Т. Н. Кулаковская (1919—1986) изучала действие минеральных и органических удобрений на урожай сельскохозяйственных культур и плодородие почвы. Под ее руководством разработаны научные основы и осуществлены практические мероприятия по повышению продуктивности земледелия и плодородия почв Белоруссии.
1.2. УДОБРЕНИЕ — ОСНОВНОЙ ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЕВ
Разность между приходом и расходом элементов питания в почве составляет баланс элементов питания.
Вынос элементов питания из почвы устанавливается количеством элементов питания, отчуждаемых из почвы урожаем основной и побочной продукции с единицы площади. Возврат элементов питания в почву определяется количеством элементов питания, возмещаемых с удобрениями, а также за счет поступления с семенами, пожнивно-корневыми остатками, в процессе фиксации молекулярного азота атмосферы, с осадками и др.
Сельскохозяйственные культуры характеризуются различной потребностью в элементах питания, разным выносом питательных веществ из почвы с урожаем. Для получения урожая зерна пшеницы примерно в 3 т/га необходимо 110 кг N, 40 Р205, 70 кг К20. С урожаем картофеля в 30 т/га выносится с 1 га 150 кг N, 60 Р205, 270 кг К20. При выращивании без удобрений растения истощают почву, урожай из года в год снижается.
Основная задача агропромышленного комплекса — надежное обеспечение страны продовольственным и сельскохозяйственным сырьем. Решение этой задачи возможно лишь на основе дальнейшего роста урожайности, повышения продуктивности каждого гектара земли.
Опыт мирового земледелия убедительно показывает, что уровень урожайности тесно связан с количеством применяемых удобрений (табл. 1)
1. Применение минеральных удобрений и урожай зерновых (в среднем за 1986—1988 гг., Попов, 1999)
| Страна | Внесение минеральных удобрений, кг д в/га | Средняя урожайность, т/га |
| Россия | 99 | 1,59 |
| США | 103 | 4,35 |
| Англия | 359 | 5,67 |
| ФРГ | 427 | 5,39 |
| Голландия | 771 | 6,93 |
Особенно четко зависимость между производством зерна и применением минеральных удобрений можно проследить на примере России, где происходят резкое снижение применения минеральных удобрений (табл. 2) и плодородия почв (табл. 3).
2. Применение минеральных удобрений и производство зерна в России (в среднем за год, Попов, 1999)
| Показатель1986-1990 гг1995-1997 гг1998 гПоставлено минеральных удобрений | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| млн т д в | 12,8 | 1,6 | 1,0 | ||
| кг/га пашни | 99 | 12 | 8 | ||
| Валовой сбор зерна, млн т | 104 | 72 | 48 | ||
| Урожайность зерновых, т/га | 1,59 | 1,35 | 0,95 | ||
| 3. Баланс питательных веществ в земледелии России, кг/га (в среднем за год, Попов, 1999) | |||||
| Годы | Поступление | Вынос | Баланс | ||
| с мнеральными удобрениям | с органическими удобрениями | всего | урожаями | ||
| Азот | |||||
| 1966-1970 | 10 | 9 | 19 | 31 | -12 |
| 1971-1975 | 18 | 12 | 30 | 33 | -3 |
| 1976-1980 | 23 | 16 | 39 | 36 | +3 |
| 1981-1985 | 29 | 20 | 49 | 29 | +20 |
| 1986-1990 | 36 | 20 | 56 | 34 | +22 |
| 1991-1995 | 16 | 10 | 26 | 34 | -8 |
| В том числе 1994— 1995 9 | 7 | 16 | 33 | -17 | |
| 1996 | 8 | 4 | 12 | 30 | -18 |
| Годы | Поступление | Выносурожаями | Баланс | ||
| с ьгинеральными удобрениями | с органическими удобрениями | всего | |||
| Фосфор | |||||
| 1966-1970 | 6 | 4 | 10 | 11 | -1 |
| 1971-1975 | 10 | 5 | 15 | 12 | +3 |
| 1976-1980 | 17 | 7 | 24 | 13 | +11 |
| 1981-1985 | 21 | 9 | 30 | 12 | + 18 |
| 1986-1990 | 30 | 9 | 39 | 15 | +24 |
| 1991-1995 | 11 | 5 | 16 | 12 | +4 |
| В том числе 1994— 1995 | ; 4 | 3 | 7 | 10 | -3 |
| 1996 | 4 | 2 | 6 | 10 | -4 |
| Калий | |||||
| 1966-1970 | 6 | 9 | 15 | 32 | -17 |
| 1971-1975 | 10 | 12 | 22 | 34 | -12 |
| 1976-1980 | 16 | 16 | 32 | 36 | -4 |
| 1981-1985 | 17 | 20 | 37 | 37 | 0 |
| 1986-1990 | 20 | 21 | 41 | 44 | -3 |
| 1991-1995 | 7 | 11 | 18 | 34 | -16 |
| В том числе 1994 — 1995 | i 2 | 7 | 9 | 30 | -21 |
| 1996 | 1 | 5 | 6 | 28 | -22 |
В середине XX в. свершилась так называемая «зеленая революция», отцом которой является Норман Борлауг. Известно, что страны с высоким уровнем химизации сельского хозяйства характеризуются наиболее высокими урожаями. Повышение урожаев базируется на новых сортах интенсивного типа и улучшении агротехники, т. е. резком увеличении применения элементов питания и средств защиты растений с созданием прогрессивных технологий возделывания культур.
По обобщению академика РАСХН В. Ф. Ладонина (1999), производство зерна в мире утроилось: с 630 млн т в 1950 г. до 1970 млн т в 1990 г. За этот же период использование минеральных удобрений в мире увеличилось в 10 раз (с 14 до 140 млн т). При этом производство зерна возрастало за счет интенсификации земледелия, а не за счет расширения посевных площадей. Урожай зерновых культур во второй половине XX в. вырос в 2,5 раза, увеличиваясь в среднем по зерновым культурам в мире в целом на 2,1 % в год.
Применение удобрений с 1970 по 1990 г. увеличилось в развивающихся странах с 26 до 83 кг/га, в странах Восточной Азии и Тихого океана с 36 до 190, в Европе с 88 до 142, в СНГ и КНДР с 46 до 110 кг/га. В 1990 г. урожайность зерновых в КНДР достигла
4,2 т/га. Мировые рекорды составили по пшенице более 16 т/га, а по кукурузе — более 22 т/га. Еще выше величина физиологической продуктивности растений, достижение которой по каждому
сорту является задачей науки и практики. Для этого необходимо правильно оценить все слагающие урожай факторы — хозяйственные, биологические, природные и случайные и устранить потери урожая по каждому из них.
| Доза NPK, кг /гаРис. 3. Зависимость урожайности от дозы удобрений |
По подсчетам специалистов, на 50 % рост урожайности определяется применением удобрений и около 50 % прироста приходится на другие факторы: агротехнику, сорта, мелиорацию и т. п. По данным научно-исследовательских учреждений США, рост урожайности в этой стране в послевоенные годы был на 41 % за счет минеральных удобрений, на 15—20 % — гербицидов и других химических средств защиты растений, 15 % прироста приходилось на более совершенную агротехнику, 8 — на гибридные семена, 5 —на ирригацию и 11 — 18 % — на прочие факторы.
С ростом урожая возрастает потребление питательных веществ растениями, поэтому чем выше планируемая урожайность любой культуры, тем больше требуется удобрений. Однако необходимо учитывать, что урожай возрастает в прямой зависимости от увеличения доз удобрений лишь до определенного уровня, при котором достигается наибольшая оплата единицы удобрения получаемой сельскохозяйственной продукцией.
Производство минеральных удобрений требует значительных затрат энергии. Поэтому увеличение доз удобрений экономически оправданно, пока издержки, связанные с применением дополнительного количества удобрений, полностью окупаются стоимостью прибавки урожая (рис. 3).
Основная задача химизации земледелия в нашей стране — обеспечение максимальной отдачи от удобрений. Применение удобрений должно сочетаться с высокой агротехникой (табл. 4).
| 4. Действие комплекса агроприемов на урожай картофеля на песчаных почвах | ||
|---|---|---|
| Вариант опыта | Урожайность,т/га | Прибавка,т/га |
| Без удобрений, поздняя посадка, мелкие клубни, недостаточный уход | 9,1 | — |
| Удобрение | 16,0 | 6,9 |
| Улучшенная агротехника, без удобрений | 15,4 | 6,3 |
| Улучшенная агротехника, с удобрениями | 27,4 | 18,3 |
Важное значение в рациональном использовании удобрений имеют время внесения их и способы заделки (табл. 5).
| 5. Прибавка урожайности сахарной свеклы (т/га) в зависимости от времени внесенияи способов заделки удобрений |
|---|