Новини

На розгляд Президії НААН винесено дуже актуальне питання, пов’язане з продовольчою безпекою, охороною навколишнього природного середовища, сталим розвитком і сталим менеджментом грунтових ресурсів і родючістю грунтів.

Наукове забезпечення розвитку виробництва та застосування добрив у землеробстві України from InfoNAAS

Особливою проблемою, пов’язаною з раціональним використанням грунтів для виробництва продовольства і попередження їхньої деградації, є раціональне використання поживних елементів – добрив – мінеральних, органічних, органо-мінеральних, біопрепаратів. Це пов’язано з прискореним зростанням чисельності населення (8,5 млрд – 2030 р. і 9,7 млрд – 2050 р.),зменшенням площі ріллі(з 0,17 до 0,15 га), змінами клімату, погіршенням стану природних ресурсів і деградацією грунтів. 

Одним із головних завдань агрохімічного супроводу землеробства є складання таких систем удобрення, що будуть водночас оптимізувати живлення рослин та забезпечувати найбільшу рентабельність витрат і охорону довкілля. 

Сучасна рамкова концепція раціональних систем застосування добрив (Global Framework for Best Management Practices for Fertilizer Use) базується на 4 основних правилах .): форми, дози, строки і способи (я би додав диференціацію доз, норм і способів з урахуванням неоднорідності грунтів).

Рівень застосування мінеральних добрив у різних країнахколивається від 10-20 до 400-600 кг/га д.р. (в середньому – більше 100 кг/га). Україна за середньорічною кількістю внесених добрив займає 103 позицію. Загальний світовий обсяг внесення мінеральних добрив складає більше 180 млн т, а до 2050 р очікується досягти рівня 320 млн т. Між рівнем застосування добрив і урожаєм с.-г. культур є прямий зв'язок , високі і стабільні урожаї отримують, як правило, країни з високим рівнем застосування добрив (Китай, Німеччина, Франція, Нідерланди, Бельгія – 200-500 кг/га і урожай 60-90 ц/га). 

До 1990 р.в Україні в середньому вносили близько 150 кг/га д.р. (4,5 млн т) із співвідношенням N:P:K - 1:0,7:0,7. Кількість внесених органічних добрив становила 278 млн т або 7-8 т/га на рік, хімічна меліорація кислих і солонцевих грунтів проводилась на площі близько 2 млн га. Надалі - різке падіння рівня хімізації землеробства до 20-30 кг д.р./га. Проте з початку століття і до цього часу відбувається поступове зростання застосування мінеральних добрив до рівня 80-110 кг/га д.р. із співвідношенням N:P:K 1:0,2:0,2.У 2020 роціна одиницю площі с.-г. угідь було внесено NPK 100-110 кг/га, а валова кількість внесених мінеральних добривстановила 2,8 млн т (N – 1,9; P – 0,5; K – 0,4). Внесення органічних добрив на рівні 10,2 млн т – 576 кг/га. Нарощування обсягів застосування добрив обумовило підвищення врожайності, що дозволило Україні вийти на рівень 60-70 млн т зерна.

За узагальненими даними польових дослідів мінеральні добрива забезпечують прирости врожаю в зоні Полісся на рівні 40-60%, Лісостепу - 30-50% і Степу 10-30% на богарі та до 60-80% за зрошення. Світовий досвід землеробства показує, що на частку добрив припадає не менше 30-50% приросту врожаю сільськогосподарських культур. Крім цього, мінеральні добрива впливають на мобілізацію поживних елементів у ґрунтах, на якість продукції, агрофізичні та біологічні властивості ґрунтів, зменшують витрати вологи на формування одиниці продукції.

За результатами Х туру агрохімічної паспортизаціїщодо забезпеченості ґрунтів України головними елементами живлення, по азоту 70-80% – низький і середній рівень забезпеченості легкогідролізованим азотом, по фосфору – 50% низький і середній, по калію – 70-80% підвищений і високий, по сірці – 60-70% низький і середній. Ці дані – основа для диференціації норм і доз внесення добрив.

До 1990 р. було досягнуто бездефіцитний баланс, однак починаючи з 1996 р. ситуація змінилась на протилежну з максимальним дефіцитом елементів живлення (-77…-135 кг/га д.р.) та істотним зниженням дефіцитності (-47,5 кг/га д.р.) у 2011-2015 рр. Дефіцит балансу NPK в землеробстві України за 2020 р. склав -35,2 кг/га, за культурамидефіцит коливався від 10-20 до 50-100 кг/га і у середньому становив 35 кг/га. Частка витрат на мінеральні добрива в структурі виробничих витрат фермерських господарств становить для різних культур до 20%, а у структурі витрат середніх і великих аграрних підприємств – 15% .

Нарощування обсягів застосування мінеральних добрив у землеробстві стримується зростанням цін на їх основні види . На початок 2020 р. вартість 1 т аміачної селітри збільшилась у 7,7 разів порівняно з аналогічним періодом 2010 р., суперфосфату – у 3,2 рази, хлористого калію – у 3 рази, нітроамофоски – у 3,4 рази.

Поряд із цим, Україна як експортер сільськогосподарської продукції щороку вивозить за межі країни значну кількість поживних речовин, які не повністю компенсуються внесеними добривами та іншими статтями їх надходження до ґрунту . За експертними оцінками у 2020-2021 маркетинговому році Україна експортувала 48,8 млн т зернових та олійних культур, при цьому із зерном пшениці, кукурудзи і соняшнику було вивезено 896 тис. т азоту, 338 тис. т фосфору та 253 тис. т калію. Загальна вартість мінеральних добрив, необхідних для компенсації цього виносу, становить понад 27,5 млрд грн.

Прогнозована потреба мінеральних добривдля отримання 70 млн т зернавимагає внесення не менше 150-155 кг д.р./га, що загалом складає 2,5 млн т, а для 80 млн т зерна – 190-200 кг/га, загалом 3,5 млн т, всього потрібно до 4200-4500 тис. т. 

Досягнутий в землеробстві України рівень застосування добрив складає 2715 тис. т, для бездефіцитного балансу NPK потрібно 4230 тис. т (до рівня Польщі – 4920 тис. т).

Сучасні кліматичні зміни характеризуються зниженням гідротермічного коефіцієнту за вегетаційний період, що негативно позначається на окупності добрив та вимагає удосконалення технологій їх- застосування. При переході від Лісостепу до Степу поступово окупність азотних добрив прибавкою урожаю зерна кукурудзи падає у 3,6 рази, фосфорних добрив – у 2,8 рази, калійних – у 18,3 рази.

Прибавка врожаю залежить від рівня забезпеченості грунту рухомим фосфором і калієм . Найвища окупність фосфорних і калійних добривприбавкою урожаю культур спостерігається на низькому і середньому рівні забезпеченості, тому важливою складовою агрохімічного забезпечення має бути впровадження технологій диференційованого внесення добрив за принципами точного (прецизійного) землеробства.

За відсутності або недостатньої кількості органічних добрив у польових сівозмінах формується дефіцитний баланс не тільки NPK, а й основних мікроелементів (Mn, Zn, Cu, Co, В, Mo).

Застосування мікродобрив підвищує врожайність, поліпшує якість продукції, стійкість рослин до стресових умов, підвищує окупність добрив.

Для покриття річної потреби землеробства потрібно близько 184 тис. т мікродобрив. Частково ці потреби покриваються за рахунок застосування комплексних мінеральних добрив, збагачених на мікроелементи, частково – за рахунок позакореневої обробки власне мікродобривами.

Застосування рідких азотних добрив (безводний аміак, аміачна вода, КАС, аміакати) і рідких фосфоровмісних комплексних добрив є більш ефективно вигідним порівняно з традиційними формами та має низку технологічних переваг: менша ретроградація фосфору, пролонгована дія добрив, більш рівномірний розподіл по полю та можливість використання для листового підживлення, удосконалена техніка для їх внесення. Вартість 1 т азоту : тверді – 20-25 тис. грн, а рідкі – 15-20 тис. грн. 

Зміни вмісту гумусу в грунтах за останні 130 років – втрати на рівні 20-30% . Це підтверджується даними агрохімічної паспортизації, моніторинговими спостереженнями.

Україна відповідно до Конвенції боротьби з опустелюванням і Національним планом дій в якості національних добровільних завдань визначила досягнення стабілізації вмісту органічної речовини в грунтах і поступове зростання до 2030 р. на 0,1%. Підготовлено карту запасів органічного вуглецю в грунтах України як складову Глобальної карти.

Шляхи досягнення стабілізації вмісту гумусу наведено на наступній ілюстрації. Вони включають залучення усіх джерел органічної речовини - органічні добрива на рівні 47 млн т, рослинні рештки, сапропель, торф, ОСВ, сидерат та інше. Це дозволить вийти на рівень 8,6-8,7 т/га, тобто стабілізацію органічної речовини і це реальне завдання.

В якості сировини (органічної компоненти) використовується гній, курячий послід, торф, сапропель, відходи тваринництва, рослинництва і на цій основі виготовляються ОМД, які поповнюють грунт органічною речовиною, забезпечуючи підвищення врожайності с.-г. культур на 20-30%.

Розроблено технології створення ОМД з оптимізованими удобрювальними та меліоративними властивостями, методи контролю їх якості.

Державний реєстр агрохімікатів та пестицидів, дозволених до використання в Україні 

Станом на 1.01.2021 р. в Україні зареєстровано:

• 179 видів мінеральних добрив та мікродобрив (у 2018 р. – 140);
• 45 видів органічних та органо-мінеральних добрив (у 2018 р. – 45);
• 59 регуляторів росту рослин (у 2018 р. – 45).

За останні 3 роки асортимент добрив, що використовуються в Україні, збільшився на 27%, насамперед, за рахунок нових комплексних добрив, що містять NPK, мікроелементи, регулятори росту, інші компоненти. Разом з цим, тільки 28% асортименту добрив виробляється в Україні. Найбільша частка вітчизняного сектору у виробництві органічних і ОМД - 47%.

Порядок уповноваження НДУ, ВНЗ на проведення державних випробувань пестицидів та агрохімікатів (Міндовкілля) . Основні вимоги – матеріально-технічна база, наявність кваліфікованих кадрів, ліцензія, порядок проведення випробувань, наявність земельних ділянок, які мають агрохімічний паспорт.

До 2021 р. біологічну оцінку пестицидів та агрохімікатів в Україні проводили 39 установ та організацій, у т.ч. 29 НДУ НААН. За новим порядком уповноваження отримали лише 4 НУ НААН – Інститут захисту рослин, ІВПіМ, ІАЄ, ННЦ «ІГА» (ми внесли пропозицію про встановлення перехідного етапу). НУ НААН мають багаторічний досвід проведення випробувань.

На цей час в Україні фактично відсутні розроблені поклади сировини для виробництва фосфорних і калійних добрив, внутрішнє виробництво таких добрив працює на імпортній сировині. За 2020 р. виготовлено комплексних добрив близько 290 тис. т у фізичній вазі. При цьому імпорт таких добрив склав 1,68 млн т.

У 2020 р. обсяг виробництва азотних добрив в Україні склав 5,1 млн т у фізичні вазі, комплексних та складних добрив з вмістом фосфору або фосфору і калію – 290 тис. т.

Це – Азот Черкаси, Рівне азот, Дніпро азот, Сумихімпром і інші. 

Асортимент добрив – аміачна селітра (35%), карбамід (23%), безводний аміак, вапняно-аміачна селітра, КАС (22%), калієва селітра, натрієва селітра, сульфат амонію, аміачна вода. Суперфосфат, кальцієва селітра, Суперагро, амофос (більше 20 видів добрив).

До 2000 р. в Україні працювало 9 хімічних підприємств, які виробляли фосфорних добрив у сумарній кількості до 1,0-1,2 млн т Р2О5. Одним із можливих шляхів вирішення проблеми забезпечення вітчизняного АПК фосфорними добривами є налагодження їх виробництва з апатитів та фосфоритів місцевих родовищ. Сумарний запас фосфорної руди відомих покладів складає 192 млн т. 

У якості фосфорних добрив можуть бути використані фосфорити, наприклад, у Харківські області – Ізюмські фосфорити . Загальні запаси – 33268 тис. т.

Підготовлено бізнес-проєкт видобутку й застосування мелених фосфоритів. Проєкт видобутку є економічно ефективним, прогноз прибутку від реалізації за 4 роки складе від 344 млн грн до 172 млн грн. Період окупності – 3,3 роки.

Забезпечення землеробства калійними добривами з вітчизняної сировини та оптимізація їхнього застосування

Аналогічна ситуація на цей час склалася також із виробництвом калійних добрив в Україні. Підприємства, що працювали на сировинній базі прикарпатських родовищ, втратили свої потужності. 

Поряд з цим, сировинна база калійних добрив в Україні не вичерпана. 

За уточненою оцінкою фахівців Інституту геологічних наук НАН України, запаси сірчанокислого калію в 13 родовищах Передкарпатського калієносного басейну складають за категоріями детально та попередньо розвіданих ресурсів 250 млн т. Резервна сировинна база для Калушського калійного комбінату становить 656 млн т К2О. Окрім того, промислові калійні пласти є також в районі Краматорськ-Часів яр, де на глибині 700-1700 м знаходяться прогнозні запаси калійних солей близько 3 млрд т. Все це обумовлює перспективність розвитку калійної промисловості України.

Щорічна потреба вітчизняного землеробства в калійних добривах становить 700–800 тис. т К2О.

Наведено перелік виробників (близько 8-10) і біопрепарати (близько 20), у т.ч. НУ НААН.

Оптимізація азотного і фосфорного живлення неможлива без подальшого розвитку біологічної складової за рахунок збільшення у сівозмінах частки бобових, посилення азотфіксації, використання сидеральних культур, біопрепаратів.

Середній обсяг надходження біологічного азоту від застосування біопрепаратів становить близько 20 кг/га. Широке застосування повинні знайти бактеріальні препарати для поліпшення азотного і фосфорного живлення рослин – за рахунок фіксації атмосферного азоту та мобілізації грунтового фосфору, підвищення (на 20-30%) коефіцієнту використання елементів живлення з мінеральних добрив.

Близько 5-6 виробників, які виготовляють різні марки технічних засобів для внесення органічних добрив, мінеральних добрив, у т.ч. ННЦ «ІМЕСГ» розроблено агрегат смугового обробітку ґрунту та внесення добрив АСОГ-8М, призначений для культур, що вирощуються за технологією Strip-Till.

Здебільшого це техніка з таких країн як Німеччина, Бельгія, Польща, Франція, Словенія, Італія, Данія, Туреччина, Іспанія, США, яка використовується для внесення мінеральних добрив, органічних добрив, хімічних меліорантів, обладнання для внесення добрив з поливною водою (широкий вибір).

Підвищення врожайності с.-г. культур обумовлено не тільки зростанням обсягів внесення добрив, але й більш досконалими способами та технологіями їх застосування. Насамперед, кардинально змінена структура співвідношення основних елементів живлення у складі добрив – підвищилась азотна складова, збільшилась частка внесення добрив перед посівом та у підживлення, що збільшує коефіцієнт їх засвоєння рослинами, набули поширення локальні способи внесення добрив (стрічкове, інжекторне тощо), широке застосування мікродобрив, біопрепаратів та стимуляторів росту (явище синергізму) – ефективність комплексного застосування добрив і засобів захисту рослин, окупність добрив від 3,0 кг зерна на 1 кг NPK до 9-10 кг/га зерна).

Новими рішеннями у виробництві та застосуванні добрив є технологія ультралокального передпосівного внесення комплексних багатошарових добрив пролонгованої дії, комбінування форм з різною розчинністю та мінералізаційною здатністю, застосування компостів, композицій рідких комплексних добрив 

з регуляторами росту рослин та речовинами-антистресантами, біоактивних добрив – грунтополіпшувачів, урахування синергізму між різними агрохімікатами та сортових особливостей.

Перспективним напрямом удосконалення систем застосування добрив є урахування неоднорідності грунтового покриву щодо забезпечення рухомими формами елементів живлення, відповідно до принципів точного (прецизійного) землеробства Просторово-диференційовані технології внесення добрив). 

На цей час, найбільш реалізованою на практиці є технологія точного азотного підживлення, диференційованого у просторі за даними супутникового зондування, аерофотозйомки або наземних методів діагностики. Для більш точного геолокаційного внесення добрив необхідна більш висока роздільна здатність даних агрохімічних обстежень, тому удосконалення методів їх проведення є актуальною науковою проблемою.

Істотними недоліками багатьох мінеральних добрив можна назвати: 

• наявність токсичних домішок (Cd, Pb, Br, Fe, Cl, радіонукліди); 
• вплив на фізико-хімічні властивості грунтів (підкислення, підвищені втрати кальцію та гумусу);
• збільшення емісії парникових газів (СО2, N2O) до атмосфери і нітратне забруднення продукції рослинництва та природних вод.

У країнах ЄС через загострення екологічних проблем плануєтьсядосягти до 2030 р. скорочення обсягів застосування азотних та фосфорних добрив (на 6% та 2,1% відповідно), що стало можливим завдяки досягненню високого рівня забезпеченості грунтів доступним фосфором та калієм. 

В Україні через дефіцитний баланс NPK політика скорочення обсягів застосування добрив недоцільна, а для більшої екологічної безпеки необхідно розроблення та впровадження кодексу кращих практик застосування добрив.

ФАО у 2019 р. схвалено і введено в діюМіжнародний кодекс поведінки у сфері сталого використання та управління добривами, спрямований на поширення передової практики використання добрив.

Ми проводимо роботу щодо отримання дозволу ФАО на офіційне видання Кодексу на державній мові і розповсюдження серед землевласників, землекористувачів, виробників добрив тощо.

Регламентується гранично допустимий вміст домішок у добривах у країнах ЄС і США як в мінеральних, так і в органічних добривах (низка елементів).

В Україні на цей час відсутні нормативні документи щодо допустимого вмісту елементів живлення та шкідливих домішок в імпортованих добривах. Такі дослідження проводяться з урахуванням національних інтересів, особливо грунтово-кліматичних умов. 

Проводиться робота з імплементації в Україні Нітратної директиви ЄС.

Базовою інформацією щодо рівня забезпечення ґрунтів елементами живлення рослин є дані агрохімічної паспортизації земель, яка проводиться в Україні з 1965 року кожні п’ять років – ДУ «Інститут охорони грунтів України» . 

Це обов’язкове агрохімічне обстеження ґрунтів з видачею агрохімічного паспорта поля, земельної ділянки, в якому фіксуються початкові та поточні рівні вмісту гумусу, забезпечення грунтів поживними речовинами (NPK, мікроелементи), рівні їх забруднення токсичними речовинами та радіонуклідами (Закон України «Про державний контроль за використанням та охороною земель»).

Згідно Закону України «Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо вдосконалення системи управління та дерегуляції у сфері земельних відносин» (2021) наявність агрохімічного паспорта не входить до переліку необхідних документів для виготовлення проекту відведення земельної ділянки у власність.

Розвиток технологій інформаційного землеробства, диференційованого (точного) землеробства висуває нові вимоги до цієї інформації, яка має бути геопозиціонованою, мати більшу роздільну здатність та враховувати більший перелік агрономічно значимих показників. 

Наші пропозиції

• Перехід на систему моніторингу грунтів з урахуванням світового і європейського досвіду (розроблено відповідну Концепцію).
• Створення Державної служби охорони і моніторингу земель.
• Створення з НУ НААН сервісних служб, послугами яких мають бути: проведення ранньовесняної діагностики азотного живлення озимих культур, коригування систем удобрення для одержання зерна високої якості, розроблення технологій виробництва й застосування ОМД з місцевої органічної сировини, хімічна меліорація земель, оперативний моніторинг стану посівів із використанням дистанційного зондування і дистанційно-пілотованих літальних апаратів тощо.
• Подальше удосконалення інформаційного забезпечення землеробства, пов’язане із створенням інформаційних систем та спеціалізованих баз даних; інфраструктури геопросторових даних; використання результатів стаціонарних польових дослідів з добривами, які проводяться установами НААН, НАН України та ВНЗ у різних природних зонах України .
• Робота Грунтово-інформаційного центру і створення грунтово-інформаційних систем.

Станом на 1.01.2021 р. в Україні проводиться 89 стаціонарних польових дослідів, з яких з вивчення систем удобрення – 29, комплексного характеру – 13 (30-40%). Довідково: у світі – 600 довгострокових польових дослідів з вивчення ефективності добрив.

Представлені усі основні підтипи грунтів, але їх еродовані різновиди досліджуються недостатньо. Схилові землі займають понад 30% фонду орних земель і забезпечують 25% валового збору с.-г. продукції. За тривалістю проведення досліджень: понад 50 років – 21, 30-50 років – 20. Складено реєстр стаціонарних польових дослідів .

У Європейську базу даних EuroSOMNET включено 10 дослідів, які слід віднести до національного надбання. Подано заявку до включення наших дослідів до Глобальної міжнародної мережі тривалих дослідів. У зв’язку з реформуванням НААН пропонується оновити склад робочої групи, реєстр, надати дослідам статус державних і регіональних з визначенням відповідних джерел фінансування, внести пропозиції щодо схем дослідів (більш інформативні). 

В Україні розроблена і використовується досить широка методична база грунтової та рослинної діагностики , яка дозволяє економити добрива не менше, ніж на 30%. Проте застосування методів діагностики живлення рослин в Україні досі не має такого поширення як в інших країнах з розвинутим агросектором, таких як США, Канада, Китай. Потрібно: технічне, нормативно-методичне забезпечення діагностики живлення, а також більш широке застосування засобів безконтактного сканування та дистанційного зондування землі, інших інструментальних методів.

Основні здобутки вітчизняної агрохімічної школи за останні роки :

• теоретичні основи методів управління живленням рослин;
• розроблено Концепцію агрохімічного забезпечення землеробства на період до 2020 р. (потрібне оновлення);
• технології створення ОМД з оптимізованими удобрювальними і меліоративними властивостями;
• розвинуто теоретичні основи біологізації систем удобрення;
• удосконалено методи комплексної грунтово-рослинної діагностики;
• агрогеохімічне районування за вмістом мікроелементів в грунтах;
• удосконалено методику агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення;
• створено нормативну базу НД на методи визначення показників агрохімічних властивостей грунтів.

Сформовано ПНД НААН на 2021-2025 рр.і питання виробництва та застосування добрив відображено у 8 ПНД:Грунтові ресурси, системи землеробства, технологічні процеси та їх технічне забезпечення, меліорація земель, сільськогосподарська мікробіологія та інші (близько 20 завдань 2-го рівня).

Ми вважаємо, що тематика досліджень має проходити узгодження в головних наукових установах.

Основні напрями розвитку агрохімічного забезпечення землеробства на період до 2030 р (пропозиції до Концепції) 

• Розвиток інформаційних технологій та агрохімічного сервісу, який потрібно удосконалювати.
• Розширення асортименту агрохімікатів, розроблення їх нових видів та форм, використання явища синергізму.
• Розвиток матеріальної бази агрохімічного забезпечення землеробства (мережа лабораторій, технічні засоби).
• Екологічна безпека у сфері агрохімічного забезпечення землеробства (гармонізація з міжнародним законодавством, випробування, сировинна база, регламенти і нормування).
• Розвиток міжнародного співробітництва.

• факультетів агрохімії і грунтознавства в Україні немає.
• у Переліку наукових спеціальностей за галузями знань спеціальність «агрохімія» не виокремлено.
• зі спеціальності «агрохімія» 1 академік НААН – Заришняк А.С., 1 член-кореспондент НААН – Мірошниченко М.М. 

У той же час, у країні потужний кадровий потенціал (наразі на засіданні Президії НААН вони присутні), є чимало проблем, які потрібно вирішувати.

Основні положення доповіді відображено в довідці і проєкті Постанови Президії НААН.