БИОЛОГИЗАЦИЯ: основа успешного развития АПК

В последнее время тема биологизации земледелия широко обсуждается на различных агрономических форумах, в печатных изданиях и даже на бытовом уровне. Причин столь пристального внимания много, но мы бы выделили три главные: экономика, экология, плодородие почв. Попробуем разобраться в реальной актуальности и обоснованности упоминания вышеперечисленных составляющих.
Для первой – экономики – оснований достаточно, но главное – удорожание всего технологического «шлейфа» в земледелии: промышленных удоб­рений, энергоносителей, средств защиты, машин, орудий и т. д. Необходимые резервы здесь, казалось бы, лежат на поверхности: это снижение затрат на механические операции, прежде всего основную обработку почвы, на которую приходится 35–40 процентов энергии, затрачиваемой в полевом цикле.
Кроме того, себестоимость продукции растениеводства прямо пропорциональна заоблачному росту цен на промышленные удобрения. Эта экономическая составляющая создает значительный резерв для ресурсосбережения за счет вовлечения биологического азота в биохимический (малый) круговорот путем фиксации молекулярного азота бактериями-симбионтами бобовых культур.
Беспокойство по поводу второй составляющей – экологии – тоже обоснованно, но оно не носит характер доминанты в агроэкоценозе и требует привязки к конкретным условиям. Довольно обширный обзор литературы по негативному влиянию промышленных удобрений на экологию экосистем позволил сгруппировать основные причины такого влияния: несовершенство технологий транспортировки, хранения, смешивания и внесения; игнорирование научного подхода к их применению; водная эрозия и дефляция верхнего слоя почвы; а также неудовлетворительные в ряде случаев физико-химические свойства туков.
Следует отметить, что экологические проблемы в аспекте растениеводческой продукции возникают при внесении промышленных удобрений без учета естественного плодородия почвы и потребностей культуры. Прежде всего речь пойдет о неоправданно высоких дозах азотных удобрений, при которых продукция содержит многократно превосходящую предельно допустимую концентрацию нитратного азота.
Ухудшение экологической ситуации в биоценозах при применении органических удобрений носит опосредованный характер: попадание стоков в пониженные элементы рельефа (надземные и подземные воды), а также загрязнение биосферы выделениями некомпостированных отходов животноводства при их хранении и внесении в почву.
Что касается деградации основного средства производства земледельца – почвы, то ее плодородие – исчерпаемый и, в принципе, трудно восстановимый ресурс, если учесть соотношение «ретроградация/восстановление» во временном аспекте. Основная проблема здесь – динамика органического вещества в почве и прежде всего его трансформация в гумус.
По данным крупномасштабного почвенного обследования, ежегодные потери гумуса составляют 10–15 процентов от исходного (в зависимости от генетического состава). Баланс гумуса, проведенный расчетным методом с привлечением общепринятых нормативов, показал, что ежегодные потери органического вещества в среднем по области составляют 0,6 тонны на гектар.
Вместе с тем руководство области ставит перед белгородскими земледельцами весьма напряженные задачи. Для обеспечения животноводства кормами необходимо ежегодно производить 4 миллиона тонн зерна. Поэтому в структуре посевов запланировано значительное увеличение площадей кукурузы на зерно – культуры с длительным периодом вегетации, более продуктивно использующей возросшую в связи с глобальным потеплением солнечную инсоляцию. Обеспечить животноводство региона белком призвана соя – высокопротеиновая бобовая культура, посевы которой в ближайшее время, по прогнозам, должны увеличиться в полтора раза.
Наряду с этими мероприятиями, призванными диверсифицировать земледелие, предусматривается комплекс мер по повышению плодородия почв. Так, правительством области принята программа «Внедрение биологической системы земледелия на территории Белгородской области на 2011–2018 годы», в которой предусмотрены мероприятия по повышению плодородия пахотных земель.
Наши расчеты свидетельствуют о положительном балансе гумуса через год после начала освоения системы на пашне первой производственной группы при 20 процентах многолетних трав и 17 процентах сидератов в структуре посевных площадей и при условии заделки побочной продукции озимых, подсолнечника и кукурузы на зерно. На землях второй и третьей производственных групп с уклоном более трех градусов ежегодный прирост гумуса составит 0,66 тонны на гектар, так как в этом случае в структуре должны занимать 50 процентов посевы многолетних трав, а остальные 50 процентов представлены озимыми, солома которых остается в поле. Следовательно, при реализации задуманного на пашне возможно не только простое, но и расширенное воспроизводство плодородия – порядка 0,03 процента ежегодно.
Однако все больше вопросов сегодня возникает к сложившейся практике приобретения промышленных удобрений и технологии их применения. Прежде всего это постоянно растущая их стоимость. Второй аспект – низкий КПД. В среднем, коэффициент использования трех основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) составляет 30–40 процентов, а на зерновых культурах – 15–20 процентов.
Почему так мало?
Научно доказано, что при поступлении удобрений в почву возникает конкуренция между корневой системой и почвенным поглощающим комплексом (ППК). Растения пытаются использовать элементы питания для своей жизнедеятельности, а ППК стремится «присвоить» их в соответствии с законами химии и физики.
Если удобрения вносятся в почву заранее, до времени посева они остаются во власти ППК. Отсюда – потери азота, ретроградация фосфора и фиксация калия в кристаллической решетке минералов в необменной форме, в особенности на почвах тяжелого механического состава.
Если же удобрения применяются при вегетации растений, то происходит банальная конкуренция за элементы питания между растительным сообществом и почвой. И перевод макро- и микроэлементов из водорастворимых соединений в более консервативные неизбежен. Если же несколько усложнить систему, внося туки локально (гнездами, лентами), то условия для ретроградации складываются менее благоприятно, так как контакт удобрений с почвой ограничен поверхностью соприкосновения. Таким образом, локальное удобрение в 1,5–2 раза эффективнее разбросного, что доказали многочисленные опыты, проведенные еще в СССР.
Но даже при локальном внесении минеральные удобрения не имеют той эффективности, которой обладают гранулированные органо-минеральные смеси. Ведь гранула – это емкость с питательными элементами в доступной форме, если хотите – банковский депозит. И пользуется растение этими элементами, как и мы деньгами со счета в банке, по мере надобности. Здесь доминирует растительный сегмент агроценоза. Модельные опыты показали, что в почве гранулы буквально оплетены корнями, причем самыми молодыми, только образовавшимися, а значит – наиболее активными. Иными словами, при использовании гранулированных биооргано-минеральных удобрений ­(БОМУ) в полной мере реализуется принцип хемотропизма.
Помимо всего прочего, БОМУ привлекательны высоким коэффициентом использования питательных веществ, заключенных в них, который равен почти 100 процентам, что позволяет уменьшить дозы основного удобрения в 2–3 раза.
Кроме того, минеральные удобрения, применяемые в настоящее время в формате «втемную» – без проведения почвенно-растительной диагностики, снижают эффективность химизации в соответствии с законом минимума, а также могут оказать негативное влияние на почву (закисление, засоление) и качество продукции за счет нитратов, содержание которых превышает ПДК в разы, и тяжелых металлов.
Идеальная же технология – та, которая при соблюдении экологической безопасности гарантирует максимальную отдачу, а значит, оборачиваемость вложенных средств (короткие кредиты), становясь, таким образом, регулятором банковского дисконта.
Ожидаемый выход (теоретически) предлагает департамент АПК, по поручению руководства области разработавший эксклюзивную (во всяком случае, в масштабах ЦЧЗ) «Концепцию развития производства гранулированных органо-минеральных и органических удобрений на основе отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных в Белгородской области на 2013–2016 и до 2020 гг.». Ее основная цель – биологизация почв за счет применения биооргано-минеральных и органических удоб­рений (БОМУ и ОМУ), полученных в процессе переработки отходов животноводства.
В Белгородской области ежегодно накапливается 3,4 млн. тонн навоза крупного рогатого скота, 8,3 млн. кубометров свиноводческих стоков, 1,1 млн. тонн птичьего помета. Использование непереработанных отходов в качестве органического удобрения при транспортировке на большие расстояния экономически нецелесообразно. Добавим, что отходы животноводства в первозданном виде создают экологические проблемы: загрязнение поверхностных и подземных вод в случае прорыва дамб в лагунах, отравление воздушной среды биосферы при диссоциации вредных газов. В то же время этот ресурс по содержанию питательных макроэлементов сопоставим с применяемыми минеральными удобрениями: в 2012 году в регионе с органическими удобрениями было внесено 93,8 тыс. тонн NPK, тогда как с минеральными – 110,1.
На первом этапе реализации программы за основу берется птичий помет и эффлюент биогазовых станций ООО «Альт-Энерго». Технически вполне возможно приготовление как гранулированных, так и жидких биооргано-минеральных удобрений. Необходимо лишь учитывать, что для сбалансированного питания возделываемых культур органо-минеральные удобрения должны содержать питательные вещества, отражающие потребности каждой конкретной культуры в элементах питания с учетом обеспеченности почв основными макро­элементами.
При предлагаемых технологиях появляется возможность вносить в исходное органическое сырье добавки в виде минеральных удобрений с тем, чтобы хотя бы для ведущих культур изготовить специализированные «пшеничные», «свекловичные», «кукурузные» ОМУ. В перспективе возможно создание программного продукта для приготовления сбалансированных БОМУ, уникальных не только для каждой культуры, но и для каждого конкретного поля. Стоит отметить еще и тот немаловажный факт, что при этом в связи со снижением влажности получаемого гранулированного БОМУ, объемы требуемых для внесения удобрений уменьшаются с нескольких десятков тонн до 2–3 центнеров.
В заключение следует констатировать, что для реализации этой концепции необходимо строительство установок для производства БОМУ хотя бы в некоторых холдингах. Да, это будет стоить немалых затрат; да, это хлопотно; это потребует не только реконструкции традиционных технологий, но и трансформации менталитета менеджмента. Однако мировой опыт применения БОМУ свидетельствует об увеличении эффективности производства в 1,5–2 раза и окупаемости затрат через 3–4 года и самое существенное – об оздоровлении биосферы.