Vyluhování (zemědělství) - Leaching (agriculture)

Další použití najdete v části Vyluhování .
Zemědělství
Maler der Grabkammer des Sennudem 001.jpg
Dějiny
Na zemi
Hydrokultura
Příbuzný
Seznamy
Kategorie
Veranotrigo.jpg Zemědělský portál

V zemědělství je vyluhování ztráta živin rozpustných ve vodě z půdy v důsledku deště a zavlažování . Struktura půdy , výsadba plodin, druh a aplikační množství hnojiv a další faktory jsou brány v úvahu, aby se zabránilo nadměrné ztrátě živin. Vyluhování může také odkazovat na postup aplikace malého množství přebytečné závlahy, kde má voda vysoký obsah solí, aby se zabránilo hromadění solí v půdě ( kontrola salinity ). Tam, kde se to praktikuje, musí být také obvykle použita drenáž , aby se přebytečná voda odvedla.

Vyluhování je problémem přírodního prostředí, pokud přispívá ke kontaminaci podzemních vod . Jak voda z deště, záplav nebo jiných zdrojů proniká do země, může rozpouštět chemikálie a přenášet je do podzemního vodovodu. Obzvláště znepokojivé jsou skládky nebezpečných odpadů a skládky a v zemědělství přebytečná hnojiva , nesprávně skladovaný hnůj zvířat a biocidy (např. Pesticidy , fungicidy , insekticidy a herbicidy ).

Vyluhování dusíku

Formy a cesty dusíku v rámci zemědělského výrobního systému

Dusík je běžným prvkem v přírodě a nezbytnou živinou pro rostliny. Přibližně 78% zemské atmosféry tvoří dusík (N 2 ). Díky silné vazbě mezi atomy N 2 je tento plyn zcela inertní a není přímo použitelný rostlinami a živočichy. Jak dusík přirozeně cykluje vzduchem, vodou a půdou, prochází různými chemickými a biologickými transformacemi. Dusík podporuje růst rostlin. Hospodářská zvířata pak jedí plodiny produkující hnůj, který se vrací do půdy a přidává organické a minerální formy dusíku. Cyklus je dokončen, když další plodina použije upravenou půdu. Ke zvýšení produkce potravin se do kořenové zóny rostlin zavádějí hnojiva, jako jsou dusičnany (NO 3 - ) a amonium (NH 4 + ), která jsou rostlinami snadno absorbována. Nicméně, půdy neabsorbují přebytek NO 3 - ionty, které se pak pohybují směrem dolů volně s drenážní vody a vyluhují do podzemních vod, potoků a oceánů. Stupeň vyluhování je ovlivněn:

  • typ a struktura půdy. Například písčitá půda zadržuje málo vody, zatímco jílovité půdy mají vysokou míru zadržování vody;
  • množství vody použité rostlinami/plodinami;
  • kolik dusičnanů je již v půdě přítomno.

Úroveň oxidu dusného (N 2 O) v zemské atmosféře se zvyšuje rychlostí 0,2 až 0,3% ročně. Antropogenní zdroje dusíku jsou o 50% větší než z přírodních zdrojů, jako jsou půdy a oceány. Vyluhované zemědělské vstupy, tj. Hnojiva a hnůj, tvoří 75% antropogenního zdroje dusíku. Výživu a zemědělství z OSN (FAO) odhaduje, světová poptávka po dusíkatých hnojiv se zvýší o 1,7% ročně v letech 2011 až 2015 nárůst o 7,5 milionu tun. Očekává se, že regionální nárůst používání dusíkatých hnojiv bude v Asii o 67%, v Americe o 18%, v Evropě o 10%, v Africe o 3% a v Oceánii o 1%.

Vyluhování fosforu

Fosfor (P) je klíčovou živinou týkající se eutrofizace povrchových vod a bylo prokázáno, že omezuje růst řas v jezerním prostředí. Ztráta P ze zemědělských polí je dlouhodobě uznávána jako jedna z hlavních hrozeb pro kvalitu povrchových vod. Vyluhování je důležitou dopravní cestou pro ztráty P ze zemědělských polí v převážně rovinatých oblastech s písčitými půdami nebo půdami náchylnými k preferenčnímu proudění. Na rozdíl od dusíku fosfor interaguje s částicemi půdy adsorpcí a desorpcí . Důležitá potenciální adsorpční místa P v půdách jsou povrchy oxidů nebo hydroxidů železa a hliníku, jako je gibbsit nebo ferrihydrit . Půdy, zejména ty bohaté na tyto minerály, mají proto potenciál ukládat P přidaný hnojivem nebo hnojem. Adsorbovaný P stojí v komplexní rovnováze s P v půdním roztoku, který je řízen mnoha různými faktory, jako jsou:

  • dostupnost adsorpčních stránek;
  • koncentrace fosforu a dalších aniontů v roztoku půdní vody;
  • pH půdy;
  • potenciál redox půdy .

Fosfor bude vyluhovat, když je tato rovnováha posunuta tak, že buď dříve adsorbovaný P se uvolní do půdního roztoku, nebo další P již nelze adsorbovat. Mnoho kultivovaných půd dostává hnojivo nebo hnůj P v množstvích často převyšujících poptávku po plodinách, a to často po celá desetiletí. Fosfor přidávaný do těchto půd se vyluhuje jednoduše proto, že většina potenciálních adsorpčních míst je obsazena vstupem P z minulosti, takzvaným „starým fosforem“. Vyluhování P může být také způsobeno změnou chemických podmínek v půdě. Snížení redoxního potenciálu půdy v důsledku prodlouženého nasycení vodou může vést k reduktivnímu rozpouštění minerálů železitého železa, které jsou důležitými místy sorpce P. Fosfor adsorbovaný na tyto minerály se následně uvolňuje také do půdního roztoku a může být vyluhován. Tento proces je zvláště důležitý při obnově přírodních mokřadů, které byly dříve vyčerpány pro zemědělskou produkci

Dopady na zdraví

Vysoké hladiny NO 3 ve vodě mohou nepříznivě ovlivnit hladiny kyslíku pro člověka i pro vodní systémy. Mezi zdravotní problémy patří methemoglobinémie a anoxie , běžně označované jako syndrom modrého dítěte . V důsledku těchto toxických účinků regulační agentury omezují množství NO 3 přípustné v pitné vodě na 45–50 mg1-1. Eutrofizace , pokles obsahu kyslíku ve vodě, ve vodních systémech může způsobit smrt ryb a dalších mořských druhů. A konečně, vyplavování NO 3 z kyselých zdrojů může zvýšit ztrátu vápníku a dalších živin v půdě, a tím snížit produktivitu ekosystému .

Viz také

Reference

externí odkazy

  • Mezinárodní panel pro změnu klimatu (IPCC) On line: [1]
  • RJOosterbaan, bilance vody a soli v zemědělské hydrologii. Přednášky, mezinárodní kurz o odvodnění půdy, ILRI, Wageningen, Nizozemsko. On line: [2]
  • RJOosterbaan, 1997. „ SaltMod : Nástroj pro prolínání závlahy a drenáže pro kontrolu salinity“. In: WBSnellen (ed.), Towards integration of irrigation, and drainage management. Zvláštní zpráva ILRI, s. 41–43. On line: [3]