Сельское хозяйство считается основной причиной чрезмерного внесения удобрений: рост промышленного земледелия приводит не только к перепроизводству корма для животных, но и к огромному увеличению количества различных загрязняющих веществ и навоза. Чрезмерное удобрение приводит к огромному избытку питательных веществ, при этом азот, содержащийся в удобрениях, оказывает особенно сильное воздействие на всю экосистему.
Азот
Азот (N) считается элементарным строительным материалом каждого живого существа и содержится в воде, воздухе и почве. Жизненно важные вещества составляют около 78 процентов воздуха, но ни растения, ни животные не могут использовать атмосферный азот. Однако естественный цикл требует преобразования атмосферного азота микроорганизмами в почве. Это создает полезные молекулы из азота, необходимые растениям для роста.
В результате животные и люди поглощают азот при употреблении растительной пищи и снова выделяют его через фекалии и мочу. Они снова расщепляются микроорганизмами, что замыкает естественный цикл. Однако баланс азотного цикла серьезно нарушается вмешательством человека в природу, что приводит к избытку азота в окружающей среде.
- около 62 процентов приходится на растениеводство
- около 33 процентов приходится на животноводство
- около 5 процентов приходится на транспорт, промышленность и домохозяйства
Воздействие на биоразнообразие
Увеличение поступления азота оказывает огромное влияние на биологическое разнообразие и обеспечивает стандартизацию растительности. Причина этого кроется в индивидуальных потребностях каждого растения в питательных веществах. Некоторые из них буквально любят азот и получают огромную пользу от избытка этого вещества. Соответственно, они быстро распространяются, но за счет тех растений, которые приспособились к бедным питательными веществами условиям. Потому что впоследствии их вытесняют азотолюбивые растения.
- Особенно страдают высокогорные пустоши
- Росянка тоже смещена
- Распространяется этническая пушица и розмариновый вереск
Воздействие на растения
Избыток азота приводит к нездоровому, ускоренному росту растений, а рост корней замедляется. Растения вкладывают всю свою энергию в образование новых побегов, которые часто бывают мягкими и губчатыми. Но поражаются не только побеги, поскольку клетки и ткани также не сформированы оптимально. У деревьев ускоренный рост вызывает также так называемое истончение кроны. Это делает их гораздо более восприимчивыми к порывам ветра и засухе, что часто приводит к повреждению лесов ветром. Также доказано, что промышленное сельское хозяйство и чрезмерное удобрение напрямую связаны с вымиранием лесов. Избыток азота также оказывает на растительный мир следующие последствия:
- Нарушается питание растений, что может привести к его недостатку
- Распространение бактерий и грибковых заболеваний увеличивается
- Растения более уязвимы к погодным условиям
- Нарушается хранение собранной продукции, что может привести к потере урожая в сельском хозяйстве
Воздействие на водные объекты
Избыточное удобрение в сельском хозяйстве приводит к увеличению содержания питательных веществ в водоемах. Соединения азота попадают со стоками в озера, реки и моря и приводят к эвтрофикации. Имеется в виду неконтролируемый рост водных растений, вызванный избытком питательных веществ. Фитопланктон (одноклеточные водоросли) особенно извлекает выгоду из этого избытка питательных веществ и образует массы. Это приводит к так называемому цветению водорослей, которые имеют зеленоватый цвет и покрывают поверхность воды. Они представляют особую опасность для чувствительных экосистем, таких как стоячие и медленно текущие воды, поскольку водоросли могут вызвать «переворачивание» воды:
- Водоросли покрывают поверхность
- меньше света достигает нижних слоев воды
- Фотосинтез невозможен, и рост растений замедляется, что приводит к сокращению биоразнообразия
Фитопланктон вредит водоемам
Продолжительность жизни водорослей составляет от одного до пяти дней. После гибели фитопланктона он опускается на дно воды и расщепляется обитающими там бактериями. Однако для этого процесса требуется кислород, который, в свою очередь, удаляется из воды. Недостаток кислорода, возникающий в результате процесса аэробной деградации, приводит к гибели растений и животных в пораженном водоеме. Если кислорода уже не хватает, впоследствии образуются токсичные вещества. В результате так называемого анаэробного процесса разложения в основном образуются токсины, такие как метан (CH4), аммиак (NH3) и сероводород (H2S), которые отравляют и убивают рыбу. Кроме того, эти токсины часто содержатся в морепродуктах, а значит, попадают к человеку по пищевой цепочке. Водоросли также обладают следующими эффектами:
- фитопланктон создает «мертвые зоны»
- около 15 процентов морского дна Балтийского моря покрыто мертвыми зонами
- фитопланктон создает на пляжах «пенистые ковры»
- В результате страдает туристическая отрасль
Воздействие на климат и воздух
Удобрения содержат аммоний, который при хранении и применении превращается в аммиак (NH3). Аммиак, в свою очередь, попадает в атмосферу и способствует образованию мелкой пыли. Однако это вредно для человека и животных, поскольку оказывает прямое воздействие на верхние дыхательные пути и приводит к респираторным заболеваниям. Кроме того, газообразный аммиак может вызывать кислотные дожди, вредные для всей окружающей среды. Когда идет дождь, аммиак возвращается в почву, действует как дополнительное удобрение и, таким образом, способствует переудобрению почвы.
Однако азотсодержащие удобрения выделяют не только аммиак:
- Минерализация удобрений приводит к образованию закиси азота (N2O)
- это примерно в 300 раз вреднее для климата, чем углекислый газ (CO2)
- и считается высокоэффективным парниковым газом
- Метан (CH4) также выделяется
- это примерно в 25 раз вреднее для климата, чем углекислый газ
Воздействие на почву
Аммиак, содержащийся в удобрении, преобразуется в нитрат (NO3-) микроорганизмами в почве. Если растения не усваивают нитраты, происходит так называемое выщелачивание оснований. Нитраты вымываются фильтрационными водами, что способствует закислению почвы. Хотя некоторые растения предпочитают расти в кислой почве, все растения обычно перестают расти при значении pH ниже 3. Однако закисление почвы влияет не только на рост растений:
- изменение структуры почвы
- Изменяются и условия жизни почвенных микроорганизмов, что влияет на плодородие почвы
- Питательные вещества из почвы вымываются, а это означает, что оптимальное снабжение питательными веществами больше не обеспечивается
- могут выделяться токсичные вещества (например, алюминий)
- Сокращение популяции дождевых червей
Воздействие на грунтовые воды
Избыточное внесение удобрений в сельском хозяйстве также считается причиной повышения уровня нитратов в питьевой воде. Это связано с тем, что подвижная нитратная селитра попадает с фильтрационными водами в грунтовые воды и впоследствии в питьевую воду, особенно во время обильных дождей. Хотя незначительно повышенный уровень нитратов представляет лишь незначительный риск для здоровья, постоянно повышенный уровень нитратов может привести к воспалению желудочно-кишечного тракта. Кроме того, нитраты в организме могут превращаться в нитрит (NO2-), который опасен для здоровья даже в небольших количествах. Для этой реакции необходима кислая среда, поэтому желудок человека считается для этого идеальной средой. Употребление питьевой воды с повышенным содержанием нитратов способствует образованию нитритов.
- Нитрит особенно опасен для младенцев, они могут «задохнуться изнутри»
- Попадая в кровь, нитрит нарушает транспорт кислорода, поскольку разрушает красный кровяной пигмент
- Предельное значение содержания нитритов в питьевой воде составляет 0,50 мг/л
- Предельное значение нитратов в питьевой воде составляет 50 мг/л
Примечание:
Растительная пища также может содержать большое количество нитратов. Однако их обычно не едят каждый день на протяжении всей жизни.
Меры по предотвращению чрезмерного внесения удобрений
ЕС уже отреагировал на чрезмерное удобрение азотом и принял Директиву по нитратам в 1991 году. Соответственно, все государства-члены ЕС обязаны контролировать поверхностные и подземные воды, выявлять зоны риска и проверять их каждые четыре года. Директива также содержит правила надлежащей сельскохозяйственной практики, которые, однако, должны применяться на добровольной основе.
Помимо существующих законов, чрезмерного внесения азота можно избежать и другими факторами:
- Соедините животноводство с сельскохозяйственными угодьями, чтобы количество животных соответствовало доступной площади
- вносите существующий навоз непосредственно в почву
- Используйте высокотехнологичные методы при дозировании удобрений, машины для внесения удобрений с датчиками и/или компьютерными чипами - это позволяет целенаправленно использовать азот
- Установите систему воздушных фильтров на промышленных фермах, это может ограничить выбросы
Часто задаваемые вопросы
Знаете ли вы, что отказ от мяса положительно влияет на окружающую среду?
Поскольку чем меньше животных на убой выращивается и содержится, тем меньше азотсодержащих выбросов и навоза попадает в экосистему.
Знаете ли вы, что дождевые черви чрезвычайно важны для растений?
Потому что они способствуют аэрации и дренажу, а также перемешиванию и гниению почвы.
