В этой статье даны рекомендации по повышению плодородия почв и продуктивности земледелия. Предложены почвозащитные программы, которые длительное время применяются в экологически развитых странах.
Cовременная история земледелия за исторически небольшой промежуток времени характеризуется существенными изменениями интенсивности использования земельных ресурсов. Процесс применения удобрений можно условно разделить на три периода:
§ период экстенсивной химизации (конец 40х – начало 70х годов XX столетия), когда уровень применения удобрений не превышал 30 кг/га д. в. NРК;
§ период интенсивной химизации (1961-1991гг.), когда на 1 га пашни вносили по 140-160 кг д. в. NРК;
§ период снижения интенсивности химизации (1991-2008 гг.), на протяжении которого произошло резкое снижение уровня применения удобрений с 140 до 20 кг д. в. NРК.
Период с 1965 по 1990 гг. вошел в историю Украины как важнейший этап повышения плодородия почв и продуктивности земледелия. Это был период «расцвета» химизации, на его протяжении сельскохозяйственное производство развивалось путём всесторонней интенсификации.
Ситуация резко изменилась в начале 90-х годов. Тогда снова произошел возврат к экстенсивным системам земледелия и опять начали увеличиваться дефицит баланса NPK и интенсивность минерализации гумуса, что в конечном итоге привело к ускорению темпов снижения плодородия почвы. В этих условиях урожай начал обеспечиваться, в основном, мобилизацией питательных веществ почвы. При сохранении существующей ситуации с применением удобрений агрохимические свойства и плодородие почв будут и в дальнейшем ухудшаться, что может привести к необратимым последствиям, связанным с деградацией наиболее ценных в Украине черноземных почв.
В условиях смены общественно-экономической формации земледелие страны поразил затяжной кризис. За годы аграрных реформ ухудшилась обеспеченность сельскохозяйственных товаропроизводителей техникой: поставки её в связи со снижением покупательной способности хозяйств сократились в десятки раз. Спрос на технику был подорван многократным диспаритетом цен на сельскохозяйственную продукцию и материально-технические ресурсы. Уровень внесения минеральных и органических удобрений катастрофически снизился. Не выполнялись государственные, региональные и хозяйственные планы повышения плодородия почв, было прекращено государственное финансирование таких важных мероприятий как борьба с эрозией почв. С целью достижения быстрых экономических успехов, бессистемным увеличением площадей посевов подсолнечника нарушалась структура плодородных почв, значительно сократилась площадь посевов многолетних трав. Естественно, в таких условиях почвы «работают на износ», их деградация и потеря плодородия неизбежны. Об этом свидетельствуют следующие статистические данные о внесении удобрений под урожай кукурузы в степной зоне Украины:
· внесено органических удобрений, т/га (1990г. 8,6) → (1992г. 6,4) → (1995г. 4,0) → (1996г. 3,2) → (1997г. 2,5)→(1998г. 1,9) → (1999г. 1,7) →(2000г. 1,3) → (2001г. 0,3) → (2002 г. 0,2) → (2003г. 0,4)→(2004 г. 0,3)→(2005 г. 0,2);
· внесено минеральных удобрений, кг/га д. в. (1990 г. 141) → (1992г. 104) → (1995г. 33) → (1996г. 21) → (1997г. 22)→(1998г. 21) → (1999г. 18) → (2000г. 13) → (2001г. 16) → (2002г. 20) → (2003г. 18) → (2004 г. 26) → (2005 г. 41).
В Украине уже насчитывается почти 10% обследованных почв с очень низким и низким содержанием подвижного фосфора. Отмечается дальнейшее снижение содержания обменного калия. Если так будет продолжаться и дальше, то через 15-20 лет такая форма хозяйствования может привести к катастрофическим последствиям. Ведь в степной зоне Украины уже отмечается существенное снижение основного ценного свойства пахотных почв – их плодородия. Между тем, в практике мирового земледелия применение минеральных удобрений систематически возрастает и, естественно, растет урожайность зерновых культур. В соответствии с прогнозом, сделанным Международной ассоциацией производителей удобрений (IFA), до 2030 г. использование минеральных удобрений в мире может достичь 180 млн. т. Поднять до прежнего уровня урожайность зерна кукурузы, выйти на достигнутые ранее рубежи без применения удобрений невозможно, о чем свидетельствуют многолетние результаты научных исследований. Безусловно, на величину урожая зерна влияет много факторов, но все же главным остаются удобрения, о чем свидетельствует опыт их применения в экономически развитых странах.
По данным академика УААН Н. Городнего, долевая часть удобрений в формировании урожаев составляет:
в странах Западной Европы – 45-50%; США – 40-45%; в Украине – 28 %, что значительно выше, чем влияние гибридов, средств защиты растений или обработки почвы.
Делегатами пятнадцатого Международного конгресса общества почвоведов, который проходил в 1994 г. в Мексике, было отмечено: «В ХХ столетии во всех экономически развитых странах произошел рост урожайности зерновых культур на 50%за счёт применения минеральных удобрений».
В большинстве стран мира сельское хозяйство остаётся дотационной сферой. По мнению некоторых экспертов, это единственная индустрия, которая остаётся зависимой от государственных субсидий. Это связано с тем, что при выращивании зерновых культур товаропроизводитель получает зерно на вложенный капитал только один раз в году. Тогда как в других сферах новая продукция может быть получена и реализована каждый день или много раз за год, что при несовершенстве законодательства приводит к сверхприбылям в отдельных сферах с высоким оборотом капитала и, наоборот, до убыточности хозяйств с низким оборотом капитала. Поэтому ведущие страны мира инвестируют своё сельское хозяйство в значительных размерах. Так, на поддержку отечественного сельхозпроизводителя страны Евросоюза выделяют 43 млрд. евро в год, около 40 млрд. $ – США и до 20 млрд.$ – Япония, в Украине же инвестиции государства в развитие сельского хозяйства значительно скромнее.
В связи со сложившейся в аграрном секторе экономики Украины социально-экономической ситуацией в ближайшей перспективе решить проблему возобновления плодородия почвы до оптимального уровня трудно. Это связано с тем, что в условиях, когда количество вносимых органических удобрений в сравнении с оптимальной нормой снизились почти в 5-6 раз, а минеральных – в 15-20 раз, выйти из создавшейся сложной ситуации традиционным путём, т. е. увеличением норм внесения органических удобрений до 8-10 т/га и минеральных до 150-170 кг NPK на 1 га севооборота на всей площади пахотных земель, представляется нереальным.
Чтобы обеспечивать высокую окупаемость каждого килограмма удобрений, необходима достоверная и постоянно обновляемая информация полевых опытов с удобрениями о состоянии и динамике почвенного плодородия земель сельскохозяйственного назначения, нужны выверенные методики экономических расчетов с учетом последействия применяемых агрохимических средств.
Один из главных факторов, обеспечивающих эффективное использование минеральных удобрений, – изучение агрохимических свойств почв. Основа получения такой информации – проведение периодического агроэкологического мониторинга почв. Наибольший эффект даёт полное обеспечение потребностей растений всеми элементами питания. Но урожайность, в большинстве случаев, зависит от лимитирующего фактора, т. е. от того элемента минерального питания, который меньше всего содержится в почве в доступном для использования растениями виде. К применению удобрений необходимо подходить творчески, руководствуясь зональными рекомендациями научных учреждений.
Выходом из создавшегося кризиса может быть осознание чрезвычайной важности задачи охраны почв и формирование соответствующей национальной программы. Проект такой программы разработан в ННЦ Институте почвоведения и агрохимии УААН, которым, наряду с основными, предусматривается привлечение альтернативных источников возобновления органики за счёт:
· усовершенствования структуры посевных площадей и севооборотов, увеличения удельного веса многолетних трав, зерновых колосовых и бобовых культур с одновременным уменьшением доли пропашных культур;
· максимального использования отходов животноводства, обеззараженных осадков сточных вод, сапропелей, торфа;
· широкого применения сидеральных удобрений;
· максимального использования побочной растениеводческой продукции, включая солому, расширения применения бактериальных и сидеральных удобрений.
С целью достижения бездефицитного баланса питательных веществ и повышения плодородия почв предусматривается довести объёмы применения минеральных удобрений на первом этапе до 3,5 млн. т д. в., на втором – до 4,3 млн. т д. в.,(отвечает уровню 1990 года), а на завершающем этапе – до 4,5 млн. т д. в. Это даст возможность обеспечить бездефицитный баланс гумуса, азота, фосфора и калия. При одностороннем использовании только органических или только минеральных удобрений нельзя добиться устойчивой продуктивности земледелия. Почвозащитные программы не только созданы, а длительное время выполняются в экономически развитых странах. Это выверенное тысячелетиями направление хозяйственной деятельности человека, обеспечивающее само его существование. Совершенно справедливо В. И. Вернадский назвал почву «плёнкой жизни», имея в виду, прежде всего, её животворную силу, плодородие, её очень высокую уязвимость, поэтому она и требует к себе бережного отношения.
Первые опыты применения биологических систем земледелия в мире показывают их достоинства и недостатки. Достоинствами альтернативных форм ведения хозяйства являются:
§ высокая экологичность;
§ снижение потребления энергии;
§ снижение затрат энергетических ресурсов ;
§ повышение качества продукции.
Главный недостаток с позиций современных представлений, прежде всего экономических – это снижение урожайности сельскохозяйственных культур на 20-40% и более по сравнению с традиционным земледелием, в котором предусмотрено применение удобрений и других средств химизации. По мере совершенствования систем земледелия, основанных на биологических методах, этот недостаток будет иметь все меньшее значение. Однако отсутствие объективных и, главное, убедительных данных не позволяет утверждать, что продукция альтернативного земледелия более чистая и более полезная, чем традиционного земледелия. Выполненными в Германии исследованиями по сопоставлению эффективности химической и биологической систем земледелия убедительно доказано, что качество продукции, полученной от применения этих систем земледелия, почти одинаково, а вот количество в два раза больше при применении интенсивной системы.
Альтернативное земледелие (без применения минеральных удобрений, пестицидов и других средств химизации) возможно лишь на ограниченных площадях с плодородной почвой и при наличии достаточного количества органических удобрений.
Однако те, кто рекомендует в нашей стране ограничиться только лишь биологическим земледелием, допускают серьёзную ошибку и обрекают наше земледелие на низкий уровень развития. Ведь за 1970-1990 гг. удалось существенно поднять среднюю урожайность сельскохозяйственных культур в Украине при применении минеральных удобрений. А учитывая то, что многие зерновые районы у нас расположены в степной зоне, где нередко возникают засухи, то мы неизбежно рискуем в засушливые годы резко снижать урожай зерновых культур. Чтобы избежать этой участи необходимо за счёт минеральных удобрений расширить круговорот питательных веществ в земледелии, поднять плодородие почвы и, таким образом, добиться устойчивых высоких урожаев зерновых в любые по погодным условиям годы.
При низком уровне применения удобрений будет снижено производство соломы, а при недостатке соломы и навоза окажется мало. Противники минеральных удобрений забывают простую истину, что навоз и его качество отражает состояние плодородия почвы. Например, корма, выращенные на почве, бедной питательными веществами, будут содержать в своём составе мало NPK, и, следовательно, получаемый навоз тоже будет иметь этот же недостаток. Поэтому навоз в химическом отношении – это,по сути, зеркало почвы. Таким образом, нельзя устранить недостаток тех или иных элементов питания в почве внесением только навоза. Этот недостаток можно быстро устранить лишь при сочетании органических и минеральных удобрений, способных быстро улучшить и расширить круговорот питательных веществ в почве.
Особое место в биологизации земледелия занимает зеленое удобрение, представляющее собой зеленую массу растений-сидератов, запахиваемую в почву в целях обогащения ее питательными элементами, главным образом, азотом. Это удобрение улучшает физические, водно-физические и биологические свойства, водный и тепловой режимы почвы, её фитосанитарное и эколого-токсикологическое состояние. Ныне многие учёные часто говорят о широком использовании в качестве удобрения, в том числе сидерального, побочной продукции возделываемых культур (редька масличная + вика яровая и т. д.). Но, к сожалению, эта зелёная масса успеет полностью минерализоваться в почве только в относительно благоприятные по обеспечению влагой годы. На прохождение этого процесса в среднем уходит 1-2 года. А каков же выход из создавшегося положения в степной зоне Украины в засушливые годы? Сейчас для ускорения процесса минерализации пожнивных остатков предлагаются новые ферментативные препараты типа оксизина, но он нуждается в обстоятельной проверке на эффективность, в проведении всесторонних дальнейших испытаний в условиях полевых опытов, которые сейчас проводятся в лаборатории агрохимии на ЭОС ИЗХ УААН.
Ни у кого не вызовет сомнения тот факт, что снижение урожаев, рано или поздно, но неизбежно приведёт к сокращению поголовья скота. За последние 10 лет оно уменьшилось в пять раз. Ученые утверждают, чтобы перейти на биологическое земледелие, необходимо, прежде всего, иметь хорошо развитое животноводство, а для этого нужны в достаточном количестве качественные корма.
Тут же напрашивается вопрос, как этого можно достичь, если не вносить минеральные удобрения, если навоза в хозяйствах вносят всего лишь до 2 т/га, а иногда его не вносят вообще?
Наряду с совершенствованием системы внесения удобрений, необходимо обратить серьёзное внимание и на технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Для того, чтобы у нас росла урожайность, необходимо внедрять интенсивную технологию выращивания зерновых культур, учитывающую всё до наименьших мелочей. Ведь во всём мире технология выращивания зерновых культур основывается на внесении высоких доз удобрений. В Украине в современных условиях вносится удобрений в 30 раз меньше, чем в странах Западной Европы. Поэтому к достижению высоких результатов в растениеводстве есть только один путь, по которому идут все экономически развитые страны: объединение мирового научного опыта, высокого генетического потенциала современных гибридов, сортов и высоких технологий.
В последние годы земледелие в Украине ведётся при отрицательном балансе гумуса, азота и фосфора в почве, что приводит к потере более 10% его энергетического потенциала. На половине пахотных земель содержание подвижного фосфора низкое. А почвы с оптимальным его содержанием не превышают 15% общей площади. На фоне низкого содержания фосфора в почве снижается и эффективность азотных удобрений. В сложившейся сложной агрохимической ситуации удобрения являются наиболее действенным средством повышения урожайности зерна. Следует обратить внимание на то, что продукция, выращенная в Украине без внесения органических и минеральных удобрений, а также средств защиты от сорняков, болезней и вредителей, не может быть конкурентоспособнойна мировом рынке.
Сейчас возобновление плодородия почвы идет естественным путём за счёт внутренних резервов. Поскольку уровень применения минеральных удобрений очень низкий, а урожай формируется в основном за счёт естественного плодородия почв, неуклонно происходят деградационные процессы – обеднение их по содержанию подвижных форм питательных веществ. Если баланс питательных веществ за период 1986-1990 гг. был положительным по фосфору (+24,9 кг/га) и почти равновесным по азоту и калию, то начиная с 1996 года, – отрицательным по всем элементам минерального питания.
Дальше оставлять почвув таком положении нельзя, необходимо принимать экстренные меры и немедленно исправлять сложившееся критическое положение. Вне сомнения тот факт, что Украина за счёт собственного сельскохозяйственного производства имеет все возможности для гарантированного полного обеспечения населения продуктами питания, перерабатывающей промышленности сырьём, а государства — значительными валютными поступлениями. Убедительным доказательством тому могут служить валовые сборы зерна основных сельскохозяйственных культур, которые получали украинские хлеборобы 18 лет тому назад. В среднем за 1986-1990 гг. выращивали по 49,4 млн. т зерна в массе после доработки, то есть практически по тонне зерна на каждого жителя. По этому показателю Украина занимала третье место в мире после Канады.
Экстенсивный путь производства зерна уже невозможен. Для получения высоких урожаев кукурузынаряду с хорошими семенамивысокопродуктивных гибридов нужны качественные удобрения. Об этом шла речь 29-30 ноября 2007 г. в Алуште на Четвертой ежегодной конференции «Рынок минеральных удобрений и агрохимии 2007». По словам одного из организаторов и руководителя проекта «Хим-курьер» Артема Задворного, по сравнению с нынешними показателями, через 10 лет рынок минеральных удобрений вырастет в три раза. Если это произойдет, то Украина сможет получать на прежних площадях высокие валовые сборы зерна за счет таких же урожаев, какие ныне получают в странах Западной Европы.
Безусловно, хорошее обеспечение влагой, тёплый вегетационный период и высокое естественное плодородие почвы всецело зависят от географического расположения местности и почвенно-климатических условий. Человеком они практически не регулируются. В данном случае сбалансированная система минерального питания сельскохозяйственных растений макро- и микроэлементами выступает как фундамент, на котором выстраиваются последующие элементы и системы интенсивной технологии выращивания зерновых культур. Только такая философия в земледелии позволит аграриям обеспечить нормальное развитие и рост растений современных гибридов, а также повысить их устойчивость к болезням, различным неблагоприятным факторам среды и реализовать генетический потенциал урожайности. Поэтому для того, чтобы происходил постоянный рост уровня продуктивности растений, необходимы высокопродуктивные гибриды и сорта и интенсивная технология возделывания, направленная на получение заданного урожая зерна. В этой связи изучение отдельных приёмов технологии, включающей испытание районированных и перспективных гибридов, уточнение возможности получения запланированных урожаев на основе использования расчётных доз, оптимальных сроков и способов внесения удобрений имеет сейчас, а также будет иметь и в дальнейшем, большое научное и практическое значение.
С. Крамарев, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник лаборатории агрохимии и почвоведения Института зернового хозяйства УААН.