КАБIНЕТ МIНIСТРIВ УКРАЇНИНАЦIОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ БIОРЕСУРСIВ I

ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИНАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ IНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА, ЕКОЛОГІЇ

І БІОТЕХНОЛОГІЙФАКУЛЬТЕТ ЕКОЛОГIЇ I СТАЛОГО РОЗВИТКУ

Тема бакалаврської роботи:

«Екологічне обґрунтування методів раціонального використання мінеральних добрив для зниження викидів парникових

газів»Виконала студентка 4 курсу 1 групиАндріяненко ВалеріяНауковий керівник: к.с.-г.н. Ракоїд О. О.

КИЇВ-2014

Мета – екологічне обґрунтування методів раціонального застосування мінеральних добрив для зниження рівня викидів парникових газів.

Завдання:• Проаналізувати джерела та обсяги викидів парикових газів в

контексті змін клімату в Україні та Київській області;• Розглянути механізм утворення прямих викидів закису азоту

(N2O) в результаті внесення мінеральних азотних добрив;

• Розрахувати обсяги викидів закису азоту з орних земель у результаті внесення азотних добрив;

• Обґрунтувати заходи щодо мінімізації впливу аграрного сектора на викиди парникових газів та адаптації до змін клімату;

• Обґрунтувати шляхи раціонального застосування мінеральних добрив для зниження рівня викидів парникових газів.

Мета та завдання досліджень

Об'єкт досліджень – процеси емісії (викидів) парникових газів внаслідок сільськогосподарської діяльності.

Предмет досліджень – залежність прямих викидів закису азоту від внесення мінеральних азотних добрив (на прикладі Київської області).

Рис. 1. Викиди метану та закису азоту в секторі сільського господарства за 1990-2011

рр.., тис. т СО2-екв

*Дані Національного кадастру антропогенних викидів із джерел і абсорбції поглиначами парникових газів в Україні (2013 р.)

Розрахунок проводився за формулою:

 N2OЕмissions = NFERT • (1 - FracGASF) • EF • 44/28

 

де N2OЕмissions – викиди закису азоту, Gg;

NFERT − обсяги внесення синтетичного азотного добрива за рік, кг;

FracGASF – кількість газоподібних втрат азоту у вигляді NH3 і NOx;

EF – коефіцієнт викиду за умовчанням; показує кількість N2O, що викидається з різних азотних добавок в ґрунти (N2O - N = 0,1).

Частку 44/28 включено для того, щоб врахувати молярну масу N2O.

Стан сільськогосподарського землекористування регіону дослідження

Рис. 2. Структура сільськогосподарського

землекористування Київської області, % від загальної площі сільськогосподарських угідь

Рис. 3. Співвідношення використання мінеральних

добрив у Київській області, %

Рис. 4. Динаміка обсягів внесення азотних добрив по Київській області, тис. ц

Рис. 5. Динаміка прямих викидів N2О від орних ґрунтів по Україні, Gg

Рис.6. Прямі викиди N2O від використання азотних добрив по Україні, Gg

Рік NFERT, кг FracGASF EF N2OЕмissions, Gg

1990 1216797,10 0,15 0,01 1,22

1995 485891,45 0,15 0,01 0,49

2000 234471,65 0,15 0,01 0,23

2001 300129,05 0,15 0,01 0,30

2002 314274,75 0,15 0,01 0,31

2003 262763,05 0,15 0,01 0,26

2004 389407,10 0,15 0,01 0,39

2005 359247,40 0,15 0,01 0,36

2006 450260,30 0,15 0,01 0,45

2007 482955,55 0,15 0,01 0,48

2008 542741,15 0,15 0,01 0,54

2009 430509,70 0,15 0,01 0,43

2010 540205,60 0,15 0,01 0,54

2011 592651,45 0,15 0,01 0,59

Таблиця 1. Обсяги прямих викидів закису азоту від застосування азотних добрив у Київській області

Рис. 7. Обсяги викидів закису азоту від внесення мінеральних азотних добрив по

Київській області, Gg

Заходи щодо мінімізації впливу аграрного сектора на викиди парникових газів та адаптації до змін клімату

 

Обмеження (пом’якшення)

– оптимізація структури агроландшафтів та посівних площ– покращення генетичного потенціалу поголів’я худоби та структури стада– вирощування енергетичних культур для заміни викопного палива;– більш раціональне використання азотних добрив шляхом зменшення норм внесення на основі їх диференціації та більш повного використання органічних решток і азоту повітря для зниження викидів закису азоту.

Адаптація (пристосування)

– розробка систем землеробства з підвищеними ґрунтозахисними та вологозберігаючими функціями– визначення спеціалізованих зон для вирощування окремих, найбільш продуктивних і високоякісних культур;– впровадження заходів із збереження родючості ґрунтів, захисту їх від водної та вітрової ерозії, інших деградаційних процесів– застосування ресурсозберігаючих способів меліорації земель, режимів зрошення та удобрення сільськогосподарських культур відповідно до прогнозованих змін клімату.

Висновки та рекомендації1. За результатами аналітичного огляду літератури показано, що найбільш достовірною причиною сучасного глобального потепління вважають підсилення природного парникового ефекту викидами в атмосферу парникових газів (вуглекислого газу, метану, оксиду азоту та ін.) внаслідок господарської, у тому числі, сільськогосподарської, діяльності. Домінуючим джерелом викидів закису азоту в Україні є сільськогосподарські ґрунти.

2. Встановлено, що за останнє століття простежуються чіткі тенденції зміни кліматичних, у тому числі, агрокліматичних, показників на території Київської області. Так, відмічено збільшення періоду активної вегетації сільськогосподарських культур, зафіксовано зміщення дат початку вегетаційного періоду на більш ранні строки навесні; дещо збільшилася загальна кількість опадів та відбувся їх незначний сезонний перерозподіл.

3. Оцінка застосування мінеральних добрив у Київській області показала порушення співвідношення поживних елементів (N:P2О5:K2О) при використанні їх під сільськогосподарські культури, яке становить 1:0,20:0,23. Така диспропорція із значним переважанням азотних добрив призводить до зниження продуктивності сільськогосподарських культур, забруднення води і рослинної продукції нітратами і нітрітами, повітря – газоподібними сполуками азоту, що руйнують озоновий шар та сприяють посиленню парникового ефекту.

4. Як показав аналіз динаміки обсягів внесення мінеральних азотних добрив і обсягів прямих викидів закису азоту в результаті їх застосування на рівні Київської області і України у цілому, між ними існує пряма залежність, тобто, чим більше вноситься азотних добрив, тим більшими є газоподібні втрати азоту з орних ґрунтів. Це свідчить про необхідність запровадження екологічно обґрунтованих методів застосування мінеральних азотних добрив, щоб при зростанні кількості їх внесення викиди закису азоту не збільшувалися.

5. Відповідно до встановлених змін агрокліматичних умов Київської області, розроблено рекомендації щодо шляхів пом’якшення можливих негативних змін клімату в аграрному секторі, спрямовані як на запобігання й уповільнення зростання концентрації парникових газів в атмосфері, так і на урахування як негативних, так і позитивних ефектів зміни клімату.

6. Показано, що до основних обмежуючих заходів реагування на кліматичні впливи належить більш раціональне використання азотних добрив шляхом зменшення норм внесення на основі їх диференціації та більш повного використання органічних решток і азоту повітря для зниження викидів закису азоту.

На основі узагальнення результатів дослідження та аналізу наукових публікацій, обґрунтовано рекомендації щодо методів раціонального використання мінеральних добрив для зниження викидів парникових газів.

До раціональних методів внесення азотних добрив для зниження викидів закису азоту від сільськогосподарської

діяльності відносяться:

– локальне та стрічкове внесення азотних добрив під час посіву або підживлення;

– відмова від внесення азотних добрив з осені;

– внесення безводного рідкого аміаку, що швидко випаровується, в ґрунт на глибину 10–18 см з метою уникнення втрат азоту;

– внесення азотних добрив після попереднього мульчування поверхні ґрунту рослинними рештками;

– посів бобових культур для накопичення у ґрунті біологічного азоту.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!