РОЗДІЛ 1. ПРЕДМЕТ, МЕТОДИ, ЗАВДАННЯ ТА ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ АГРОХІМІЇ

У природі не існує ландшафтів, де б усі потрібні для життєдіяльності людини елементи містилися в необхідних кількостях та співвідношеннях. Тому в перспективі слід розглядати питання оптимізації їхнього вмісту в ґрунті, воді, повітрі, організмах рослин і тварин, що задовольнятиме потреби людини.

1.4. Виробництво добрив та їх ефективність

У своїй доповіді "Найближчі завдання в області виробництва мінеральних добрив" Д. М. Прянишников зазначав, що рівень застосування мінеральних добрив, як й інші господарські заходи, значно залежить від економічного стану країни. Ще 1921 р. він дійшов висновку, що застосування мінеральних добрив (зокрема в нечорноземній зоні) є важливим питанням землеробства. При цьому потреба у фосфатах охоплює як чорноземи, так і нечорноземи. Частина нечорноземної зони потребує також калійних добрив, особливо під такі культури, як конюшина і льон. Д. М. Прянишников вважав, що поповнення ґрунтового фосфору можливе лише завдяки добривам, тоді як для азоту велике значення має фіксація його з атмосфери. Для вирішення проблеми азоту він рекомендував розширювати площі посіву бобових культур, використовувати торф, збільшувати обсяги внесення високоякісного гною. Вирощування технічних культур неможливе без внесення високих норм добрив. Тому для розроблення відповідних рекомендацій Д. М. Прянишников рекомендував створити потужний спеціальний інститут з розгалуженою мережею лабораторій, дослідних полів і географічну мережу дослідів із надійним фінансуванням. Ці заходи актуальні й сьогодні.

Вважають, що XX ст. було століттям впровадженням досягнень агрохімічної науки. Агрохімія отримала небачений за масштабами розвиток і багато в чому сприяла різкому підвищенню продуктивності сільськогосподарських культур. Так, за 40 років (1950–1990) врожайність зернових зросла в 2,5 раза, а застосування добрив у світі – в 10 разів.

У країнах Західної Європи з 1950-х років на 1 га вносили понад 100 кг ΝΡΚ, а в період 1970–1990 pp. ця норма зросла з 218 до 251 кг. Слід зазначити, що застосування добрив інтенсивно наростало переважно внаслідок використання фосфорних і калійних добрив, що сприяло значному поліпшенню забезпеченості ґрунтів рухомими формами фосфору і калію.

Нині застосування фосфорних добрив у західноєвропейських країнах знизилося, що обумовлено переважно зменшенням потреби у них. Внесення впродовж тривалого часу високих норм фосфорних добрив і гною привело до накопичення в ґрунті рухомих фосфатів та підвищення забезпеченості рослин фосфором. Наприклад, в Ірландії, Німеччині, Швеції, Фінляндії та інших країнах ґрунтів із середнім і високим рівнем забезпеченості фосфором 80–90 %. Тому за підтримувальної системи удобрення потреба у фосфорних добривах знизилась. Так, у Фінляндії нині середня норма внесення фосфорних добрив становить 30 кг/га діючої речовини (д. р.). У багатьох країнах введено екологічні обмеження на застосування азотних та інших видів добрив.

В Україні рівень застосування мінеральних добрив почав інтенсивно зростати лише з другої половини 1960-х років. У середньому на 1 га посівної площі у 1966-1970 pp. вносили 46 кг; 1971-1975 – 84; 1976-1980 – 111; 1981-1985 – 125; 1986–1990 pp. – 148 кг діючої речовини мінеральних добрив. У 1991–1996 pp. рівень їх застосування знизився до 21 кг і лише нині частково підвищився. Найбільше добрив (300-500 кг/га) вносять у таких країнах, як Ірландія, Бельгія, Японія, Англія, Колумбія, Франція. Найбільше виробляють і купують добрив Китай і США. В десяток найбільших виробників мінеральних добрив у світі входить також і Україна.

Нині (у зв'язку з економічною та енергетичною кризою) у багатьох країнах з інтенсивним веденням сільського господарства по-новому оцінюють значення використання органічних добрив.

Гній, сапропелі та інші добрива, будучи ефективним засобом підвищення родючості ґрунтів і джерелом елементів живлення для сільськогосподарських культур, здатні закріплювати в ґрунті радіоактивні речовини, важкі метали та деякі пестициди. Загалом за рік на планеті в ґрунт вносять близько 25 млрд т органічних добрив (у перерахунку на стандартний гній) або приблизно 15 т/га ріллі. Найбільше їх застосовують в Ірландії – близько 70 т/га, Англії – 25, США – 14 т/га. У середньому в усіх країнах світу в ґрунт з органічними добривами надходить більше елементів живлення, ніж з мінеральними (за винятком держав Західної Європи і США).

Застосування близько 200 кг NPK на 1 га сільськогосподарських угідь у сучасних економічних умовах є однією з необхідних умов продовольчої безпеки України і виробництва конкурентоздатної продукції на зовнішньому ринку, збереження родючості ґрунтів.

Застосування добрив – основа підвищення врожаїв сільськогосподарських культур за одночасного поліпшення якості вирощуваної продукції та підвищення родючості ґрунту.

Економічна ефективність застосування добрив насамперед залежить від співвідношення цін на добрива і продукцію рослинництва, що потрібно враховувати під час розрахунку норм добрив.

Окупність добрив залежить від природної родючості ґрунту. Так, на Поліссі з високою вологозабезпеченістю і низькою родючістю ґрунту за врожайності зернових понад 3 т/га завдяки використанню добрив отримують 70-80 % приросту врожаю. У Степу лише 50 % приросту врожаю припадає на добрива, де велике значення мають заходи щодо накопичення та економнішого використання вологи, добору посухостійкого сорту тощо.

Одночасне внесення азотних, фосфорних і калійних добрив значно підвищує їх ефективність порівняно з окремим внесенням або парних їх комбінацій. Проте на ефективність добрив значно впливає кислотність ґрунту. В Україні близько 10 млн га кислих ґрунтів. Тому без проведення їх вапнування застосування добрив малоефективне. За даними багаторічних польових дослідів, приріст урожайності зерна пшениці озимої від внесення Р60 становить 0,18 т/га за pH 5,5 і 0,60 т/га за pH 6,5. На дерново-підзолистих ґрунтах збільшення показника pH на одиницю підвищує врожайність пшениці озимої на 51 %, жита озимого – на 25, ячменю – на 12 %. Однак за pH ґрунту понад 6,5 для рослин стають важкодоступними деякі елементи мінерального живлення, зокрема залізо і манган, розчинність яких різко знижується.

За низького рівня застосування добрив і низького вмісту рухомих сполук відповідних елементів живлення в ґрунті окупність їх урожаєм виша, а зі збільшенням норми добрив окупність одиниці елемента живлення знижується. Так, за норми внесення Р30 окупність 1 кг Р2O5 становить 7 кг зерна пшениці озимої і лише 4 кг – за норми Р120• Аналогічні дані й для інших видів добрив.

Д. М. Прянишников писав: "Авторам, – які вважають непотрібним облік джерел NPK і думають, що вони знають якийсь секрет одержання високих урожаїв без внесення відповідної кількості добрив (і без знань агрохімії) можна лише сказати, що вони дарма вважають себе матеріалістами".

Слід зазначити, що 1 кг NPK добрив за відповідної технології та умов зволоження може давати приріст 10–15 кг зерна і навіть більше. Отже, вартість зерна має покривати витрати на добриво. Практичний досвід доводить, що для підвищення врожайності потрібно повертати в ґрунт азот і калій не менш як на 80 %, а фосфор – на 100 % і більше. Недостатнє нині застосування органічних добрив – основна причина різкого дефіцитного балансу елементів живлення.

Рівень застосування добрив в Україні значно нижчий, ніж у Європі, але роль агрохімії в сільськогосподарському виробництві не можна применшувати. Знання хімії ґрунту, рослин і добрив, колообігу хімічних елементів у природі дає змогу кваліфіковано вирішувати питання впливу агрохімікатів на організми людини і тварин.

Під час використання місцевих добрив (відходів промислового виробництва, компостів з міського сміття, осадів стічних вод, високих норм рідкого гною) зростає небезпека накопичення в ґрунті та надходження в рослини важких металів у токсичних концентраціях. Тому актуальними стали питання захисту навколишнього природного середовиша й вирощування сільськогосподарської продукції з певним хімічним складом елементів.

На сучасному етапі розвитку предмет класичної агрохімії доповнюється новими напрямами. Це пояснюється сучасними вимогами до ведення аграрного виробництва, інтенсивнішим застосуванням добрив, новими їх формами, посиленням антропогенного забруднення ґрунтів, вод і атмосфери. Крім того, потрібно враховувати зв'язок певного поля з навколишнім ландшафтом.