CC BY
182УДК 631.8
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ РОССИИ
А.И. Еськов, чл.-корр. РАН, ВНИИОУ, С.М. Лукин, д.б.н., ВНИИОУ, Владимирский ГУ,
Г.Е. Мерзлая, д. с.-х. н., ВНИИ А
Дан анализ современного состояния и перспективных направлений производства и применения органических удобрений в земледелии России. Показаны роль биологизации агропроизводства с использованием органических удобрений и целесообразность внедрения биологизированных систем удобрения с целью воспроизводства плодородия почв, оптимизации минерального питания растений, повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и севооборотов.
Ключевые слова: органические удобрения, ресурсы и перспективы использования, воспроизводство плодородия почв, эффективность.
БОГ 10/25680/819948603.2018.100.05
Одна из острых проблем современного земледелия -крайне низкое использование минеральных и органических удобрений [1-4]. В пахотных почвах страны на протяжении последних лет складывается отрицательный баланс основных питательных веществ и гумуса. Потребность в удобрениях для обеспечения бездефицитного баланса элементов питания удовлетворяется лишь на 15-20 %, причем для большинства низкорентабельных и убыточных хозяйств удобрения мало доступны в связи с высокой их стоимостью.
В России за последние 25 лет применение органических удобрений сократилось в 7 раз. В настоящее время оно стабилизировалось и составляет 60-65 млн т, или 1,31,4 т/га посева (0,5-0,6 т/га пашни) (рис. 1). Соответственно снизилось до 17-19 кг/га поступление в почву питательных веществ (рис. 2). В 2016 г. органические удобрения применяли на 9,3 % площади посева, однако средняя доза внесения на удобренную площадь по сравнению с 1990 г. снизилась с 45 до 13 т/га. В подавляющем большинстве регионов Российской Федерации среднегодовые дозы органических удобрений не превышают 2 т/га, из них в 23 регионах вносят менее 0,5 т/га.
В настоящее время с органическими удобрениями в сельскохозяйственных организациях поступает около 919 тыс. т д.в. ЫРК. или 29 % от общего количества питательных веществ, вносимого с удобрениями. В 2016 г. доля органических удобрений в общем поступлении ЫРК с удобрениями составила: под зерновые культуры 25 %, подсолнечник - 28, овощные культуры -17, картофель - 20, кукурузу на силос - 65 %. В це-
лом, уровень применения органических удобрений в сельскохозяйственных организациях крайне низкий и недостаточен для воспроизводства плодородия пахотных почв.
19701980 19901995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 201 1 2012 2014 2016
Рис. 1. Внесение органических удобрений под посевы в сельскохозяйственных организациях России, млн т
Годы
—♦— Минеральные удобрения —■— Органическиеудобр
Рис. 2. Поступление питательных веществ с органическими и минеральными удобрениями в сельскохозяйственных организациях России, тыс. т
Основные причины этого - резкое сокращение поголовья животных в сельскохозяйственных организациях и личных подсобных хозяйствах населения, повлекшее снижение выхода навоза (табл. 1, 2), а также значительное увеличение затрат на использование органических удобрений, неудовлетворительное состояние материально-технической базы по их производству и применению. Если в 1990 г. соотношение стоимости 1 ц зерна и затрат на использование 1 т навоза составляло 4,7, то в настоящее время - 1,5-2. Следует добавить, что при существующем парке машин качественно вносится на поля только 30-35% общего объема производства навоза и компостов.
1. Динамика поголовья скота в Российской Федерации, млн голов
Год Крупный рогатый скот Свиньи Овцы и Лошади Пти ца Всего, Число ус лов-
всего в том числе коровы ло условных голов скота голов скота в расчете на 1 га посева
1990 57.0 20.5 38.3 58.2 2.6 660 75.5 0.64
1995 39.7 17.4 22.6 28.0 2.4 425 51.3 0.54
2000 27.5 12.7 15.8 15.0 1.6 343 36.0 0.42
2005 21.6 9.5 13.8 18.6 1.3 357 31.2 0.41
2010 20.1 8.9 17.3 22.4 1.4 471 32.8 0.43
2014 19.3 8.5 19.6 24.6 1.4 528 34.2 0.44
2015 19.0 8.4 21.4 24.5 1.4 547 34.9 0.45
2016 18.7 8.3 22.0 24.8 1.4 552 35.0 0.45
2. Выход навоза в сельскохозяйственных организациях и личных
Вид удобрения Всего В том числе
сель-скохо-зяйст-венные организации личные подсобные хозяйства
Подстилочный навоз, птичий помет 125.2 32.0 93.2
Полужидкий навоз, птичий помет 40.1 40.1 -
Жидкий навоз, птичий помет 56.1 56.1 -
Стоки навозные, пометные 34.3 34.3 -
Компосты 38.6 38.6 -
Всего: в физической массе в пересчете на подстилочный навоз 294.3 211.0 201.1 108.0 93.2 103.0
Содержание МРК, млн т 2.90 1.53 1.37
Стоимость МРК, млрд. руб. 65.26 34.43 33.83
Строительство крупных животноводческих комплексов в рамках Программы развития сельского хозяйства на 2013-2020 гг. связано с концентрацией поголовья животных и птицы, что может вызвать возникновение территорий с избыточным поступлением биогенных веществ в окружающую среду. Из-за недостатка земельных угодий плотность поголовья животных в ряде свиноводческих комплексов достигает на 1 га пашни 16 условных голов, птицефабрик - 44 у. г. при экологически безопасном уровне - 2 у. г. До 40 % выхода органических удобрений в сельскохозяйственных организациях не используется и хранится на прифермских площадках или размещается на «полях утилизации», вследствие чего возможно загрязнение грунтовых и поверхностных вод.
По данным ВНИИОУ, при длительном хранении органических удобрений на грунтовых площадках в слое почвы 0-4 м содержалось до 6340 кг/га минерального азота, в том числе 2500-4500 кг/га нитратного азота, что в 17-21 раз больше по сравнению с незагрязненной почвой. В грунтовых водах на площадках хранения удобрений содержание нитратного азота превышало этот показатель в дренажных водах с поля в 2 раза, содержание аммонийного азота - в 8, фосфора - в 1172, калия - в 106 раз.
Согласно расчетам, для оптимизации режима органического вещества в почвах необходимо вносить навоза в среднем по России 6-7 т/га, а с учетом чистых паров - 500 млн т в год. В настоящее время выход навоза и помета по всем категориям хозяйств составляет 294 млн т в физической массе, или 211 млн т в пересчете на подстилочный навоз. При этом около половины навоза производится в личных подсобных хозяйствах населения. Суммарное содержание NPK в навозе составляет 2,9 млн т, в том числе в сельскохозяйственных организациях 1,5, в личных подсобных хозяйствах населения 1,4 млн т. Стоимость питательных веществ в навозе при существующих ценах на минеральные удобрения превышает 65 млрд. руб.
С учетом наметившейся тенденции к росту поголовья скота к 2030 г. выход навоза в сельскохозяйственных организациях в физической массе может достигнуть 314 млн т, а в пересчете на подстилочный навоз -169 млн т (табл. 3). В связи со строительством новых животноводческих комплексов в сельскохозяйственных организациях и крупных ферм основной прирост объема органических удобрений будет происходить за счет бесподстилочного навоза и птичьего помета, доля которых в структуре выхода органических удобрений возрастет с 64 до 70% и более.
В последние годы расширяется ассортимент органических удобрений благодаря производству таких видов, как компосты, причем не только из традиционных источников органического вещества - навоза, птичьего помета, торфа, но и других органических компонентов - древесных отходов (коры, стружки, опилок, лигнина и лигносульфонатов), осадков сточных вод, твердых бытовых отходов, отходов пищевой промышленности, некондиционного сена и силоса, растительной массы в виде листвы и т. д. Причем производство компостов осуществляется как пассивным компостированием, так и ускоренными методами на основе твердофазной ферментации в специальных сооружениях типа ферментеров.
3. Потенциал использования органических удобрений в сельскохозяйственных организациях Российской Федерации _(расчетные данные)_
Показатель 2020 г. 2030 г.
Выход навоза и компостов, млн т 135 169
Использование на удобрение торфа, млн т 2.0 10.0
Использование соломы:
млн т 70.0 80.0
млн га 30.0 32.0
Использование сидератов:
млн т 20.0 40.0
млн га 1.0 2.0
Всего в пересчете на подстилочный навоз. 289 363
млн т
Дополнительно выращенная продукция, млн 17.3 21.8
тз. е.
Стоимость дополнительной продукции. 138.7 174.2
млрд. руб. (в ценах 2015 г.)
Поступление в почву с органическими удоб-
рениями, млн т: 56.9 71.5
органического вещества 3.7 4.6
элементов минерального питания
Сокращение среднегодового дефицита:
гумуса, т/га 0.14 0.18
элементов минерального питания, кг/га 53 66
Вместе с тем, даже при использовании всех ресурсов навоза и компостов, в пахотных почвах России сохранится дефицит органического вещества и элементов минерального питания.
В этой связи немаловажная роль в сохранении и повышении плодородия почв отводится биологизации земледелия, что подтверждается результатами полевых экспериментов по изучению эффективности систем удобрения в различных природно-климатических условиях. Основой биологизации в современных системах земледелия являются севообороты, обладающие почвозащитными и фитосанитарными функциями, обеспечивающие соблюдение плодосмена, включение адаптированных сортов и гибридов основных сельскохозяйственных культур, оптимизацию систем удобрения.
Биологизация земледелия предусматривает широкое вовлечение в качестве источников питания растений биологических веществ, среди которых одно из главных мест отводится органическим удобрениям. Комплекс органической составляющей включает различные макро- и микроэлементы, другие биологически активные вещества, необходимые для жизнедеятельности растений, а также растительные остатки, биологический азот бобовых культур, расширение посевов многолетних трав и др.
В условиях резкого сокращения традиционных органических удобрений в виде навоза и компостов для решения проблемы биологизации земледелия целесообразно полнее использовать все возможные источники органических веществ, в том числе солому, ботву, иные растительные остатки, сидераты, другие нетоксичные органические отходы.
Следует отметить, что в последнее время биологиза-цию земледелия часто стремятся свести к биологическому (органическому, экологическому, биодинамическому) земледелию, которое представляет собой форму ведения сельского хозяйства при сознательной минимизации использования и даже полном исключении минеральных удобрений, пестицидов, регуляторов роста растений, кормовых добавок и при активном применении севооборотов, органических удобрений (навоз, птичий помет, компосты, пожнивные остатки, сидераты
и др.), определенных методов обработки почвы. Однако для объективного сравнения традиционных и альтернативных систем земледелия необходимо иметь конкретные результаты специальных исследований, получаемые прежде всего в полевых стационарных опытах.
Положительная роль биологизации систем удобрения в повышении продуктивности и устойчивости аг-росистем в настоящее время подтверждена конкретными данными различных научно-исследовательских учреждений, в том числе ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова и ВНИИ органических удобрений и торфа. Обобщение ряда исследований в длительных опытах с удобрениями Географической сети показало, что в биологизированных агротехнологиях при совместном применении минеральных и органических удобрений и использовании других биологических факторов прибавки урожая по сравнению с контролем (без внесения удобрений) составляют от 30 до 100%, при применении только органических удобрений - от 20 до 70%. Биологизация систем удобрения при оптимизации других агроприемов позволяет улучшить гумусовое состояние почв. Согласно полученным результатам по динамике органического вещества в почвах [5, 6], наименьшими запасами гумуса характеризуются дерново-подзолистые почвы, особенно легкого гранулометрического состава, где минимальное содержание органического углерода на контроле составляло в конце наблюдений 0,55-0,6% и была высокой интенсивность дегу-мификации. Запасы гумуса за 30-50 лет снижались на контроле со скоростью 0,6 т/га в год в дерново-подзолистой супесчаной почве (опыты ВНИИОУ) и 0,34 т/га в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (опыты ВНИИА), а в варианте органоминеральной системы, соответственно, 0,04 и 0,09 т/га в год. Внесение навоза, как правило, сокращало потери органического вещества, но не компенсировало исходные запасы гумуса. Скорость дегумификации дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв также была достаточно высокой. Так, в длительном полевом опыте, который продолжался 28 лет, на тяжелом суглинке в Московской области (Барыбино) на контроле потери гумуса составляли 0,33 т/га в год, в варианте минеральной системы - 0,36, органической системы при ежегодной дозе навоза 12,5 т/га - 0,03 т/га и только при использовании органоминеральной системы был достигнут бездефицитный баланс гумуса в почве.
Примеры положительной динамики гумусового состояния почв свидетельствуют о необходимости совершенствования органоминеральных систем удобрения в агротехнологиях за счет эффективных приемов биологизации. Эти приемы включают модернизацию севооборотов и освоение короткоротационных севооборотов, насыщенных средоулучшающими культурами; энергосберегающие зональные обработки почвы; полное и качественное использование навоза, птичьего помета, соломы, сидератов, компостов на основе торфа, а также других наполнителей; широкое применение в полевых севооборотах бобовых культур, смешанных посевов; освоение биологических методов защиты растений, снижение потерь биогенных элементов из почвы и удобрений; био- и фиторемедиацию загрязненных почв.
Использование органических удобрений в России регламентируется более чем 50 Федеральными закона-
ми, нормативными документами, многочисленными приказами, указами различных Министерств, институциональных учреждений. Наряду с национальными российскими нормативами имеются межгосударственные, международные требования экологически безопасного и высокоэффективного использования органических удобрений. Однако не все действующие документы адаптированы к интересам сельхозпроизводителей. Наиболее спорными в настоящее время являются требования Федерального закона от 19 июля 1997 г. № 109-ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» с последующими изменениями об отнесении органических удобрений (навоз, птичий помет, компосты, почвенные грунты и др.) к агрохимика-там и необходимости их обязательной государственной регистрации. При этом часто навоз и птичий помет, которые в России издавна являются ценными органическими удобрениями, некоторые контролирующие организации необоснованно относят к животноводческим и птицеводческим отходам.
В настоящее время органические удобрения в виде навоза, птичьего помета, компостов производят тысячи, если не десятки тысяч сельскохозяйственных организаций и фермеров. Провести регистрационные испытания всех видов удобрений во всех хозяйствах невозможно, да и нет необходимости, так как свойства и экологическая опасность традиционных видов органических удобрений давно изучены. В списке пестицидов и агро-химикатов, разрешенных к применению на территории РФ, насчитывается чуть более 400 органических и ор-ганоминеральных удобрений, а также грунтов, реализуемых на рынке. Вместе с тем, надзорные органы в ряде случаев требуют проведения регистрации навоза, птичьего помета, компостов.
Ни в одной стране мира не осуществляется обязательная государственная регистрация некоммерческих видов органических удобрений. Требования обязательной государственной регистрации, аналогично требованиям ЕС, должны распространяться на: 1) коммерческие виды органических удобрений (фасованные, упакованные, реализуемые посредством розничной торговли); 2) импортируемые органические удобрения; 3) нетрадиционные виды органических, органоминераль-ных удобрений, производство которых не отвечает требованиям типовых технологий их производства и применения. Для некоммерческих видов органических удобрений государственная регистрация должна быть добровольной, необязательной. Данное предложение об участниках госрегистрации органических удобрений представлено научными учреждениями - ФГБНУ ВНИИОУ, НИЦ ТБП - филиалом ФГБУ «ГНЦ Инсти-
тут иммунологии ФМБА России».
Ожидаемые рост объемов производства продукции животноводства, увеличение поголовья скота, птицы и соответственно выхода навоза и птичьего помета вызывает необходимость проведения работ по следующим направлениям:
- совершенствование нормативной базы и законодательства по использованию органических удобрений в земледелии России;
- разработка и внедрение на крупных животноводческих комплексах и птицефабриках технологий и регламентов экологически безопасного использования органических удобрений для получения планового урожая биологически полноценной и экологически безопасной продукции; а также системы качества (сертификации) процессов производства, хранения, применения органических удобрений; запрет строительства животноводческих комплексов и птицефабрик, не обеспеченных необходимой для использования навоза и птичьего помета площадью сельскохозяйственных угодий;
- разработка и совершенствование технологий био-логизации земледелия, включая технологии органического сельского хозяйства;
- разработка и совершенствование технологий по использованию торфа, соломы, сидератов, биологического азота и микробных препаратов. Создание и внедрение новых сортов высокоэффективных средоулучшаю-щих культур;
- разработка низкозатратных, высокоэффективных технологий восстановления почв, загрязненных ненормированным применением жидких органических удобрений, а также твердых бытовых отходов и осадков сточных вод.
Литература
1. Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии Нечерноземья / Под ред. Н.Э. Милащенко. - М.: РАСХН. 1993.-864 с.
2. Ресурсы органических удобрений в сельском хозяйстве России (Информационно-аналитический справочник) / Под ред. А.И. Еськова. - Владимир: ВНИПТИОУ. 2006. - 200 с.
3. Статистические материалы развития агропромышленного комплекса России. - М.: Россельхозакадемия, 2014. - 35 с.
4. Державин Л.М., Афанасьев P.A., Мерзлая Г.Е. Методология комплексного применения удобрений и пестицидов в интенсивном земледелии / Под ред. В.Г. Сычева. - М.: ВНИИА, 2016. -344 с.
5. Лукин С.М. Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почвах// Автореф. дис. ... доктора биол. наук. -М.. 2009.-49 с.
6. Сычев В.Г., Шевцова Л.К., Мерзлая Г.Е., Беличенко М.В. Оценка результатов мониторинга содержания и баланса гумуса в длительных опытах Геосети // Плодородие. - 2017. - № 6. - С 28-30.
CURRENT STATUS AND PERSPECTIVES OF ORGANIC FERTILIZERS APPLICATION IN RUSSIAN AGRICULTURE
A. I Eskov1, S.M. Lukin1, G.E. Merzlaya2
1 All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat Pryanishnikova ul. 2, Vyatkino, Sudogda district, Vladimir oblast, 601390, Russia. E-mail: vnion(S)vtsnet.ru 2 Pryanishnikov Institute of Agrochemistry Pryanishnikova ul. 31 A, Moscow, 127550, Russia
E-mail: [email protected]
In our study we evaluated current status and perspective directions ofproducing and applying of organic fertilizers in the agriculture of Russia. Our study demonstrates the role of agriculture biologization with application of organic fertilizers and expediency of biologized fertilizer systems to recover a soil fertility, to optimize mineral nutrition of crops and to increase the yield of crops and crop rotations. Key words: organic fertilizers, resources and perspectives of using, soil fertility recovery, effectiveness
