Баланс питательных веществ в земледелии

Применение удобрений в земледелии оказывает не только большое влияние на рост урожайности сельскохозяйственных культур, но способствует также увеличению потенциального плодородия почвы. Характер этих изменений находится в тесной зависимости от складывающегося баланса основных питательных веществ в земледелии: соединений фосфора, азота и калия. При положительном балансе, когда поступление в почву элементов питания превышает их вынос с урожаем, происходит увеличение плодородия почвы, при отрицательном — уменьшение.

В период интенсивной химизации сельского хозяйства баланс азота, фосфора и калия (NPK) в целом по России складывался положительно, и практически повсеместно наблюдалось постепенное накопление питательных веществ в пахотных почвах. Темпы этого накопления заметно различались по зонам страны и наиболее высокими были в Нечерноземной зоне.

В зоне распространения дерново-подзолистых почв возмещение выноса фосфора с урожаем в сумме за 1971–1990 гг. составило 44,2%, или сверх выноса было внесено более 800 кг/га Р₂О₅. В результате средневзвешенное содержание подвижного фосфора увеличилось с 62 до 137 мг/кг почвы, или более чем в 2 раза. На серых лесных почвах внесение фосфора за этот же период превысило вынос с урожаем почти на 500 кг/га, что позволило поднять средневзвешенное содержание Р₂О₅ с 57 до 112 мг/кг. Отмечено также увеличение запаса подвижного фосфора на черноземных и каштановых почвах, но в несколько меньших размерах.

В настоящее время, когда применение удобрений в стране резко сократилось, создались предпосылки для обратного процесса — обеднения почв питательными веществами. Для оценки размеров и скорости данного процесса представляют интерес сведения о балансе питательных веществ в земледелии различных почвенно-климатических зон и регионов страны. Агрохимическое обследование конкретных участков сельскохозяйственных угодий проводится не ежегодно, а периодически — один раз в 5—10 лет. Для получения представлений о возможных изменениях содержания питательных веществ в почве, которые могут произойти между циклами обследования, требуется ежегодное определение баланса питательных веществ в земледелии. Это позволит прогнозировать направленность изменений агрохимических свойств почвы и давать научно обоснованные рекомендации по сохранению или повышению почвенного плодородия, рациональному использованию ограниченных ресурсов удобрений.

Исходной информацией для определения баланса азота, фосфора и калия являются статистические данные о внесении минеральных и органических удобрений, данные об урожайности и валовых сборах возделываемых сельскохозяйственных культур, данные о структуре посевных площадей.

В расходной части баланса учитывался вынос питательных веществ с урожаем всех сельскохозяйственных культур, возделываемых на пахотных почвах, в приходной части — поступление азота, фосфора и калия с минеральными и органическими удобрениями. В расчете выноса использовались разработанные ЦИНАО нормативы содержания элементов питания в 1 т основного урожая с соответствующим количеством побочной продукции. Количество азота, фосфора и калия, поступившее с органическими удобрениями, определено по нормативам ВИУА и ВНИПТИОУ.

На карте данные по балансу приведены в расчете на 1 га пашни. В связи с этим, отмеченный невысокий вынос питательных веществ в некоторых регионах объясняется не только низким урожаем, но и тем, что часть пашни не засевалась, а расчет выполнен на всю площадь.

Из-за большого разнообразия почвенно-климатических и организационно-экономических условий России ситуация в каждом регионе складывается по-разному, поэтому определение баланса было выполнено в земледелии всех областей, краев и республик страны.

Анализ баланса питательных веществ в земледелии России в 2001 г. свидетельствует, что его основной особенностью является ярко выраженный дефицитный характер. Одной из причин этого является весьма незначительный уровень применения минеральных и органических удобрений. В среднем по стране в 2001 г. на 1 га пашни было внесено 12 кг NPK-минеральных удобрений, а вместе с органическими удобрениями — 21,4 кг. Наименьшее количество удобрений было использовано в Сибири — в среднем 5,1 кг/га (от 0,1 кг/га в Республике Тыва до 14,3 кг/га в Красноярском крае).

При сложившемся уровне применения удобрений дефицит азота в целом по Российской Федерации в 2001 г. составил 24,6, фосфора — 6,6 и калия — 33,6 кг/га, или в сумме — 64,8 кг/га. Максимальный дефицит NPK отмечен в Южном (89,0 кг/га) и Приволжском (82,9 кг/га) федеральных округах; в Центральном и Уральском ФО он составил 65,9–67,7 кг/га, в Северо-Западном и Сибирском — 52,3 и 56,0 кг/га; минимальный — в Дальневосточном ФО — 41,3 кг/га. Следует отметить, что ни в одной области, крае, республике ни по одному элементу баланс не был положительным.

Оценка баланса питательных веществ по его интенсивности показала, что в целом по Российской Федерации возмещение выноса азота с урожаем составило 32%, фосфора — 38% и калия — 15%.

Согласно основателю агрохимии в России Д.Н. Прянишникову, для поддержания плодородия почв и наращивания урожаев необходимо возвращать полям не менее 80% потребленного урожаями азота, 100% фосфора и 70–80% калия в виде органических и минеральных удобрений.

По данным Государственной агрохимической службы РФ на 1 января 2001 г., 53 млн гектаров, или 42,6%, имеют низкое содержание гумуса; 36,7 млн га пахотных земель, или 31,7% — повышенную кислотность; 24,2 млн гектаров, или 19,5% — низкое содержание подвижного фосфора и 11,2 млн гектаров, или 9% — низкое содержание обменного калия. По данным Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, баланс питательных веществ для используемых в сельском хозяйстве России почв, начиная с 1992 года, устойчиво отрицательный с нарастанием дефицита.

Несмотря на нарастающий дефицит питательных веществ в почве, наблюдается существенный рост урожайности культур. Такой парадокс объясняется значительным региональным сдвигом в производстве продукции растениеводства, а также некоторым улучшением севооборотов.

При этом в материалах Института народнохозяйственного прогнозирования РАН подчеркивается, что «к настоящему времени адаптационные резервы сельского хозяйства России, связанные с изменением структуры продукции и размещения производства, а также с биологическим потенциалом почвенного плодородия, практически полностью исчерпаны».

В.В. Снакин, П.Д. Попов, А.А. Присяжная, В.Р. Хрисанов

• Баланс питательных веществ в земледелии, масштаб 1:30 000 000