Удобрения и «нулевая»: есть ли шансы на перемирие?
О том, что удобрения утратили свои позиции в современных земледельческих технологиях, не знает разве что тот, кто никакого отношения к сельскому хозяйству не имеет. Но, чем чревато такое забытье? Мы попробуем разобраться в этом в разговоре с доктором с.-х. наук, профессором кафедры почвоведения и агрохимии Казахского Агротехнического университета им. С.Сейфуллина (г.Астана), академиком Академии Наук Высшей Школы Казахстана Валентиной Черненок (на снимке).
– Валентина Григорьевна, что, на Ваш взгляд, сегодня является причиной малого внесения минеральных удобрений в хозяйствах Северного Казахстана – недооценка их роли в формировании урожая, недостаток средств, нехватка удобрений отечественного производства, отсутствие государственной поддержки, или что-то ещё?
– В Вашем вопросе по существу содержатся и ответы. Всё имеет место. Прежде всего, недооценка роли и эффективности удобрений. М ногие не задумываются над смыслом этого слова. По смыслу и корню слова это производное от слов «удобрять», «сдабривать», то есть делать хорошее, доброе. Удобрения ведь содержат не яд, как средства защиты растений, а крайне необходимую растениям пищу, которой не хватает в почве и без которой растение не может нормально развиваться и реализовать свой потенциал. Удобрения для растений, это то же, что лекарства для человека. Удобрения призваны исправлять недостатки почвы, улучшать её свойства, конечно при профессионально грамотном их применении, обеспечивать необходимым количеством и качеством пищи.
Сегодня многие землепользователи вообще не имеют соответствующего образования и просто не знают, что делать с удобрениями, сколько и как вносить, что очень важно для гарантии эффективности удобрений. Земля перешла в частную собственность и собственник заинтересован меньше вкладывать и больше получать.
За 60 лет экстенсивного земледелия почва доведена до крайнего истощения. Потеряно до 30% гумуса. Снижение гумуса продолжается. По данным КазНИИПиА им. У. Успанова за последние 20 лет категория почв с низким содержанием гумуса увеличилась на 8% и составляет 64% от площади пашни (Таблица 1).
Таблица 1 – Динамика изменения содержания гумуса в пахотных почвах РК
Степень обеспеченности | Содержание гумуса, % | Доля пахотных почв, % | ||
1986 | 2008 | 2013 | ||
Низкое | <4 | 56,3 | 63,1 | 64,4 |
Среднее | 4-6 | 40,5 | 34,9 | 39,3 |
Высокое | >6 | 3,2 | 2,9 | 2,3 |
Около 70% почв крайне нуждаются не только в фосфоре, но и азоте (Таблица 2).
Таблица 2 – Динамика изменения содержания подвижных форм питательных веществ в пахотных почвах РК
Степень обеспеченности | Доля пахотных почв, % | |||||
1986 | 2008 | |||||
Nлг | P2О5 | K2О | Nлг | P2О5 | K2О | |
Низкое | 46,4 | 45 | 3 | 57,6 | 69 | 5 |
Среднее | 31,2 | 39 | 9 | 20,9 | 13 | 7 |
Высокое | 22 | 16 | 88 | 22 | 18 | 88 |
Сегодня все заботы о земле сводятся лишь к заботе о влаге. Но растениям нужна и влага, и пища, которую и дают удобрения. И чем лучше обеспеченность влагой, тем острее ощущается дефицит в элементах питания. С другой стороны, чем лучше растения обеспечены элементами, тем экономнее расходуется влага. Так, по нашим данным, в сред нем за 26 лет коэффициент водопотребления на 1 ц п шеницы на низком фоне питания составил 20 мм, на среднем 12 и оптимальном – 6 мм. На низком фоне питания влага не может продуктивно использоваться и теряется на испарение.
– Для того чтобы увидеть и оценить действие удобрений, нужно, прежде всего, строго выдерживать технологию внесения и заделки, что не везде соблюдается. Что следует иметь в виду?
– Гарантом эффективности фосфорных удобрений является их внесение в зону устойчивого увлажнения, а это означает на глубину не менее 10-12 см, оптимальная же глубина заделки – 15-20 см. Внесённые поверхностно под плоскорезную обработку они остаются в верхнем быстро пересыхающем слое почвы и не могут использоваться растением. Надо учитывать, что фосфорные удобрения в почве не передвигаются и остаются в зоне внесения. И создаётся ситуация, что внесли, а эффекта нет. Но в том вина не удобрений, а того кто их так заделал.
Немаловажный фактор – длительность действия удобрений. Фосфорные удобрения обладают длительным последействием, это связано с тем, что при их внесении, растворившись в почвенной влаге, фосфор удобрений, взаимодействуя с Са, Fe, Al почвенного комплекса, переходит в труднорастворимое в воде состояние, недоступное или слабодоступное рас- тениям. Но этот процесс обратим за счёт кислот, образующихся в процессе разложения органических веществ, нитрификации, кислот, выделяющихся через корневую систему. Но обратный процесс идёт значительно медленнее, чем и обусловлена длительность последействия. Это зависит и от количества внесённых удобрений. Так, по нашим данным доза Р30 работает на урожай только 4 года, прибавка скромная – 6,9 ц; Р60 – 5 лет, прибавка – 11,6 ц; Р90 – 7 лет, прибавка 22 ц; Р120 7-8 лет, то есть в течение 2-х ротаций 5-ти польного зернопарового севооборота, суммарная прибавка – 26 ц. Окупаемость 1 кг д.в. удобрений соответственно составила 23; 19,3; 23,8; 22 кг на 1 кг действующего вещества (Таблица 3).
Таблица 3 – Эффективность фосфорных удобрений в севообороте на тёмно-каштановых почвах (пар, 2 пшеницы, ячмень, данные КазГАТУ), ц/га
Внесено в пар | Урожай на контроле и прибавка к нему | Сумма прибавок за ротацию | |||
I КПП | II КПП | III КПП | IV КПП | ||
О | 7,8 | 18,7 | 23,1 | 17,8 | |
Р30 | 2,5 | 1,0 | 2,0 | 1,4 | 6,9 |
Р60 | 3,9 | 1,3 | 3,1 | 2,2 | 10,5 |
Р90 | 5,3 | 2,2 | 3,4 | 3,2 | 14,8 |
Р120 | 7,4 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 17,0 |
Продолжение последействия удобрений во второй ротации | |||||
О | 7,5 | 19,4 | 24,1 | 15,6 | |
Р30 | 0,7 | 0,2 | 0,5 | 0,3 | |
Р60 | 1,1 | 0,8 | 1,4 | 0,4 | 3,7 |
Р90 | 2,5 | 1,6 | 2,5 | 0,8 | 7,4 |
Р120 | 3,5 | 2,0 | 2,0 | 1,9 | 9,4 |
НСР 0,95 | 1,08 | 1,7 | 1,8 | 2,6 |
Одновременно, в связи с низким коэффициентом использования, фосфорные удобрения обеспечивают постепенное накопление подвижного фосфора в почве, тем самым повышая эффективное плодородие почв.
Но, удобрения не нужно вносить в запас. Их нужно внести столько, чтобы устранить дефицит и создать условия для реализации потенциальных возможностей культуры и обеспечить наиболее рациональное использование влаги.
Оптимальное содержание фосфора в почве нами определено для большинства возделываемых культур. Нап- ример, для пшеницы и ячменя он равен 35 мг/ кг независимо от почв, для овса, и нута и гороха 28-30, рапса и гречихи 30-32 мг на кг почвы.
Удобрения повышают продуктивность севооборота, сокращают расход гумуса на создание 1 ц продукции.
Фосфорные удобрения за счёт длительного последействия обеспечивают неуклонное повышение фосфора в почве даже при однократном внесении в севообороте, что повышает потребность в азоте и эффективность азотных удобрений, а среднегодовая прибавка урожая от ротации к ротации возрастает от 3-4 ц в первой ротации до 6-8 ц в третьей – по наиболее оптимальным сочетаниям. Эти данные приведены, чтобы каждый мог просчитать и убедиться в выгодности внесения удобрений. Нет другого более быстрого и действенного фактора, который в короткие сроки мог коренным образом изменить ситуацию и с плодородием почв, и с продуктивностью культур.
Что касается господдержки на удобрения, то она есть – 50%. Но общий объём выделяемых средств крайне недостаточен, а высокие цены на удобрения делают их недоступными для большинства крестьян и хозяйств, хотя при соблюдении технологии внесения удобрения затраты 2-3 кратно окупаются и без дотации, если их эффект учитывать с последействием.
В 2014 году удобрялось только 5% пашни.
Минимальная потребность в удобрениях на всю площадь составляет более 1 млн. т д.в., а по Госпрограмме «Агробизнес-2050» к 2020 году господдержкой будет обеспечено только 443 тыс. т удобрений. Разве можно считать это высокой озабоченностью государства о сохранении бесценного достояния народа – плодородии почв? Это означает, что ещё долго более половины почв будут продолжать деградировать.
– Можно ли говорить о том, что сегодняшние высокие урожаи в нашей стране формируются ценой расходования последнего задела почвенного плодородия без какой бы то ни было компенсации?
– Сегодняшние урожаи у нас, к сожалению, за небольшим исключением очень низкие. Ведь, что такое 12 ц/га даже в таком влагообеспеченном году, как 2013, а в другие годы и того ниже?
Более 10 лет, несмотря на предпринимаемые меры – повышение культуры земледелия, сортообновление, влагосберегающие технологии, – урожайность в среднем остаётся на уровне тех же 10-12 ц? А всё потому, что земледелие сориентировано не на повышение плодородия почв, а только на влаго- и ресурсосберегающие технологи, то есть – без обработок, а значит и без удобрений, в лучшем случае в рядки при посеве.
Но при посеве можно внести максимум фосфора до 20 кг д.в., а азотных – 10-12 кг. Большее количество в рядки может угнетать растения за счёт повышенной концентрации почвенного раствора и не имеет смысла, так как корневая система растений быстро уходит вглубь, а верхняя часть корня грубеет, пробковеет и теряет усвояющую способность. Более того, ежегодное припосевное внесение в течение длительного времени может создать в зоне семян повышенную концентрацию фосфора, что будет угнетать развитие растений и иметь обратный эффект.
Надо отметить, что оставление соломы лишь возвращает в почву то, что вынесено ею же из почвы, но с зерном безвозвратно отчуждается азота в 7 раз, а фосфора в 5 раз больше, чем соломой. Поэтому не понятно, на чём основаны суждения, что солома сможет и восстановить утраченное плодородие, и даже повысить его. За счёт чего? И Вы правы в постановке такого вопроса.
– Хватает ли нам для внутренних нужд страны объёма производимых отечественных удобрений?
– При сегодняшнем спросе удобрений производится достаточно. И производители просто вынуждены продавать определённые их объёмы за рубеж. Не могут же они остановить производство. Вот уже три года как основные наши производители «Казфосффат», «Каз Азот» проводят «Агрохимический форум Азии», куда приглашают всех производителей удобрений из СНГ и даже зарубежных стран, учёных, производственников и руководителей соответствующих служб областей и МСХ для серьёзного и делового обсуждения всех проблем на пути продвижения удобрений. Причём, последние игнорируют это мероприятие. Не было слышно и голоса представителя МСХ. Производители заинтересованы в своих потребителях, и многое делают в этом направлении.
Один очень важный вопрос к «Казфосфату» – когда будем производить двойной суперфосфат? Ведь простой суперфосфат эффективен на солонцеватых почвах, на зональных он в 1,5-2 раза уступает двойному, что связано с присутствием гипса, который, растворяясь в почве, ещё больше усиливает химическое поглощение воднорастворимого фосфора и блокирует его действие. Рассуждение о том, что внося их в равновеликих дозах, эффективность одинакова, основанная на простых умозаключениях не подтверждается опытами. Сравнительное изучение их эффективности говорит об обратном, тем более, что простой суперфосфат требует в 2 раза больших транспортных и технологических затрат.
– Кто-то оправдывает отсутствие интереса к удобрениям тем, что они в сухой год у нас якобы не работают. Что можно возразить в ответ?
– Рассуждения о том, что в сухой год удобрения не работают, глубоко ошибочны. В сухой год могут быть не эффективны азотные удобрения. Это наблюдается в годы с осадками за сельскохозяйственный год на уровне не боле 200 мм или при содержании азота нитратов в почве более 10-11 мг/ кг почвы.
Фосфорные же удобрения в засушливые годы практически удваивают урожай. В острозасушливые годы, когда урожай даже первой культуры после пара формируется на уровне 7-8 ц/га, по оптимальным фосфорным фонам он составлял 14-15 ц/га. Даже в 2012 г., овёс в условиях острейшей засухи на контроле сорт «Никола» дал 4,4 ц/га, а по Р90 – 9,8; сорт «Скакун» 5,2, по Р90 – 10,2; сорт «Антей» 3,5 и 7,2 по фону Р120 и это благодаря тому, что фосфор, усиливая развитие корневой системы по вертикали вглубь, лучше обеспечивает культуры влагой. Так что, если говорить об абсолютной прибавке от фосфорных удобрений, то она выше в более влажные годы, а относительная (%) наоборот в острозасушливые.
– Современные технологии – как вписываются в них минеральные удобрения? Неужели нулевая обработка и внесение удобрений – взаимоисключающие понятия? Или есть возможности «ужиться» им в пределах одной технологии?
– На данном этапе нулевые технологии исключают возможность «ужиться». Нулевые технологии, особенно в сухостепной зоне, я воспринимаю как стихийное бедствие, поскольку данная технология пришла из стран с очень высоким уровнем химизации, достигших соответствующих результатов (Таблица 4).
Таблица 4 – Внесение удобрений (кг/га д.в.) и сбор зерна (ц/га) в различных странах и Казахстане
Страна | 1960 | 1970 | 1980 | 1985 | 1990 | 1996 | ||||||
удобрения | урожай | удобрения | урожай | удобрения | урожай | удобрения | урожай | удобрения | урожай | удобрения | урожай | |
Великобритания | 179 | 31,1 | 226 | 35,3 | 319 | 49,1 | 367 | 55 | 348 | 59,2 | 386,9 | 73,0 |
Германия | 281 | 31,7 | 379 | 33,4 | 480 | 44,3 | 426 | 52,9 | 411 | 56,7 | 235,4 | 62,3 |
Франция | 96 | 24,8 | 219 | 33,7 | 309 | 48,4 | 297 | 57,1 | 312 | 61 | 273 | 70,7 |
США | 42 | 24,4 | 87 | 31,4 | 113 | 37,5 | 110 | 47,4 | 106 | 47,1 | 108,2 | 51,9 |
Россия | 7 | 10,7 | 33 | 15,6 | 68 | 12,9 | 96 | 14,5 | 90 | 18,5 | ||
Казахстан | 3 | 8,5 | 7 | 9,8 | 14 | 10,9 | 28 | 9,6 | 23 | 13,5 |
Когда смотришь на эти цифры, то они пугают. Мы, едва достигнув 28 кг/га, а сегодня и вовсе внося 3-4 кг д.в. минеральных удобрений, кричим об экологии. А Вы задумайтесь, какая экология в странах, получающих у рожай до 70 и более ц / га, но вносящих ежегодно по 300-400 и более кг д.в. удобрений, а Нидерланды вообще более 700 кг? Вот там, я уверена, зная, как ведут себя удобрения в почве, настоящая экологическая катастрофа в почве и в продукции, и другого результата быть не может. Понимая это, что им делать? Они хотят потреблять чистую продукцию, но как этого достигнуть при таком загрязнении? Выход – отказаться от применения удобрений и путём ежегодного выноса пытаться изменить экологическую ситуацию. Но ждать им придется долго. При таких урожаях столько же или почти столько остаётся и соломы, которая быстро за год-два создаёт огромную биологическую подушку. Отказ от удобрений снижает продуктивность на 20-30%. Но они себе это могут позволить.
А что у нас? Истощенные почвы, с урожаем 10-12 ц/га, оставляют столько же соломы. Солома на первом этапе при её разложении может усиливать дефицит азота в почве, так как для её разложения микроорганизмам тоже нужен азот, который они по сути «отнимают» у растений. Первый позитивный момент солома начинает показывать при её накоплении на га около 5 ц. Но для этого, при наших урожаях, потребуется 4-5 лет, в течение которых ежегодно будут по возрастающей накапливаться сорняки, размножаться вредители и возбудители болезней. Ведь раньше, при традиционной технологии, обязательным приёмом была зяблевая обработка почвы. Её цель – заделать семена сорняков за тем, чтобы они весной раньше взошли и их можно было уничтожить предпосевной культивацией.
При обработках уничтожались вредители и возбудители болезней. Обработки почвы улучшали физические свойства почвы, газовый режим, улучшали дыхание корневой системы, снижали возможность поражения корневой гнилью.
– В одной из своих научных публикаций Вы сказали о «пожаре», раздуваемом нулевыми технологиями, дословно: «возродившими и карантинные сорняки, и давно забытые болезни» – то есть Вы не приемлете повальное увлечение «нулёвкой». Чем чревата она с точки зрения учёного-агрохимика?
– Повально – не приемлю. Потому что, забыв о пище, в которой нуждаются растения, крестьянин всё отдаёт на то, чтобы «гасить пожар», применяя 2-х, а то и 3-х кратные обработки ядами, убивающими всё живое. Что удивительно, никто не кричит, не говорит об экологии, никто не считает экономику и не задумывается о последствиях. Нельзя подходить по одному шаблону к разным почвам, не учитывая их плодородие и свойства. На чернозёмах уровень плодородия позволяет получать 20 и более центнеров – тут можно и экспериментировать с нулевыми технологиями. Но в каштановой зоне, на почвах, и без того склонных к переуплотнению, с низким плодородием это опасная затея и положительный результат от соломы в острозасушливый год – это ещё не основание для no-till.
Как солома при 10 ц, оставляя 5 кг азота и 2 кг фосфора, а отчуждая с зерном 35 кг азота и 8-9 кг фосфора, может поднять плодородие почвы? В моём понимании – это полное заблуждение.
Говоря о технологиях, я за минимальную, позволяющую разумно сочетать механические и химические обработки и применять удобрения.
На сегодня имеет право на жизнь и традиционная технология, но с парами 15%, максимум 20. С внедрением минимальных технологий мы даже запоздали. Лет бы на 20-30 раньше, когда ещё сохранялся гумусовый потенциал. За прошедший период гумус потерял не только количество, но и качество, потеряна самая активная, лабильная часть гумуса, и его производительная способность в накоплении азота снизилась в 2 и более раза. Осталась более инертная составляющая, которая также нуждается в качественном улучшении.
На этих почвах, в первую очередь, нужно поднять хотя бы эффективное плодородие за счёт удобрений, позволяющих удвоить их продуктивность. При оптимизации питания на тёмно-каштановых почвах в 20-летних стационарных опытах, мы получили урожай в очень засушливый год не 7-8 ц, а 12-15, средний – до 25-28, в благоприятный, когда влага не лимитировала урожай пшеницы при оптимизации питания, получали до 36 ц, а ячменя – до 50 ц.
Оптимальный уровень насыщения почв фосфором, обеспечивающий получение максимального урожая в любой год, приходится на 35 мг/кг почвы. Это указывает на несоответствие градации Мачигина нашим зональным особенностям почв. При достижении 35 мг Р2О5 на кг почвы далее урожайность находится в линейной зависимости от условий увлажнения.
Таким образом, ограничение содержания Р2О5 30-ю мг не позволяет реализоваться потенциальным возможностям культуры, сорта. При 30 мг урожай яровой пшеницы формировался на 3-4 ц ниже, чем при 35 мг. Это же подтверждается и данными, полученными на обыкновенных чернозёмах – рисунки 1,2, из которых следует, что и на обыкновенных чернозёмах максимальный урожай яровая пшеница формировала при содержании P2O5 в почве на уровне 35-37 мг/ кг почвы.
– Что можно сказать о современном азотном режиме наших почв? Ведь он наиболее уязвим, если мы исключаем механическую обработку и при этом оставляем солому?
– Относительно азотного режима Вы правы. Ведь даже в типичных зернопаровых севооборотах избыток азота наблюдался в основном на первой культуре севооборота и редко на второй. Но, по мере удаления культур от пара, содержание минерального азота снижалось в 3-4 раза и дефицит азота становился наряду с фосфором – важнейшим фактором, лимитирующим не только урожай, но и его качество, особенно в более урожайные годы. Низкая клейковина – это последствия азотного дефицита. Азотная ситуация обостряется при минимализации технологии, о нулевой и говорить не приходится. Приверженцы «нулевой» не учитывают это при определении экономической эффективности. А ведь даже при прямой поставке, без посредников, 1 кг д.в. азота обходится минимум 1 доллар, а дефицит азота будет определяться на уровне 60 кг д.в., прибавьте к этому затраты на пестициды, что получится?
– Сказывается ли «нулёвка» на фосфорном режиме?
– На фосфорном режиме это также отразится. Ведь, даже при повышении урожайности, при «нулевой» на его формирование фосфор не с небес падал, а из почвы потреблялся. С соломой на поле остаётся то, что солома использовала из почвы, но ушедший с зерном фосфор можно вернуть только с удобрениями.
– Какова тогда в конечном итоге ценность соломы в качестве удобрения?
– Ценность соломы как удобрения преувеличена, но её надо оценивать по совокупности факторов – влияние на физические свойства почв, влагосбережение, пополнение углеродом и другое. Солома должна оставаться на поле в измельчённом состоянии, но не как альтернатива обработкам и удобрениям. Ведь и при традиционной технологии её рекомендовалось оставлять, причём начиная с I КПП, чтобы до конца ротации на поле её накопилось 5-6 ц, рассчитывая на пополнение органического баланса почвы.
– Как удобрения вписываются в органическое земледелие, биологизацию, систему плодосменных севооборотов?
– Органическое земледелие не означает полного запрета на использование удобрений. Я хорошо знакома с опытом Германии, где всё строго законодательно прописано и регламентировано в расчёте не допустить избыточного, необоснованного их внесения и накопления в продукции тех же нитратов.
Так, например, поголовье КРС допускается из расчёта 2 головы на 1 га пашни и не более, понимая, что навоз – это богатейший источник пищи, но собранный от двух голов он не может создать избыточный фон питания. Но если этого по агрохимическим показателям будет недостаточно, разрешается в строго ограниченном и обоснованном количестве использовать минеральные удобрения. Но там всё подконтрольно и документально оформляется. Контролируется и качество полученной продукции. Если выявится, что в погоне за желанием получить более высокий урожай, допущены нарушения в отношении удобрений, фермер лишается лицензии. Недобор урожая компенсируется высокими ценами на экологически чистую продукцию, и фермеру это выгодно.
Ирина Бакуменко