Тема 1. Агрохімія як наука. Значення
добрив у підвищенні врожаїв, поліпшенні якості сільськогосподарської продукції
та підвищенні родючості ґрунту.
Агрохімія як галузь діяльності
- З точки зору агронома:
Аналіз – «усьому
голова»:
ґрунту (для
програмування врожайності, відтворення родючості, основне внесення добрив,
ранньовесняна ґрунтова діагностика, в підживлення, проблеми вегетації,
мікробіологічна активність-дихання). Це необхідне не лише для землеробства із
застосуванням хімічних засобів підвищення врожайності, а й для органічних
виробництв – для контролю та коригування компонентів біологічної меліорації).
якості поливних вод –
мінералізація, вміст солей;
добрив мінеральних та
органічних, меліорантів;
засобів захисту:
пестициди – гербіциди, інсектициди, фунгіциди, акарициди, стимулятори тощо;
діагностика живлення –
листова та тканинна;
засобів збереження
врожаю – фуміганти, ретарданти;
якісні показники сільськогосподарської
продукції:
пшениця – волога, вміст білка, клейковини%, ВДК вимірювання
деформації клейковини, важкі метали -
клас якості;
цукрові буряки – цукристість, забрудненість, дігестія;
ячмінь - білок/протеїн –
пивоваріння; корм - + клітковина, жир,
Р, Са, зола, енергетична цінність;
кукурудза – зерно: білок, волога;
корм + клітковина, жир,Р, Са,
зола, енергетична цінність (кормові одиниці), на силос – кислотність;
соя – олійність, протеїн, волога;
соняшник – олійність, кислотне число
(гіркота), перекисне число – швидкість окислення;
ріпак – глюкозинолати, ерукова кислота (до 5% хороша якість), вологість;
картопля (овочі) – крохмаль,
нітрати, ЗКП (залишкові кількості пестицидів), вітамін С;
морква + каротин;
фрукти і зелень, баштанні – нітрати, важкі метали., ЗКП,
цукристість, вітамін С;
горіхи – олійність, білок, мікотоксини –
продукти життєдіяльності грибків
Агрохімія як фактор економіки
Весь комплекс
діяльності агронома з точки зору агрохімії визначає економічну ефективність
господарства:
- в залежності від якісного агроекологічного стану ґрунтів на
полях формуються:
визначається науково-обгрунтована спеціалізація господарства – зернова, овочева,
тваринницька, комплексна;
перелік ефективних
культур, які будуть вирощуватися та їх пріоритетність в залежності від складу грунтів;
запобігання збитків до
100% (сад на карбонатах, лохина та малина на лужних ґрунтах);
економія добрив – з
врахуванням вимогливості культур – калій, фосфор, органіка, кислотність
(впливає на ефективність засвоєння добрив на 10-30%)
збільшення врожайності
до 40%;
сівозміни які дають
економії до 30%;
хімічна меліорація –
забезпечує ефективність засвоюваності добрив до 30%;
розраховується потреба у добривах та їх видах – до 70%;
розраховується потреба в органічних добривах для відтворення гумусу
та необхідна частка тваринництва (для створення 1% гумусу в 10 см шарі
необхідно до 100 років);
логістика агрохімічного забезпечення (закупівля, склади,
розміщення);
план агрохімічного обслуговування та обстеження;
а надалі відповідно –
потреба в спеціалізованій техніці з терміном окупності,споруди
та будівлі, персонал;
економічні розрахунки та бізнес-план розвитку.
Загалом,
за рахунок грамотного застосування агрохімії в сукупності з іншими складовими
науково-технічного прогресу ефективність сільськогосподарських підприємств за
останні 10-15 років збільшилась удвічі. По врожайності зернових за останні 100
років у 5-6 разів.
В більш широкому
розумінні:
- наукові дослідження з
розроблення ефективних видів добрив та технологій
- забезпечення діяльності
системи агрохімічного обслуговування
- підприємства з
виробництва добрив
- експорт-імпорт
агрохімічної сировини для виробництва добрив та с.г
продукції (німці Р2О5 вилучають зі стічних вод);
- підприємства з
виробництва та обслуговування с.г. техніки;
- забезпечення діяльності
переробної промисловості, реалізація продукції;
- логістика та транспорт;
- забезпечення
функціонування економіки через податки …(що коштує 1 гривня)
- забезпечення
продовольчої безпеки країни…
І все це пов’язано з агрохімією.
Агрохімія як фактор екології
«Рим викинув плодючість Сицилії у свою
каналізацію» - Ю.Лібіх, Ж.Б. Буссенго
(засновники агрохімії). Сицилія яка була житницею Італії, перетворилась на одну
з найбідніших країн світу. Що це означає – сільськогосподарська продукція,яка вирощувалась на Сицилії постачалась
сторіччями у Рим і там споживалась населенням. В той же час з продукцією, з
ґрунтів щороку вилучались поживні елементи.Це врешті
решт призвело до виснаження ґрунтів, втрати їх родючості і збідніннями
землеробів. Приклад недотримання закону повернення – одного з головних законів
агрохімії.
Добриво –
від слава «добро». Але…
Добрива –
велике благо. Їх відкриття може врятувати наші ґрунти і підтримати наше
здоров’я, а може стати небезпечним і перетворитися на прокляття, якщо ми
продовжуватимемо застосовувати добрива тільки з точки зору комерції, метою якої
є підвищення врожайності без турботи про збереження ґрунтів і біологічну якість
продукції.
Використання
добрив – дуже неоднозначний фактор. Внесення одного елемента, може викликати
вимивання іншого і провокувати загальне зниження родючості ґрунту («зниклі
елементи»), а в ряді випадків створювати ендемічні території, які становлять
загрозу для здоров’я місцевого населення. В той же час, агрохімія може
забезпечити ліквідацію певних ендемічних зон, шляхом впровадження добрив із
заданим компонентним складом який засвоюватиметься сільськогосподарськими
рослинами (наприклад дефіцит йоду, селену).
Зрештою,
добрива складаються з хімічних речовин, які при потраплянні у поверхневі та
підземні води можуть бути небезпечними як для довкілля так і для людини.
Агрохімія
охоплює і цю ланку - збереження довкілля
та здоров’я біологічних об’єктів.
Агрохімія як наука
Агрохімія
ствердилась як наука та вид діяльності з активним запровадженням хімізації
сільського господарства.
Хімізація землеробства − це комплекс заходів, які
спираються на результати агрохімічної науки та хімічної промисловості; це
використання хімічних засобів з метою:
· збільшення врожаю рослин;
· поліпшення властивостей ґрунту;
· поліпшення якості сільськогосподарської продукції.
1.1.Предмет і методи агрохімії
Агрохімія (агрономічна хімія) - це наука про живлення рослин і
застосування добрив з метою підвищення родючості ґрунтів, збільшення
врожайності і поліпшення якості сільськогосподарської продукції. Вона вивчає
взаємозв'язки між рослиною, ґрунтом і добривами в процесі живлення за етапами розвитку
сільськогосподарських культур.
Об'єктами
агрохімії є рослина, ґрунт та, в основному, добрива (меліоранти). Д.М. Прянишников
зазначав, що завданням агрохімії є вивчення кругообігу речовин у землеробстві і
з'ясування способів впливу на процеси в ґрунті й рослині, що підвищують
врожайність останніх [19].
Головне завдання агрохімії - керування колообігом
і балансом хімічних елементів у системі ґрунт-рослина.
Ціль
агрономічної хімії - створення найкращих умов живлення рослин з урахуванням
знання властивостей різних видів і форм добрив, особливостей їхньої взаємодії
із ґрунтом, визначення найбільш ефективних форм, способів, строків застосування
добрив.
1.2. Зв'язок
агрохімії з іншими науками. Задачі агрохімії
Агрохімія є
самостійною наукою, але її вивчення ґрунтується на фундаментальних науках −
математиці, фізиці, хімії та біології. Теоретичною базою агрохімії є фізіологія
рослин, мікробіологія, ґрунтознавство, землеробство.
В тісному
зв’язку з цими науками агрохімія вирішує такі задачі:
- удосконалення
прийомів застосування добрив з урахуванням агротехнічних та
ґрунтово-кліматичних умов, а також агротехнічних особливостей культур, які
вирощуються;
- розробка вимог
до асортименту та якості добрив;
- розробка нових технологій застосування добрив та поєднання їх
внесення з іншими засобами хімізації (меліорантами,
пестицидами);
- дослідження трансформації поживних речовин в системі
„ґрунт-рослина-вода-атмосфера”;
- забезпечення
розширеного відтворення родючості ґрунтів;
- розробка нових
методів досліджень, в тому числі нових методів діагностики рослин та ґрунтів;
- організацію
постійного моніторингу стану ґрунтів.
1.3. Сучасний стан впровадження хімічної
меліорації в Україні
В 1975 СРСР
вийшов на 1-і місце по абсолютних розмірах споживання мінеральних добрив.
Споживання (поставка) мінеральних добрив розраховуючи на 1 га ріллі збільшилося
з 28,4 кг в 1965 до 78,7 кг в 1976 (у перерахуванні на 100% поживних речовин).
Нарощування темпів виробництва добрив спостерігалось і в Україні: в 60-70-х
роках 1,7 млн. т в рік, на початку 80-х - 3,8, в кінці 80-х - вже 4,6 млн. т.
Важке становище
в економіці в останнім часом привело до значного зменшення виробництва
мінеральних добрив, хоча потреба в них оцінюється у 8-9 млн. т в рік, або
270-330 кг/га NPK.
Крім великої
нестачі в мінеральних добривах, спостерігається і їх незбалансоване внесення.
Так, ще у досить "благополучному" 1990 році в Україні було внесено NPK у такому співвідношенні - 1:0,55:0,67 і це
тоді, коли 64% ріллі мають низьку і середню забезпеченість фосфором і калієм.
Отже, в Україні на певний період слід віддати перевагу фосфорним і калійним
добривам, а після досягнення середнього і підвищеного рівня перейти на
підтримуюче удобрення. На найближчу перспективу для Полісся і Лісостепу слід
вважати оптимальним співвідношення між NP і K, таке як 1:0,8:1, а для Степу -
1:0,7:0,3.
Дослідження
балансу поживних речовин нині є однією з основних задач науково обґрунтованого
землеробства. Це пов'язано з необхідністю систематичного підвищення ефективної
родючості ґрунтів, збільшення урожайності сільськогосподарських культур та
якості отриманої продукції. Баланс поживних речовин у землеробстві допомагає
вивчати їх винос із ґрунту врожаєм і надходження в ґрунт із різних джерел. Якщо
витрати поживних речовин внаслідок виносу з урожаєм не компенсуються внесенням
добрив, то відбувається поступове виснаження ґрунту і зниження врожаю.
Окрім всього,
розрахунок балансу поживних речовин у землеробстві є науковою основою для
розробки правильної системи удобрення культур у сівозмінах. Вивчення
надходження і витрат поживних речовин у землеробстві дає можливість
контролювати їх кругообіг у господарстві шляхом хімізації землеробства. Гостро
дефіцитний баланс азоту, фосфору і калію в землеробстві несумісний із метою
підвищення родючості ґрунту та збільшення врожаю сільськогосподарських культур.
Напередодні
економічної кризи 90-х років ХХ сторіччя в орних ґрунтах спостерігався
практично нульовий баланс азоту та калію, додатній баланс фосфору. Причиною непоганих
показників балансу пов’язано з внесенням достатньої кількості мінеральних та
органічних добрив, які застосовувалися в ці роки, а також більш-менш
раціональної структури посівних площ з посівами багаторічних трав та бобових
культур. Останнє позитивно вплинуло на баланс азоту. Економічна криза 90-х
років ХХ століття привела до практичного зникнення такої важливої складової
технологій вирощування сільськогосподарських культур як внесення мінеральних та
органічних добрив, а із занепадом тваринницької галузі − пройшла корінна
трансформація структури посівних площ. Останнє супроводжувалось практичним
зникненням багаторічних трав та суттєвим зменшенням площ зайнятих бобовими
культурами.
В розпал цієї кризи (1996-2000 рр.) баланс поживних речовин став
від’ємним. Ситуація, що склалася з балансом поживних речовин в 90-ті роки трохи
змінилася на краще в новому тисячолітті, але не набагато.
Історія становлення агрохімії
Археологічні дослідження показали, що
вирощування сільськогосподарських культур почато приблизно 10-12 тис. років
тому. З появою землеробства, найважливіша складова так званої, неолітичної
революції якісно змінилася історія розвитку людства. На основі практичного
досвіду формувалися правила використання землі, які не записувалися, а
передавалися від батька до сина. У лісових районах люди переходили до підсічно-вогневої системи землеробства. А це вже вимагало
знання цілої системи технологічних прийомів: вибір ділянки лісу, підсік, спалювання, перемішування золи з ґрунтом,
розпушування та обробка ґрунту відповідними знаряддями. Зростало значення золи
як джерела родючості ґрунту і живлення рослин. Землеробство ж розглядалася як
результат дії сукупності факторів: ґрунту, води, вогню, лісу, металу.
Що ж стосується
зрошуваного землеробства, то в гігантських річкових долинах Нілу, Тигру,
Євфрату, Інду за кілька тисячоліть до Різдва Христова вже існувала
контрольована іригація земель, що була головною функцією виниклих тут державних
утворень. Формувалися і науково-практичні знання поливного господарства,
починаючи від вибору зрошуваної території та фізичних властивостей ґрунту до
одержання врожаю.
Перші
агрономічні твори, які дійшли до нашого часу, та у яких чимало говориться про
ґрунт, його властивості, про його родючість, пов’язані з древніми греками. Хоча
вони часом і міфологічні за формою, але відбивають агрокультуру та природу
Греції. Древнім грекам уже були відомі різні властивості ґрунтів, прийоми
обробки ґрунту в рамках сухого землеробства середземноморського типу.
До ІІ в. до н.е.
у римлян немає літературних джерел агрономічного змісту. З 160 р. до н.е. з
часу появи рукопису Катона, почалася епоха римської агрономії, що продовжувалася до початку V в. н.е.
Протягом усього цього часу римляни наполегливо цікавилися ґрунтом як головним
об'єктом будь-якої агрономічної діяльності.
У Стародавньому
Римі використовували різні види органічних добрив, а також золу, гіпс, вапно,
мергель. Високо цінували пташиний послід як ефективне і швидкодіюче добриво.
Тут також знали, що при однаковій кількості добрив, внесених у сівозміні,
продукції виходить більше, ніж при монокультурі. Були спроби знайти пояснення
фактам, установленим на практиці. Так, дію добрив пояснювали збільшенням "жиру"
у ґрунті, та вважали, що родючість ґрунту залежить від наявності
"жиру" у ній. По різних питаннях сільського господарства багату
спадщину до того часу залишили стародавні римські вчені та письменники: Катон, Варрон, Колумелла, Пліній. Усі
вони займалися землеробством, тому, що цей рід занять вважали самим корисним і
гідним вільного громадянина.
Марк Порцій
Катон (старший) (234-149 р. до Р.Х.) − державний діяч і письменник. З
його праць до нашого часу дійшла книга "Про справи сільські",
зберігся і трактат "Землеробство", у яких зібрані практичні поради по
різних галузях господарства: по обробці ґрунту, вирощування виноградників,
маслинових садів, по луківництву і тваринництву. Він зробив спробу
класифікувати ґрунти за придатністю щодо вирощування різних культурних рослин.
Катон у своїх працях дає практичні поради по правильному збереженню і термінам
вивозу гною на поля, рекомендації з оброблення люпину, вики, бобів на зелене
добриво, по кращих термінах скошування трав на сіно.
Марк Теренций Варрон (116-27 р. до
н.е.) - письменник і енциклопедист, автор багатьох творів по історії,
філософії, математиці, більшість з яких не дійшли до наших днів. Його праця
"Сільське господарство", яка складається з трьох книг цілком збереглася. При рішенні питань землеробства Варрон велике значення придавав науковому підходу. Він
пропонував відмовитися від загального шаблону і ретельно вивчати ґрунт по
окремих районах, радив на більш «жирних» ґрунтах сіяти пшеницю, а на більш
«худих» − боби. Він писав і про зелене добриво, рекомендуючи для цієї
мети вирощувати і заорювати люпин. Він був активним прихильником внесення в ґрунт гною і першим
висунув ідею про союз землеробства і тваринництва. Для Варрона
турбота про родючість ґрунту − найважливіша
задача землеробства.
Луций Юній Мозерат
Колумелла (1 в. н.е.). Його твір "Про сільське
господарство" складається з 12 книг. Він є справжньою
сільськогосподарською енциклопедію, у якій узагальнено досвід античної
агрономії Середземномор'я. Колумелла закликав вести
землеробство на наукових основах. Для цього він вважав за необхідне введення
публічного курсу з сільськогосподарських наук з метою широкого поширення
сільськогосподарських знань. Колумелла вважав, що
розумна людина не дозволить довести землю до утоми та виснаження такого
ступеня, щоб вона з колишньою щедрістю не забезпечувала людей їжею. Земля не
може зістаритися, якщо їй допомагати гноєм, як їжею для відновлення нею
утрачених сил. У своїх працях Колумелла багато
приділяв уваги описові і використанню різних видів добрив: гною, приготуванню
різних видів компостів, застосуванню золи,
вирощуванню на зелене добриво люпину.
1.2. Поняття про
родючість ґрунту в Стародавньому Світі.
Саме раннє
грецьке поселення виникло в другій половині VІІ ст.
до Р.Х. на острові Березань біля сучасного Очакова та в гирлі Березанського лиману. Воно звалося Борисфенідою
і хроніка Евсевія відносить його побудову до 645 р.
до Р.Х. Пізніше на початку, або в першій половині 6-го ст. до Р.Х., вихідці з Мілету заснували м. Ольвію (сучасне селище Парутіно в Очаківському районі). Потім зона античної
державності поширилася по всьому Причорномор'ї, від устя Дунаю до Керченської
протоки й устя Дону.
Природні умови
були дуже сприятливі для розвитку багатогалузевого сільського господарства. Основою
виробництва в хорі Ольвії було зернове господарство, а з початку І тисячоліття
і виноградарство. Окрім пшениці, проса і ячменю, вирощувалися також сочевиця,
чина, горох. Як правило, були впроваджені сівозміни з двох культур - ярої та
озимої. Періодично залишалися площі під пари. Використовувалися органічні
добрива і сидерати.
Землеробство
було орне, про що свідчать знахідки залізних лемешів.
Для обробітку ґрунту використовувалось грецьке кривогрядильне
рало з полозом, а також мотика.
У період
розквіту Ольвії, землеробська хора займала великі
площі, набагато більші, ніж власно місто. Наприклад, у першій половині ІІІ
століття зернові культури займали близько 40000 га, що дозволяло щорічно отримати до 55 тис. тон зерна.
Тобто, середня врожайність доходила до 15 ц/га, що, наприклад, вище ніж у
Миколаївській області в 2003 році.
Іншою важливою
галуззю сільськогосподарського виробництва було тваринництво. Серед домашніх
тварин перше місце займала велика рогата худоба, але в чередах були присутні і
вівці, а також кози, свині та коні.
Землеробство
пори Ольвії було напрочуд раціональним і мало ґрунтозахисний напрям. Поблажливе
відношення греків до землі пов'язано було з певним релігійним відношенням до
ґрунту. Кожна ділянка землі для греків мала свого Духа-захисника. Перед тим, як
зорати цю землю, треба було заохотити Духа, щоб не втрачати його турботи та
милості. Землеробство Ольвії та інших грецьких колоній було досить уміло
регламентовано, антропогенне навантаження в агроландшафтах
розосереджено, існувала напрочуд раціональна
структура землекористування та сприятливе для ґрунту співвідношення посівних
площ.
1.3. Поняття про
родючість ґрунтів та розвиток аграрної науки
Наприкінці ХVIII
і на початку ХIХ сторіччя в Західній Європі була широко поширена так названа
гумусова теорія живлення рослин. Висока родючість перегнійних ґрунтів навела
деяких вчених на думку, що рослини харчуються винятково органічними залишками
рослин і тварин. Але послідовники гумусної теорії не звернули увагу на те, що
перші рослини, які з'явилися на Землі, не мали у своєму розпорядженні
органічних залишків.
Один з найбільш
видатних прихильників цієї теорії німецький учений А.Д.Теєр,
говорив про гумус у такий спосіб: «родючість ґрунту залежить повністю від гумусу, тому що, крім води, він
представляє єдину речовину ґрунту, що може служити їжею рослин». У той час
уважалося, що чим більше поживних речовин містить рослина, тим більше вона
поглинає і гумусу. Теєр та інші прихильники гумусової
теорії вважали важливою умовою для підтримки родючості ґрунту накопичення й
заощадження в ній гумусу. Необхідність сівозміни обґрунтовувалась прагненням
зрівноважити витрату органічної речовини з її приходом у ґрунт. У гумусовій
теорії сполучалися вірні спостереження агрономів-практиків про велике значення
гумусу щодо родючості ґрунту з невірними метафізичними уявленнями про те, що гумус є єдиною речовиною
ґрунту, яка може споживатися рослиною.
1.4. Розвиток
агрохімії в Західній Європі
Найбільш видатні
роботи з агрохімії з’явилися, починаючи з Х1Х сторіччя, коли в лабораторіях
розгорнулася робота з вивчення процесу живлення рослин. В 1804 р. одержали
популярність дослідження з асиміляції вуглецю та дихання рослин. Французький
учений Т. Соссюр провів детальний аналіз золи рослин і на основі цих даних
прийшов до висновку, що мінеральні речовини не випадково проникають в рослину.
На підставі своїх досвідів Соссюр вважав, що головним
джерелом вуглецю для рослин є атмосфера, а ґрунт є джерелом зольних речовин.
Ж. Буссенго (Франція) відомий своїми роботами (опублікованими
в 1836-1841р.) по фізіології, біохімії та агрохімії. Він установив, що джерелом
вуглецю для рослин служить окис вуглецю повітря. Їм був показаний також вплив
зовнішніх умов на асиміляцію вуглецю листям. Вивчення особливостей харчування
тварин і живлення рослин зіграло велику роль надалі в розвитку досліджень по
азотному живленню. Відкинувши гумусову теорію живлення рослин, Ж. Буссенго розвив так називану азотну теорію. У своєму маєтку
він улаштував дослідну станцію з добре обладнаною лабораторією, де займався
дослідженнями з 1836 р. У декількох сівозмінах дослідного поля він провів облік
урожаїв й визначив вміст вуглецю, азоту та золи у врожаях. Це дозволило Ж. Буссенго зробити облік колообігу
речовин у господарстві. Він виявив, що нагромадження вуглецю у врожаях не
пов'язане з його кількістю у гноєві. Надлишок азоту у врожаї був тим вище, ніж
більше була участь у сівозміні бобових рослин − конюшини й люцерни. Таким
чином, у польових умовах було встановлено, що бобові культури збагачують ґрунт
азотом, доступним іншим рослинам, що й позначається на підвищенні їх урожаю.
Наприклад, урожай пшениці після конюшини вище врожаю пшениці після картоплі й
коренеплодів.
Ж. Буссенго висловив думку, що азот, який накопичують бобові,
надходить із повітря. Роботи Ж. Буссенго привели до
встановлення важливого значення азотних добрив у підвищенні врожаїв.
Німецький учений
К. Шпренгель, який опублікував свої погляди на живлення рослин в 1837-1839 рр.
писав, що рослини складаються з неорганічних речовин, які вони одержують з
ґрунту та повітря і утворюють тіла органічні за допомогою світла, тепла,
електрики та вологи.
Ю. Лібіх розробив теорію мінерального живлення рослин, що
сприяло розвитку виробництва мінеральних добрив і впровадження їх у
землеробство. Вважав принципово можливим синтез будь-яких агрохімічних сполук. Лібіх установив, що в
ґрунт необхідно повернути ті мінеральні речовини, які повезені з поля разом із
урожаєм. Цей закон «повернення» і зараз використають агрономи, плануючи врожай
і розраховуючи, скільки добрив необхідно внести в
ґрунт. Лібіх встановив також, що врожай часто
залежить від того поживного елемента, що перебуває в мінімумі.
1.5. Агрохімія в
Російський імперії
Росія відрізнялась
слабким розвитком власних тукових виробництв. У Російській Імперії −
одному з головних експортерів хліба на світові ринки - було зафіксоване
найнижче серед країн Європи і Північної Америки споживання мінеральних добрив.
За словами засновника агрохімії − академіка Д.М. Прянішнікова,
масштаб застосування добрив до Першої світової війни у Росії вимірявся
незначною цифрою − 0,4 пуди (2,4 кг) на десятину (1,1 га), у той час, у
невеликій по розміру Бельгії вносили більш 10 пудів мінеральних добрив на десятину,
у Німеччині − приблизно 7,5 пудів, у США − 5,2 пуди. З 46 млн.
пудів загального обсягу добрив, закладених у Росії під врожай 1913 р., 37
приходилося на фосфорнокислі добрива, 4 − на азотисті, 5 − на
калійні. При цьому до 33 млн. пудів виписувалося з Німеччини і тільки 13 млн.
пудів вироблялося в Росії.
У наукових колах
Росії довгий час так і не було однозначно визначено, чи потрібні взагалі
російському землеробству мінеральні добрива. Ніхто і ніколи в Росії не
сумнівався в користі природних добрив, насамперед гною. Але цього традиційного
"селянського золота" завжди не вистачало − тваринництво не
відносилося до передових напрямків російського сільського господарства.
Дотримуючись
рекомендацій Лібіха, російські поміщики
післяреформеної пори стали завозити на свої поля популярні в той час види азотних, фосфорних і
калійних добрив − чилійську селітру, кістяне і фосфоритне борошно, каїніт
і поташ. Особливу активність виявляли професори-хіміки. На відміну від своїх
німецьких колег, які вважали агрохімію лабораторним заняттям, російські хіміки
приступили до польових досліджень у своїх маєтках. Деякі намагалися
застосовувати вітчизняні мінеральні добрива. Результати виходили різні. Так,
наприкінці 1860-х рр. під керівництвом знаменитого Д.І. Менделєєва в декількох
губерніях проводилося вивчення дії кістяного борошна (фосфорного добрива) на
овес і озиме жито. Внесення добрив ніяк не відбилося на врожаї. У 1880-і рр.
інший відомий хімік А.Н. Энгельгардт на підставі
дослідів з фосфорними добривами у своєму маєтку Батищево
Смоленської губернії прийшов до прямо протилежного висновку: "Чудеса
робить фосфоритне борошно" - писав А. Н. Энгельгардт.
Ситуація ускладнювалась ще і тим, що ґрунти Російської Імперії
відрізнялися надзвичайним розмаїттям. До початку XX в., поки не стало можливим
відслідковувати незначні зміни водневого показника в межах ґрунтів близького
складу, важко було відповісти на запитання, чому те саме добриво дає різні
результати. Але для деяких областей такі дослідження взагалі довгий час
вважалися зайвими. Так, по загальному переконанню, чорноземні ґрунти південних
і південно-східних губерній Росії − головного хліборобного регіону -
зовсім не мали потреби у добривах. Існувала й авторитетна концепція збільшення
родючості біологічними і механічними методами − посівами трав і
спеціальною обробкою землі. Прихильники цього підходу вважали мінеральні
добрива "вигадкою німців".
Відношення до
мінеральних добрив почало змінюватися на рубежі
століть. До середини 1890-х рр., не без впливу "великого голоду" 1891
р., при наростанні аграрної кризи і витіснення вітчизняного хліба з
європейських ринків дешевим і якісним американським, у Росії усвідомили
необхідність раціоналізувати цю найважливішу галузь вітчизняної економіки.
Науку стали розглядати як невід'ємну складового сучасного раціонального
сільського господарства, основу його модернізації.
Було
встановлено, що усі ґрунти Російської Імперії мають потребу в мінеральних
добривах. Підзолисті ґрунти Нечорнозем'я завжди потребують азоту. З'явилися
перші дані про те, що азот на таких ґрунтах може засвоюватися рослинами не
тільки в нітратній, але й в аміачній формі. Для чорноземів застосування азотних
добрив не настільки обов'язково. Далі деякі види ґрунтів - піщані, сильно
опідзолені, торфовища й інші - не можуть давати врожай без калійних добрив.
Ґрунти майже всієї Росії − і чорноземи, і підзоли,
і суглинки − мають потребу у внесенні фосфатів. Був нарешті пояснений
"ефект Энгельгардта" - фосфор з розмелених
фосфоритів засвоювався тільки в кислому середовищі, де він переходив у
розчинний, придатний для поглинання коренями стан. На підзолистих, кислих
ґрунтах Смоленської губернії виявилось можливим для застосування фосфоритного
борошна. Але вирішити проблему фосфорних і інших добрив у масштабах країни не
було можливим з фінансових причин. Російське сільське господарство цілком
залежало від імпорту добрив або сировини для них через кордон, головним чином з
Німеччини.
З початком
Першої Світової війни і без того не занадто оптимістична картина використання
добрив у Росії різко погіршилася. Масовий забій худоби, реквізиції коней для
армії зменшили кількість внесеного на поля гною − традиційного
селянського добрива. З припиненням імпорту Росія залишилася і без мінеральних
добрив. У цілому сільське господарство, знекровлене військовими закликами,
виявилося на грані кризи. Росія перестала вивозити хліб, його не вистачало вже
і для внутрішнього ринку.
1.6. Агрохімія в
СРСР
На початку 1924
р. Д.М. Прянішніков зробив доповідь на
сільськогосподарській секції Держплану про результати своїх розробок, за
аналогією з ленінським ГОЭЛРО названу їм планом «хіміфікації»
землеробства. Термін був скорегований, і пропозиції Прянішнікова
лягли в основу затвердженого Держпланом перспективного плану "хімізації
сільського господарства" − одного з радянських проектів глобальної
реконструкції економіки. Ідея прянішніковської "хіміфікації"
була проста − забезпечити підйом сільськогосподарської галузі за рахунок
розширеного виробництва і впровадження добрив.
Заслуга
більшовиків полягала в тому, що Д.М. Прянішнікова
активно підтримали і додали його планові статус одного з державних пріоритетів.
З ініціативи Прянішнікова протягом 1920-х рр. у всіх
університетах створюються кафедри агрохімії, відкриваються нові спеціалізовані
агрохімічні дослідні станції. Присудження Ленінської премії, обрання в дійсні
члени Академії наук − свідчення офіційного визнання заслуг вченого в цій
сфері. У досить не простій обстановці приходилося Дмитрові Миколайовичу вести
боротьбу за поліпшення балансу азоту в землеробстві нашої країни. У статті
"Травопілля й агрохімія" він з гіркотою відзначає: "...в одній з
доповідей, представлених на червневу сесію Сільськогосподарської академії ім.
Леніна, автор (В.Р. Вільямс), йдучи врозріз з побажаннями всіх зацікавлених у
піднятті наших врожаїв, раптом мріє про те, що основою третьої п'ятирічки було
поставлено "не посилення удобрення ґрунтів Союзу, а приведення їх у
структурний стан шляхом уведення травопільних сівозмін". На ділі ж
травопільні сівозміни, які відрізняються великою часткою злакових культур,
зажадали б ще більше добрив (насамперед, азотних) ніж плодозмінні.
Багато було
зроблено для розвитку агрохімії К.К. Гедройцем (1872
-1932), зокрема, великий вклад цього вченого у вирішення багатьох
теоретичних проблем, які мали пряме відношення
до практики застосування добрив і меліорантів. К.К. Гедройц увів поняття "поглинених" або
"обмінних" основ, ґрунтового поглинаючого комплексу, ємності
поглинання, висунув положення про наявність ґрунтів, не насичених
основами. К.К. Гедройц розробив практичні заходи щодо підвищення родючості
ґрунтів шляхом регулювання складу обмінних катіонів у ґрунтовому поглинаючому
комплексі, керування сольовим режимом і кислотністю ґрунтів, дав теоретичне
обґрунтування вапнуванню дерново-підзолистих ґрунтів, гіпсуванню солонців і
солонцюватих ґрунтів.
1.7. Агрохімія в Україні
Основні напрями
наукової діяльності українських агрохіміків пов’язано з:
·
теоретичним і практичним обґрунтуванням регулювання фосфатного
живлення ґрунтів України;
·
ефективним використанням родовищ фосфоритів і апатитів в
Україні; розробленням теорії і практики
високоефективного застосування мінеральних добрив в різних зонах України;
·
визначенням потреби
мінеральних добрив для землеробства України;
·
розробленням теорії взаємозв’язку між урожайністю, властивостями
ґрунту і мінеральними добривами з використанням математичного моделювання;
· розробленням ґрунтово-агрохімічних основ локального способу
внесення мінеральних добрив;
створенням нормативної бази їх
агроекологічного моніторингу.