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.

Добрива слід застосовувати з урахуванням відповідних екологічних умов та особливостей регіону. Необхідні широкі дослідження взаємозв’язку елементарного хімічного складу рослинницької продукції та умов її вирощування, що сприятиме поліпшенню якості харчування, а в кінцевому результаті – здоров’я людини і тварин. Отримання достатньої кількості продукції харчування та зменшення агрохімічного навантаження на навколишнє природне середовище – складна проблема.

Нині ше недостатньо розроблено питання екологічної стійкості агроекосистеми. Для цього потрібні нові форми добрив, нові методи ґрунтової та рослинної діагностики, які б давали змогу встановлювати оптимально мінімальні норми їх внесення. Проте для цього слід проводити дороговартісні фундаментальні дослідження.

Не можна свідомо регулювати обмін речовин між людиною і природою, не знаючи кількісних залежностей цього обміну, ємності колообігу певних елементів. Потрібно акцентувати увагу на тих агрохімічних дослідженнях, першочергове вирішення яких для практичного хліборобства забезпечить найвищі агрономічний та економічний ефекти.

До агрономічних та економічних ефектів належить:

• – поглиблене вивчення значення певних елементів і їх співвідношення з іншими елементами для отримання врожаю відповідної якості;
• – дослідження механізмів дії окремих елементів на стійкість рослин проти несприятливих умов зовнішнього середовища;
• – розроблення принципів визначення потреби в елементах живлення та їх норм у різних регіонах ґрунтово-кліматичних зон;
• – виявлення потенційної можливості різних сортів і гібридів сільськогосподарських культур залежно від рівнів родючості ґрунту та удобрення;
• – вивчення дії комплексу макро- і мікродобрив на продуктивність сільськогосподарських культур;
• – дослідження балансу і трансформації макро- й мікроелементів у тривалих стаціонарних дослідах;
• – включення в дослідження ширшого спектра елементів, визначення можливого їх негативного впливу в зв’язку з техногенним забрудненням і охороною навколишнього природного середовища;
• – постійний контроль за правильністю агрохімічних рішень принципово новими методами ґрунтової і рослинної діагностики;
• – розширення досліджень з ефективності застосування мікроелементів у вигляді хелатних сполук під різні сільськогосподарські культури у різних ґрунтових умовах;
• – охорона і поліпшення стану навколишнього природного середовища внаслідок оптимізації живлення рослин від застосування добрив.

Оскільки в сільському господарстві України застосовують значно менше мінеральних добрив, ніж у західноєвропейських країнах й, очевидно, швидкого збільшення їх норм найближчим часом не очікується, то гострота проблеми можливих негативних наслідків від них зменшується. Забруднення навколишнього природного середовища може відбуватися лише локально – у разі порушення в господарстві наукових рекомендацій стосовно їх застосування.

Слід також враховувати, що ґрунт як фінансовий банк, здатний поступово віддавати рослині елементи живлення. Так, із валових запасів чорнозему опідзоленого рослини щорічно можуть засвоювати лише 50–60 кг/га К20 за значно вищих потреб для формування високих урожаїв основних сільськогосподарських культур. Це також доводить потребу внесення добрив.

Погіршення стану навколишнього природного середовища змушує людство шукати способи зниження екологічного навантаження. Одним із них є відмова від застосування мінеральних добрив унаслідок негативного впливу їх на якість рослинницької продукції і застосування лише органічних добрив. Проте, за даними Продовольчої і сільськогосподарської організації ООН (ФАО), врожайність зернових у цьому разі знижувалася на 10–20 %, буряку цукрового і картоплі – на 35 %. Ще немає достовірних даних, що біологічне землеробство поліпшує якість сільськогосподарської продукції. Отже, підвищення врожайності сільськогосподарських культур напряму пов’язано з мінеральними добривами, правильне застосування яких сприяє поліпшенню якості продукції. Так, азотні добрива зумовлюють підвищення вмісту білка в зерні на 1–3 %. Якби в світі вміст білка в зерні вдалося підвищити лише на 1 %, це збільшило б його збір на 12 млн т і дало змогу ліквідувати наявний нині дефіцит у харчуванні. Внесення фосфорних і калійних добрив сприяє збільшенню накопичення цукру в коренеплодах буряків, крохмалю в бульбах картоплі та жиру в насіннєві олійних культурах.

Мінеральні добрива стабілізують уміст гумусу в ґрунті в результаті збільшення (до 30 %) маси пожнивних і кореневих решток, які створюють кращі умови для продуктивного використання рослинами вологи.

Використання добрив та інших допоміжних засобів в органічному виробництві

Однією з причин забруднення ґрунтів є надмірне застосування мінеральних добрив, які сприяють вимиванню з ґрунту кальцію, магнію, цинку, її ущільнення і підкислення – все це, в першу чергу, впливає на процеси фотосинтезу і знижує стійкість рослин до захворювань. Крім того, хімічні речовини, що містяться в мінеральних добривах, разом з продукцією сільського господарства потрапляють в організм людини і мають суттєвий негативний вплив на стан її здоров’я

Органічне виробництво – особлива система ведення сільськогосподарського виробництва, спрямована на збереження природи, що сприяє відновленню земельних ресурсів, відтворюючи родючість, оберігаючи повітря та воду від забруднення, що викликає агресивна хімізація та бездумне її використання людиною.

Система удобрення сільськогосподарських культур при вирощуванні непереробленої органічної продукції рослинного походження, у т.ч. грибів, має бути спрямована на оптимізацію мінерального живлення рослин і відтворення родючості ґрунту, забезпечення бездефіцитного балансу поживних речовин у ґрунті, підвищення врожайності та якості продукції рослинництва.

Поживні препарати

Дозволяється використовувати відповідні препарати мікроорганізмів для покращення загального стану ґрунту або покращення наявності поживних речовин у ґрунті або у сільськогосподарських культурах.

Для стимуляції компостування стійлового гною дозволяється використовувати відповідні рослинні препарати або препарати мікроорганізмів.

Застосування корисних копалин без додаткового перероблення дозволяється у разі їх відповідності вимогам органічного виробництва. Також без додаткового перероблення дозволяється використовувати підстилковий гній великої рогатої худоби та перегній, отриманий від тваринницьких органічних господарств.

За раціонального використання органічні добрива є нескінченним ресурсом для агрономії. Це поновлювані речовини натурального походження, що складаються з перероблених залишків життєдіяльності організмів і рослин.

Крім того, органічні добрива позитивно впливають на водне і повітряне живлення рослин, сприяють розвитку ґрунтових бактерій і мікроорганізмів, які живуть у симбіозі з корінням сільськогосподарських культур і допомагають їм отримати доступні поживні елементи.

То чи регулює питання використання добрив та інших допоміжних засобів вітчизняне законодавство у сфері органічного виробництва?

Органічні добрива та Україна

Україна – одна з країн світу, що має власне законодавство, яке регулює органічний сектор. Однак прийнятий ще у 2013 році Закон України «Про виробництво та обіг органічної сільськогосподарської продукції та сировини» був і є недієвим (норми цього закону продовжують діяти до 2 серпня 2019 року), адже його положення недосконалі й не відповідають у повній мірі нормам європейського законодавства у сфері органічного виробництва, обігу та маркування органічної продукції. Це негативно впливає на функціонування вітчизняного органічного ринку; створює певні торговельні бар’єри для виробників-експортерів; споживач не повністю захищений від можливого фальсифікату, а виробник – від недобросовісної конкуренції.

З метою удосконалення засад правового регулювання органічного виробництва, обігу та маркування органічної продукції та адаптації вимог органічного законодавства до чинного правового поля Європейського Союзу, був прийнятий новий Закон України «Про основні принципи та вимоги до органічного виробництва, обігу та маркування органічної продукції» (№ 2496-VIII, чинний з 2 серпня 2018 р., вступає в дію 2 серпня 2019 р.).

Проте ні один, ні другий закони не врегульовують питання використання допоміжних засобів для органічного виробництва, до складу яких і входять речовини для покращення ґрунту.

Зважаючи на відсутність власного регулювання сфери застосування дозволених допоміжних засобів, вітчизняні оператори органічного ринку змушені керуватися, в переважній більшості, європейським законодавством щодо органічного виробництва та маркування органічних продуктів, а саме: постановами ЄС № 834/2007 та № 889/2008.

Вітчизняні оператори органічного ринку керуються європейським законодавством щодо органічного виробництва та маркування органічних продуктів, а саме: постановами ЄС № 834/2007 та № 889/2008

При цьому особливістю є те, що в європейському регулюванні не вказуються назви дозволених препаратів для використання в органічному виробництві, а визначаються діючі речовини, які використовуються у тій чи іншій сфері застосування. Наприклад, коли говоримо про добрива і поліпшувачі ґрунту, то такими найменуваннями є висушений стійловий гній і сухий пташиний послід, компостовані екскременти тварин, торф, відходи від виробництва грибів, торф, гуано, компостована або ферментована суміш речовин рослинного походження, матеріали природного походження – карбонат кальцію, карбонат магнію, сульфат калію, сульфат магнію тощо.

Європейський перелік допоміжних засобів

Щодо захисту води від забруднення нітратами із сільськогосподарських джерел, то в європейському органічному регулюванні також є обмеження, де загальний рівень азоту на рік на один гектар використовуваної сільськогосподарської землі не може перевищувати 170 кг. Це обмеження стосується лише використання стійлового гною, висушеного стійлового гною та зневодненого пташиного посліду, компостованих екскрементів тварин, у тому числі пташиного посліду, компостованого стійлового гною та рідких екскрементів тварин.

Оскільки європейський сектор органічного сільськогосподарського виробництва стрімко розвивається, на європейському ринку з’являється все більше допоміжних засобів для використання в органічному виробництві. На відміну від органічних харчових продуктів чи кормів, допоміжні засоби для органічного виробництва не підлягають обов’язковій інспекції та сертифікації. Тому органічному фермеру дуже складно, якщо взагалі можливо, визначити, чи допоміжний засіб містить лише дозволені матеріали. Таким чином обов’язковим є погодження використання із сертифікаційним органом.

Однак, щоб розв’язати цю проблему, Дослідний інститут органічного сільського господарства (FiBL) розробив «Європейський перелік допоміжних засобів», який був представлений на виставці «БіоФах-2018» у Нюрнберзі (Німеччина). Цей онлайн-інструмент є повноцінним, надійним, простим у користуванні та доступним онлайн-довідником комерційних продуктів, які відповідають вимогам законодавства ЄС у галузі органічного виробництва. «Європейський перелік допоміжних засобів» дозволяє органічним виробникам і переробникам отримати останню інформацію про продукти, які відповідають вимогам відповідного законодавства ЄС та принципам органічного виробництва. Органи контролю, національні органи влади також отримують певний зиск від використання цієї бази, адже вона виступає обґрунтованою базою для системи контролю якості допоміжних засобів.

Європейський перелік допоміжних засобів дозволяє органічним виробникам отримати останню інформацію про продукти, які відповідають вимогам законодавства ЄС

Вітчизняний перелік продуктів

Зважаючи на відсутність офіційно діючого переліку дозволених допоміжних засобів в органічному виробництві, а також на постійну потребу вітчизняних виробників органічної с\г продукції, український орган сертифікації підготував Перелік допоміжних продуктів для використання в органічному сільському господарстві, згідно зі стандартом МАОС (Міжнародних акредитованих органів сертифікації), з органічного виробництва і перероблення, що еквівалентний постановам ЄС № 834/2007 та № 889/2008. Дане видання висвітлює основні допоміжні засоби, що можуть використовуватись в органічному сільському господарстві та переробленні, включаючи їх загальні характеристики. У Розділі 1 перелічені речовини та субстанції, викладені в Додатку І та Додатку ІІ стандарту МАОС та постанови ЄС 889/2008. У Розділі 2 – комерційні продукти, представлені на ринку України. Продукти в ньому поділені на групи: за призначенням та за складом. У переліку також вказуються прямі контакти виробників або дистриб’юторів допоміжних продуктів.

Законодавче врегулювання

Нині в Мінагрополітики України активно працює робоча група експертів з розробки законодавства в органічній сфері, до якої входять і фахівці Федерації органічного руху України, зосереджуючись над розробкою підзаконних актів, які необхідно прийняти вже протягом року з моменту набрання чинності Закону «Про основні принципи та вимоги до органічного виробництва, обігу та маркування органічної продукції». Зокрема, опрацьовується проект постанови Кабінету Міністрів України «Про затвердження Порядку (детальних правил) органічного виробництва та обігу органічної продукції», яка стосуватиметься таких галузей органічного виробництва:

• рослинництво (у т. ч. насінництво та розсадництво);
• тваринництво (у т. ч. птахівництво, бджільництво);
• грибівництво (у т. ч. вирощування органічних дріжджів);
• аквакультура;
• виробництво морських водоростей;
• виробництво харчових продуктів (у т. ч. виноробство);
• виробництво кормів;
• заготівля об’єктів рослинного світу.

Додатково експертами опрацьовується проект наказу Мінагрополітики, яким буде затверджений Перелік речовин (інгредієнтів, компонентів), які дозволяється використовувати у процесі органічного виробництва та які дозволені до використання в гранично допустимих кількостях. До цього переліку входитимуть засоби захисту рослин, добрива і речовини для покращення ґрунту, кормові та технологічні добавки, які використовуються для годівлі тварин тощо.

Передбачається, що після прийняття необхідних нормативно-правових актів, сфера застосування допоміжних засобів для використання в органічному виробництві регулюватиметься на державному рівні, а не окремими приватними структурами.

Відповідно, є сподівання, що за допомогою дозволених в органічному виробництві сучасних добрив та мікробіологічних препаратів сільськогосподарські виробники зможуть побудувати оптимальні системи живлення для досягнення необхідного результату, поставивши пріоритетом відтворення ґрунтової родючості та забезпечення високої якості безпечної органічної продукції.

Світлана БЕРЗІНА, ВГО «Жива планета», експерт Програми ООН з навколишнього середовища зі сталого споживання та виробництва,

Євген МИЛОВАНОВ, Андрій КОНЯШИН, Федерація органічного руху України