Производство и применение удобрений в Беларуси
В Беларуси минеральные удобрения начали производить в 1965 г. В 1990 г. было получено 6 млн. т удобрений в действующем веществе, в т.ч. калийных – 5,0 млн. т, азотных – 0,75 и фосфорных – 0,25 млн. т. В мировом производстве калийных удобрений в 1990 г. на долю Беларуси приходилось 22 %. Основные производители минеральных удобрений: азотных – Гродненское производственное объединение "Азот", фосфорных – Гомельский химический завод и калийных – производственное объединение "Беларуськалий".
По производству минеральных удобрений Беларусь в 1990 г. занимала первое место в мире – 580 кг (д.в.) на каждого жителя. Большое количество удобрений, особенно калийных, экспортировалось. Ежегодно производство известковых удобрений составляло около 5 млн. т.
За 15 лет (1975–1990) использование азотных, фосфорных и калийных удобрений увеличилось с 1,4 до 2,05 млн. т. В 1986–1990 гг. в среднем ежегодно вносилось 1938 тыс. т д.в. минеральных удобрений, что составляло 259 кг NPK на 1 га пашни, 176 кг на 1 га улучшенных сенокосов и пастбищ и 216 кг на 1 га сельхозугодий.
За 25 лет (1965–1990) урожайность сельскохозяйственных культур в среднем по республике возросла вдвое и достигла 43 ц/га к.ед. на пашне и 19,6 ц/га к.ед. на сенокосах и пастбищах. Причем 56% прироста продуктивности пашни и 43% лугов и пастбищ дало внесение органических и минеральных удобрений.
Система удобрений в эти годы была построена с учетом расширенного воспроизводства плодородия почв. В 1986–1990 гг. применялось 259 кг NPK, в том числе – 65 кг Р2О5. По данным Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, за счет органических и минеральных удобрений в 1986–1990 гг. в республике формировалось около 56% урожая сельскохозяйственных культур. Продуктивность гектара пашни возросла с 13,7 ц к. ед. в 1960 – 1965 гг. до 42,4 ц в 1986–1990 гг., урожайность зерновых – с 8,4 до 29,6 ц/га. За период интенсивной химизации земледелия вдвое увеличился потенциальный уровень плодородия почв. Содержание гумуса в пахотных почвах повысилось до 2,2 %, подвижного фосфора – до 190, калия – до 182 мг/кг почвы, а доля почв с благоприятной реакцией (рН в КCl > 5,5) в результате известкования достигла 76 %. Окультуривание почв улучшенных сенокосов и пастбищ было вдвое менее интенсивным. Тем не менее отдача от интенсивной химизации сельского хозяйства была далеко не адекватна материально-техническим вложениям.
При достигнутом уровне интенсификации в 1990 г. потенциал продуктивности растениеводства был реализован не более чем наполовину. Причины этого – неэффективная система хозяйствования и организации земледелия, невысокая агрономическая культура, слабое использование естественных природных и биологических факторов.
Экономический кризис, последовавший после развала СССР в 1991 г., обусловил резкое уменьшение ежегодного применения удобрений. Использование удобрений в сельском хозяйстве Беларуси снизилось с 1563 тыс. тонн д.в. в 1991–1993 гг. до 532 тыс. тонн в 1995 г. В 1995 г. в расчете на 1 га пашни было внесено только 86 кг NPK , в том числе 29 кг N, 12 Р2О5 и 45 К2О.
С 1991 по 1995 г. валовой сбор продукции растениеводства в республике уменьшился с 27090 до 20043 тыс. тонн к. ед.
Продуктивность пашни в 1995 г. снизилась по сравнению с 1986– 1991 гг. на 12,3 и составила 30,5 ц/га к. ед.
Количество ежегодно вносимых на пашне органических удобрений с 1991 по 1995 г. снизилось в 1,5 раза, минеральных – почти в 3 раза, а фосфорных – в 6 раз. В результате не только снизилась продуктивность пашни, но и уменьшилось содержание подвижных форм фосфора (на 8 мг) и калия (на 9 мг/кг почвы) в ней.
Особенно резко уменьшилось применение удобрений на лугах и пастбищах. В последние годы формирование урожая на этих угодьях происходило преимущественно за счет запаса питательных элементов в почве. Такое положение неприемлемо в дальнейшем, ибо может привести к потере созданного длительным трудом плодородия почв и дальнейшему уменьшению сбора самых дешевых травяных кормов.
Одной из первостепенных задач в сельском хозяйстве является увеличение объемов применения удобрений до уровня, обеспечивающего выход растениеводческой продукции с гектара пашни 50 – 60 ц к. ед. при одновременном поддержании достигнутого потенциала плодородия почв и повышении эффективности удобрений на 30 – 40%.
Учитывая экологическую ситуацию и мировой опыт, развитие отрасли земледелия в Беларуси должно базироваться на стратегии адаптивной интенсификации, которая характеризуется биологизацией и экологизацией интенсификационных процессов.
Основной особенностью и принципиальной сущностью нынешнего этапа сельскохозяйственного производства является необходимость наращивания производства сельскохозяйственной продукции в условиях сокращения потребления энергоресурсов. Поэтому одним из приоритетных направлений в области земледелия и растениеводства является разработка и обоснование комплексных, адаптивных, энергосберегающих, экологически безопасных систем землепользования, обеспечивающих продуктивность пашни 70 – 85, луговых угодий – 30 – 40 ц/га к. ед., снижение энергозатрат на 15 – 20%.
Большое внимание должно быть уделено разработке бактериальных удобрений, усиливающих ассоциативную и симбиотическую азотфиксацию, мобилизацию в почве труднодоступных соединений минерального питания.
Энергосбережение при повышении плодородия почв предусмотрено концепцией регулирования баланса питательных элементов в земледелии. Предполагается расширенный возврат органического вещества и питательных элементов только на тех полях, где содержание соответствующих макро- и микроэлементов ниже оптимального уровня и вероятна высокая окупаемость затрат прибавкой урожая с минимальным риском загрязнения окружающей среды. Поддержание бездефицитного баланса гумуса и элементов минерального питания в почве является обязательным на всей площади сельскохозяйственных угодий.
Таким образом, должную отдачу от удобрений можно получить только при комплексном применении удобрений со средствами защиты растений и при общей высокой культуре земледелия.
В Беларуси в последние годы существенно возросло применение удобрений. Так, в 2007 г. на 1 га пашни внесено 236 кг, в 2008 г. – 250, в 2009 г. – 288 и 2010 г. – 284 кг/га NPK. Применение фосфорных удобрений на 1 кг пашни в 2007 г. составило 41, в 2008 г. – 38 и в 2009 г. – 49 кг Р2О5. Урожайность зерновых и зернобобовых культур в 2007 г. в Беларуси составила 28,4, в 2008 г. – 35,2, в 2009 г. – 33,2, 2010 г – 27,6 ц/га. На 1 га сельскохозяйственных земель в 2009 г. внесено 205 и 2010 г. 196 кг NPK. Сопоставление двух последних туров агрохимического обследования показало, что содержание гумуса в пахотных почвах имеет тенденцию к снижению, что связано с сокращением применения органических удобрений (табл. 1.4). В 2009 году на 1 га пашни внесено только 8,9 т/га органических удобрений, что не обеспечивает бездефицитный баланс гумуса. В последнем туре агрохимического обследования по сравнению с предыдущим прослеживается тенденция к небольшому возрастанию содержания подвижных форм фосфора и калия. Однако в 2008 г. на 1 га сенокосов и пастбищ внесено 101 кг NPK и по-прежнему большая часть урожая на этих угодьях формируется за счет элементов питания из почвы.
1.4. Динамика применения удобрений, изменения агрохимических свойств почвы
на пахотных почвах Беларуси
| Показатели | 1966–1970 гг. | 1971– 1975 гг. | 1986–1990 гг. | 1991–1995 гг. | 1996–2000 гг. | 2005г. | 2007г. | 2008г. | 2009г. | 2010г. | 2007–2010 гг. |
| Внесено NPK, кг/га | |||||||||||
| Внесено органических удобрений, т/га | 8,0 | 9,8 | 14,4 | 11,6 | 8,1 | 6,3 | 7,5 | 8,1 | 8,9 | 9,1 | |
| Средневзвешенная величина рН КСl | – | – | 5,81 | 5,88 | 5,88 | 5,98 | 5,9 | ||||
| Содержание гумуса, % | 1,70 | 1,78 | 2,18 | 2,24 | 2,27 | 2,28 | 2,23 | ||||
| Содержание P2O5, мг/кг | |||||||||||
| Содержание К2О, мг/кг | |||||||||||
| Урожайность зерновых и зернобобовых культур, ц/га | 12,0 | 18,0 | 25,9 | 24,3 | 19,7 | 31,3 | 28,4 | 35,2 | 33,2 | 27,6 | |
| Урожайность картофеля, ц/га | – | ||||||||||
| Продуктивность пашни, ц/га к. ед. | 42,8 | 35,9 | 29,1 | 41,5 | 49,2 | 45,1 | 40,0 |
Основными факторами, обеспечивающими формирование высокопродуктивных посевов сельскохозяйственных культур, являются обеспеченность хозяйств минеральными удобрениями и состояние плодородия почв. При этом уровень почвенного плодородия в наиболее значительной мере определяет стабильность погодных условий. В настоящее время среднее содержание подвижного фосфора в пахотных почвах республики составляет 183, калия – 196 мг/кг почвы, содержание гумуса – 2,23 %, показатель кислотности почв рНKCl – 5,9.
За счет достигнутого уровня плодородия почв (балл 31,2) можно получить урожайность зерновых культур 15,6 ц/га (окупаемость 1 кг NPK 0,5 ц на 1 балло-гектар). Для получения средней урожайности зерновых культур в целом по стране 40 ц/га необходимо за счет минеральных удобрений сформировать дополнительную урожайность 24,4 ц/га. Такая прибавка урожайности может быть получена при внесении 310 кг/га д.в. минеральных удобрений при условии обеспечения окупаемости 1 кг NPK не менее 8 кг зерна, а всех культур на пахотных землях – 10–12 к.ед.
Внесение минеральных удобрений должно базироваться на точном расчете их потребности, основанном на учете состояния плодородия почв и необходимости его повышения, биологических особенностей возделываемых культур и уровня планируемой урожайности. Для обеспечения выполнения плановых заданий по производству растениеводческой продукции потребность в минеральных удобрениях на 2011 – 2015 гг. составляет 1931,4 тыс. тонн д. в., в том числе азотных – 766,6, фосфорных – 316,5, калийных – 848,3 тыс. тонн д. в. (табл. 1.5).
Таблица 1.5. Потребность в минеральных удобрениях на 2011–2015 гг., тыс. т д.в.
| Области | NPK | Из них требуется на период весеннего сева | ||||||
| Всего, тыс. т д. в. | в том числе | Всего, тыс. т д. в. | в том числе | |||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | |||
| Брестская | 310,4 | 125,0 | 52,1 | 133,3 | 212,2 | 93,5 | 33,2 | 85,5 |
| Витебская | 294,6 | 120,3 | 48,7 | 125,6 | 214,2 | 90,3 | 35,2 | 88,7 |
| Гомельская | 318,8 | 118,6 | 51,6 | 148,6 | 228,8 | 88,8 | 35,2 | 104,8 |
| Гродненская | 287,6 | 113,5 | 47,8 | 126,3 | 196,7 | 84,3 | 30,1 | 82,3 |
| Минская | 440,8 | 177,3 | 73,3 | 190,2 | 301,3 | 130,0 | 46,0 | 125,3 |
| Могилевская | 279,2 | 111,9 | 43,0 | 124,3 | 190,3 | 80,7 | 25,9 | 83,7 |
| Беларусь | 1931,4 | 766,6 | 316,5 | 848,3 | 1343,5 | 567,6 | 205,6 | 570,3 |
При получении планируемой продуктивности пашни 50 ц/га к. ед. и улучшенных сенокосов и пастбищ 30 ц/га к.ед. вынос азота с урожаем сельскохозяйственных культур составит 780, фосфора – 250, калия – 710 тыс. тонн д. в.
Расчетная потребность в минеральных удобрениях практически обеспечивает положительный баланс по азоту (+18 кг/га) и калию (+32 кг/га) и слабо положительный по фосфору (+7…+8 кг/га сельскохозяйственных угодий).
С учетом органических удобрений (возможный объем 55,7 млн. тонн) указанные объемы применения минеральных удобрений позволят к 2015 году повысить содержание подвижного фосфора в пахотных почвах на 8 – 10 мг/кг, калия – на 20 – 25 мг/кг почвы (табл. 1.6).
Планируется, что указанная потребность в минеральных удобрениях на уровне 1931 тыс. тонн д. в. должна сохраниться до 2015 года. Это обеспечит выполнение прогнозных показателей в растениеводческой отрасли сельского хозяйства и позволит повысить плодородие почв.
Ассортимент удобрений. Ассортимент минеральных удобрений определен исходя из биологических особенностей возделываемых культур, перспективы развития химических заводов республики. В связи с этим ассортимент минеральных удобрений рассчитан на период 2011–2013 гг. и 2014–2015 гг. Из годовой потребности в азоте 766 тыс. тонн д. в., 303 тыс. тонн д. в. должно производиться в форме карбамида, 210 – в форме КАС, 120 – карбамида с гуматами, 40 – сульфата аммония, 93 тыс. тонн д. в. – в форме комплексных удобрений (табл. 1.6).
В 2014 – 2015 гг. предполагается расширить долю азота в комплексных удобрениях (до 178 тыс. тонн д. в.) и за счет этого уменьшится применение карбамида до 218 тыс. тонн д. в.
Таблица 1.6. Рекомендуемый ассортимент минеральных удобрений
для сельского хозяйства Республики Беларусь на период до 2015 года
| Виды и формы удобрений | Потребность, тыс. тд. в. | |
| 2011 – 2013 гг. | 2014 – 2015 гг. | |
| Азотные, всего | ||
| в т. ч.: | ||
| КАС (ОАО «Гродно Азот») | ||
| карбамид (ОАО «Гродно Азот») | ||
| карбамид с гуматами (ОАО «Гродно Азот») | ||
| сульфат аммония (ОАО «Гродно Азот») | ||
| азот в комплексных удобрениях | ||
| азот в аммофосе | ||
| азот в аммонизиров. суперфосфате | ||
| Фосфатные, всего | ||
| в т. ч.: | ||
| аммофос | – | |
| аммонизированный суперфосфат | ||
| Фосфор в комплексных удобрениях | ||
| в т. ч. импорт фосфора, аммофос | ||
| Калийные, всего | ||
| в т. ч.: | ||
| хлористый калий (ОАО «Беларуськалий») | ||
| калий в комплексных удобрениях | ||
| Всего минеральных удобрений |
Потребность в фосфорных удобрениях на 2011 – 2015 годы составляет 316 тыс. тонн д. в.
Ассортимент фосфорных удобрений на период 2011 – 2013 гг. должен быть представлен удобрениями, содержащими не менее 70 % водорастворимых фосфатов (аммофос, аммонизированный суперфосфат и комплексными удобрениями Гомельского химического завода). В 2014 – 2015 гг. основное количество фосфора должно быть представлено в форме комплексных удобрений (197 тыс. тонн д. в.) и аммонизированного суперфосфата (60 тыс. тонн д. в.). Недостающее количество фосфорных удобрений в количестве 59 тыс. тонн д. в. необходимо импортировать в форме аммофоса, как наиболее концентрированного удобрения.
Потребность в калийных удобрениях в 2011 – 2015 гг. составляет 848 тыс. тонн д. в.
Ассортимент калийных удобрений в период с 2011 по 2015 гг. будет представлен в форме хлористого калия и комплексных удобрений.
Производство комплексных удобрений является наиболее перспективным по сравнению с простыми формами удобрений, т. к. позволяет существенно сократить затраты на их внесение в почву, сбалансировать минеральное питание сельскохозяйственных культур и повысить равномерность их распределения по полю.
Таблица 1.7. Потребность и ассортимент комплексных удобрений на 2011–2015 гг.
| Культура | Удобряемая площадь тыс. га* га | Средняя доза, кг/га, ф. в. | Марка удобрения | Потребность | |
| тыс. т. ф. в. | тыс. т. д.в. | ||||
| Лен | 6-21-32 с В, Zn 5-16-35 с В, Zn | 20,0 10,0 | 11,8 5,6 | ||
| Сахарная свекла | 13-12-19 с Na, B, Mn 16-12-20 с B, Mn | 56,0 14,0 | 24,6 6,7 | ||
| Озимый рапс | 7:16:31с S, B, Mn 5-16-35 с S, B, Mn | 60,0 20,0 | 32,4 11,2 | ||
| Яровой рапс | 16-12-20 с S, B | 25,0 | 12,0 | ||
| Озимые зерновые: | |||||
| пшеница | 5-16-35 с Cu, Mn 7:16:31 с Cu, Mn | 135,0 | 75,6 | ||
| тритикале | 160,0 | 89,6 | |||
| рожь | 175,0 | 94,5 | |||
| Яровые зерновые: | |||||
| Яровая пшеница | 16-12-20 с Cu, Mn 13-11-19 с Cu, Mn | 55,0 70,0 | 26,4 30,1 | ||
| Ячмень кормовой | 16-12-20 с Cu, Mn 13-11-19 с Cu, Mn | 176,0 140,0 | 84,5 60,2 | ||
| Ячмень пивоваренный | 9-18-24 с Cu, Mn 10-18-22 с В, Cu, Mn | 29,2 27,0 | 14,9 13,5 | ||
| Гречиха* | 13-7-15 с B, Mq | 5,3 | 2,8 | ||
| Картофель | 16-12-20 с S, B, Cu | 30,0 | 14,4 | ||
| Многолет. травы: | |||||
| злаковые | 13-11-20 с B, Cu, Zn | 92,0 | 40,5 | ||
| Бобово-злаковые | 8-17-27 с Cu, Mn, Мо | 86,0 | 44,7 | ||
| Овощ. культуры: | |||||
| морковь | 3,0 | 16-12-20 с S, B, Cu | 1,2 | 0,58 | |
| столовая свекла | 3,0 | 13-12-19 с Na, В, Mn | 2,1 | 0,92 | |
| капуста | 3,0 | 13-11-21 с S, B, Zn | 2,6 | 1,2 | |
| Всего | 1391,4 | 698,7 |
* Посевные площади сельскохозяйственных культур указаны по 2008 г.
Общей тенденцией в мировой практике и в нашей стране является увеличение объемов применения комплексных удобрений и сокращение однокомпонентных низко концентрированных форм.
В зарубежной практике (США, Японии, Канаде, Германии, Франции, Финляндии, Италии и др.) комплексные удобрения широко применяются с середины ХХ-го столетия. В последние годы в этих странах производство их составляет более 50% от общего объема производства минеральных удобрений. В настоящее время широко известны марки комплексных удобрений, выпускаемых зарубежными фирмами.
В Республике Беларусь выпускаются различные марки комплексных удобрений, в том числе суперфосфат аммонизированный (марки 7:19, 7:22, 7:25, 8:30, 8:33), аммофос (10–12:45–52) и азотно-фосфорно-калийные (N:Р:К = 10:20:20, 14:14:14, 16:16:16, 16:12:20, 5:16:35, 9:17:25, 12:50:2, 7:20:30, 7:25:26, 9:48:5–8, 9:35:16, 9:41–42:10–12 и др.).
В промышленном масштабе на ОАО «Гомельский химический завод» выпускаются комплексные удобрения для льна, сахарной свеклы и озимого рапса.
С учетом агрохимических свойств пахотных почв, а также биологических особенностей сельскохозяйственных культур к 2015 году необходимо обеспечить производство комплексных удобрений в объеме 1391,4 тыс. т в физическом весе или 698,7 тыс. тонн д.в. практически под все сельскохозяйственные культуры, включая овощи открытого грунта и многолетние травы (табл. 1.7).
В комплексе факторов формирования урожая сельскохозяйственных культур и качества растениеводческой продукции решающее значение имеет сбалансированное питание растений всеми необходимыми макро- и микроэлементами. Все возрастающая роль микроэлементов в современном сельском хозяйстве Беларуси состоит в том, что их применение способствует не только повышению эффективности минеральных удобрений, а также противостоит снижению содержания их подвижных форм в почве в связи с отрицательным балансом, обусловленным снижением почвенной кислотности, возрастающими выносами урожаями и недовнесением микроэлементов в почву, связанных с недостаточным объемом применяемых органических удобрений.
Анализ результатов последних четырех туров крупномасштабного агрохимического обследования показывает, что произошло увеличение площади пашни с низким содержание меди с 35,7 до 50,8%, цинка – с 50,2 до 69,2%. Доля пахотных почв 1 и 2 групп обеспеченности, где необходимо применение микроудобрений, высока и составляет по бору 69,4 %, меди – 92,9 %, цинку – 93,3 %.
Очевидно, что потребность сельскохозяйственных культур в микроэлементах существует практически на всех пахотных почвах республики. В настоящее время в сельском хозяйстве многих стран мира большое внимание уделяется предпосевной обработке семян и некорневой подкормке посевов как наиболее эффективным способам применения микроэлементов, прежде всего, из-за многократного снижения норм расхода дорогостоящих микроудобрений. Это определяет минимальную годовую потребность Беларуси в микроудобрениях, которая в расчете на элемент составляет 527,3 т д.в., в том числе бора – 197,6 т, меди – 114,5, марганца – 75,2, цинка – 138,0, молибдена – 2,0 т.
В настоящее время содержание гумуса в пахотных почвах составляет 2,23 % и по отношению к предыдущему туру уменьшилось на 0,02 % (2,25 %). Снижение содержания гумуса в почве является следствием недостаточных объемов применения органических удобрений, внесение которых в 2001 – 2007 гг. составляло 6,3 – 7,1 т/га.
С учетом существующей структуры посевных площадей для обеспечения бездефицитного баланса гумуса в пахотных почвах республики потребность в органических удобрениях составляет 55,7 млн. т или 12 т на гектар пашни.
Для увеличения применения органических удобрений следует готовить компосты с полужидким навозом, который не вывозится на поля. Ежегодно в республике накапливается около 8 млн. т полужидкого навоза. Для компостирования полужидкого навоза необходимо использование 2,8 млн. т торфа. Для обеспечения положительного баланса гумуса в почвах необходимо наряду с навозом использовать иные источники органического вещества – солому (3 млн. т в комплексе с внесением азотных удобрений из расчета 10 кг на одну тонну соломы, или с жидким навозом в количестве не менее 20 т/га), торф (2,8 млн. т), а также расширить посевы многолетних трав и промежуточных культур до 10 % от посевных площадей, оптимизировать к 2015 году соотношение пропашных культур и многолетних трав на пашне от 1:0,75 в 2010 г. до 1:1,5.
По данным 12-го тура агрохимического обследования почв Беларуси средневзвешенный показатель кислотности почв в Беларуси (рНKCl) составляет 5,90. Оптимальное значение показателя кислотности для пахотных почв в республике дифференцируются в зависимости от гранулометрического состава почв и составляет в целом по республике рНKCl 6,0 – 6,2. Можно считать, что в настоящее время достигнута нижняя граница оптимума показателя и задача состоит в том, чтобы поддерживать его на достигнутом уровне. Для этого ежегодно до 2015 г. необходимо известковать 474 тыс. га, для чего требуется 1,6 – 1,7 млн. т доломитовой муки в физическом весе и около 300 тыс. т дефеката. Для улучшения качества известкования кислых почв следует полностью заменить парк используемых машин АРУП-8, РУП-8 на новые машины отечественного производства МХС-10 с распределителями штангового типа, позволяющих более равномерно вносить известковые удобрения.
Контрольные вопросы и задания
1. Что изучает агрохимия? С какими науками и дисциплинами она связана?
2. Какой вклад зарубежные ученые внесли в развитие агрохимической науки и в чем он состоял?
3. Что сделали для становления агрохимии А. Н. Энгельгардт, Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников?
4. Расскажите об истории современной агрохимии.
5. Назовите методы агрохимических исследований.
6. Расскажите о значении и применении удобрений в мировом сельском хозяйстве и агропромышленном комплексе Беларуси.