Введение

Вещество, добавляемое в почву для обеспечения растений питательными веществами и улучшения их роста.

Удобрение (американский английский) или удобрение (британский английский) – это любое вещество природного или синтетического происхождения, которое вносится в почву или на растительные ткани для обеспечения растений питательными веществами. Удобрения отличаются от известкования и других почвенных добавок, не содержащих питательные вещества. Существует множество источников удобрений, как природных, так и промышленного производства. Во второй половине 20-го века увеличение использования азотных удобрений (восьмикратное увеличение в период с 1961 по 2019 год) стало важнейшим фактором повышения продуктивности традиционных продовольственных систем (более чем на 30% на человека) в рамках так называемой «зелёной революции». Использование искусственных и промышленно производимых удобрений привело к негативным экологическим последствиям, таким как загрязнение воды и эвтрофикация из-за выноса питательных веществ; выбросы углерода и других веществ при производстве удобрений и добыче полезных ископаемых; загрязнение и деградация почвы. Различные методы устойчивого сельского хозяйства могут быть применены для снижения негативного воздействия удобрений и пестицидов, а также другого экологического ущерба, вызванного промышленным сельским хозяйством.

История

Управление плодородием почвы занимало фермеров с самого начала развития сельского хозяйства. Ближневосточные, китайские, мезоамериканские и культуры Центральных Анд были одними из первых, кто перешел к земледелию. Считается, что это способствовало более быстрому росту их населения, что позволило им экспортировать свою культуру соседним группам охотников-собирателей. Использование удобрений в сочетании с сельским хозяйством дало некоторым из этих ранних обществ критическое преимущество перед соседями, что привело к их доминированию в соответствующих регионах (P Bellwood, 2023). Египтяне, римляне, вавилоняне и ранние германцы, как известно, использовали минералы или навоз для повышения продуктивности своих ферм. Это произошло отчасти благодаря взаимосвязи экономики и научных исследований. Английский предприниматель Джон Беннет Лоуэс начал экспериментировать с влиянием различных видов навоза на растения, выращиваемые в горшках, в 1837 году, а через год-два эксперименты были расширены на посевы в поле. Непосредственным следствием этого стало то, что в 1842 году он запатентовал удобрение, полученное путем обработки фосфатов серной кислотой, и таким образом стал основателем индустрии производства минеральных удобрений. В следующем году он привлек к сотрудничеству Джозефа Генри Гилберта, и вместе они проводили полевые опыты в Институте исследований полевых культур. Процесс Биркеланда — Эйде был одним из конкурирующих промышленных процессов на заре производства азотных удобрений. В этом процессе атмосферный азот (N2) фиксировался в азотную кислоту (HNO3) – один из нескольких химических процессов, обычно называемых фиксацией азота. Полученная азотная кислота затем использовалась в качестве источника нитратов (NO3−). Завод, основанный на этом процессе, был построен в Рюкане и Нотоддене (Норвегия) одновременно со строительством крупных гидроэлектростанций. 1910-е и 1920-е годы ознаменовались развитием процесса Габера и процесса Оствальда. Процесс Габера производит аммиак (NH3) из метана (CH4) (природного газа) и молекулярного азота (N2) из воздуха. Аммиак, полученный в процессе Габера, затем частично преобразуется в азотную кислоту (HNO3) в процессе Оствальда. После Второй мировой войны заводы по производству азота, нарастившие мощности для производства взрывчатых веществ во время войны, были перепрофилированы для использования в сельском хозяйстве. Использование синтетических азотных удобрений неуклонно росло в течение последних 50 лет, увеличившись почти в 20 раз до нынешнего уровня в 100 миллионов тонн азота в год. Разработка синтетических азотных удобрений значительно способствовала росту мирового населения. По оценкам, в настоящее время почти половина населения Земли обеспечена продовольствием благодаря использованию синтетических азотных удобрений. Использование фосфорных удобрений также увеличилось с 9 миллионов тонн в год в 1960 году до 40 миллионов тонн в год в 2000 году. В 2021 году в сельском хозяйстве было использовано 195 миллионов тонн неорганических удобрений, из которых 56% приходилось на азот. На долю Азии пришлось 53% от общего объема использования неорганических удобрений в сельском хозяйстве в мире в 2021 году, за ней следуют Америка (29%), Европа (12%), Африка (4%) и Океания (2%). Этот рейтинг регионов одинаков для всех питательных веществ. Основными потребителями неорганических удобрений в порядке убывания являются Китай, Индия, Бразилия и Соединенные Штаты Америки (см. таблицу 15), при этом Китай является крупнейшим потребителем каждого питательного вещества. Yara International является крупнейшим в мире производителем азотных удобрений.

Механизм

Удобрения способствуют росту растений. Эта цель достигается двумя способами, традиционным из которых является внесение веществ, обеспечивающих растения питательными веществами. Второй способ действия некоторых удобрений заключается в повышении эффективности почвы путем изменения ее способности удерживать воду и обеспечивать аэрацию. В данной статье, как и во многих других, посвященных удобрениям, основное внимание уделяется питательному аспекту. Удобрения обычно содержат, в различных пропорциях: Нитрит-окисляющие бактерии, особенно Nitrobacter, окисляют нитрит (NO2) в нитрат (NO3), который обладает высокой растворимостью и подвижностью и является основной причиной эвтрофикации и цветения водорослей.

Классификация

Удобрения классифицируются несколькими способами. Они классифицируются в зависимости от того, содержат ли они одно питательное вещество (например, K, P или N), в этом случае они называются "простые удобрения". "Комплексные удобрения" (или "многоэлементные удобрения") содержат два или более питательных веществ, например, N и P. Удобрения также иногда классифицируются как неорганические (что является темой большей части этой статьи) и органические. Неорганические удобрения не содержат углерод, за исключением мочевины. Органические удобрения обычно состоят из (переработанных) растительных или животных веществ. Неорганические удобрения иногда называют синтетическими, поскольку для их производства требуется ряд химических процессов.

Микроэлементы

Микроэлементы потребляются в меньших количествах и содержатся в растительных тканях в пределах от 0,15 до 400 ppm или менее 0,04% сухого веса, измеряемых в частях на миллион (ppm). Эти элементы часто необходимы для функционирования ферментов, важных для метаболизма растений. Поскольку эти элементы являются компонентами катализаторов (ферментов), их влияние значительно превосходит их процентное содержание по весу. К типичным микроэлементам относятся бор, цинк, молибден, железо и марганец. При этом такие факторы окружающей среды, как жара или засуха, могут снижать доступность бора для растений.

Производство

Для производства синтетических, или неорганических, удобрений необходимы готовые химические вещества, тогда как органические удобрения происходят из органических процессов, связанных с растениями и животными, в ходе биологических процессов с использованием биохимических веществ.

Азотные удобрения

Азотные удобрения производятся из аммиака (NH3), получаемого в процессе Габера-Боша. Аммиак до сих пор добывают для производства удобрений. Нитраты также производятся из аммиака в процессе Оствальда.

Фосфатные удобрения

Фосфатные удобрения получают путем извлечения из фосфатной породы, которая содержит два основных минерала, содержащих фосфор: фторапатит Ca5(PO4)3F (CFA) и гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH. Ежегодно добываются миллиарды килограммов фосфатной породы, но объемы и качество оставшихся запасов уменьшаются. Эти минералы превращают в водорастворимые фосфатные соли путем обработки кислотами. Значительное производство серной кислоты в основном обусловлено именно этим применением. В нитрофосфатном процессе, или процессе Одды (изобретенном в 1927 году), фосфатная порода с содержанием фосфора (P) до 20% растворяется в азотной кислоте (HNO3) с образованием смеси фосфорной кислоты (H3PO4) и нитрата кальция (Ca(NO3)2). Эту смесь можно смешать с калийным удобрением для получения комплексного удобрения, содержащего три основных питательных элемента – N, P и K – в легкорастворимой форме.

Калийные удобрения

Поташ – это смесь калийных минералов, используемых для производства калийных (химический символ: K) удобрений. Поташ растворим в воде, поэтому основное усилие при производстве этого питательного вещества из руды направлено на этапы очистки, например, для удаления хлорида натрия (NaCl) (обычной соли). Иногда поташ обозначают как K2O для удобства при описании содержания калия. Фактически, калийные удобрения обычно представляют собой хлорид калия, сульфат калия, карбонат калия или нитрат калия.

Органические удобрения

"Органические удобрения" могут описывать удобрения биологического происхождения, полученные из живых или ранее живших организмов. "Органические удобрения" также могут обозначать коммерчески доступные и часто упакованные продукты, соответствующие ожиданиям и ограничениям, принятым в "органическом сельском хозяйстве" и "экологически чистом" садоводстве – системах производства продуктов питания и растений, которые значительно ограничивают или полностью исключают использование синтетических удобрений и пестицидов. Продукты, маркированные как "органические удобрения", обычно содержат органические вещества и допустимые добавки, такие как питательные минеральные порошки, измельченные раковины морских обитателей (крабы, устрицы и т.д.), другие подготовленные продукты, например, жмых семян или водоросли, а также культивируемые микроорганизмы и их производные. Удобрения органического происхождения (в соответствии с первым определением) включают животноводческие отходы, растительные остатки сельского хозяйства, водоросли, компост и очищенные осадки сточных вод (биосолиды). Помимо навоза, источниками животного происхождения могут быть продукты убоя животных – кровяная мука, костная мука, перьевая мука, шкуры, копыта и рога, которые являются типичными компонентами. Органические материалы, доступные промышленности, такие как осадок сточных вод, могут быть неприемлемы для использования в органическом сельском хозяйстве и садоводстве из-за наличия остаточных загрязнителей или общественного мнения. С другой стороны, продаваемые "органические удобрения" могут включать и продвигать переработанные органические вещества, поскольку они привлекательны для потребителей. Независимо от определения и состава, большинство этих продуктов содержат менее концентрированные питательные вещества, и их количество сложнее точно определить. Они могут улучшать структуру почвы и быть привлекательными для тех, кто стремится к более "естественному" земледелию и садоводству. По объему торф является наиболее распространенным упакованным органическим улучшителем почвы. Это незрелая форма угля, которая улучшает почву за счет аэрации и удержания влаги, но не содержит питательных веществ для растений. Следовательно, это не удобрение в смысле, определенном в начале статьи, а скорее улучшитель. Кокосовое волокно (из кокосовой койры), кора и опилки, добавленные в почву, действуют аналогично (но не идентично) торфу и также считаются органическими улучшителями почвы или текстурирующими добавками из-за их ограниченного вклада в питание растений. Некоторые органические добавки могут оказывать противоположное воздействие на питательные вещества – свежие опилки могут потреблять питательные вещества из почвы в процессе разложения и снижать ее pH – но те же органические текстурирующие добавки (а также компост и т.д.) могут повысить доступность питательных веществ за счет улучшения катионного обмена или увеличения роста микроорганизмов, которые, в свою очередь, повышают доступность определенных питательных веществ для растений. Органические удобрения, такие как компост и навоз, могут распространяться на местном уровне без промышленной переработки, что затрудняет точную оценку объемов их потребления.

Статистика

+ Наиболее крупные потребители азотных удобрений Страна Общее потребление N (млн тонн в год) Потребление N для кормов и пастбищ (млн тонн в год) Китай 18,7 3,0 Индия 11,9 n/a США 9,1 4,7 Франция 2,5 1,3 Германия 2,0 1,2 Бразилия 1,7 0,7 Канада 1,6 0,9 Турция 1,5 0,3 Великобритания 1,3 0,9 Мексика 1,3 0,3 Испания 1,2 0,5 Аргентина 0,4 0,1

Китай стал крупнейшим производителем и потребителем азотных удобрений, в то время как Африка практически не зависит от них. Сельскохозяйственные и химические минералы играют важную роль в промышленном использовании удобрений, которое оценивается примерно в 200 миллиардов долларов. Азот оказывает значительное влияние на глобальное использование минеральных ресурсов, за ним следуют калийные и фосфатные удобрения. Производство азота резко возросло с 1960-х годов. Цены на фосфатные и калийные удобрения выросли с 1960-х годов в большей степени, чем индекс потребительских цен. По консервативным оценкам, от 30 до 50% урожайности сельскохозяйственных культур обеспечивается за счет природных или синтетических минеральных удобрений. Потребление удобрений превысило площадь сельскохозяйственных угодий в Соединенных Штатах. На диаграмме ниже показано потребление удобрений странами Европейского Союза (ЕС) в килограммах на гектар (фунтах на акр). Общее потребление удобрений в ЕС составляет 15,9 миллиона тонн на 105 миллионов гектаров пахотных земель (или 107 миллионов гектаров по другой оценке). Это соответствует 151 кг удобрений, потребляемых в среднем на гектар пахотных земель странами ЕС.

Применение

Удобрения обычно используются для выращивания всех сельскохозяйственных культур, при этом нормы внесения зависят от плодородия почвы, которое обычно определяется по результатам анализа почвы и потребностям конкретной культуры. Например, бобовые фиксируют азот из атмосферы и, как правило, не требуют азотных удобрений.

Жидкий против твердого

Удобрения вносятся в сельскохозяйственные культуры как в твердом, так и в жидком виде. Около 90% удобрений вносится в твердом виде. Наиболее широко используемыми твердыми неорганическими удобрениями являются мочевина, диаммонийфосфат и хлорид калия. Твердые удобрения обычно гранулированы или порошкообразны. Часто твердые удобрения доступны в виде гранул. Жидкие удобрения включают безводный аммиак, водные растворы аммиака, водные растворы нитрата аммония или мочевины. Эти концентрированные продукты могут быть разбавлены водой для получения концентрированного жидкого удобрения (например, UAN). Преимущества жидких удобрений – более быстрое действие и более равномерное покрытие.

Применение в листьях

Листовые удобрения наносятся непосредственно на листья. Этот метод почти всегда используется для применения водорастворимых простых азотных удобрений и особенно эффективен для высокоценных культур, таких как фрукты. Мочевина – наиболее распространенное листовое удобрение. Ингибиторы уреазы используются для замедления гидролитического разложения мочевины до аммиака, который склонен к испарению и нитрификации. Разложение мочевины до аммиака катализируется ферментами, называемыми уреазами. Популярным ингибитором уреазы является N (н-бутил)тиофосфорическая триамид (NBPT).

Чрезмерное оплодотворение

Осторожное использование удобрений важно, поскольку избыток питательных веществ может нанести вред. Ожог растений удобрениями может возникнуть при чрезмерном внесении, что приводит к повреждению или даже гибели растения. Степень вызываемого удобрениями ожога варьируется примерно в соответствии с их индексом засоленности.

Экологические последствия

Синтетические удобрения, используемые в сельском хозяйстве, имеют далеко идущие экологические последствия. Согласно Специальному докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) об изменении климата и землепользовании, производство этих удобрений и сопутствующие практики землепользования являются факторами глобального потепления. Использование удобрений также привело к ряду непосредственных экологических последствий: сельскохозяйственный сток, вызывающий такие последствия для водных экосистем, как мертвые зоны в океане и загрязнение водоемов, деградация почвенного микробиома и накопление токсинов в экосистемах. Косвенные экологические последствия включают: воздействие на окружающую среду, связанное с гидроразрывом пласта для добычи природного газа, используемого в процессе Габера, сельскохозяйственный бум частично отвечает за быстрый рост численности населения, а крупномасштабные промышленные сельскохозяйственные практики связаны с разрушением мест обитания, давлением на биоразнообразие и потерей сельскохозяйственных почв. Для смягчения экологических проблем и проблем продовольственной безопасности международное сообщество включило продовольственные системы в Цель устойчивого развития № 2, которая направлена на создание экологически безопасной и устойчивой системы производства продуктов питания. Большинство политических и нормативных подходов к решению этих проблем сосредоточены на переходе к устойчивым или регенеративным сельскохозяйственным практикам: они предполагают меньшее использование синтетических удобрений, улучшенное управление почвой (например, безотвальное земледелие) и большее использование органических удобрений. На каждую тонну фосфорной кислоты, полученную при переработке фосфатных пород, приходится пять тонн отходов. Эти отходы представляют собой загрязненное, бесполезное, радиоактивное твердое вещество, называемое фосфогипсом. По оценкам, ежегодно в мире образуется от 100 000 000 до 280 000 000 тонн фосфогипсовых отходов.

Вода

Фосфорные и азотные удобрения могут оказывать влияние на почву, поверхностные и грунтовые воды из-за рассеивания минералов талыми водами и вымывания в грунтовые воды с течением времени. Сельскохозяйственный сток является основным фактором эвтрофикации пресноводных водоемов. Например, в США около половины всех озер находятся в состоянии эвтрофикации. Основным веществом, вызывающим эвтрофикацию, является фосфат, который обычно является лимитирующим питательным элементом; высокие концентрации способствуют росту цианобактерий и водорослей, а их отмирание приводит к потреблению кислорода. Вынос удобрений можно сократить, используя стратегии внесения удобрений, оптимизированные с учетом погодных условий. Количество океанических мертвых зон вблизи населенных береговых линий увеличивается. По состоянию на 2006 год применение азотных удобрений все более строго контролируется в Северо-Западной Европе и Соединенных Штатах. В тех случаях, когда эвтрофикацию можно обратить вспять, для разложения накопленных нитратов в грунтовых водах естественными процессами могут потребоваться десятилетия и значительные мероприятия по управлению почвой.

Загрязнение нитратами

Только небольшая часть азотных удобрений преобразуется в растительную массу. Остальное накапливается в почве или теряется со сточными водами. Высокие нормы внесения азотсодержащих удобрений в сочетании с высокой растворимостью нитратов в воде приводят к увеличению стока в поверхностные воды и выщелачиванию в грунтовые воды, что вызывает загрязнение грунтовых вод. Чрезмерное использование азотсодержащих удобрений (как синтетических, так и органических) особенно опасно, поскольку большая часть азота, не усвоенного растениями, превращается в нитраты, которые легко выщелачиваются. Уровень нитратов выше 10 мг/л (10 ppm) в грунтовых водах может вызвать "синдром голубого младенца" (приобретенную метгемоглобинемию). Питательные вещества, особенно нитраты, содержащиеся в удобрениях, могут создавать проблемы для природных сред обитания и здоровья человека, если они смываются с почвы в водоемы или просачиваются в грунтовые воды. Сток может приводить к бурному росту водорослей, которые поглощают весь кислород и оставляют за собой огромные "мертвые зоны", где другие рыбы и водные организмы не могут выжить.

Окисление

Окисление почвы – это процесс, при котором уровень pH почвы становится более кислым со временем. pH почвы – это мера кислотности или щелочности почвы, определяемая по шкале от 0 до 14, где 7 – нейтральное значение. pH ниже 7 указывает на кислую почву, а pH выше 7 – на щелочную или основную. Окисление почвы представляет собой серьезную проблему в сельском хозяйстве и садоводстве. Азотсодержащие удобрения могут вызывать окисление почвы при внесении. Это может привести к снижению доступности питательных веществ, которое можно компенсировать известкованием. Эти удобрения высвобождают ионы аммония или нитрата, которые могут подкислять почву в процессе химических реакций. При внесении азотсодержащих удобрений в почву увеличивается концентрация ионов водорода (H+) в почвенном растворе, что приводит к снижению pH почвы.

Кадмий

Концентрация кадмия в фосфорсодержащих удобрениях значительно варьируется и может представлять проблему. Например, содержание кадмия в моноаммонийфосфате может колебаться от 0,14 мг/кг до 50,9 мг/кг. Фосфатная порода, используемая для их производства, может содержать до 188 мг/кг кадмия (например, месторождения на Науру и Рождественском острове). Продолжительное использование удобрений с высоким содержанием кадмия может приводить к загрязнению почвы (что было продемонстрировано в Новой Зеландии) и растений. Европейская комиссия рассматривала вопрос об установлении пределов содержания кадмия в фосфорных удобрениях. Производители фосфорсодержащих удобрений теперь выбирают фосфатную породу, исходя из содержания в ней кадмия.

Фторид

Фосфатные породы содержат высокое содержание фторидов. Следовательно, широкое применение фосфатных удобрений привело к увеличению концентрации фторидов в почве. Также вызывает опасения возможное воздействие фторидов на почвенные микроорганизмы.

Радиоактивные элементы

Радиоактивное содержание удобрений значительно варьируется и зависит как от их концентрации в исходном минерале, так и от технологии производства удобрений. Концентрации урана-238 могут колебаться от 7 до 100 пКи/г (пикокюри на грамм) в фосфатной породе и от 1 до 67 пКи/г в фосфатных удобрениях. При внесении высоких годовых доз фосфорных удобрений это может привести к увеличению концентрации урана-238 в почвах и дренажных водах в несколько раз по сравнению с естественным фоном. Однако влияние этого повышения на риск для здоровья человека из-за радионуклидного загрязнения продуктов питания очень мало (менее 0,05 мЗв/год).

Другие металлы

Отходы сталелитейной промышленности, перерабатываемые в удобрения из-за высокого содержания цинка (необходимого для роста растений), могут содержать следующие токсичные металлы: свинец, мышьяк, кадмий. Эти потенциально вредные примеси можно удалить, однако это значительно увеличивает стоимость. Высокочистые удобрения широко доступны и, пожалуй, наиболее известны как высокорастворимые в воде удобрения, содержащие синие красители, используемые в быту, например, Miracle Gro. Эти высокорастворимые удобрения используются в растениеводческих хозяйствах и доступны в больших упаковках по значительно более низкой цене, чем в розничной продаже. Некоторые недорогие розничные гранулированные садовые удобрения производятся из ингредиентов высокой чистоты.

истощение микроэлементов

В последние 50–60 лет отмечается снижение концентрации таких элементов, как железо, цинк, медь и магний во многих продуктах питания. Интенсивные методы ведения сельского хозяйства, включая использование синтетических удобрений, часто называют причинами этого снижения, а органическое земледелие – возможным решением. Однако значительная часть зафиксированного снижения связана с использованием высокоурожайных сортов культур, которые производят продукты с более низкой концентрацией минералов, чем их менее продуктивные предшественники. Следовательно, маловероятно, что органическое земледелие или сокращение использования удобрений решат эту проблему; получение продуктов с высокой питательной плотностью представляется возможным при использовании старых, низкоурожайных сортов или разработке новых высокоурожайных, богатых питательными веществами сортов. Фактически, удобрения, скорее всего, решают проблемы дефицита микроэлементов, чем вызывают их: в Западной Австралии дефицит цинка, меди, марганца, железа и молибдена был установлен как фактор, ограничивающий рост зерновых культур и пастбищ в 1940-х и 1950-х годах. Почвы Западной Австралии очень старые, сильно выветрены и бедны многими основными питательными веществами и микроэлементами.

Потребление энергии и устойчивость

В 2004 году в США было потреблено 317 миллиардов кубических футов природного газа при промышленном производстве аммиака, что составляет менее 1,5% от общего годового потребления природного газа в США. В отчете за 2002 год указывалось, что производство аммиака потребляет около 5% мирового потребления природного газа, что несколько меньше 2% мирового производства энергии. Аммиак производится из природного газа и воздуха. Стоимость природного газа составляет примерно 90% стоимости производства аммиака. Увеличение цен на природный газ за последнее десятилетие, а также другие факторы, такие как растущий спрос, привели к росту цен на удобрения.

Вклад в изменение климата

Количество парниковых газов – углекислого газа, метана и закиси азота – образующихся в процессе производства и использования азотных удобрений, оценивается примерно в 5% от антропогенных выбросов парниковых газов. Треть этого объема образуется при производстве, а две трети – при использовании удобрений. Азотные удобрения могут преобразовываться почвенными бактериями в закись азота, являющуюся парниковым газом. Выбросы закиси азота, вызванные деятельностью человека, большая часть которых приходится на удобрения, в период с 2007 по 2016 год оценивались в 7 миллионов тонн в год, что не соответствует цели ограничения глобального потепления до уровня ниже 2 °C.

Атмосфера

Благодаря растущему использованию азотных удобрений, которые в 2012 году применялись в объеме около 110 миллионов тонн (в пересчете на азот) в год, увеличивая и без того существующее количество реактивного азота, оксид азота (N2O) стал третьим по значимости парниковым газом после углекислого газа и метана. Его потенциал глобального потепления в 296 раз превышает потенциал эквивалентного по массе количества углекислого газа, и он также способствует разрушению озонового слоя в стратосфере. Путем изменения процессов и процедур можно смягчить некоторые, но не все, из этих последствий антропогенного изменения климата. Выбросы метана из сельскохозяйственных угодий (особенно рисовых полей) возрастают при использовании удобрений на основе аммония. Эти выбросы вносят вклад в глобальное изменение климата, поскольку метан является сильным парниковым газом.

Регулирование

В Европе проблема высоких концентраций нитратов в поверхностном стоке решается посредством Директивы Европейского Союза о нитратах. В Великобритании фермеров стимулируют к более устойчивому управлению землями в рамках программы «сельское хозяйство, чувствительное к водосборным бассейнам». В США высокие концентрации нитратов и фосфора в поверхностном и дренажном стоке классифицируются как рассеянные источники загрязнения из-за их диффузного характера; это загрязнение регулируется на уровне штатов. В штатах Орегон и Вашингтон, расположенных в Соединенных Штатах, существуют программы регистрации удобрений с онлайн-базами данных, содержащими результаты химического анализа удобрений. В Китае введены нормативные акты, регулирующие использование азотных удобрений в сельском хозяйстве. В 2008 году правительство Китая начало поэтапную отмену субсидий на удобрения, включая субсидии на транспортировку удобрений, а также на электроэнергию и природный газ, используемые в отрасли. В результате цены на удобрения выросли, и крупные фермерские хозяйства стали использовать меньше удобрений. Если крупные фермерские хозяйства продолжат сокращать использование субсидий на удобрения, им придется оптимизировать использование имеющихся удобрений, что приведет к увеличению урожайности зерновых и прибыли. В марте 2022 года Министерство сельского хозяйства США объявило о выделении нового гранта в размере 250 миллионов долларов на поддержку производства американских удобрений. Эта грантовая программа, являющаяся частью Корпорации товарного кредита, будет поддерживать производство удобрений, независимое от доминирующих поставщиков, производимых в Америке и использующих инновационные технологии для стимулирования будущей конкуренции. Существуют два основных типа систем управления сельским хозяйством: органическое и традиционное (интенсивное) сельское хозяйство. Органическое сельское хозяйство способствует повышению плодородия почвы за счет использования местных ресурсов для максимальной эффективности и исключает применение синтетических агрохимикатов. Традиционное сельское хозяйство использует все компоненты, которые не применяются в органическом сельском хозяйстве.