике значення для правильного розподілу добрив має тривалість періоду живлення рослин і динаміка використання рослинами поживних речовин. Період живлення — це період, протягом якого рослини використовують з грунту поживні речовини. Він нерідко коротший за вегетаційний період. Так, у ячменю він становить всього 40—45 днів, а в цукрового буряка досягає 150 днів і більше. При цьому ячмінь до фази колосіння використовує уже до 95 % і більше загальної кількості всіх необхідних йому елементів, цукровий буряк же основну кількість необхідних йому поживних речовин (60—65 %) використовує тільки в другу половину періоду живлення (серпень, вересень, жовтень). Під зернові добрива треба вносити до сівби і під час сівби, а при удобренні цукрового буряка, картоплі та інших рослин значну частину добрив доцільно вносити в підживленнях. При вирощуванні культур на зелений корм, а також для одержання високо-білкового продукту слід більше вносити азоту, а під цукровий буряк, картоплю— калію і фосфору. Треба мати на увазі, що внесені у різні строки добрива мають різну не лише біологічну, а й економічну ефективність. При цьому, природно, враховують характер ґрунтів, рівень родючості їх, забезпечення вологою і вміст елементів живлення.
Треба чергувати внесення добрив, які підкислюють грунт, з добривами, які підлужують його; добрива, які можуть погіршувати структуру грунту (наприклад, калійні),— з добривами, які її поліпшують (наприклад, суперфосфат).
Нерідко сумісне внесення різних добрив гальмує або стимулює використання того чи іншого елемента. Наприклад, при внесенні на підзолистих ґрунтах азоту урожайність зернових збільшується в середньому на 18%, калію—11 %, а при сумісному застосуванні їх збільшення спостерігалося тільки па 5 %, оскільки при цьому виявлялася негативна дія підкислення ґрунту калійними добривами. Внесення ж фосфору повністю знімало цей негативний вплив. Дуже важливо поєднувати різні види добрив: органічні, мінеральні та бактеріальні. Гак, в одному з дослідів по вивченню впливу на рослини сумісного внесення органічних і мінеральних добрив було показано, що при внесенні тільки гною (36 т/га) урожай картоплі підвищився з 89 до 172 ц/га; при внесенні азоту, фосфору, калію і кальцію в тій самій кількості, в якій вони містились у 36 г гною, урожай становив 185 ц/га, а коли ту саму кількість цих елементів було внесено в грунт па 50 % у вигляді мінеральних добрив, а па 50 % -у вигляді гною (18 т/га), то урожай досяг 205 ц/га. Велике значення для величини дози добрив і характеру внесення їх мають місце застосування їх у сівозміні і тип сівозміни.
3.2 Умови та заходи безпеки при зберіганні добрив
Мінеральні добрива зберігають у спеціальних приміщеннях з доброю вентиляцією, бажано в упакованому вигляді. Гігроскопічні добрива не можна зберігати у вологих приміщеннях, бо вони злежуються і втрачають свою цінність.
Зберігання твердих мінеральних добрив і підготовка до внесення. Добрива поставляються сільському господарству протягом усього року. Як правило, вони надходять на прирейкові склади, що виконують функції перевалочних пунктів. Основне призначення цих складів - прийом добрив із залізничних вагонів і короткочасне збереження в періоди бездоріжжя. Річне завантаження прирейкових складів розраховують на 5-6-кратний вантажообіг [40].
Для тривалого нагромадження, збереження і підготовки мінеральних добрив до внесення використовують внутрішньо-господарські і міжгосподарські склади, розраховані для роботи з дворазовим вантажообігом.
У системі агрохімічного обслуговування створюють приймальні пункти мінеральних добрив. До складу пункту входять механізми для вивантаження добрив із залізничних вагонів і подачі їх у бункери-нагромаджувачі загальною місткістю 280 м. При цьому можна поставляти добрива в господарства, минаючи збереження їх у прирейковому складі. Така схема дозволяє знизити витрати на прийом, збереження і відвантаження мінеральних добрив із залізничних станцій, однак приймати і зберігати велику частину добрив в осінньо-зимовий період повинні глибинні склади.
Пилоподібні вапняні матеріали, що надходять по залізниці, доставляють у спеціальних вагонах і перекачують у спеціальні склади силосного типу.
Типові прирейкові склади мінеральних добрив мають разову місткість до 10 тис. т, а внутрішньогосподарські - до 3 тис. т.
Зберігання рідкого аміаку. До роботи на складах допускаються особи, що пройшли атестацію на знання Правил приладів і безпеки експлуатації посудин, що працюють під тиском, що одержали достатні практичні навички. Безпосередньому допуску до роботи повинен передувати інструктаж на робочому місці по техніці безпеки, промисловій санітарії і протипожежним правилам.
Обслуговуючий персонал повинний мати індивідуальні засоби захисту. Робота на складах рідкого аміаку дозволяється тільки на справному устаткуванні, оснащеному всіма контрольно-вимірювальними приладами і запобіжними пристроями. Все устаткування, трубопроводи, зливоналивні естакади повинні бути надійно захищені від статичної електрики. При розриві трубопроводу або рясному виділенні аміаку в місцях з'єднань варто негайно відключити дана ділянка, скинути з нього тиск. На складі необхідно вивішувати технологічну схему розташування резервуарів і комунікацій.
В аварійних випадках варто діяти строго по інструкції, розробленої для даного складу. При цьому необхідно видалити з території складу сторонніх осіб, одягти засобу індивідуального захисту; припинити всі операції по зливі-наливі; відключити ушкоджена ділянка, спорожнити і скинути тиск, підготувати ушкоджена ділянка до ремонту.
Транспортування рідкого аміаку. Транспортна цистерна для аміаку повинна бути обладнана вуглекислотним (пінним) вогнегасником, червоним прапорцем (перед ліворуч на корпусі цистерни), що заземлює ланцюжком, баком з водою (місткість не менш 10 л).
Водій повинний мати при собі фільтруючий протигаз з коробкою марки КД або М, гумові рукавички і прогумований комбінезон або фартух.
Перед кожним заповненням залишковий тиск у цистерні повинне бути не менш 0,05 МПа.
Щодня перед виїздом з місця стоянки водій (тракторист) зобов'язаний провести контрольний огляд автомобіля (трактора) і напівпричепа. При огляді машини дозволяється користуватися тільки вибухобезпечними переносними електролампами напругою до 12 В. Перед транспортуванням аміаку перевіряють щільність закриття усіх вентилів, показання манометра і рівень рідини в цистерні, наявність і щільність закриття заглушок, укладання і надійність кріплення шлангів; переконуються у відсутності витоку парів аміаку; упорядковують спецодяг і перевіряють справність засобів захисту; переконуються в надійності кріплення цистерни на шасі і до тягача; перевіряють роботу гальмової системи транспортної машини, стоп-сигналу, покажчиків поворотів [33].
Зупинятися дозволяється на відстані не менш 200 м від житлових і тваринницьких будівель і 100 м від доріг з інтенсивним рухом, з навітряної сторони.
У випадку витоку аміаку з цистерни по шляху проходження водій повинен вивести машину убік від дороги по напрямку вітру, ужити необхідних заходів і забезпечити безпеку на даній ділянці аж до вивішування знаків, що забороняють рух.
При виділенні аміаку з цистерни необхідно знизити в ній тиск по газовому трубопроводі, злити аміак у запасну справну цистерну і доставити на склад.
Швидкість руху цистерни з аміаком вибирають відповідно до вимог безпеки руху і станом доріг.
Забороняється: залишати цистерну на ухилах і підйомах; залишати транспортний засіб з цистерною, заповненої аміаком, без догляду.
Внесення рідкого аміаку в ґрунт. Перед початком роботи необхідно оглянути агрегат, звернувши особливу увагу на справність і герметичність посудини, контрольно-вимірювальних приладів, запобіжного клапана, запірних вентилів, перевірити кріплення насоса-дозатора, розподільників, причіпного пристрою, робочих органів. Ін`єкторні трубки варто прочистити. Тиск у цистерні агрегату перед заправленням повинне бути не менш 0,05 МПа.
При пуску агрегату в роботу запірні пристрої потрібно відкривати повільно й обережно. По закінченні роботи необхідно закрити рідинний вентиль, що перекриває подачу аміаку до насоса. У випадку ушкодження шлангів або пропуску аміаку роботу припиняють.
3.3 Технологія механізованих робіт під час зберігання, транспортування і внесення органічних та мінеральних добрив
Устаткування для механізації внутріскладських робіт у типових складах мінеральних добрив можна об'єднати в наступні основні групи:
- мобільні машини з приводом від трактора або електродвигуна (пересувні стрічкові конвеєри РПК-500, ПКС-80, КЛП-400-5, електронавантажувачі, тракторні й автомобільні навантажувачі);
стаціонарне устаткування (стаціонарні стрічкові конвеєри, бруківки електричні грейдерні крани, кран-балки й ін.);
комбіноване - мобільне і стаціонарне устаткування.
Добрива, що надходять у мішках, зберігають у заводській тарі до їх внесення або підготовки до внесення. Мішки укладають у 12-15 рядів, змінюючи їх напрямок. Висота укладання в штабелі залежить від властивостей добрив і термінів збереження. Нерідко тривалість збереження добрив перевищує шість місяців. При цьому порошкоподібний суперфосфат вологістю більш 12 % укладають у штабелі висотою 2- 2,5 м; калійну сіль, хлористий калій, сульфат амонію й інші - 3-4 м. Гранульований суперфосфат і фосфоритне борошно можна укладати в штабель більшої висоти.
Незатарені добрива зберігають у буртах розділених за видами пересувними стінками і щитами. Висота бурту не повинна перевищувати граничної [24].
Затарені добрива розташовують на плоских піддонах або на стелажах. При цьому мішки кладуть навхрест.
Аміачну селітру зберігають в окремому складі. Зволожені добрива, що надходять без упакування або в мішках, також зберігають окремо.
Якість добрив при прийманні і збереженні контролюють уведенням пробовідбірника ПР-150 на глибину не менш 40 см, під кутом 60°. У пробах визначають вміст елементів живлення і вологи.
У складах для збереження мінеральних добрив необхідно підтримувати порядок. Забороняється завантажувати в них інші матеріали. Кожен вид удобренийразмещают в окремих відсіках і постачають постійним номером і етикеткою, де вказують назву добрива і процентний вміст елементів живлення. На видному місці вивішують інструкції з технології збереження і переробки добрив, прейскуранти цін, дати надходження добрив на склад, інструкцію з безпечних методів роботи.
Водостічні канави навколо складських приміщень регулярно очищають. Стіни, покрівлю і віконні прорізи приміщень необхідно містити в справному і чистому стані.
Відстань від стіни складу до штабеля повинне бути 0,6-1 м, а від мінеральних добрив до електроприводів, рубильників і приладів- 1 м. Приміщення повинні мати справні вентиляційні пристрої і висвітлення проходів і проїздів. Вологість повітря в приміщеннях необхідно підтримувати в припустимих межах.
Злежалі добрива подрібнюють і просівають безпосередньо перед змішуванням або внесенням з використанням машин АІР-20 і ІСУ-4. Розмір часток подрібнених добрив 1-3 мм. У розтарених добривах не повинно бути залишків мішковини.
Незатар
Змішування добрив з одночасним завантаженням готової суміші в автомобіль-самоскид САЗ-3502 або кузовный разбрасыватель проводять на асфальтованій площадці біля складу. При навантаженні стежать за тим, щоб не захоплювалися інші види добрив і сторонні механічні включення.
Не можна допускати втрат добрив при транспортуванні з відсіків складу і завантаженню в транспортні засоби або машини для внесення. Навантажувальний матеріал варто рівномірно розподіляти по довжині і ширині кузова транспортного засобу.
Для навантаження добрив у транспортні засоби і машини для внесення використовують навантажувачі періодичної дії, фронтальний ПФ-0,75, фронтально-перекидний ПФП-1,2 навантажувачі і навантажувач-екскаватор ПЕ-0,8Б.
Зберігання пилоподібних добрив. При підготовці сховища до роботи оглядають його і переконуються у відсутності ушкоджень силосних емкостей і їх опор, а також рампи і залізничної колії.
Устаткування складу перевіряють послідовним включенням його в роботу. Перевіряють стан електроосвітлення і заземлення устаткування, переконуються в надійності кріпильних з'єднань, справності повітропідводячего устаткування, матеріалопроводів, гумовотканинних рукавів. Виявлені несправності усувають. Перед пуском вакуум-насоса в нього заливають воду.
Зберігання рідкого аміаку. Рівномірне протягом року виробництво рідкого (безводного) аміаку заводами і сезонне споживання його сільським господарством обумовлюють нагромадження і необхідність зберігання цього добрива в спеціальних складах. В даний час найбільш поширені типові склади рідкого аміаку: прирейковий на 500 т і глибинний на 100 т.
Крім типових складів, у сільському господарстві використовують польові станції роздачі аміаку (ПСР). Вони дозволяють мати запас аміаку на період бездоріжжя весною. Рідкий аміак завозять на станцію автоцистернами заздалегідь.
Устаткування складів рідкого аміаку включає ємності для зберігання аміаку, один або кілька компресорних агрегатів, зливоналивний пункт і операторну.
Ємності розташовують стаціонарно на відкритій площадці і встановлюють на залізобетонних фундаментах. Один з резервуарів складу повинен бути резервним. Його варто установити в приямку і використовувати при необхідності для спорожнювання кожного з резервуарів складу. Ємність польової станції роздачі рідкого аміаку встановлюють на відкритій площадці на території пунктів хімізації або безпосередньо біля полів, що удобрюються.
Заповнення рідким аміаком резервуарів складу і польової ємності з цистерн транспортних засобів, а також злив аміаку в транспортні засоби для доставки проводять тільки парозворотним способом за рахунок перепаду тиску по газовій фазі, створюваного компресорним агрегатом.
Транспортування і внесення твердих мінеральних добрив. Особливу увагу приділяють правильній організації і повній механізації робіт із внесення добрив, дотриманню термінів і доз внесення [1].
При основному внесенні використовують машини 1РМГ-4, РУМ-8, КСА-3, НРУ-0,5 і РТТ-4,2, що розкидають добрива по поверхні поля.
Основне внесення добрив - найбільш трудомісткий спосіб у порівнянні з припосівним і підживлювальним, тому що за термінами збігається зі збиранням сільськогосподарських культур і оранкою ґрунту.
Підвищення продуктивності праці при основному внесенні досягають застосуванням більш досконалих машин, впровадженням нових технологічних схем і правильною організацією робіт.
Агротехнічні вимоги. Добрива необхідно вносити в кращі агротехнічні терміни, дотримуватись встановлених дози висіву, рівномірно розподіляти їх по полю.
Дози внесення добрив для кожного поля визначають агрохімічні лабораторії за даними картограм і величині запланованого врожаю.
Нерівномірність розподілу по площі полючи при поверхневому внесенні добрив не повинна перевищувати 25 % для кузовних машин і 15 % - для тукових сівалок.
Не можна допускати розривів між суміжними проходами машин і залишати неопрацьованими ділянки полючи. Перекриття в стикових проходах повинне складати 5 % ширини захоплення агрегату. На поворотних смугах добрива вносять у тій же дозі, що і на основному полі.
Вологість мінеральних добрив при внесенні повинна забезпечувати нормальну роботу дозуючих пристроїв. Максимальне відхилення вологості від стандартної допускається не більш 2 %.
Вибір технологічних схем внесення. У залежності від наявних машин, відстані доставки добрив до поля, дози внесення й інших факторів використовують прямоточну, перевантажувальну або перевалочну схему внесення добрив.
Прямоточна технологія передбачає внесення добрив за схемою: склад - машина для внесення - поле. Приготовлені на складі до внесення добрива завантажують навантажувачем у кузов разбрасывателя, що доставляє їх у поле і розподіляє по поверхні ділянки, що удобрюється. Добрива транспортують і розкидають тим самим агрегатом, що знижує втрати, а також простої агрегату по організаційних причинах, крім того, відпадає необхідність у додаткових навантаженнях і транспортних засобах НРУ-0,5.
За перевантажувальною схемою (склад - транспортувальник - перевантажник - машина для внесення - поле) добрива, підготовлені до внесення на складі, завантажують навантажувачем у транспортно-перевантажувальні засоби, доставляють їх у поле і потім перевантажують у кузов машини, що працює тільки на внесенні, завдяки цьому різко підвищується продуктивність агрегату. Для доставки добрив у поле і перевантаження їх у кузовні розкидачі застосовують спеціальні автонавантажувачі, а також автомобілі-самоскиди з попереднім підйомом кузова. Вносити добрива за перевантажувальною технологією можна з використанням звичайних автосамосвалоів, якщо в полі є пересувна естакада.
Перевалочна технологія заснована на схемі: склад - автосамосвал - перевантажувальна площадка - машина для внесення - поле. Мінеральні добрива завантажують на складі навантажувачами в автомобілі-самоскиди або тракторні самосвальні причепи, що доставляють туки в поле і розвантажують їх на краю ділянки, що удобрюється, на спеціально підготовлену площадку. Далі добрива занурюють тракторним навантажувачем у машини для внесення. Перевалочна технологія дозволяє провести частина робіт з доставки добрив у поле до настання агротехнічних термінів їх внесення, але вимагає додаткових транспортних і навантажувальних засобів.
Прямоточні і перевантажувальна технологічні схеми економічно найбільш вигідні і забезпечують повну механізацію робіт.
Прямоточна схема може бути рекомендована при роботі кузовних машин для внесення, якщо місця збереження добрив розташовані в межах ефективного радіуса їх використання; при великих радіусах застосовують перевантажувальну або перевалочну схеми.
По перевалочній технологічній схемі працюють при відсутності спеціальних перевантажувальних засобів: САЗ-3502, естакад, УЗСД-40.
Контроль і оцінку якості внесення проводять періодично при настроюванні агрегатів у процесі виконання робіт, а також при прийманні-здачі після закінчення робіт [24].
При настроюванні агрегатів контролюють відповідність заданої і фактичної доз внесення.
Ширину розкидання визначають рулеткою не менш ніж за трьома вимірами.
При значному відхиленні фактичної дози висіву добрив від заданої змінюють висоту відкриття висівної щілини до розмірів, що забезпечують задану дозу висіву.
Спеціальна комісія перевіряє обсяги і якість виконаних робіт і складає акт.
Транспортування і внесення пилоподібних добрив. Автомобиль-розкидач і тракторний розкидач завантажують одним із трьох способів: самопливом із силосов і бункерів через верхній завантажувальний люк, самозавантаженням з комірних складів і критих залізничних вагонів, пневматично зі спеціальних машин або залізничних вагонів.
Застосування пневмотранспорту дозволяє уникнути забруднення навколишнього середовища, поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. Втрати добрив при цьому наближаються до норм природного збитку. Найбільш розповсюджені засоби доставка наступні: автомобиль-розкидач АРУП-8, автоцементовози ТЦ-6, ТЦ-10, ТЦ-11 і інші, а також тракторний розкидач РУП-8.
Устаткування складів повинне забезпечувати навантаження пилоподібних добрив в автотранспорт або автомобільні і тракторні розкидачі. Необхідно, щоб пилоподібні добрива задовольняли ДСТ і ТУ. Припустима вологість їх 1,5 %.
При пневматичній подачі добрив повинно бути виключене підсмоктування атмосферного повітря.
Продуктивність транспортної машини при вивантаженні 30-60 т/год. Керування устаткуванням дистанційне. Втрати добрив при перевантаженні в автоцементовози або при транспортуванні не допускаються. Під час завантаження автоцементовозів, машин АРУП-8, РУП-8 на заводі-виготовлювачі добрив температура пилоподібних добрив не повинна перевищувати 373 К (100 °С). Робота машини в зимовий час допускається при температурі стінок цистерни не нижче 243 К (-30 °С).
Залишок пилоподібних добрив у транспортній машині після розвантаження не повинний перевищувати 1 % її місткості. При транспортуванні добрив середню технічну швидкість руху підтримують максимальною.
Внесення пилоподібних добрив необхідно проводити в кращі агротехнічні терміни. Дози добрив розраховують за результатами агрохімічних аналізів ґрунтів для кожного полючи з обліком окультуреності ґрунтів, біологічних особливостей культур сівозміни, величини запланованого врожаю. Нерівномірність розподілу добрив по ширині захоплення при поверхневому внесенні не повинна перевищувати 30 %.
Розриви між суміжними проходами агрегатів не допускаються. Перекриття в стикових проходах не повинне перевищувати ±5 % робочої ширини захоплення. На поворотних смугах добрива вносять у тій же дозі, що і на основне поле [41].
Вологість добрив повинна забезпечувати нормальну роботу дозуючих пристроїв. Абсолютне перевищення вологості пилоподібних добрив під час внесення - не більш 0,5 % стандартної. Забороняється внесення пилоподібних добрив при швидкості вітру більш 5 м/с
Поверхневе внесення пилоподібних добрив у ґрунт виконують машинами АРУП-8 і РУП-8 по двох технологічних схемах: прямоточної і перевантажувальної. При виборі технологічних схем внесення враховують: відстань заводу-постачальника добрив від зони внесення; забезпеченість складськими емкостями, залізничними під'їзними коліями; стан автомобільних доріг і поля; оснащеність машинами для транспортування і внесення добрив.
При роботі з прямоточної технології машини АРУП-8 і РУП-8 завантажують добривами на складі, транспортують і вносять -иа полючи. Прямоточна схема більш вигідна при розташуванні місць завантаження добрив від зон внесення для АРУП-8 до 70 км, для РУП-8- до 6 км.
При роботі з перевантажувальної схеми добрива завантажують на складі в АРУП-8, транспортують до поля і перевантажують у тракторний розкидач РУП-8, що вносить добрива. Перевантажувальну схему застосовують при відстані між місцем завантаження добрив і зоною внесення більш 6 км, при поганому стані під'їзних колій і відсутності можливості пересування по полю машини АРУП-8.
При перевантажувальній технології визначають число мащин АРУП-8, що забезпечує безперебійну роботу. Для цього необхідно, щоб час робочого циклу розкидача (розсів, повороти і переїзди, перевантаження) збігалося зчасом робочого циклу машини (завантаження, пробіг з вантажем, перевантаження, неодружений пробіг). Час робочого циклу визначають за даними хронометражу або розрахунковим шляхом.
Якщо час робочого циклу транспортної машини менше або збігається згодом циклу розкидача при рівній вантажопідйомності, то на один розкидач досить однієї транспортної машини. Якщо час циклу транспортної машини вдвічі більше часу циклу розкидача, необхідно мати дві машини.
Транспортування і внесення рідкого аміаку. Для транспортування і внесення в ґрунт рідкого аміаку використовують спеціальний комплекс машин: заправник аміаку МЖА-6 вантажопідйомністю 6 т, що представляє собою напівпричіп-цистерну до сідельного тягача ЗИЛ-130В1; заправник ЗБА-3,2-817 вантажопідйомністю 3,2 т на базі автомобільного прицілу ГКБ-817, агрегатований із трактором класу 14 кН у складі автопоїзда; тракторний заправник ЗТА-3,0 вантажопідйомністю 3 т, агрегатируемый із трактором класу 14 кН, а також агрегати для внесення аміаку АБА-0,5; АБА-0.5М; АША-2; АБА-1.
Заправники рідкого аміаку великої вантажопідйомності (5,2-6 т) використовують для транспортування аміаку від базових (заводських і прирейкових) до глибинних складів, польових станцій роздачі і польових емкостей. Заправники меншої вантажопідйомності (2,6-3,2 т) застосовують для доставки рідкого аміаку від складів, польових станцій роздачі і польових емкостей у поле і для заправлення аміаком резервуарів агрегатів. Ємності їх також можуть бути використані як польові проміжні заправники [29].
Транспортні машини на заводських, прирейкових і глибинних складах, роздавальних станціях заправляють рідким аміаком як перекачувальними пристроями сховищ, так і автономними перекачувальними пристроями машин. Цистерни транспортних машин заправляють рідким аміаком, зливають його тільки паро-поворотним способом. Втрат аміаку при заправленні, транспортуванні і зливі не допускають.
Експлуатація заправників можлива при температурі навколишнього середовища від -40 до +40 "С. Припустимий тиск ємності заправника 2 МПа. Технологічну арматуру і контрольно-вимірювальні прилади транспортних машин закривають загальним кожухом і замикають.
Вносять рідкий аміак при температурі повітря не нижче 30
С и вологості ґрунту 20-40 % стрічками після передпосівної й основної обробки ґрунту, одночасно з оранкою, при підживленні овочевих культур. Внесення рідкого аміаку можна проводити на всіх типах ґрунтів з рівним рельєфом і на схилах.
Рідкий аміак вносять культиваторами, пристосованими для внесення в ґрунт рідких мінеральних добрив, і плугами, обладнаними спеціальними робітниками органами для внесення і закладення аміаку в ґрунт. Втрати аміаку в процесі внесення його культиватором у підготовлену для посіву ґрунт (при глибині закладення 14 см) і плугом (при глибині закладення 20 см) не повинні перевищувати 0,8 % дози, а з ґрунту протягом 2 ч після внесення - 0,2 %. Втрат аміаку при заправленні машини не допускають.
Дозуюча будова машини повинна мати шкалу настроювання і забезпечувати задану дозу внесення аміаку незалежно від зміни швидкості руху і величини тиску в резервуарі. Регулюють машину на дозу внесення безупинно при максимальному робочому захопленні 50-250 кг/га. Припустиме відхилення фактичної дози від установленої не повинно перевищувати 10 %.
Агрегат для внесення заправляють від транспортних або заправних емкостей або на складі рідкого аміаку за допомогою перекачувальних засобів.
Транспортування рідкого аміаку від складу до поля і внесення його в ґрунт виконують по прямоточних, перевантажувальних або перевалочної технологічних схемах. Вибір схеми залежить від забезпеченості заправниками й агрегатами, відстані від складу до поля, дози внесення аміаку, стану доріг і швидкості руху транспортних коштів.
При роботі з прямоточної схеми рідкий аміак доставляють від складу або станції роздачі до поля і вносять у ґрунт однієї і тією же машиною. Схема виключає використання транспортних засобів і проміжних заправників. Застосування прямоточної технології економічно доцільно при малих відстанях від складу до поля (при використанні агрегатів АБА-0,5 і АБА-0.5М - не більш 2-3 км, широкозахватних агрегатів АБА-1 і АША-2 - до 4-5 км).
Перевантажувальна технологія передбачає доставку рідкого аміаку від складу або станції роздачі автомобільними або тракторними заправниками. Роботи з перевантажувальної технології можна проводити з використанням проміжних заправників і без них. В обох випадках застосовується групова робота агрегатів з комплектуванням груп, що складаються з одного або 2-3 заправників аміаку, або декількох агрегатів (у залежності від співвідношення вантажопідйомності транспортних засобів і агрегатів) [22].
При відстані доставки аміаку до 10-15 км як транспортний засіб доцільно застосовувати тракторні заправники ЗБА-3,2-817 і ЗТА-3,0. При збільшенні відстаней доставки до 30-40 км і більш використовують заправники МЖА-6 і ЗБА-2,6-130, автопоїзд ЗБА-2,6-817; до 60-80 км - заправник МЖА-6.
При роботі з перевантажувальної технології без проміжних заправників транспортні засоби доставляють рідкий аміак у поле і заправляють їм агрегати для внесення в ґрунт. При великій відстані доставки аміаку більш ефективна робота з перевантажувальної технології з проміжними заправниками. Доставлений транспортними машинами рідкий аміак перекачують у проміжні заправні ємності, а з них у процесі роботи заправляють агрегати для внесення.
Робота з перевалочної технології полягає в доставці аміаку з прирейкового або глибинного складу за допомогою великовантажних цистерн, перекачуванні його в польові пересувні цистерни великої місткості (15-30 т), з яких перед внесенням у ґрунт добрива заправляються безпосередньо в агрегати для внесення або з використанням проміжних заправних емкостей.
Внесення підстилкового гною і компостів. Підстилковий гній і органічні компости вносять прицепами-гнойорозкидачами РТО-4, ПРТ-10А, ПРТ-16А, РПН-4 і валкователями-розкидачами РУН-15Б.
У залежності від місця й обсягу нагромадження органічних добрив, відстані вивезення, наявних машин для навантаження, транспортування і розкидання застосовують дві схеми внесення добрив: ферма - поле, ферма - бурт - поле.
Перша схема - передбачає застосування прямоточної або перевантажувальної технології вивезення добрив. Добрива накопичують у прифермському гнойосховищі. Перевезення їх від гнойосховища до поля і розкидання проводять без буртування в поле. При використанні кузовних прицепів-гнойорозкидачів доставка добрив від місця збереження до місця внесення і розкидання виконує та сама машина. Прицепи-гнойорозкидачі з низькоопускаючимся кузовом працюють безпосередньо в полі, а добрива до них доставляють автомобілями-самоскидами ЗІЛ-ММЗ-554М, ГАЗ-САЗ-53Б. Продуктивність низькорамного гнойорозкидача 60 т/год забезпечується при безперебійному підвезенні добриві.
За технологічною схемою: ферма - бурт - поле органічне добриво накопичують у гнойосховищі, періодично вивозять на поле й укладывають у бурт, де зберігають до внесення. У деяких випадках гній компостують з торфом. Раціональне розміщення на полі штабелів і вибір їх оптимальної маси дозволяють скоротити холості пробіги прицепів-розкидачів і підвищити їх продуктивність. Оптимальна маса штабеля, призначеного для зимового збереження, 100-120 т. Якщо добрива накопичують у полі в літній період, то масу бурту можна зменшити до 20-40 т. Штабеля в полі укладають рядами. Перший ряд розміщають на відстані, рівній половині довжини робочого ходу розкидача від краю поля. Наступні ряди буртів укладають на відстані повної довжини робочого ходу.
Органічні добрива і компости завантажують у прицепи-розкидачі й автосамосвальні засоби фронтальним тракторним навантажувачем-бульдозером, ПБ-35, навантажувачем-екскаватором ПЭ-0,8Б с грейферним захопленням.
При внесенні органічних добрив працюють загоновим методом, комплектуючи загін з 3-4 гнойорозкидачів і одного навантажувача.
При розкиданні машиною РУН-15Б валкувач захоплює купу добрива і, переміщаючи її, витягає у валок. З валка добриво підхоплюють лопати обертового ротора і розкидають вправо і вліво по ходу руху агрегату.
Щоб забезпечити задану дозу, добрива вивозять автосамосвалами однакової вантажопідйомності і розкладають купи їх через рівні, заздалегідь відзначені проміжки. Для більш рівномірного розподілу добрив по поверхні ґрунту роторні розкидачі повинні рухатися човниковим способом з подвійним - перекриттям. Роторні валкувачі-розкидачі РУН-15Б рекомендується використовувати тільки на щільному ґрунті.
Внесення безпідстильного гною. Найбільш розповсюджена система видалення безпідстильного рідкого гною на великих тваринницьких фермах - самопливна зливальна. Гній по каналах, розташованих каскадом з незначним ухилом убік гнойосховища, стікає в навозоприймач, де його витримують протягом восьми днів для визначення інфікованості збудниками особливо небезпечних захворювань. На фермах, де худобу тримають без підстилки, повинне бути не менш двох гнойоприймачів. Поки другий заповнюється, у першому - гній витримують і перевіряють на зараженість. З гнойоприймача він попадає в гнойосховище і зберігається там від двох до шести місяців.
Місткість гнойосховищ планують у залежності від тривалості збереження і поголів'я тварин. Рекомендується 25-40 % емкостей розташовувати у прифермских гнойосховищах, а 75-60 % - у польових сховищах, що розміщають у центрі масивів, що удобрюються [22].
Рідкий гній із прифемских сховищ у польові транспортують по трубопроводах або цистернами-причепами. У залежності від устаткування доставку рідких органічних добрив у поле і їх внесення проводять по наступних технологічних схемах: 1) прифермське гнойосховище - цистерна - польове гнойосховище - цистерна - розкидач - поле; 2) гнойосховище - трубопровідна мережа - дощувальна установка - поле; 3) прифермське гнойосховище - цистерна - розкидач - поле.
Для перемішування і навантаження рідкого гною створений високопродуктивний навантажувач ПНЖ-250, що перемішує гній на всій глибині сховища, подрібнює тверді включення і вантажить у цистерни-розкидачі або перекачує по трубопроводу на відстань до 300 м. Навантажувач працює в двох варіантах: мобільному і стаціонарному. У мобільному варіанті навантажувач навішується на трактор класу 14 кН, у стаціонарному - працює від електродвигуна.
Для вивезення в поле і внесення рідких органічних добрив використовують тракторний причіпний заправщик-жижорозкидач ЗЖВ-1,8, заправщик- жижорозкидач ІРЖУ-3,6 на базі автомобіля ГАЗ-53А, цистерни-розкидача РЖТ-4, РЖТ-8.
Розкидач рідких органічних добрив РЖТ-16 агрегатується з тракторами К-700 і К-701 і вносить за 1 год роботи до 70 т рідких органічних добрив. Робочу рідину з гнойосховища забирають відцентровим насосом, попередньо створивши вакуум у самозавантажному пристрої до того моменту, коли зі зливального рукава рідина почне надходити назад у сховище. По закінченні завантаження забірний рукав встановлюють у транспортне положення за допомогою гідроциліндра.
4. Використання добрив та охорона навколишнього природного середовища
4.1 Заходи безпеки при роботі з добривами
При роботі з добривами треба дотримуватись заходів особистої безпеки: працювати в рукавицях, масках, бо багато добрив подразнюють шкіру і дихальні шляхи. Якщо добрива злежалися, їх перед внесенням у грунт треба подрібнити, бо від ступеня подрібнення добрив залежить не тільки зручність внесення їх у грунт, а й ефективність їх.
Роботи з приймання добрив на збереження проводять під керівництвом відповідальної особи.
До роботи з мінеральними добривами допускаються особи не молодші 18 років, визнані придатними за станом здоров'я і мають посвідчення на право роботи на відповідних машинах.
Роботи на складах мінеральних добрив проводять у спецодязі з бавовняної пилонепроникної тканини, рукавицях і чоботах.
Робочі місця повинні бути освітлені. Перед початком роботи перевіряють справність машин і механізмів. Технічне обслуговування, регулювання і ремонт машин і механізмів виконують тільки при виключених передачах і непрацюючих двигунах [17].
Особливі вимоги необхідно виконувати при роботі на машинах типу МВС і МГУ. Живильний кабель машин підключають до електромережі напругою 330 В. При цьому особливу увагу звертають на правильність і надійність підключення жили заземлюючого кабелю. Усі механізми випробують без навантаження. При русі машини стежать, щоб кабель не потрапив під гусеницю. Забороняється залишати ходові електродвигуни під напругою. При короткочасних зупинках і зупинках для огляду машини відключають головний автомат.
Забороняється знаходитися перед рушієм під час роботи; змазувати і чистити машину на ходу; розкривати шухляди з електроапаратурою; ремонтувати машину, не відключивши неї від живильного стовпчика; експлуатувати несправну машину; транспортувати машину, не відключивши живильний кабель.
Перед роботою на навантажувачах визначають відповідність маси вантажу вантажопідіймаючої машини. При роботі стежать за рівномірним розподілом вантажу по ширині і довжині вилок захоплення; за тим, щоб вантаж не виступав за межі вил більш ніж на одну третину його довжини і щоб при русі рама вантажопідйомника був нахилений, а вантаж знаходився на висоті не більш 30-40 см від рівня підлоги. Не можна піднімати й опускати вантаж під час руху. Забороняється перевозити людей на піддонах і вилах навантажувача. Водій зобов'язаний сповільнювати рух навантажувача і давати сигнали при проїзді повз двері і через ворота, а також на поворотах. Перш ніж змінити напрямок руху (уперед, назад), водій повинен зупинити навантажувач.
Водій повинен уважно стежити за проїзною частиною при русі; виїжджати на платформу переднім ходом і по попередньо випробуваному на міцність трапові або настилові.
Для регулювання і змащення вузлів транспортерів необхідні повна їхня зупинка і вимикання електроживлення. Стрічку транспортерів містять у чистоті, не допускаючи її замаслювання. Забороняється переміщати транспортер у робочому положенні, очищати стрічку руками при його роботі, а також накидати неї на ведучий ролик.
Розтирання і здрібнювання твердих мінеральних добрив. До обслуговування машин допускаються особи, що пройшли навчання й інструктаж з техніки безпеки при роботі з розтирачем-подрібнювачем. Запалювання машини проводять у спеціально передбачених місцях по кутах бункера, позначених написом "ДК".
Підніматися в бункер розтирача-подрібнювача можна тільки за допомогою передбаченої для цієї мети сходів. При переїздах розтирач-подрібнювач переводять у транспортне положення. Причіпний пристрій трактора в транспортному положенні повинен бути піднятим на висоту не більш 500 мм.
Перед початком роботи оглядають місця кріплення основних вузлів, перевірюють, чи є огороджувальні щитки і захисні кожухи, переводять пристрій для видалення мішкотари в робоче положення. Перед включенням приводу машини тракторист дає попереджуючий сигнал [17].
Категорично забороняється: перевозити людей у бункерах розтирача-подрібнювача, переїжджати з завантаженим бункером розтирачем-подрібнювачем, працювати без опущеної опорної лапи, регулювати і ремонтувати вузли при включеному двигуні трактора, розтарювати і подрібнювати добрива в складах без штучної вентиляції, працювати без захисних кожухів і огороджувальних щитків, працювати без засобів індивідуального захисту.
Внесення твердих мінеральних добрив. Працювати на машинах для внесення добрив дозволяється в спеціальному одязі з пилонепроникної тканини, гумових чоботах і рукавичках, респіраторі;
При завантаженні машин для внесення добрив навантажувачами виходити з кабіни і залишати трактор дозволяється тільки при опущеному на землю ковші. Під час роботи не можна підходити до навантажувачам з боку робочих органів, стояти на штабелі добрив; працюючи з автомобільними і тракторними самосвальними причепами, не можна включати гідроциліндр піднімального механізму платформи при всіх закритих або відкритих запорах її підстави, піднімати навантажену платформу з закритими бортами, а також відкривати запори при піднятій платформі.
Кузовні машини і тукові сівалки можна заправляти тільки при повній зупинці агрегату.
Забороняється перевозити людей у кузові причепа, знаходитися поблизу розкидають органів під час роботи.
Зберігання і навантаження в транспортні засоби пилоподібних добрив. До обслуговування пневмотранспортного устаткування й устаткування по повітропідготовці допускаються особи, що пройшли навчання по експлуатації устаткування і судин, що працюють під тиском.
Працювати з пилоподібними добривами потрібно в спеціальному одязі з пилозахистної тканини, спеціальному шоломі, брезентових рукавичках або рукавицях із довгими, до ліктьового згину, краями, брезентових бахилах або гумових чоботах, захисних окулярах закритого типу зі схованими вентиляційними отворами С-5, С-6, С-33. Для попередження запотівання стекол застосовують спеціальне змащення "ТЕЖЕ", сухе туалетне мило. Для захисту органів дихання користуються протипиловими респіраторами У-2К, Ф-62Ш, "Астра-2" і "Пелюсток". Використання ватно-марлевих пов'язок забороняється.
Експлуатацію силосних складів для збереження фосфоритного борошна і вапняних матеріалів варто проводити в строгій відповідності з правилами.
При роботі з електроустаткуванням необхідно дотримувати Правила технічної експлуатації і безпеки обслуговування електроустановок промислових підприємств напругою 1000 В.
При розвантажувальних роботах залізничний вагон загальмовують стояночним гальмом або під колеса підкладають башмаки. Відкривати верхній люк у вагона-цементовоза з пневморозвантажувачем дозволяється тільки при відсутності тиску повітря в ємності. Контрольно-вимірювальну апаратуру встановлюють на видному місці і добре освітлюватись. Забороняється працювати з несправними манометрами. Перевіряти і пломбувати манометр потрібно не рідше одного разу на рік, а також після кожного ремонту. Не рідше одного разу в три місяці перевіряють прилад контрольним манометром, результати перевірки заносять у спеціальний журнал.
При експлуатації пневматичного розвантажника пилоподібних добрив і матеріалів ТА-32 забороняється знаходитися на відстані ближче 2 м від забірного пристрою, а також переміщати його на себе. На зовнішній стіні вагона, що розвантажується, вивішують попереджувальну табличку. При підвищенні тиску в змішувальній камері розвантажника більш 0,14 МПа необхідно відключити електродвигун приводу шнека, перекрити подачу стиснутого повітря в змішувальну камеру я усунути причину цього. Навколо осаджувальної камери розвантажника повинне бути вільний простір не менш 0,8 м.
Забороняється працювати на несправному розвантажнику, відкривати люки камери шнека, камери фільтрів і змішувальної камери до повної зупинки двигуна і зниженні тиску в змішувальній камері до нуля; включати електродвигун приводу шнека при заповненому добривами корпусі шнека; включати вакуум-насос без води; включати в зимовий час електродвигун вакуум-насоса без попереднього провертання його ротора вручну; працювати з вакуум-насосом, якщо у воді, що виходить з водовіддільного бака, знаходяться добрива [11].
При обслуговуванні фільтра рукавного СМЦ-166 категорично забороняється замінювати рукава в працюючій секції фільтра; відкривати нижній люк при відкритих кришках на верхній площадці без установленого попереджувального напису "Не входити"; проводити які-небудь роботи без огородження площадок і сход.
Під час розвантаження цистерн забороняється проводити ремонтні роботи, пов'язані з кріпленням з'єднань, що знаходяться під тиском.
Забороняється використовувати стаціонарний компресор, що не має аварійної сигналізації, не постачений манометром, попереджувальним клапаном і термометром, при висвітленні менш 60 лк, відсутності заземлення, після закінчення терміну дії останніх іспитів.
Перед початком внесення добрив необхідно оглянути тягач і цистерну-напівпричіп і переконатися в справності механізмів і пристроїв; перевірити герметичність з'єднання повітропроводів, люків і вентилів; справність розпилюючої насадки запобіжних клапанів, захисних кожухів. Забороняється відкривати люки і роз'єднувати шланги, коли цистерна знаходиться під тиском; підвищувати тиск у цистерні понад 0,25 МПа.
Робота з мінеральними добривами в захищеному ґрунті. До роботи з мінеральними добривами не допускаються вагітні жінки, матері, що годують, а також особи, що мають рани, які не зажили.
Перед входом на склад приміщення попередньо провітрюють. У ньому не можна курити, користуватися відкритим вогнем, споживати їжу і воду. Обслуговуючий персонал знаходиться в приміщенні складу тільки під час виконання усередині складських робіт. Весь інший час склад повинен бути закритий на замок. Якщо під час роботи використовують респіратор, то через щогодини роблять 10-хвилинну перерву для відпочинку на свіжому повітрі.
Після роботи з мінеральними добривами знімають спецодяг, протирають рушником шию, обличчя і руки, потім миють їх водою з милом або приймають душ.
При отруєнні добривами потерпілого виводять з зони небезпеки, звільняють від забрудненого та тісного одягу, забезпечують приплив свіжого повітря, не даючи охолоджуватися тілу. При утраті свідомості дають вдихнути нашатирний спирт. В усіх випадках отруєння викликають лікаря або відвозять потерпілого в найближчу лікарню.
4.2 Зв`язок між підвищенням концентрації важких металів у грунті з викорстаням мінеральних добрив
Аналіз стану земельних ресурсів області свідчить про наявність деградованих та малопродуктивних земель, які підлягають консервації на загальній площі 138,3 тис. га. У 2006 році здійснено консервацію 0,5 тис. га малопродуктивних земель, консервація деградованих земель не проводилась. Станом на 01.01.2007 року потребують консервації 137,8 тис. га земель.
Аналіз динаміки агрохімічних показників ґрунтів за 7 останніх років показав, що вміст основних елементів живлення (фосфору і калію), кальцію суттєво знизився, ґрунти підкислились, вміст гумусу дещо підвищився.
В 2006 році у ґрунтах сільськогосподарських угідь Варвинського, Талалаївського, Бахмацького, Борзнянського та Куликівського районів визначався вміст найбільш небезпечних для довкілля важких металів – свинцю та кадмію [16].
Найвищий середній показник вмісту свинцю в ґрунті виявлено в Борзнянському районі – 6,45 мг/кг ґрунту, що оцінюється як помірний рівень забруднення. Найвище значення вмісту цинку виявлено також у Борзнянському районі – 16,50 мг/кг ґрунту, що оцінюється як підвищений рівень забруднення. Середній вміст свинцю у ґрунтах чотирьох районів становить 5,97 мг/кг ґрунту, що близько до показників в цілому по 22 районах області. Мінімальний вміст свинцю по чотирьох районах, як і в цілому по області, має фонове значення.
Найбільший середній вміст кадмію виявлено в ґрунтах сільгоспугідь Борзнянського району – 0,18 мг/кг, що відповідає слабкому рівню забруднення. Найменший середній вміст цього токсиканту дорівнював 0,14 мг/кг. Мінімальний вміст його має фонове значення. Перевищень ГДК кадмію при дослідженнях в 2006 році в чотирьох районах, як і в цілому по області не виявлено.
Слід відмітити, що ґрунтовий покрив області представлений здебільшого малогумусними, легкими за гранулометричним складом ґрунтами, які мають низьку буферну здатність, що обмежує їх можливості до інактивації техногенних важких металів. Тому вміст в таких ґрунтах навіть відносно невеликих кількостей важких металів може привести до небезпечного забруднення ними сільськогосподарської продукції.
Вміст залишкових кількостей ДДТ, ГХЦГ в 2006 році в ґрунті був визначений в 403 зразках ґрунту на територіях, що прилягають до складів пестицидів. В 2006 році пестицидами було забруднено: ДДТ – 19 %, γ-ГХЦГ– 3 % зразків ґрунту. У 8 зразках ґрунту виявлено перевищення ГДК по ДДТ.
В 403 зразках ґрунту визначали вміст пестицидів симм-тріазинової групи. Так було виявлено забруднення: прометрином – 3 % зразків, 2 з яких мають перевищення ГДК, атразином – 6 %, симазином – 3 %, 1 зразок з перевищенням ГДК.
Охорона земельних ресурсів від деградації – одна з найважливіших проблем сучасності. Високий рівень сільськогосподарського освоєння і розораності території області та наявність значних площ еродованих земель вимагає нових підходів до вирішення цієї проблеми. Одним з найефективніших ресурсних засобів підтримання родючості ґрунтів на оптимальному рівні є застосування органічних та мінеральних добрив. Дози та співвідношення їх повинні відповідати біологічним особливостям культур, враховувати вміст у ґрунтах елементів живлення, повністю компенсувати винос їх урожаєм та забезпечувати до певної міри нагромадження необхідних поживних речовин у ґрунті [16].
В період інтенсивної хімізації (1971-1990 роки) обсяги застосування добрив в області постійно зростали і в 1986-1990 роках досягли в середньому 164 кг/га поживних речовин туків і 10,7 т/га органічних добрив. При цьому добрива застосовувались комплексно, збалансовано за елементами живлення.
Таким чином, створювались передумови для досягнення стану родючості ґрунтів, який забезпечував би одержання стабільних урожаїв сільськогосподарських культур досить високого рівня.
Проте, за останнє десятиріччя обсяги застосування добрив значно зменшились. В середньому за 2001-2005 роки на 1 га посівної площі було внесено по 31 кг поживних речовин мінеральних і 1,6 тонни органічних добрив, що, порівняно з 1986-1990 роками менше, відповідно, в 5,3 і 6,7 разів.
Аналіз даних статистичної звітності (форми 29-с.-г. „Збір урожаю сільськогосподарських культур та плодоягідних насаджень в області у 2006 році" і форми 9-б-с.-г. – „Внесення мінеральних та органічних добрив під урожай 2006 року в сільськогосподарських підприємствах області") показує, що під урожай 2006 року було внесено 33,9 тис. тонн поживних речовин мінеральних добрив, що на 10,7 тис. тонн більше, ніж в середньому за 2001-2005 роки. Відповідно, і рівень удобрення 1 га збільшився з 31 до 48 кг на 1 га. Незважаючи на збільшення обсягів застосування туків, компенсація ними виносу основних елементів живлення урожаєм сільськогосподарських культур була дуже низькою і становила: по азоту – 47 %, по фосфору – 22 %, по калію – 9 %.
Ситуація ускладнюється суттєвим дисбалансом внесених у ґрунт поживних речовин. При рекомендованому співвідношенні N:P:K=1,0:0,8:1,0 фактично в 2006 році воно становило 1,0:0,17:0,17. Значна перевага в обсягах застосування туків азотних добрив приводить до нераціонального, малоефективного та збиткового їх використання, подальшого підкислення ґрунтів, збільшення інтенсивності забур`янення полів. Висока ефективність одностороннього внесення азоту спостерігається лише на ґрунтах, які мають оптимальний вміст фосфору і калію, проте, такі ґрунти займають лише 9-16 % орних земель.
Порівнюючи рівень внесення мінеральних добрив під урожай сільськогосподарських культур в 2006 році з попереднім 2005 роком, слід відзначити, що 12 районів області збільшили обсяги застосування туків. Решта районів допустила зменшення їх застосування. Найбільшого приросту щодо внесення поживних елементів у ґрунт досягнуто в Прилуцькому районі – 44 кг/га, Варвинському – 28, Ічнянському – 22, Бахмацькому – 20 кг. Проте, у 8 районах цей приріст не перевищив 10 кг/га.
Аналіз стану внесення добрив для підживлення ґрунтів вказує на значну строкатість ситуації по районах. Якщо в Бобровицькому районі рівень застосування туків досяг в середньому 111 кг/га, Носівському – 104, Варвинському – 75, Прилуцькому – 74, то в Н.-Сіверському, Семенівському, Ріпкинському, Талалаївському районах він не перевищує 10 кг/га.
В цілому по області в 2006 році мінеральних добрив не застосовували 230 господарств (40 %), ще 94 господарства (16 %) внесли їх менше 10 кг/га. Площа внесення мінеральних добрив у 2006 році склала 51 % від загальної посівної площі, що на 12 % більше, ніж у 2005 році. На 1 гектар посівної площі було внесено в середньому 48 кг поживних речовин, з них азоту – 36, фосфору – 6, калію – 6 кг.
4.3 Забруднення оточуючого середовища компонентами мінерального живлення рослин
Основними джерелами нітратного забруднення, під яким звичайно розуміють забруднення власне нітратами, нітритами і N-нітрозоамінами, є високі дози азотних мінеральних і органічних добрив, а також пестициди при систематичному насиченні ними посівів. Потрапляння в грунт стоку тваринницьких комплексів ускладнює цю проблему.
Як відомо, транспортні втрати мінеральних добрив на шляху від заводу до поля становлять 10 — 12 %, що сприяє постійному забрудненню навколишнього середовища. Перевезення їх у тарі може докорінно поліпшити становище. Так, середні розміри втрат затареного суперфосфату в 2,5 раза менші, ніж незатареного [13].
Застосування мінеральних добрив у незбалансованому за основними елементами живлення співвідношенні також є однією з причин забруднення продукції. Для умов України оптимальним для всіх сільськогосподарських культур вважається співвідношення N : Р2
О5
: К2
О = 1 : 0,9 : 0,8. По фондах мінеральних добрив, виділених сільському господарству в Україні у 1986 p., фактичне співвідношення становило 1 : 0,56 : 0,6, у 1988-му— 1 : 0,61 : 0,67, тобто відбувається поступове наближення його до оптимального. Проте й при оптимальному співвідношенні внесення підвищених і високих доз мінеральних добрив, насамперед азотних, може бути причиною екологічного забруднення. Це підтверджується численними експериментальними даними, які свідчать про те, що коефіцієнти використання фосфорних і калійних добрив різними сільськогосподарськими культурами варіюють у межах 15 — 25 і 50 — 70%, азотних — 50 — 60%. Установлено також, що в ґрунті закріплюється 20 — 40% азоту, вимивається у вигляді нітратів з кореневмісного шару — до 10 %, а виділяється у вигляді газоподібних сполук (N2
, NO, NO2
) – 20 - 40%.
Невикористані сільськогосподарськими культурами поживні речовини за певних умов є джерелом антропогенного забруднення [13].
Екологічне забруднення значною мірою пов'язане з ущільненням ґрунту, яке відбулося в результаті впровадження в сільськогосподарське виробництво енергомістких тракторів, що призвело до зниження врожайності зернових культур у середньому на 20 % і марному (до 40 %) витрачанню добрив.
Негативні екологічні наслідки можуть спричиняти не лише азотні, але й фосфорні добрива. Так, нагромадження фтору в ґрунті, яке належить до явищ небажаних, пов'язують із внесенням фосфорних добрив. Зокрема, з однією тонною суперфосфату в грунт потрапляє до 15 кг фтору, а з тонною амофосу — до 50 кг. При цьому в ґрунті залишається до 95 % фтору, що внесено з добривами, а вміст цього елемента в дерново-підзолистих ґрунтах підвищується на 5 % за рік.
Відмічено нагромадження фтору в чорноземах і в рослинах при систематичному застосуванні суперфосфату, в якому фтор міститься в розчинній формі й легко засвоюється рослинами.
За даними Б. А. Ягодіна [1], надходження фтору в грунт при сучасному світовому виробництві фосфорних добрив (300 млн. т Р2
О5
за рік) може становити 2 — 3 млн.т. Підвищення концентрації фтору порушує структуру асиміляційного апарата, що призводить до гальмування процесів фотосинтезу, дихання й росту сільськогосподарських рослин, негативно впливає на їхню продуктивність [16].
Забруднення рослинної продукції фтором відбувається при вмісті водорозчинного фтору в чорноземі на рівні 12,5 мг на 1 кг ґрунту. Очевидно, цей рівень його вмісту необхідно вважати гранично допустимою концентрацією цього елемента, яка на малобуферних ґрунтах, вірогідно, буде нижчою.
Екологічні наслідки застосування фосфорних добрив пов'язані із збільшенням надходження фосфору у водні об'єкти, який викликає поряд з іншими поживними елементами посилене розкладання планктону, заболочення водойм і загибель водних організмів через дефіцит розчинного у воді кисню. За розрахунками В. М. Кудеярова та інших (1984), щорічно з 1 га орних земель вимивається до 100 кг азоту, 5 кг Р2
О5
і 60 кг К2
О (при змиванні з поверхні ґрунту міліметрового шару втрачається від 14 до 34кг/га Р2
О5
).
Всі ці факти свідчать про те, що необхідний суворо науковий підхід до застосування не лише азотних, але й фосфорних добрив, що містять фтор, надлишок якого супроводжується флюорозом зубів, хребта, пригніченням фосфорно-кальцієвого і ферментного обміну в організмі теплокровних [10].
Особливої обережності слід дотримуватись при фосфоритуванні кислих ґрунтів високими дозами фосфоритного борошна (1—2 т/га), в якому, крім токсичного фтору, міститься ряд важких металів (кадмій, стронцій, ванадій та ін.). Вихід полягає в переході до застосування знефторених фосфорних добрив. Необхідно також враховувати, що токсичність фосфору для людини залежить від співвідношення СаО : Р2
О5
. Нешкідливим вважається співвідношення 1 : 1 і 1 : 1,5 (надлишок фосфору може викликати різні захворювання).
Калійні мінеральні добрива небезпечні насамперед вмістом хлору, який погіршує якість урожаю (картоплі, овочів, винограду, тютюну, цитрусових і прядивних культур). Підвищений вміст калію в кормових травах може призвести до отруєння тварин, а застосування високих доз калійних добрив — до забруднення водойм.
За достатнього зволоження втрати калію з фільтраційними водами становлять 10 — 20 кг/га. При підвищеній концентрації калію в ґрунтовому розчині порушується співвідношення Са : К, Mg : К, Що може призвести до витіснення з грунтовбирного комплексу двовалентних катіонів і проникнення їх вглиб по профілю, втрат кальцію з дренажними водами, розмір яких може досягти 1 т/га. Цей процес значно посилюється під впливом високих доз кислих добрив [13].
Щодо мікроелементів, то, як відомо, вони особливо ефективні за інтенсивної хімізації. Проте слід зазначити, що деякі з них — мідь, цинк, бор і молібден — належать до елементів, які потенційно забруднюють грунт, а для марганцю навіть установлена гранично допустима концентрація в ґрунті.
Основними джерелами виділення пилу в повітря робочої зони при нинішніх технологічних схемах навантажувально-розвантажувальних робіт з мінеральними добривами :
- місця висипу (трюми суден, залізничні вагони, склади) мінеральних добрив із перевантажувального комплексу ( грейдери, вагоноперекидачі, стрічкові конвеєри, пересипні станції);
- місця завантаження та вивантаження дорожньо-транспортних засобів при використанні всіх видів перевантажувального устаткування;
- викид запиленого повітря через очисні фільтри циклонів-завантажувачів при перевантаженні мінеральних добрив пневмотранспортом;
- здування пилу з конвеєрної стрічки транспортера, вибивання пилу з-під укриттів на пересипних станціях та у перевантажувальних наземних, морських та річкових комплексах.
Концентрація пилу, парів та газоподібних речовин в повітрі робочої зони залежить від виду робіт, рівня механізації виробничого процесу, агрегатного стану добрив та повноті дотримання санітарних норм. Так, при розвантаженні гранульованих мінеральних добрив із вагонів загального призначення концентрації їх пилу у вагоні визначались в межах від 280 до 390 мг/м3, при розвантаженні порошковидних — від 2500 до 4600 мг/м3. При розвантаженні вагона типу "Хопер", загруженого гранульованими мінеральними добривами , концентрації пилу коливались від 41,0 мг/м3 до 235 мг/м3. При цьому концентрації пилу мінеральних добрив у складських приміщеннях становили: 23,0–58,0 мг/м3 при розвантаженні гранульованих добрив і 85,0–370,0 мг/м3 при розвантаженні пиловидних.
Під час відпуску гранульованих та пиловидних мінеральних добрив зі складу при погрузці в автомобілі за допомогою навантажувача багато ковшового та навантажувача фронтально-перекидного ПБ-35 концентрації пилу становили 49,0–70,0 мг/м3
та 93,0–700,0 мг/м3
, відповідно. Під час навантаження гранульованого суперфосфату вручну (лопатами) концентрація пилу становить 140–856 мг/м3
повітря. При немеханізованому проведенні робіт, пов'язаних з підготовкою гранульованих мінеральних добрив до внесення (подрібнення, просівання, приготування тукосумішей), у повітрі робочої зони міститься від 208 до 960 мг/м3
пилу [15].
Подрібнення нітроамофоски супроводжується пилоутворенням в кількості 426,2±84,6 мг/м3
, затарення в мішки — 51,88±13,30 мг/м3
. Концентрації фосфорного та сірчаного ангідридів визначались в концентраціях 2,62±0,14 та 8,33 мг/м3
, відповідно, окисли азоту і аміак значно нижче гранично допустимих концентрацій.
Під час підготовки тукосуміші простих мінеральних добрив в польових умовах (на площадці прицепа) вміст пилу мінеральних добрив в повітрі робочої зони коливається від 4,0 до 12 мг/м3
.
При частковій механізації внутрішньоскладських робіт (подріблення залежаних добрив ), використанні подрібнювача ИСУ-4 та стрічкового транспортера пилоутворення зменшується. Концентрація пилу в повітрі робочої зони складає 13,1±3,5 мг/м3
.
Під час застосування аміачної води при її транспортуванні та внесенні в грунт за допомогою культиватора КРН-4,2Г аміак в повітрі робочої зони механізаторів не визначався. При заповненні аміачною водою транспортного агрегату ЗЖВ-1,8 аміак визначався в концентраціях 2,86±0,64 мг/м3
. При внесенні аміачної води в грунт за допомогою агрегата ГАН-8 концентрації аміаку в повітрі робочої зони механізаторів коливались в межах 0,3–12,0 мг/м3
, а під час заправки агрегата без використання закритої системи трубопроводів та "газової обв'язки" кількість аміаку досягала 280 мг/м3
.
При застосуванні мінеральних добрив , а також при догляді за рослинами пиловий фактор є одним із провідних. Гігієнічна значимість даного фактору в значній мірі залежить від мінеральної частини пилу. Кількісні параметри пилового фактору та склад мінеральної частини пилу находяться в залежності від типу, структури і вологості грунту , а також від асортименту та обсягів внесення агрохімікатів. Вміст пилу в повітрі робочої зони механізаторів залежить від виду робіт і може бути поділений на 3 групи. Роботи із вмістом пилу в повітрі робочої зони в концентраціях на рівні сотень і тисяч мг/м3 (вантажно-розвантажувальні роботи з порошковидними мінеральними добривами , передпосівна культивація та сівба озимих, збирання зернових та гороху комбайном з подрібненням та ін.), із вмістом пилу в повітрі робочої зони від декілька десятків до сотень мг/м3 (сівба технічних культур, підготовка до внесення та вантажно-розвантажувальні роботи з сипкими мінеральними добривами , міжрядна обробка, осіння оранка та інше) та роботи із концентраціями пилу десятки мг/м3
(транспортні роботи, внесення мінеральних добрив , весняна оранка) [15].
Ґрунтовий пил площ, на яких вносились мінеральні добрива , в порівнянні з нативними містить в 1,8–2,5 рази більше елементів фосфору, калію, азоту, а також більш високий вміст ртуті, свинцю, кадмію, марганцю. Пил чорноземного грунту , на відміну від інших, акумулює більшу кількість елементів, які входять до складу добрив : кальцію, магнію, фосфору, азоту та меншу кількість важких металів. В пилі інших типів грунту в порівнянні з чорноземом концентрація нікелю більша в 6–12 разів, ртуті в 3–5 разів, кадмію і свинцю в 2–3 рази . Мінеральна частина ґрунтового пилу містить також сполуки кремнію, алюміній, титан, магній, залізо, мідь, цинк, марганець. Вміст в пилі шкідливих домішок мінеральних добрив (важких металів, миш'яку, фтору тощо) та продуктів їх трансформації залежить, в першу чергу, від типу грунту та асортименту і обсягів внесення мінеральних добрив . Концентрації важких металів (Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Mn), які надходять в повітря робочої зони разом з пилом різних типів грунтів за сумою зазначених елементів складає: дернево-підзолистий — 2,65; темно-сірий — 3,67; чорноземний — 0,81; сірозем темний — 3,43; сірозем світлий — 3,03; темно-каштановий — 1,30 мг/м3•10-2
.
4.4 Причини забруднення сільськогосподарської продукції компонентами органічних добрив та заходи забезпечення її техногенно-екологчної безпеки
Інтенсифікація виробництва, широке впровадження інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, використання в підвищених нормах органічних і мінеральних добрив, пестицидів та інших хімічних засобів порушують природні умови і забруднюють навколишнє середовище. Наявність у мінеральних добривах різних токсичних домішок, незадовільна їх якість, а також можливі порушення технології використання можуть призвести до серйозних негативних наслідків. Тому збереження в чистоті навколишнього середовища набуває важливого державного значення.
При застосуванні мінеральних добрив одними з найбільш поширених забрудників навколишнього середовища є нітрати та важкі метали. Завдяки міграційним та транслокаційним процесам, надходження зазначених токсикантів в організм людини може проходити по складній схемі: грунт—рослина—людина; грунт—тварина—людина, грунт—рослина—тварина—людина, грунт—вода—людина, грунт—повітря—людина.
Значну небезпеку для навколишнього середовища становлять втрати азотних добрив в екосистемі. При надмірному внесенні у грунт азотних добрив їх компоненти (аміак, нітрати, сечовина) можуть мігрувати в поверхневі та підземні води [11].
Оскільки в основному забруднення рослин відбувається кореневим шляхом, то з кожним роком рівень радіоактивного забруднення сільськогосподарської продукції буде поступово зменшуватися, основною причиною такого зменшення буде зниження вмісту радіонуклідів в ґрунтах.
Висновки
1. Асортимент мінеральних добрив за останні десятиліття значно розширився. До групи азотних входять аміачні (аміачна вода), амонійні (амонію сульфат), нітратні (калійна, натрієва та кальцієва селітра), амонійно-нітратні (аміачна селітра) та амідні (карбамід, сечовина) добрива. До групи фосфорних добрив входять простий та подвійний суперфосфати, преципітат, борошно фосфорне, суперфосфат амонізований та з мікроелементами. До групи калійних добрив належать калійна сіль (калію хлорид), калій-магнезіальне добриво, сульфат калія, каїніт природний, сірчанокислий калій. Найбільш суттєвими по вмісту токсичних речовин є фосфорні та комплексні (складні) мінеральні добрива (амофоси, нітрофоси, амофосфати, азофоска, рідкі комплексні, діамонійфосфат, нітрофоси, нітроамофоски).
2. Система удобрення в сівозміні — це багаторічний план, розрахований на ротацію сівозміни, використання органічних, мінеральних та інших добрив, у якому передбачаються норми добрив, і способи внесення залежно від запланованої врожайності, біологічних особливостей рослин і від чергування їх у сівозміні з урахуванням властивостей добрив, ґрунтово-кліматичних та інших умов. Коли добрива використовуються на полях сівозміни за науково обґрунтованою системою при чіткому виконанні всіх вимог у прийнятій сівозміні та високій агротехніці, створюються умови для підвищення родючості ґрунту і постійного зростання врожайності.
3. При роботі з добривами існують певні вимоги та правила. До роботи допускаються особи працездатного віку, які пройшли інструктаж, мають досвід роботи та певний рівень знань. Зберігаються добрива в спеціально обладнаних складських приміщеннях. Працівники повинні бути забезпечені спецодягом та засобами індивідуального захисту.
4. Визнаючи відносну безпечність мінеральних добрив щодо забруднення грунтів важкими металами, тим не менше існує реальна небезпека одержання вирощеної рослинницької продукції з підвищеним вмістом цих металів. Підвищення вірогідності даної небезпеки пов'язано із тим, що спостерігається високе техногенне забруднення грунтів важкими металами в результаті газопилових викидів та стоків промислових підприємств, комунальних господарств, транспорту, полігонів промислових і побутових відходів та інших джерел. В цілому для всієї території України характерна тенденція накопичення важких металів у грунтах.
5. Основними причинами забруднення сільськогосподарської продукції мінеральними добривами є безконтрольне, нераціональне використання внесення дорив. Негативні наслідки безконтрольного використання мінеральних добрив пов'язують з тим, що вони, крім поживних елементів в мінеральній формі N, P, K, також можуть мати у своєму складі значну кількість шкідливих домішок та природних радіонуклідів. Небезпечними токсикантами мінеральних добрив і вапняків є важкі метали (Cd, Cu, Pb, Ni, Zn, Mo, Co, Cr) та інші токсичні елементи (As, F, B).
Список використаних джерел
1. Агрохімія. / За ред. М.М.Городнього. – К.: ТОВ Алеора, 2003.
2. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. - Л.: Наука, 1980.
3. Алексеев А.М., Гусев Н.А. Влияние корневого питания на водный режим. – М., 1957. – 220 с.
4. Ансюк П.И. Микроудобрения: Справ очник. – Л.: Агропромиздат, 1990.
5. Бугай С.М. Растенееводство. – К.: Вища школа, 1975. – 375 с.
6. Вахмистров Д.Б. Питание растений. – М.: Знание, 1979. – 64 с.
7. Воробьев С.А. и др. Земледелие. – М.: Колос, 1977.
8. Горбунов Н.И. Минералогия и физическая химия почв. - М.: Наука, 1974.
9. Гордієнко В.П.та ін. Землеробство. – К.: Вища школа, 1991. – 268 с.
10. Гродзинський Д.М. Радіобіологічні і радіоекологічні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС // Доповіді Академії наук України. - 1993, № 1. - С. 134-140.
11. Джигирей В.С. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник. – Львів, 2000.
12. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Чернігівській області за 2002 рік. – Чернігів, 2003. – 186 с.
13. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Чернігівській області за 2003 рік. – Чернігів, 2004. – 196 с.
14. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Чернігівській області за 2004 рік. – Чернігів, 2005. – 204 с.
15. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Чернігівській області за 2005 рік. – Чернігів, 2006. – 210 с.
16. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Чернігівській області за 2006 рік. – Чернігів, 2007. – 230 с.
17. Карасюк І.М., Геркіял О.М., Господаренко Г.М., Коларьков Ю.В., Копитко П.Г. Агрохімія. – Київ : Вища школа., 1995. – 472с.
18. Колосов И.И. Поглотительная деятельность корневых систем растений. – М.: АН СССР, 1962. – 388с.
19. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. - М: Изд-во АН СССР, 1963.
20. Крикунов В.Г., Полупанов Н.И. Почвы УССР и плодородие. – К.: Вища школа, 1987. – 380 с.
21. Лактіонов М.І. Агрогрунтознавство. Навч. посібник / Харк. держ. аграр. ун-т. ім.В.В.Докучаева. - Харків: Видавець Шуст А.І., 2001.
22. Лісовал А.П. Система використання добрив. – К.: Вид-во АПК, 2002.
23. Максимов Н.А. Краткий курс физиологии растений, 1958.
24. Марчук І.У., Макаренко В.М., Розстальний В.Є., Савчук А.В. Добрива та їх використання. —Київ: ТОВ "Компанія"Юні вест Маркетинг", 2002. —246 с.
25. Мікроорганізми і альтернативне землеробство. / За ред. В.П.Патики. – К.: Урожай, 1993.
26. Мудрий І.В., Лепьошкін І.В. Деякі аспекти проблеми вирощування якісної рослинницької продукції при застосуванні мінеральних добрив та методичні підходи щодо токсиколого-гігієнічної їх оцінки // Проблеми харчування. —2005. —№4. —С. 44-47.
27. Мусиенко Н.Н., Терневский А.И. Корневое питание растений: Учебное пособие. – К.: Высшая школа, 1989. – 203 с.
28. Мусієнко М.М. Фізіологія рослин. – К.: Либідь, 2005. – 808 с.
29. Назаренко І.І. Ґрунтознавство: Навчальний посібник. - Чернівці: Рута, 1998, 1999.
30. Нобел П. Физиология растительной клетки. – Л.: Изд-во ленингр. Ун-та, 1983. – 232 с.
31. Павленко М.К. Загальне землеробство. – К.: Вища школа, 1977.
32. Петербургский А.В. Корневое питание растений. – М., 1964. 340 с.
33. Польський Б.М., Стеблянко М.І. та ін. Основи сільського господарства: Навч. посібник. – К.: Вища школа, 1991. – 296 с.
34. Потапов Н.Г. Минеральное питание // Физиология сельскохозяйственных растений. – М., 1967. – 320 с.
35. Почвоведение / Под ред. И.С. Кауричева. – М.: Агропромиздат. 1989. –719 с.
36. Проданчук М.Г., Великий В.І., Мудрий І.В., Світлий С.С. Еколого-гігієнічні проблеми виробництва та безпечного застосування мінеральних добрив з зарубіжної сировини: методичне, законодавче та аналітичне забезпечення // Гигиена населенных мест. —2001. —Вып. 38, том 1. —С. 256-259.
37. Рубін С.С., Михайловський А.Г. Землеробство. – К.: Вища школа, 1980.
38. Сівозміни у землеробстві України. / За ред. В.Ф.Сайка, П.І.Бойка. – К.: Аграрна наука, 2002.
39. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Агрохимия – М.: Колос, 1981 - 182 с.
40. Стан родючості грунтів України та прогноз його змін за умов сучасного землеробства. / За ред. В.В.Медведєва. – Х.: Штрих, 2001.
41. Шильников И.А., Аканова Н.И. Проблема снижения подвижности тяжелых металлов при известковании // Химия в сельском хозяйстве. —1995. —№4. —С. 29-35.