677

Агрохимический анализ удобрений даѐт возможность:

–оценить качество местных органических удобрений и его изменение в зависимости от условий накопления, хранения и применения;

–определить содержание действующего вещества в минеральных удобрениях и мелиорирующих материалах для проверки их соответствия установленным стандартам и требованиям;

–установить агроэкологическую безопасность органических удобрений;

–производить сертификацию минеральных удобрений.

Агрохимический анализ растений, почв и удобрений позволяет изучить баланс питательных веществ в земледелии и дать научное обоснование регулированию питания сельскохозяйственных культур с помощью удобрений.

В агрохимических исследованиях широко используют математические методы для оценки точности опытов и достоверности полученных результатов, выявления зависимости между удобрениями и урожаем, моделирования процессов поглощения растениями, превращения в почве и потерь питательных веществ из почвы и удобрений, прогнозирования изменений почвенного плодородия и потребности в удобрениях, для энергетической и экономической оценки применения удобрений с использованием современной вычислительной техники.

На основе результатов полевых и производственных опытов с обязательной агроэкологической и экономической оценкой изучаемых удобрений и приѐмов их внесения даются практические рекомендации производству, которые позволяют эффективно использовать разнообразные местные и промышленные удобрения.

11

По определению Д.Н. Прянишникова, главная задача агрохимии состоит в изучении круговорота питательных веществ в земледелии и выявлении тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут изменять урожай и качество сельскохозяйствен-

ной продукции. В задачи агрохимии также входит:

1.Создание новых форм удобрений, их экономическая

оценка;

2.Создание малотоннажной агрохимии по производству микроудобрений;

3.Повышение эффективности химизации за счѐт:

–совершенствования диагностики минерального питания;

–разработки принципов определения потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях;

–разработки надѐжных методов прогнозирования эффективности удобрений;

–совершенствования методов определения доступных питательных веществ в почве и научно-обоснованных градаций обеспеченности почв элементами питания;

4. Установление предельно допустимых концентраций содержания макро- и микроэлементов в почвах и растениях;

5. Совершенствование методов диагностики минерального питания растений;

6. Изучение баланса питательных веществ в земледелии;

7. Разработка мероприятий по воспроизводству плодородия почв;

8.Формирование количества и качества продукции.

Понятие химизации земледелия

Химизация – широкое применение удобрительных средств. В настоящее время на основе новых экономических отношений развивается производственная инфраструктура химизации земледелия, разрабатываются и внедряются при-

12

емы наиболее эффективного и экологически безопасного применения органических и минеральных удобрений, химической мелиорации и других средств химизации.

Значение удобрений в повышении плодородия почв и урожаев сельскохозяйственных культур доказано практикой земледелия. Длительное время единственным удобрением, по существу, был навоз. Использование минеральных удобрений началось только во второй половине XIX в. Однако и сейчас, когда мировое производство их достигло огромных масштабов – около 150 млн. т питательных веществ (в сумме N, Р и К), навоз остается важнейшим удобрением. Навоз содержит все необходимые растениям питательные элементы, и его внесение в почву повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Он оказывает также многофакторное положительное влияние на агрохимические, агрофизические, биологические свойства и плодородие почв в целом. Применение навоза обеспечивает повторное использование в хозяйстве значительного количества ранее усвоенных растениями питательных веществ из почвы и удобрений.

Вся история развития мирового сельского хозяйства свидетельствует о том, что применение минеральных удобрений является решающим фактором интенсификации земледелия и обеспечения продовольствием постоянно растущего населения нашей планеты. Число землян возрастает ежедневно на 250 тыс. человек. Это равноценно появлению в течение года новой страны с населением почти 100 млн., которое необходимо накормить. После 1970 г. для увеличения численности землян на 1 млрд. требовалось одно десятилетие, и к 2020 г., по имеющимся прогнозам, население Земли возрастет до 8,3 млрд. человек.

В странах Западной Европы до конца XVIII в. урожайность пшеницы составляла 0,7-0,8 т/га и увеличилась за последующее столетие за счѐт введения плодосмена и клеверо-

13

Однако в среднем на 1 га пашни и на 1 га сельскохозяйственных угодий в 1990 г. приходилось небольшое их количество

– соответственно, около 100 и 35 кг NPK. Больше всего производят и применяют азотных удобрений – столько же, сколько в сумме фосфорных и калийных.

Отец «зеленой революции», лауреат Нобелевской премии и иностранный академик РАСХН Норманн Борлауг считает, что не менее 50% увеличения урожаев в XX в. является следствием применения удобрений. Он отмечал, что одним из наиболее главных факторов, ограничивающих урожай сельскохозяйственных культур в мире, и в следующем столетии, будет плодородие почвы.

Классификация, состояние и перспективы применения минеральных удобрений

в Российской Федерации. Эффективность применения удобрений в различных зонах

России

Удобрениями называют вещества, используемые для питания растений и повышения плодородия почв. К удобрениям относятся разнообразные минеральные и органические вещества и материалы, которые содержат необходимые для растений элементы питания, усиливают мобилизацию питательных элементов из почвенных запасов и улучшают свойства почвы.

По способу производства удобрения подразделяют на минеральные и органические, по характеру действия – прямого и косвенного действия.

Удобрения прямого действия. Содержат необходимые растениям питательные элементы и оказывают непосредственное положительное влияние на питание сельскохозяйственных культур.

15

При внесении азотных удобрений улучшается азотное питание растений, а фосфорных удобрений – фосфорное питание и так далее.

Удобрения косвенного действия. Применяют главным образом не для непосредственного улучшения условий питания растений каким-либо элементом, а для улучшения свойств почвы, изменения реакции почвенного раствора и усиления процесса мобилизации имеющихся в почве запасов питательных элементов, то есть они оказывают косвенное воздействие на условия питания растений. К таким удобрениям относят используемые для химической мелиорации почв известковые удобрения и гипс, а также бактериальные удобрения.

В зависимости от происхождения, способа и места получения удобрения делятся на промышленные и местные.

Промышленные удобрения. К ним относят почти все минеральные удобрения, которые получают в результате размола или химической переработки агроруд на специальных химических заводах, а также синтетические продукты азотной промышленности, побочные продукты химических производств, выпускаемые промышленным способом органические и органоминеральные удобрения. Сюда же условно можно отнести и бактериальные удобрения-препараты, получаемые на заводах при размножении определенных видов микроорганизмов.

Местные удобрения. Получают на местах их использования, в самих хозяйствах или вблизи них. К таким удобрениям относят, прежде всего, различные органические удобрения (навоз, навозная жижа, птичий помѐт, фекалии, различные компосты, торф, прудовый ил, зеленое удобрение и пр.), местные известковые материалы, отходы металлургиче-

16

ской и других видов промышленности, используемые в сельском хозяйстве вблизи мест соответствующих производств.

Минеральные удобрения. Они могут быть как промышленного, так и ископаемого происхождения (например, фосфоритная мука, известковые удобрения). Они, как правило, содержат питательные вещества в виде минеральных солей (например, нитрата аммония – в аммиачной селитре, монокальцийфосфата [Са(Н2РO4)2] – в суперфосфате, [KCl] – в хлористом калии). Однако азотное минеральное удобрение мочевина содержит азот в составе органического соединения карбамида – [СО(NН2)2].

В зависимости от того, сколько питательных элементов находится в удобрениях, их подразделяют на две группы.

Простые (однокомпонентные) удобрения содержат ка-

кой-либо один элемент питания. К ним относятся азотные, фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения, содержащие один микроэлемент.

Комплексные удобрения включают одновременно не менее двух главных питательных элементов.

Термином «вид минерального удобрения» обозначают категорию удобрения, выделяемую по действующему веще-

ству, а термином «форма минерального удобрения» – их ха-

рактеристику по химическому составу. Так, азотные удобрения (вид удобрения) выпускают в различных формах (аммиачная селитра, мочевина, безводный аммиак, сульфат аммония и др.).

Содержание действующего вещества выражают в процентах по массе: в азотных удобрениях в расчете на N, в фосфорных – на Р2О5 и в калийных – на К2О. Для пересчета дозы удобрения в килограммах действующего вещества на физические удобрения (ц/га) указываемую дозу N, P2O5 или К2О делят на процент содержания действующего вещества в удобрении:

17

Например, нужно внести 70 кг азота на 1 га в виде аммиачной селитры: при содержании азота в ней 34,5% количество физического удобрения будет 2 ц/га (70/34,5).

В бывшем СССР темпы развития химической промышленности по производству минеральных удобрений значительно опережали мировые. Так, если в 1940 г. было произведено всего 0,75 млн. т (10% мирового производства), то за период с I960 по 1990 гг. выпуск удобрений увеличился с 3,3 до 35 млн. т (более чем в 10 раз), и составил 24% мирового производства (табл. 1). Уже в начале 70-х годов СССР вышел на первое место в мире по валовому производству удобрений и третье место (после США и Канады) – по их экспорту. Отечественному сельскому хозяйству поставлялось 3/4 произведенных удобрений (порядка 13 млн. т), что составило в 1990 г. на 1 га пашни 99 кг д.в. и соответствовало среднемировому уровню.

Таблица 1

Применение минеральных удобрений в России за период с 1965 по 1990 гг. [14]

В начальный период химизации земледелия страны при небольших объемах производства минеральных удобрений их, прежде всего, поставляли в регионы с относительно благоприятными природно-климатическими условиями или производящие особо ценные сельскохозяйственные культуры.

18

За счѐт минеральных удобрений в короткий срок резко повысилась урожайность чая, хлопчатника, сахарной свеклы. Увеличение поставок и применения удобрений под ведущие технические, овощные и бахчевые культуры с 1966 г. по 1985 г. повысило среднегодовое валовое производство хлопчатника почти в 2 раза, сахарной свеклы – в 1,6, картофеля и овощей – 1,5-1,8 раза. Доза применения минеральных удобрений под хлопчатник и сахарную свѐклу достигла более 400-450 кг д.в., картофель, овощные и бахчевые культуры – свыше 250 д.в., а под лѐн – свыше 200 кг д.в. на 1 га.

Для получения планируемых урожаев полностью обеспечивались удобрениями посевы на мелиорированных землях с регулируемым водным режимом, так как в этих условиях удобрения дают высокую эффективность и, кроме того, это позволяло быстрее окупать значительные капитальные вложения на мелиорацию. Больше удобрений применяли в районах достаточного увлажнения, где обеспечивалось стабильное производство сельскохозяйственной продукции и высокая окупаемость затрат на удобрения. С ростом производства минеральных удобрений появилась возможность использовать их на больших площадях и в более высоких дозах не только под технические, но и под зерновые и кормовые культуры.

Однако, хотя применение минеральных удобрений в бывшем СССР и России осуществлялось высокими темпами, оно так и не вышло на уровень развитых стран Западной Европы, а ныне отстало от большинства развивающихся государств. Обеспеченность удобрениями на 1 га пашни даже в лучшие годы не превысила среднемировой уровень и сильно различалась как по культурам, так и по регионам страны. Резкое уменьшение (в 10 раз) масштабов применения удобрений сельскохозяйственными производителями России в 90-е и 2000-е годы поставило земледелие страны на грань катастрофы (табл. 2).

19

Таблица 2

Производство и применение минеральных удобрений в России

Это обусловлено следующими причинами. В сфере производства удобрений отмечается рост производственных расходов и себестоимости продукции за счѐт увеличения цен на основные ресурсы (сырье, энергоносители) и транспортные расходы. В сфере применения диспаритет цен на удобрения и сельскохозяйственную продукцию, а также отсутствие эффективной системы кредитования сельхозпроизводителей привело к острому недостатку у хозяйств средств, в том числе, для закупки удобрений. В итоге наблюдается значительное уменьшение производства минеральных удобрений (загрузка сохранившихся в России промышленных мощностей составляет 40-45%), происходят физическое и моральное старение средств производства, потеря квалифицированных кадров.

Отсутствие платежеспособных потребителей минеральных удобрений в России и странах бывшего СССР заставило химические заводы переориентироваться на экспорт продукции. В результате доля экспорта в настоящее время составляет свыше 80% общего производства минеральных удобрений.

Применение удобрений имеет огромное значение в решении важнейшей народнохозяйственной задачи – увеличении производства зерна, а также в создании прочной кормовой базы для развития животноводства (табл. 3).

Россия, располагая 13% земельной площади, 35% мировых запасов природных ресурсов, с населением, составляю-

20