Дневник отряда 3 б класса «Дружба» (стр. 6 )

Сельское хозяйство является основным источником поступления в биосферу соединений фосфора. Ассортимент фосфатов постоянно изменяется в зависимости от требований сельского хозяйства. В общем объеме выпуска фосфорных удобрений постоянно возрастает доля концентрированных и комплексных форм.

От других биогенных элементов фосфор отличается практическим отсутствием газообразных соединений и тем, что большинство фосфатов плохо растворимы.

Тем не менее, большое количество соединений фосфора ежегодно поступает в природные воды вследствие смыва фосфорных удобрений с полей под воздействием орошения и эрозионных процессов; в результате возрастания производства различных фосфорсодержащих препаратов (ядохимикатов, детергентов и т. п.), используемых в сельском хозяйстве, быту, промышленности; вследствие вовлечения в биогеохимический круговорот фосфора, входящего в состав горных пород – фосфоритов и апатитов.

Важнейшим агрономическим мероприятием, предотвращающим потери удобрений и биогенных элементов почвы в природную среду, является освоение научно обоснованных севооборотов.

Зависимость между вымыванием питательных элементов и видом культурных посевов представляет следующий порядок: овощные > корнеплоды > зерновые > кормовые травы.

Интенсивное применение минеральных удобрений усиливает миграцию и потери кальция, магния, серы и других биогенных элементов.

       Из вариаций минеральных удобрений, впоследствии становящихся химическими препаратами, наиболее популярны калийные, азотистые, фосфорные и другие виды вариаций.

Таблица 2.

Калийные удобрения

       Карналлит содержит около 13% К2О. Кроме примеси хлористого натрия, содержит также примесь хлористого магния. В качестве удобрения почти не применяется, а используется на переработку для получения хлористого калия и калийной соли.

       Хлористый калий содержит 55-60% К2О, является наиболее концентрированным и главным калийным удобрением в нашей стране. Хорошо растворим в воде. В хлористом калии значительно меньше примеси хлора, чем в сильвините или калийной соли. Можно вносить под все культуры, даже такие чувствительные к примеси хлора, как лен и картофель.

       К фосфорным удобрениям относятся фосфоритная мука, костяная мука, томасшлак, суперфосфат, двойной суперфосфат и преципитат.
Фосфоритная мука содержит 20-22% Р205. Костяная мука в зависимости от способов ее приготовления содержит от 20 до 30% Р2О5. По свойствам очень сходна с фосфоритной мукой, и применяют ее так же, как и фосфоритную муку. Суперфосфат порошковидный содержит 16— 19,5% Р2О5. Это наиболее универсальная форма фосфорных удобрений и является одним из самых распространенных. Его можно применять под все культуры и на всех почвах, особенно на черноземных и каштановых. Растворим в воде. Растениями усваивается хорошо. Имеет слабокислую реакцию.

Таблица 3

Фосфорные удобрения

К азотным удобрениям относятся сульфат аммония, хлористый аммоний, натриевая селитра, кальциевая селитра, аммиачная селитра, мочевина, цианамид кальция, жидкие аммиачные удобрения и др.

Таблица 4

Азотные удобрения

Сульфат аммония, или сернокислый аммоний, содержит 20-21 % азота. В воде хорошо растворяется, почти негигроскопичен, хранится лучше других азотных удобрений, меньше слеживается, чем натриевая или аммиачная селитра.

Аммиачная селитра, или нитрат аммония, содержит 33-34% азота, являясь одним из концентрированных азотных удобрений. На растение она влияет быстро, в воде хорошо растворяется, слегка увеличивает кислотность. Ее рекомендуют вносить под все сельскохозяйственные культуры и на всех типах почв.

Цианамид кальция содержит 18—20% азота, уменьшает кислотность почвы, легко пылит, ядовит. Лучше всего вносить его с осени в качестве основного удобрения под зяблевую вспашку, а весной за 12—15 дней до посева, так как он может оказать отрицательное действие на прорастание семян.

Жидкие азотные удобрения. Сельскому хозяйству поставляется в виде жидких удобрений аммиачная вода с содержанием азота до 25%. Аммиачная вода применяется под все сельскохозяйственные культуры с обязательной заделкой в почву на глубину не менее 12—16 см. Ее можно вносить весной до посева яровых культур, в конце весны и в начале лета для подкормки пропашных культур: картофеля, сахарной свеклы, кукурузы, в конце лета перед посевом озимых, осенью при подъеме зяби.

4.2 Компостирование как  способ возврата элементов питания в агроценозы

       

Процесс компостирования представляет собой сложное взаимодействие между органическими отходами, микроорганизмами, влагой и кислородом. В отходах обычно существует своя эндогенная смешанная микрофлора. Микробная активность возрастает, когда содержание влаги и концентрация кислорода достигают необходимого уровня. Кроме кислорода и воды микроорганизмам для роста и размножения необходимы источники углерода, азота, фосфора, калия и определенных микроэлементов. Эти потребности часто удовлетворяются веществами, содержащимися в отходах. [12]

Схема 1. Схема компостирования

Потребляя органические отходы как пищевой субстрат, микроорганизмы размножаются и продуцируют воду, диоксид углерода, органические соединения и энергию. Часть энергии, получающейся при биологическом окислении углерода, расходуется в метаболических процессах, остальная – выделяется в виде тепла.

Компост как конечный продукт компостирования содержит наиболее стабильные органические соединения, продукты распада, биомассу мертвых микроорганизмов, некоторое количество живых микробов и продукты химического взаимодействия этих компонентов.

Компостирование – биохимический процесс, предназначенный для преобразования твердых органических отходов в стабильный, подобный гумусу продукт. Упрощенно компостированием называют биохимический распад органических составных частей органических отходов в контролируемых условиях. Применение контроля отличает компостирование от естественно протекающих процессов гниения или разложения.

Процесс компостирования зависит от активности микроорганизмов, которые нуждаются в источнике углерода для получения энергии и биосинтеза клеточного матрикса, а также в источнике азота для синтеза клеточных белков. В меньшей степени микроорганизмы нуждаются в фосфоре, калии, кальции и других элементах. Углерод, который составляет около 50% общей массы микробных клеток, служит источником энергии и строительным материалом для клетки. Азот является жизненно важным элементом при синтезе клеткой белков, нуклеиновых кислот, аминокислот и ферментов, необходимых для построения клеточных структур, роста и функционирования. Потребность в углероде у микроорганизмов в 25 раз выше, чем в азоте.

Рис. Образец компостной кучи. 1 – верхний покрывающий слой; 2 – зреющий компост; 3 – зрелый компост

Помимо вышеуказанных веществ, необходимых для роста и размножения микроорганизмов – основных деструкторов органических отходов, для увеличения скорости компостирования применяются различные химические, растительные и бактериальные добавки. За исключением возможной потребности в дополнительном азоте, большинство отходов содержит все необходимые питательные вещества и широкий спектр микроорганизмов, что делает их доступными для компостирования. Очевидно, что начало термофильной стадии можно ускорить возвращением некоторого количества готового компоста в систему.

При нормальных условиях компостирование представляет собой аэробный процесс. Это означает, что для метаболизма и дыхания микробов необходимо присутствие кислорода. В переводе с греческого aero означает воздух, а bios – жизнь. Микробы используют кислород чаще других окисляющих агентов, поскольку с его участием реакции протекают в 19 раз энергичнее. Идеальной считается концентрация кислорода, равная 16 – 18,5%. В начале компостирования концентрация кислорода в порах составляет 15-20%, что равноценно его содержанию в атмосферном воздухе. Концентрация углекислого газа варьирует в диапазоне 0,5-5,0%. В процессе компостирования концентрация кислорода снижается, а углекислого газа – возрастает.

Если концентрация кислорода падает ниже 5%, возникают анаэробные условия. Контроль содержания кислорода в выходящем воздухе полезен для регулировки режима компостирования. Самый простой способ такого контроля – обоняние, так как запахи разложения указывают на начало анаэробного процесса. Поскольку анаэробная активность характеризуется дурными запахами, то допускаются небольшие концентрации дурно пахнущих веществ. Компостная куча действует как биофильтр, улавливающий и обезвреживающий зловонные компоненты.

Некоторые компостные системы способны пассивно поддерживать адекватную концентрацию кислорода посредством природной диффузии и конвекции. Другие системы нуждаются в активной аэрации, обеспечиваемой продуванием воздуха или переворачиванием и смешиванием компостируемых субстратов. При компостировании таких отходов, как сырой активный ил и навоз, для поддержания структуры, обеспечивающей аэрацию, обычно используются носители (древесная щепа, солома, опилки и др.).

Аэрация может осуществляться естественной диффузией кислорода в компостируемую массу посредством перемешивания компоста вручную, с помощью механизмов или принудительной аэрации. Аэрация имеет и другие функции в процессе компостирования. Поток воздуха удаляет диоксид углерода и воду, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, а также отводит теплоту благодаря испарительному теплопереносу. Потребность в кислороде меняется в течение процесса: она низка в мезофильной стадии, возрастает до максимума в термофильной стадии и падает до нуля во время стадии остывания и созревания.