Сохранение плодородия почв Пензенской области как основа продовольственной безопасности России

Российские черноземы с прошлого века являлись образцом плодородия почвы и выставлены экспонатами в музее национального агрономического института в Париже, музее естественной истории в Амстердаме, музее почвоведения под Лейпцигом и других музеях. В. В. Докучаев писал о них, что «чернозем… для России дороже всякой нефти, всякого каменного угля, дороже золотых и железных руд; в нем – вековечное неистощимое русское богатство!». На черноземах Центрального Черноземья производится 17% отечественного зерна, 52% сахарной свеклы, 17–18% подсолнечника (Добровольский, 2010).

Большое беспокойство почвоведов, агрохимиков и аграриев сегодня вызывают процессы эрозии на черноземных почвах и быстрая потеря ими гумуса, снижающие плодородие (Кравченко, 2015; Медведев, Демакина, Сайфуллина, Воронцова, 2010; Онищенко, Слюсарев, Швец, 2013; Павлов, Новиков, 2013; Приземин, 2012; Турусов, 2013; Федоров, Воронцов, 2009; Andreeva, Leiber, Glaser, et al., 2011; Kalinina, Krause, Goryachkin, et al., 2011; Khokhlova, Arlashina, Kovalevskaya, 1997; Khokhlova, Kovalevskaya, Oleynik, 2001; Khokhlova, Sedov, Golyeva, Khokhlov, 2001; Medvedev, Cybulko, 1995). По материалам экспедиций В. В. Докучаева, в 1894 году черноземы Воронежской области в верхнем слое содержали 9–12% гумуса. По расчетам академика И. С. Шатилова, площадь почв с 11–13% гумуса в 1883 году составляла в этом регионе почти 3,6 млн га. В настоящее время таких почв практически не осталось. В конце XIX века площадь пашни с содержанием 7–10% гумуса составила более 7,8 млн гектаров. В наши дни их сохранилось менее трех миллионов – в 2,5 раза меньше.

Черноземы, которые дают до 80% продовольственных ресурсов страны, ежегодно отторгаются под строительство, трубопроводы, поля фильтрации и отстойники, карьеры и прочее. Вследствие нерационального использования земли наметилась реальная угроза потери плодородия, так как снижаются запасы гумуса, органического азота, повышается кислотность почвы, слабеет деятельность микроорганизмов, разрушается структура почв.

В Пензенской области наблюдается та же тенденция, и сохранение почвенного плодородия является одной из приоритетных задач в обеспечении продовольственной безопасности региона и России в целом.

Средневзвешенное содержание гумуса по области на сегодня составляет 5,7%. По этому показателю почвы распределяются следующим образом: 375,6 тыс. га (16,6%) имеют низкое, 795 тыс. га (35%) – среднее, 1006,7 тыс. га (44,5%) – повышенное и 91,5 тыс. га (4%) высокое содержание гумуса.

По сравнению с 1989 годом содержание гумуса снизилось на 0,1%, что является результатом недостаточной работы хозяйств по использованию органических удобрений, а также сокращения площадей под посевами многолетних трав и, в частности, под бобовыми культурами (см. табл. 1).

Таблица 1

Динамика посевных площадей под сельскохозяйственными культурами

Площадь пашни за 30-летний период сократилась на 12,3%, появились необрабатываемые площади – залежи, площадь которых в 2001 году составила 7,4% от всех сельхозугодий, к 2013 году она снизилась до 5,3%.

Следует отметить, что после 1995 года произошло снижение посевных площадей, самый низкий уровень которых сложился в 2012 году. По отношению к 1985 году он составил 1160,6 тыс. га (51%). Значительные изменения произошли за этот период и в структуре посевных площадей. На общем фоне снижения площадей посевов основных сельскохозяйственных культур значительно увеличилась доля подсолнечника с 1% до 16,6% от посевной. Данная культура по выносу питательных веществ из почвы является одной из лидирующих. Все это отразилось на качественном состоянии сельхозугодий и в первую очередь на их плодородии [1].

Согласно научно обоснованным основам системы земледелия в структуре посевных площадей не менее 25–30% должны занимать посевы многолетних трав. Фактическая их площадь по хозяйствам области составляет 17–19%, что связано с сокращением поголовья крупного рогатого скота.

Применение минеральных и органических удобрений, а также других средств химизации является гарантией получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Удобрения в севообороте являются важной составной частью системы земледелия, воздействующей на почву, изменяющей ее химический состав и агрофизические свойства.

Потребление питательных веществ растениями, вымывание или связывание подвижных питательных веществ в физиологически неактивные формы приводят к снижению потенциала уровня плодородия почвы. Благодаря внесению питательных веществ с удобрениями, внедрению биологического земледелия, этот уровень можно поднять до определенной высоты.

Для обеспечения бездефицитного баланса питательных веществ в земледелии области на 1 га пашни необходимо ежегодно вносить не менее 4–5 тонн органических и 100–120 кг д.в. минеральных удобрений.

В 1980–90-е годы объемы применения удобрений приближались к научно обоснованной потребности: в среднем на 1 га пашни хозяйства области вносили до 3 т органических и около 70 кг д.в. минеральных удобрений (см. табл. 2).

Таблица 2

Внесение минеральных и органических удобрений под урожай сельскохозяйственных культур по годам

В 1995–2005 гг. в области наблюдался наименьший уровень внесения минеральных удобрений – 5–9 кг/га. С 2010 года началось увеличение объемов их использования, и в настоящее время оно достигло 38 кг/га. Под урожай 2013 года было внесено 30,7 тыс. тонн д.в. минеральных удобрений, из них под зерновые культуры – 13,9, кукурузу на зерно – 1,6, технические культуры – 13,5, в том числе под сахарную свеклу – 7,4, подсолнечник – 4,0, картофель – 0,2, кормовые культуры – 1,4 тыс. тонн д.в. Удельный вес удобренной площади всех сельскохозяйственных культур составил 50,0% к общей площади посевов по области.

Наибольшее количество минеральных удобрений в 2013 году внесли хозяйства Бековского, Белинского, Башмаковского, Земетчинского, Иссинского, Каменского и Пензенского районов – 19,8 тыс. тонн д.в., что составляет 64,9% от общего объема внесения по области. На 1 га посевов в хозяйствах данных районов под зерновые культуры внесли от 21,0 до 59,7 кг д.в., под сахарную свеклу – от 70,7 до 259,7 кг д.в. В то же время минеральные удобрения в Неверкинском, Сосновоборском, Городищенском, Никольском районах не применялись совсем.

По-прежнему тяжелой остается обстановка с применением органических удобрений. В 2000 году объемы их внесения в области снизились до 0,3 т/га, и в настоящее время находятся примерно на том же уровне. Под урожай 2013 года сельскохозпредприятиями области было внесено 0,4 т/га, т.е. 340,1 тыс. тонн органических удобрений. Наибольшее количество органики было использовано в Бековском, Тамалинском, Пачелмском, Иссинском, Бессоновском, Пензенском и Кузнецком районах, в то время как такие районы, как Колышлейский, Сердобский, Вадинский, Нижнеломовский, Спасский, Лопатинский, Шемышейский, Городищенский, в текущем году органические удобрения не вносили.

Это связано не только с высокой себестоимостью их применения в хозяйствах области, но и с распадом крупных хозяйств, сокращением поголовья животных во всех формах сельскохозяйственных предприятий.

Поэтому альтернативой применения удобрений в области может являться переход на биологизированную систему земледелия. Основными особенностями и целью этой системы является расширение посевов многолетних трав (до 30% в севообороте), использование соломы и пожнивных остатков в качестве органического удобрения, увеличение посевов высокоурожайных сидеральных культур, применение бактериальных препаратов и ростовых веществ.

Основным преимуществом биологизированной системы земледелия является то, что в почве будет восполнен недостаток органического вещества, элементов питания. Кроме того, биологический азот в 9 раз дешевле минерального и доступнее для растений.

Следует учитывать, что биологизация не в состоянии в полной мере обеспечить бездефицитный баланс в почве фосфора и калия. Их недостаток необходимо восполнять путем внесения фосфорных и калийных удобрений, что ограничено в условиях биологизированной системы земледелия.

В земледелии Пензенской области в 2013 году сложился отрицательный баланс питательных веществ, их дефицит по азоту составил 57,99; по фосфору – 21,86; по калию – 86,68 кг д.в. на 1 га пашни (см. табл. 3).

Таблица 3

Баланс питательных веществ сельхозугодий Пензенской области в 2013 году

Суммарный приход к расходу питательных веществ в 2011 году составил по азоту – 21,10%, по фосфору – 19,42%, по калию – 4,81%.

По площади кислых почв Пензенская область занимает первое место в России, что связано с преобладанием в почвенном фонде области чернозема выщелоченного, занимающего около 41%, отличающегося уникальным свойством – слабокислой реакцией верхней части профиля. Средневзвешенный показатель кислотности почвенного раствора рН_кс1 составляет 4,9; в 1969 году – 5,2. Площадь средне- и сильнокислых почв в области составляет 1095,4 тыс. га (48,3%), слабокислые почвы занимают 878,1 тыс. га (38,7%). В целом кислые почвы составляют 87% сельхозугодий области, близко к нейтральным и нейтральные почвы составляют 295,2 тыс. га (13%). В основном кислые почвы представлены серыми лесными типами почв. Основной причиной увеличения кислых почв (1052,2 тыс. га в 2011 г. против 811,5 тыс. га в 1969 г.) являются неудовлетворительная работа по известкованию (3–5 тыс. га в год) и обработка почвы тяжелыми агрегатами, которая привела к разрушению структурной агрегатности почв и отчуждению кальция.

Урожайность основных сельскохозяйственных культур по годам значительно варьирует. Вместе с тем следует отметить, что в 2013 году урожайность и валовые сборы группы зерновых и некоторых других культур значительно повысились, чем за период 1986–2012 гг. (см. табл. 4).

Таблица 4

Урожайность и валовые сборы основных сельскохозяйственных культур по годам

Сохранить и повысить почвенное плодородие в области стараются с применением технологии прямого посева, или No-Till, которая улучшает питание почв, физико-химические свойства, стимулирует почвенную биологическую активность, увеличивает содержание органических веществ и способствует формированию гумусовых частиц. В некоторых хозяйствах эту технологию применяют уже не первый год или используют лишь отдельные элементы нулевой технологии.

Таким образом, внедрение биологической системы земледелия и новых технологий сохранит и повысит почвенное плодородие Пензенской области, что является одной из важнейших задач в обеспечении продовольственной безопасности нашего государства.

[1] Пояснительная записка к годовому отчету ФГБУ ГЦАС «Пензенский» (2013). Пенза.