В результате расчетов установлено, что при существующих темпах снижения содержания гумуса в ближайшие 20-30 лет в большей части черноземов его останется менее 3%, что повлечет резкое ухудшение агрохимических, физических и других свойств почв, дальнейшее снижение плодородия, падение урожайности и качества сельхозпродукции и, как следствие, рост себестоимости продукции, приводящий к снижению рентабельности производства /4, 7, 12, 16, 17/.
При достижении критического уровня гумуса в почвах, по мнению ученых, в дальнейшем потребуется гораздо больше материальных и денежных средств для восстановления почвенного плодородия, чем в настоящее время для его поддержания /19/. Это связано с тем, что накопление гумуса происходило тысячелетиями, а разрушение его достигается в течение нескольких десятилетий. Все перечисленные факты свидетельствуют о том, что актуальность решения проблемы сохранения гумуса и почвенного плодородия нарастает с каждым днем.
В складывающейся ситуации внесение органических удобрений является незаменимым способом пополнения органического вещества почвы, поддержания и повышения почвенного плодородия.
Исследованиями установлено, что при регулярном внесении органических удобрений и повышении, вследствие этого, содержания гумуса на 1% в дерново-подзолистой супесчаной известкованной почве, продуктивность севооборота повышается не менее чем на 10 ц/га к.е. в среднем за год, или более чем на 25% /19, 24/. По обобщенным данным ВИУА и ВНИПТИОУ увеличение гумусированности аналогичных почв на 0,6-0,9% систематическим внесением 20 т/га навоза в год в течение 16 лет повысило урожайность картофеля на 24-30%, ячменя на 22-25%. На каждые 0,1% увеличения количества гумуса в среднем за год в звене севооборота получено 1,3-2,1 ц/га к. ед.
Здесь следует вспомнить о роле минеральных удобрений, которые сегодня уже применяются в наиболее сильных хозяйствах в достаточных количествах. Минеральные удобрения, даже, так называемые – комплексные, содержащие не один, а несколько видов активного действующего вещества, не способны повлиять на процесс гумусообразования.
Минеральные удобрения являются подкормкой растениям и предоставляют именно растениям необходимые питательные вещества. С другой стороны техногенное вещество минеральных удобрений является чуждым для почвы, флоры и микрофауны, поэтому во многих случаях наряду с положительным эффектом они наносят вред почве и никоим образом не участвуют в процессе гумусообразования.
Между объемами внесения удобрений, содержанием гумуса в почве и урожайностью сельхозкультур существует устойчивая прямая связь. Чем больше вносится органики, тем больше содержание гумуса и тем больше урожайность сельхозкультур. Однако в последнее время, объемы внесения органических удобрений далеки от требуемых норм. В ряде случаев, особенно в убыточных хозяйствах, это происходит из-за недостатка материальных и денежных средств и недооценки органических удобрений руководителями хозяйств.
Важной причиной недостаточного количества вносимых удобрений в настоящее время является практически повсеместное сокращение объемов производства продукции животноводства и поголовья сельскохозяйственных животных и птицы, являющихся главным поставщиком органического сырья для приготовления органических удобрений в нашей зоне.
Из-за низкой по сравнению с продукцией растениеводства рентабельностью животноводческой отрасли в ряде хозяйств в течение последнего десятилетия она была почти полностью ликвидирована. Вследствие этого численность животных в настоящее время по сравнению с состоянием животноводческой отрасли на начало 1990-х гг. составляет не более 40% /96, 105/. Снижение численности сельскохозяйственных животных и птицы, отсутствие или недостаточность обновления материально-технической базы привели к снижению объемов вносимых органических удобрений в 8 раз.
Недостаток растений в питательных веществах частично может быть возмещен внесением минеральных удобрений /4, 19, 22/. В различных научных изданиях приведены фактические данные об изменении урожайностей сельскохозяйственных культур в зависимости от дозы и вида минеральных удобрений, сроков и способов их внесения. Использование минеральных удобрений бывает особенно необходимо в период интенсивного роста растений для пополнения недостатка какого-либо одного или нескольких макро- и микроэлементов питания при достаточном количестве других веществ. Вместе с тем, только комплексное внесение органических и минеральных удобрений является залогом повышения плодородия почв, получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Длительное время в сельхозпредприятиях бывшего СССР минеральные удобрения играли немаловажную роль в повышении урожайности сельхозкультур. Стабильные и достаточно низкие цены на минеральные удобрения, государственные дотации и целевые займы позволяли использовать их практически повсеместно в объемах, необходимых для удовлетворения потребности растений в тех или иных элементах питания. Но в связи с растущим диспаритетом цен между сельскохозяйственной и промышленной продукцией, в том числе и минеральными удобрениями, многие хозяйства отказываются от применения в требуемых объемах минеральных удобрений /22, 24/.
При этом следует отметить, что существуют и другие факторы, которые сдерживают широкое применение минеральных удобрений с высокими дозами внесения.
Длительное применение некоторых видов минеральных удобрений негативно воздействует на некоторые агрофизические свойства почв. Так, по данным Н.С. Авдонина /1/ при систематическом использовании минеральных удобрений снижается общая и капиллярная влагоемкость почв, содержание в них водоносных агрегатов, повышается кислотность некоторых почв, происходит накопление нитратов в почве и растениях. Эти и другие негативные процессы, происходящие в почве под воздействием минеральных удобрений, свидетельствуют о необходимости аккуратного обращения с туками, соблюдения агрономических норм и требований, предъявляемых к безопасности применения минеральных удобрений. При нарушении требуемых норм внесения, халатном обращении с туками высока вероятность загрязнения почв и почвенных вод химическими веществами различной концентрации.
Доказано, что минеральные удобрения не имеют последействия, то есть, не способствуют увеличению урожайности культур в течение ряда лет. Установлены три макроэлемента, наличие которых в почве оказывает наибольшее влияние на формирование урожая: азот (N), фосфор (Р), калий (К) /1, 4, 22, 24/.
Основная часть промышленного производства минеральных удобрений направлена на изготовление простых их видов, удовлетворяющих потребность почв в указанных выше макроэлементах. Существует производство и сложных комплексных минеральных удобрений, обеспечивающих восполнение в почве всех трех указанных микроэлементов одновременно, однако из-за сложности производства такие виды удобрений отличаются значительно более высокой ценой. Совместное использование минеральных, органических удобрений и известковых материалов устраняет некоторое отрицательное воздействие минеральных удобрений на почву и значительно повышает ее плодородие.
Стоимость минеральных удобрений составляет значительную долю в структуре себестоимости продукции растениеводства, поэтому стоимость прибавки урожая практически полностью покрывается дополнительными затратами на приобретение и внесение минеральных удобрений.
В отличие от минеральных удобрений, органические, благодаря сходным с почвой агрохимическим и физическим свойствам легко вступают в симбиоз с почвой, образуя с ней единое целое /22/. Наличие легкодоступных растениям питательных веществ в органических удобрениях делает их похожими на минеральные удобрения, однако процесс использования питательных веществ более длителен, чем у минеральных удобрений, что объясняет эффект их последействия и создает возможность внесения в почву один раз в несколько лет /24/. Внесение органических удобрений в почву усиливает жизнедеятельность микроорганизмов.
В результате улучшаются физические, химические свойства, водный и воздушный режимы почвы, содержание в ней гумуса. Органические удобрения – источник не только минеральных питательных элементов, но и углекислоты, образующейся при разложении этих удобрений.
Повышенное содержание углекислоты улучшает воздушное питание растений и, тем самым, способствует развитию вегетативной массы культурных растений /4/. Различия в использовании минеральных и органических удобрений заключаются не только в воздействии на почву и урожай культур.