Большинство фермеров воспринимают азотные удобрения, как благо, которое помогает им получать высокий урожай. Но у повышения урожайности есть своя цена.
Азотные удобрения стали одним из самых эффективных средств, которые произвели революцию в сельском хозяйстве, позволив получать огромные по сравнению с 19 веком урожаи. Но за высокий урожай мы платим ухудшением экологической ситуации, потому что технология удобрения практически не изменилась за последние 50 лет. Сейчас интенсивное сельское хозяйство по сути зависит от азотных удобрений, ведь из-за недостатка азота урожайность может упасть на 15-20%. Соединения азота — нитраты, аммиак, оксиды азота и другие его производные широко используются в промышленности и сельском хозяйстве.
Сельское хозяйство — главный источник азотного загрязнения
В последние годы загрязнение окружающей среды соединениями химически активного азота вызывает тревогу мирового сообщества. По предварительным оценкам ученых, максимально допустимое число азотных выбросов для планеты — 35 млн тонн ежегодно, но уже к 2011 он был в 3,5 раза доркстимого уровня — 121 млн тонн за год. И эта цифра увеличивается с каждым годом, ведь население Земли растет, а размер посевных площадей остается ограниченным. Это приводит к потребности постоянно увеличивать продуктивность полей, и многие агропроизводители все чаще начинают использовать азотные удобрения. К тому же, в развивающихся странах, таких как Индия и Бангладеш, очень часто не придерживаются правил внесения, что может негативно сказаться на азотном цикле. Поэтому не удивительно, что по прогнозам на 2017 год мировой рынок азотных удобрений будет расти и составит $109 млрд.
На большинстве почв и особенно в достаточно увлажненных районах на дерново-подзолистых, серых лесных и выщелоченных черноземах, а также при орошении на сероземах и других почвах азотные удобрения имеют решающее значение в повышении урожаев. Они дают наибольшие прибавки урожайности. По данным многих полевых опытов, азотные удобрения дают в этих районах около 60% общей прибавки урожая, получаемой от полного минерального удобрения (NPK).
Основной причиной азотного загрязнения является именно подход к удобрению. Это очень неэффективный процесс, ведь около 30% нитратов, которыми удобряют почву, попадают в прибрежные и грунтовые воды, а половина всего азота вообще улетучивается в атмосферу еще до того, как подействует на растение. Применение в агрохимических исследованиях метода меченых атомов позволило установить, что в полевых условиях растения усваивают непосредственно из удобрений лишь 30-50% азота.
В целом, проблема с азотом характерна практически для каждой страны с развитым сельским хозяйством. Например, в Канаде 90% выбросов NH3 или аммиака связаны с агробизнесом, в США такая же ситуация с оксидом азота — 74%.
Азотные удобрения — основная причина появления "мертвых зон" в океанах
За последние 40 лет количество удобрений, которые попали в воду, увеличилось в шесть раз. Это привело к тому, что питьевая вода может негативно повлиять на здоровье человека.
Большое количество нитратов в воде приводит к двум отрицательным эффектам: активное развитие и быстрое увядание водорослей. В первом случае, в процессе цветения некоторые виды водорослей выделяют токсины, которые вредны для человека и водной фауны, и азот способствует их росту. Во втором случае, из-за стремительного развития большинство водных растений быстро погибают и начинают гнить. Мертвими водорослями питаются бактерии, которые потребляют кислород, из-за чего начинают задыхаться рыбы и другие животные. Все это приводит к появлению так называемых мертвых зон, и только возле береговой линии США насчитывается около 300 таких участков.
Мертвая зона в Мексиканском заливе. Источник: alternet.org
Применение азотных удобрений играет серьезную роль в глобальном потеплении
Из-за интенсивного внесения азотных удобрений выделяется много оксида азота и аммиака. В свою очередь, они могут вызвать тропосферный смог, разрушение озона и даже кислотный дождь. Таким образом, загрязнение атмосферы азотом негативно влияет как на урожайность почвы, так и на здоровье людей.
Помимо серьезные атмосферных разрушений и экстремальных погодных условий высокая концентрация оксида азота в сочетании с повышенной влажностью приводит к уменьшению видимости, снижает на 20–50% количество солнечных дней, уменьшает количество ультрафиолетовых лучей. Все это приводит к нарушениям движения и авариям автомобильного, морского и воздушного транспорта.
В среднем вред от азота в 310 раз больше, чем от углекислого газа, с которым так любят бороться экологи. Дошло до того, что в Великобритании оксид азота стал третьим по значимости парниковым газом.
Азотные удобрения — это отличный пример усугубляющего фактора, ведь изменение климата приводит к уменьшению урожайности культур, и из-за этого фермеры начинают усиленно удобрять почву, что приводит к еще большим экологическим переменам. Таким образом, нужно менять подход к сельскому хозяйству, и выходом из этой ситуации являются агротехнологии и новый типаж ферм.
