Загрози нещадної експлуатації ґрунтів

Україна здавен була потужним виробником зерна пшениці, жита, ячменю, гороху, гречки, проса, а останні 10–12 років – також соняшнику, ріпаку сої, кукурудзи та багатьох інших культур.

Рекорди, рекорди, рекорди…

Характерною рисою сучасного аграрного виробництва країни є стабільне зростання обсягів виробництва олійних культур. Україна повністю забезпечує свої потреби в сировині для виробництва продовольства та стала одним із головних експортерів аграрної продукції у світі.

Урожайність зернових культур відносно висока – 50,2 ц/га. Не так давно виробництво в Україні 60 млн т зерна виглядало вершинним показником, тоді як зараз часом маємо близько 75 млн т (2019 р). І все ж здавалося далеким майбутнім, а то й майже неможливим виробництво 90 млн т зерна (15 млн га х 60 ц/га), однак і це стане реальністю.

На продукцію рослинництва припадає 30% від загального експорту України. Більшість вирощеного зерна експортується: 75% кукурудзи, 64% пшениці, 50% сої та ячменю.

Зерно та інша аграрна продукція з полів України поширюється всім світом.

Отже, в аграрному секторі все добре?

За статистикою – так! Одначе, не все так однозначно!

Узяв – поверни

Через катастрофічні зміни клімату, спричинені бездумною діяльністю людини в гонитві за надприбутками, в природному середовищі Україні відбуваються процеси, які матимуть негативні наслідки. Важливо зазначити, що аграрні успіхи країни ґрунтуються на нещадній експлуатації земельних ресурсів. Тому в недалекому майбутньому вбачаємо дві найважливіші загрози.

Загроза 1 – глобальні кліматичні зміни, а саме зменшення кількості опадів і підвищення суми температур призведе до перетворення Степу в безплідну пустелю й поширення степових умов на зону Лісостепу та навіть Полісся.

Уже зараз у багатьох селах Західної України, в зоні достатнього зволоження (!!!), в криницях пропала вода. Населення бурить свердловини, щоб дістати її з глибших горизонтів.

Загроза 2 – падіння родючості ґрунту через небезпечне зниження вмісту елементів живлення в ґрунті, спричинене значним перевищенням виносу елементів живлення, сформованих урожаєм, над поверненням їх до ґрунту з добривами. Тобто від землі ми забираємо набагато більше поживних речовин, ніж повертаємо їй.

У відомому законі повернення (Бусенго та Дегерен) сказано: щоб запобігти виснаженню ґрунту, потрібно повертати йому всі елементи живлення, які з нього винесені врожаєм. Більше того, ми вивозимо елементи живлення за межі держави. Ці дві складові є базовими елементами опустелювання України.


Виникає запитання: навіщо державі Україна продавати зерно й купувати дорогі енергоресурси? Може слід вчинити, як американці: запустити виробництво біоетанолу із зерна на спиртзаводах, які простоюють?


Це підніме ціни на зерно. Можливо, цей процес і піде в правильному напрямку після розпочатої урядом демонополізації «Укрспирту» і приватизації спиртзаводів?

Крім економічної та енергетичної складової важливо також, що сільськогосподарська продукція (а отже й елементи живлення) не буде вивозитися за межі країни, оскільки до складу спирту входять лише органічні сполуки (С2Н5ОН).

Результати зольного аналізу показують, що рослини на формування врожаю використовують значну кількість мінеральних макро- й мікроелементів. Винос основних елементів живлення подано в табл. 3. Ці мінеральні елементи щороку (!) вивозяться з поля.

Чим більша врожайність і вища норма добрив, тим більший винос поживних речовин. Аналіз показує, що достатньої кількості елементів живлення в легкодоступній формі навіть у родючих ґрунтах не буває!

Ґрунти виснажуються щороку і щороку виникає необхідність ці витрати поповнювати. Без цього ґрунти втрачають самовідновлювальні функції. Якщо не вносити достатніх норм добрив, відбувається пришвидшена хімічна деградація ґрунтів зі сталим переходом до процесу опустелювання.

За даними В. Дегтярьова та Р. Усатої, застосування мінеральних добрив сприяє зростанню вмісту активного гумусу порівняно з контролем без добрив. Вони пояснюють це здатністю пептизувати верхню частину плівок пасивного гумусу на поверхні органо-мінеральних мікроагрегатів, а також більшим надходженням органічних решток до ґрунту, що удобрюється.

Різке зниження рівня застосування мінеральних добрив протягом 1990-х рр. призвело до зменшення вмісту елементів живлення у ґрунті.

Внесення мінеральних добрив дає змогу зменшити негативний вплив посушливих умов року. На високих фонах добрив рослини розвивають сильнішу кореневу систему, озимі культури навесні швидше відростають і закривають листковою поверхнею ґрунт, обмежуючи випаровування води та утруднюючи розвиток бур’янів. Особливо позитивний вплив на водний баланс рослин мають калійні добрива.

Експорт родючості

Проте повертаємося до торгівлі. Яскравим прикладом позитивного впливу переробки продукції є експорт олії.


Добування олії з соняшнику і припинення експорту сім’янок (як це було за 1990-х рр.) допомогло зберегти й робочі місця, і податкові надходження, і… родючість ґрунту.


Олія є органічною сполукою гліцерину та жирних кислот і не містить мінеральних речовин, а це означає, що елементи живлення не вивозяться з олією за кордон, хіба що при експорті макухи чи інших продуктів переробки соняшнику.

Отже, вирощування соняшнику й експорт олії з точки зору відчуження елементів живлення з ґрунту не становить загрози для родючості ґрунту.

Те саме стосується експорту цукру з цукрових буряків. Побічна продукція (гичка залишена на полі) й відходи цукровиробництва (дефекати тощо) сприяють збереженню родючості ґрунту. При вирощуванні цієї культури в інші країни не вивозяться елементи живлення.

Соя та ріпак є цінними попередниками і належать до культур, які зберігають родючість ґрунту, але їх зерно переважно вивозиться як сировина.

Обсяги переробки цих культур поки що незначні. Питання введення вивіз­ного мита на зерно сої та ріпаку дуже дискусійне, однак можливо воно й доречне (як у випадку із соняшником) у контексті збереження родючості ґрунту.

При вирощуванні культур без внесення мінеральних добрив ґрунт виснажуватиметься, втрачатиме родючість. Особливо порушується колообіг поживних речовин внаслідок експорту аграрної сировини без найпростішої попередньої переробки.

На відміну від соняшнику та цукрових буряків, зернові культури, соя та ріпак експортуються як необ­роблена сировина.

Важливо встановити, яка кількість елементів живлення вивозиться при цьому з України. Для розрахунку кількості відчужених із полів елементів живлення потрібно знати їх вміст у продукції. Аналіз наукових публікацій різних дослідників показав, що є багато даних щодо цього питання, але проблема в тому, що вони коливаються в широкому діапазоні й дуже різняться між собою. Тому нами вибрані середні дані, характерні для більшої кількості хімічних аналізів. Вміст основних елементів живлення в рослинницькій продукції подано у табл. 4.

Згідно з нашими розрахунками, з урахуванням вмісту елементів живлення в продукції виноситься їх кількість, зазначена в табл. 5. Схема розрахунку подана нижче.


Із зерном озимої пшениці вивозиться: азоту – 17 млн т зерна х 2,5% : 100 =425 000 т д. р.; фосфору – 17 млн т х 0,85% : 100 = 144 500 т д. р.; калію 17 млн т х 0,65% : 100 = 110 500 т д. р.


Аналогічно, використовуючи дані табл. 4, вираховуємо винос по інших культурах. Отже, експортованою продукцією вивозиться з наших полів 1 295 100 т діючої речовини азоту, 415 700 т діючої речовини фосфору та 309 150 т діючої речовини калію. Всього з полів втрачається 2 019 950 т діючої речовини основ­них макроелементів: азоту, фосфору та калію.

Інший спосіб розрахунку (за виносом елементів живлення) втрат поживи з ґрунтів України дає практично такі самі результати (табл. 6). Враховуємо в розрахунках із табл. 3 співвідношення основної і побічної продукції. Для озимої пшениці винос N з 1 га становитиме: урожайність х винос 1 ц : зернову складову. Отже, винос з 1 га для азоту (N) – 41,7 ц/га х 3 : 2 = 62,5 кг д. р. Аналогічно за іншими елементами. Для кукурудзи винос N – 73 ц/га х 2,5 : 3 = 60,8 кг д. р., а для ріпаку – 26,7 ц/га х 6 : 4 = 40,1 кг д. р.

Експортується зерна пшениці 17 млн т. За врожайності 41,7 ц/га для одержання такої кількості зерна потрібно: 17 млн т : 41,7 ц/га = 4,077 млн га. З цієї площі виноситься 4,077 млн га х 62,5 кг = 255 000 т д. р. Аналогічно розраховано по інших елементах і культурах.

За цією методикою розрахунку з експортованою сировиною вивозиться 968 000 т діючої речовини азоту, 325 200 т д. р. фосфору та 658 000 т д. р. калію. Всього NРK експортується 1 951 200 т д. р. (табл. 6). Різниця за цими двома методиками розрахунку (табл. 5, 6) становить лише 68 750 т д. р. (3,4%), отже вони достовірні. Є розход­ження щодо виносу окремих елементів. Згідно з першою методикою виноситься більше азоту, згідно з другою – калію.

Як видно з табл. 7, в Україні в останні три роки застосування добрив зростає, вноситься 100–110 кг/га д. р. азоту, фосфору та калію. Проте цього недостатньо, навіть протягом 1986–1990 рр. вносилося більше!

У країнах Європи цей показник значно вищий і знаходиться в межах 200–300 кг/га. Причому недотримано співвідношення між елементами живлення, значну перевагу мають азотні добрива.

У табл. 8 наведено, за статистичними даними, використані в Україні кількості мінеральних добрив 2017-го та 2018 рр. на всю посівну площу (27,6 млн га).


Обсяги внесення добрив дивним чином майже збігаються з обсягами вивезених елементів живлення. Виходить, що внесли – те й вивезли!!!


Від кількості внесених добрив віднімаємо обсяг розрахункових експортованих елементів живлення. Як видно з табл. 9, різниця становить лише 130 650 т д. р. По фосфору одержуємо негативний баланс. Якщо розділити невивезену кількість елементів живлення на посівну площу лише експортованих культур (зернові 14,7 млн га + соя 1,6 млн га + ріпак 1,2 млн га = 17,5 млн га), то виходить, що ми внесли елементів живлення з розрахунку на 1 га лише: азоту – 109 800 000 кг : 17 500 000 га = 6,3 кг д. р.; калію – 26 250 000 кг : 17 500 000 = 1,5 кг д. р., а по фосфору – від’ємний баланс.

Розрахунки показують значні обсяги вивезення елементів живлення з розрахунку на 1 га:

азот – 1 295 100 т д. р. : 17,5 млн га = 74 кг д. р. на 1 га;

фосфор – 415 700 т д. р. : 17,5 млн га = 24 кг д. р. на 1 га;

калій – 309 150 т д. р. : 17,5 млн га = 18 кг д. р. на 1 га.

Усього на 1 га посівної площі експортованих культур вивозиться 116 кг д. р., або N74Р24K18 (табл. 9).

Виникає запитання, чи потрібно Україні нарощувати виробництво до 90 млн т такою ціною – виснаженням ґрунтів?

Крім того, неважко спрогнозувати, що зростання виробництва зерна в Україні призводитиме до насичення ринку, збільшення світових перехідних запасів і подальшого зниження цін на світовому ринку.

Розрахунки показують, що це допустимо робити лише за збільшення частини коштів, отриманих від реалізації продукції на експорт, для купівлі мінеральних добрив.

Аналізуємо ціни на мінеральні добрива. Ціни на добрива можуть змінюватися у значному діапазоні, можуть бути вищими і нижчими від розрахункових цін. Вартість елементів живлення вирахувана, виходячи з таких середніх значень: 1 т аміачної селітри (N34) – 10 тис. грн, суперфосфат потрійний (Р46) – 14 тис. грн, хлористий калій (K60) – 11 тис. грн.

Економічний аналіз показує, що для купівлі експортованих (вивезених із продукцією) елементів живлення й перекриття їх дефіциту, потрібно не так і багато коштів (56,5 млрд грн, або 19,2%), порівняно з вартістю експортованої продукції (294 млрд грн) (табл. 10). Розрахунки такі: по азоту – 1 295 100 т д. р. : 0,340 = 3 809 117 т аміачної селітри х 10 тис. грн = 38 091 170 000 грн = 38,1 млрд грн; по фосфору – 415 700 т д. р. : 0,460 = 903 695 т суперфосфату потрійного х 14 тис. грн = 12,7 млрд грн; по калію – 309 150 т д. р. : 0,600 = 515 250 т хлористого калію х 11 тис. грн = 5,7 млрд грн. Разом по трьох елементах – 56,5 млрд грн. Це вартість щороку вивезених елементів живлення! На ці кошти й потрібно купувати мінеральні добрива!

Навіть за ці кошти (56,5 млрд грн) ми зможемо додатково придбати 112 кг д. р. азоту, фосфору і калію з розрахунку на 1 га, тобто за розподілу коштів за співвідношенням 3:1:1 внести додатково N64Р24K24 і майже компенсувати вивезені елементи живлення (N74Р24K18). Це видно з розрахунків:

33 млрд грн : 10 тис. грн = 3 300 000 т аміачної селітри х 0,34 = 1 122 000 т д. р. : 17,5 млн га = 64 кг д. р. на 1 га;

13 млрд грн : 14 тис. грн = 928 571 т суперфосфату х 0,46 = 427 143 т д. р. : 17,5 млн га = 24 кг д. р. на 1 га;

10,5 млрд грн : 11 тис. грн = 954 545 т хлористого калію х 0,60 = 572 727 т д. р. = 24 кг д. р. на 1 га.


Отже, за таких рівнів експорту рослинницької сировини, аби компенсувати вивезення елементів живлення і запобігти деградації ґрунтів, потрібно вносити не N76Р17K17 (табл. 7), а ще додатково N74Р24K18 (табл. 9), що в сумі становитиме N150Р41K35.


Занепад ґрунтів – занепад імперій

Минуле невідоме, як і майбутнє – це домисли істориків та археологів. Проте незаперечним фактом є те, що основою існування давніх народів, основою їх економіки, без сумніву, було сільське господарство. Згадується відомий вислів: історія вчить тому, що вона нічого не вчить. У нас спостерігається повна аналогія з давнім світом. Занепад єгипетської, грецької, римської та інших древніх цивілізацій розпочався саме внаслідок виснаження ґрунтів. Ґрунти не встигали відновити родючість, що призвело до краху величних імперій.

Що робити, чим можна компенсувати винесені елементи? Як зберегти родючість ґрунту – що важливіше, що найбільш впливає на цей показник? На наш погляд, чинники впливу на родючість ґрунту за важливістю слід розставити в такій послідовності:

1 – внесення органічних добрив;

2 – вирощування багаторічних бобових трав;

3 – вирощування сидератів;

4 – внесення мінеральних добрив;

5 – використання в якості добрив рослинних решток;

6 – вапнування ґрунтів;

7 – обробіток ґрунту.

Крім внесення мінеральних добрив особливе значення мають рослинні рештки. Вони є енергетичним матеріалом для процесу культурного ґрунтотворення. Повернення їх до ґрунту збільшує вміст гумусу, поліпшує структуру ґрунту, знижує схильність до ерозії, стимулює процес азотфіксації, є джерелом живлення для мікроорганізмів, без життєдіяльності яких доступність окремих елементів живлення була б обмеженою.

Поліпшується також водний і повіт­ряний режими та вбирна здатність ґрунту. Є дані, що внесення соломи в кількості 35–40 ц/га з компенсацією нестачі азоту (з розрахунку N10 на 1 т соломи) за своєю дією на підвищення родючості ґрунту рівноцінне 15–20 т/га гною.

Слід зазначити, що підвищилася цінність зернових культур як попередників, оскільки солома не забирається з поля, а подрібнюється й використовується як добриво. Однак така їх цінність як попередника падає, якщо солома зернових спалюється чи переробляється на гранули. Ми не активні прихильники технології No-till, однак бачимо тут її велику цінність, оскільки за цією технологією не можна спалювати солому.

Спалювання соломи та стерні – це масове знищення корисних мікроорганізмів і безповоротна втрата органічного вуглецю. Слід негайно виключити з практики цей і досі популярний у частини аграрників «агрозахід», доцільно збільшити в рази штрафи за такі дії.

Водночас, на наше переконання, задля збереження родючості ґрунтів слід призупинити, а то й заборонити будівництво заводів із виготовлення брикетів із соломи чи інших рослинних решток. Практично всі вони працюють на експорт. Навіть використання соломи та інших рослинних решток як альтернативних джерел енергії для сушіння зерна і то є питанням дискусійним. Для збереження родючості ґрунту потрібно насамперед повернути нетоварну частину врожаю до ґрунту.

Таблиця 1. Посівні площі, урожайність, виробництво продукції за основними культурами в Україні, 2019 р.

Культура

Площа, млн га

Урожай­ність, ц/га

Виробницт­во, млн т

Зернові, всього

14,7

50,2

74

в т. ч. пшениця

6,7

41,7

28,1

ячмінь

2,6

34,8

8,9

Кукурудза

4,8

73

35

Соя

1,6

23,2

3,6

Горох

0,24

23,5

0,57

Соняшник

5,8

24,7

14,2

Ріпак

1,2

26,7

3,2

Цукрові буряки

0,2

439

1,39 (цукор)

Картопля

1,3

154

20,3

Таблиця 2. Показники експорту сільськогосподарської продукції та част­ка України в експорті й виробництві 2019–2020 рр., дані з різних джерел

Культура

Обсяг експор­ту, млн т

Виробництво у світі, млн т

% до світового виробництва

Експорт у світі, млн т

% до світового експорту

Місце у світі

Зернові, всього

53

2595

2,85

420

12,6

3

в т. ч. пшениця

17

751

2,26

177

9,6

5

ячмінь

5

142

3,52

27

18,5

3

Кукурудза

27

1076

2,5

151

17,9

3

Соя

2,5

363

0,7

151

1,7

7

Горох

0,5

12

4,1

2,5

15

5

Соняшник

5,5*

32,1

17,1

9,8

56,1

1

Ріпак

2,8

75

3,7

16

17,5

2

Цукрові буряки

0,23**

174

55

* олія; ** цукор.

Таблиця 3. Орієнтовний винос елементів живлення врожаєм сільськогосподарських культур на 1 ц основної і побічної продукції, кг (за узагальненими даними)

Культура

Азот
(N)

Фосфор
(Р)

Калій
(К)

Співвідношення основної і побіч­ної продукції

Зернові (пшениця,
ячмінь та ін.)

3

1

2

1:1

Кукурудза

2,5

1

2,5

1:2

Зернобобові (горох, соя та ін.)

6

1,4

2

1:1

Соняшник

6

2,7

17

1:2

Ріпак

6

2,7

7

1:3

Цукрові буряки

0,6

0,1

0,7

1:0,3

Картопля

0,6

0,3

1,4

1:0,2

Таблиця 4. Вміст азоту, фосфору та калію в сільськогосподарських рослинах, в % на суху речовину (узагальнені дані з різних джерел)

Культура

Продукція

N

Р2О5

К2О

Пшениця озима

Зерно

2,50

0,85

0,65

Солома

0,50

0,20

1

Ячмінь ярий

Зерно

2

0,85

0,55

Солома

0,50

0,20

1

Кукурудза

Зерно

1,90

0,57

0,38

Солома

0,75

0,30

1,64

Соя

Зерно

5,80

1

1,26

Солома

1,20

0,35

0,50

Горох

Зерно

4,50

1

1,25

Солома

1,40

0,35

0,50

Ріпак

Зерно

3,20

1,60

1,10

Солома

1,10

0,50

2

Таблиця 5. Винос (відчуження) елементів живлення основною продукцією (зерно), за вмістом %
на суху речовину

Культура

Винос експортованою продукцією, т д. р.

N

Р2О5

К2О

Усього

Пшениця озима

425 000

144 500

110 500

680 000

Ячмінь ярий

100 000

42 500

27 500

170 000

Кукурудза

513 000

153 900

102 600

769 500

Соя

145 000

25 000

31 500

201 500

Горох

22 500

5000

6250

33 750

Ріпак

89 600

44 800

30 800

165 200

Всього

1 295 100

415 700

309 150

2 019 950

Таблиця 6. Розрахунок виносу (відчуження) елементів живлення основною продукцією (зерно)

Культура

Винос азоту (N)

Винос фосфору (Р)

Винос калію (К)

з 1 га, кг д. р.

експортованою продукцією,
т д. р.

з 1 га, кг д. р.

експортованою продукцією,
т д. р.

з 1 га, кг д. р.

експортованою продукцією,
т д. р.

Зернові, всього

60

795 000

25,1

265 000

50,2

530 000

в т. ч. пшениця

62,5

255 000

20,8

85 000

41,7

170 000

ячмінь

52,2

75 000

17,4

25 000

34,8

50 000

Кукурудза

60,8

405 000

24,3

135 000

60,8

270 000

Соя

69,6

75 000

16,3

17 500

23,2

25 000

Горох

70,5

15 000

16,5

3500

23,8

5000

Ріпак

40,1

84 000

18

39 200

46,7

98 000

Усіма культурами

968 000

325 200

658 000

Винос NРК

1 951 200

Таблиця 7. Внесено мінеральних добрив в Україні, кг д. р. на 1 га

Види добрив

Рік

1986-1990

2014

2015

2016

2017

2018

2019

Азот (N)

65

57

55

67

70

74

76

Фосфор (Р)

41

12

12

14

14

14

17

Калій (К)

42

13

12

15

16

16

17

Всього

148

82

79

96

100

104

110

Таблиця 8. Внесено мінеральних добрив в Україні, т д. р.

Види добрив

Рік

2017

2018

Азот (N)

1 365 300

1 404 900

Фосфор (Р)

363 400

410 300

Калій (К)

299 400

335 400

Всього

2 028 100

2 150 600

Таблиця 9. Баланс елементів живлення, т д. р.

Види добрив

Внесено

Експорто­вано продук­цією

+/-

Експортовано кг діючих речовин з розрахунку на 1 га

Азот (N)

1 404 900

1 295 100

+109 800

74

Фосфор (Р)

410 300

415 700

-5400

24

Калій (К)

335 400

309 150

+26 250

18

Всього

2 150 600

2 019 950

+130 650

116

Таблиця 10. Вартість експортованої продукції

Культура

Обсяг, млн т

Ціна
за 1 т

Вартість експорту, млрд грн

Вартість експорту, млрд $

Пшениця

17

5500

93,5

3,74

Ячмінь

5

4700

23,5

0,94

Кукурудза

27

4600

124,2

4,97

Соя

2,5

8800

22

0,88

Ріпак

2,8

11 000

30,8

1,23

Всього

294

11,76

Василь Петриченко, доктор сільськогосподарських наук, професор, академік НААН, Інститут кормів та сільського господарства Поділля

Володимир Лихочвор, доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент НААН, Львівський національний аграрний університет

Читайте також:

Пустельний режим

Адаптація рослинництва в часи змін клімату