Агрохимия – это наука постоянного поиска

Величайшее открытие человечества – это получение минеральных удобрений. Мировое земледелие уже признало, что без минеральных удобрений невозможно экономически целесообразное ведение сельского хозяйства. В этой связи производство и потребление их в мире постоянно возрастает (таблица 1.).

Таблица 1. – Производство и использование удобрений в мире

Показатели	Годы
Производство NPK в мире, млн. т	131,0	151,0	245,0
в том числе азотных	70,7	65,1	134,7
– «– фосфорных	37,2	39,1	63,7
– «– калийных	25,1	30,2	46,5

Так, за период с 1987 по 2000 год общая потребность в минеральных удобрениях выросла в два раза. В то же время в России уже в 2000 году применение минеральных удобрений резко снизилось и составило около 1,2 млн. т питательных веществ. По оценкам ВИУА имени Д.Н. Прянишникова поставки минеральных удобрений на внутренний рынок, удовлетворяющему минимальному уровню потребности, должны составлять порядка 7,1 млн. т питательных веществ, в том числе азотных – 3,2, фосфорных – 2,7 и калийных – 1,2 млн. т. (таблица 2).

Таблица 2. – Потребность земледелия Российской Федерации в минеральных удобрениях, млн. т питательных веществ

Уровень потребности	N	Р2О5	К2О	Всего
Минимальный	3,2	2,7	1,2	7,1
Поддерживающий	4,9	4,7	2,5	11,8
Перспективный	6,5	6,0	3,5	16,0
Оптимальный	10,2	9,1	6,7	26,0

Оптимальный уровень потребности сельского хозяйства России может быть достигнут при поставках минеральных удобрений порядка 26 млн. т питательных веществ.

На сегодня мировой уровень потребления удобрений достигает 245 млн. т. азота, фосфора и калия. Для обеспечения населения планеты удовлетворительным питанием уже сейчас необходимо производить около 300 млн. т. минеральных удобрений.

До распада СССР на долю нашей страны приходилось около 20% мирового производства.

Ведущая роль в производстве минеральных удобрений в последние 25 лет принадлежит азотным удобрениям. Производство их опережает выпуск фосфорных и калийных удобрений. Главными их производителями до недавнего времени выступали в Европе – Россия, в Северной Америке – США, в Азии – Япония. Последнее десятилетие производство азотных удобрений быстро возрастает в развивающихся странах. До 1990 г. Россия по общему объёму производства минеральных удобрений занимала первое место в мире, второе место – США, затем с большим разрывом идут Канада, Китай, Франция и Германия.

Сегодня научно обосновано, что если та или иная страна применяет в правильном сочетании азота, фосфора и калия по 24 кг на душу населения в год, то она полностью обеспечивает себя продовольствием.

Я не случайно обратил внимание на производство азотных удобрений, ибо азот – это растительный белок, от недостатка которого ежегодно в мире умирает более 40 млн. человек.

Сегодня человечество потребляет в год более 15 млн. т. азота, из которого более 3 млн. т азота «зафиксировалось» в человеческом организме в виде белков.

Конец XX века стал для передового сельского хозяйства Европы веком удобрений. Формула «NPK» - азот, фосфор, калий – стала ключом, отомкнувшим плодородие. По сути дела это хлеб земли. И мало кто знает о том, что наряду с «золотой лихорадкой», которая существовала в XIX веке, была и «азотная лихорадка». Суда, привозившие гуано из южной Америки, часто подвергались пиратским нападениям, ибо за их содержимое – гуано земледельцы платили золотом и считали сделку выгодной. Из-за гуано (птичьего помёта) разразилась война между Испанией и Перу, которая в истории получила название «гуано-война».

Следует отметить, что в земных глубинах есть всё: железо, уголь, платина, алмазы, золото и т.д. Нет только, верней, почти нет месторождений азотных солей, тех солей, из которых состоят удобрений.

Азот воздуха? Превратить азот в азотные удобрения в XIX веке оказалось людям не под силу. Не под силу черпать его из воздуха и большинству растений. Легко пишется и говорится: «Создано новое удобрение», «Найден новый приём»! Так не бывает. Новое удобрение, как правило, рождается в упорном труде, в огне споров, в сомнениях, стоит людям несколько лет жизни, полного драматизма. История открытия удобрений тесно связана с наукой агрохимией, которой сегодня исполнилось более 160 лет. Основателями её были Ж.Б. Буссенго и Ю.Ф. Либих.

Рассматривая этапы развития данной науки, приходишь к выводу, что она в постоянном поиске. Именно представители этой науки (Либих) открыли объективные законы земледелия - «закон возврата», «закон минимума», «закон максимума». Именно агрохимия показала, что азот в одном состоянии безжизненный, способен в ином состоянии управлять жизнью растений.

Впервые мысль учёного Буссенго обратила внимание на аммиак, как источник питания растений азотом. И это убеждение было столь велико, что позднее чилийскую селитру (нитрат натрия) даже не хотели испытывать. А когда всё же попробовали внести её в почву и она дала прекрасные результаты, то нашли такое объяснение: селитра от того хорошо действует, что органические вещества почвы переводят её в аммиак.

Извилиста, однако, дорога к истине. В Германии почти одновременно с этими исследованиями были поставлены опыты, которые показали, что аммиак вреден растениям. Как же это так? Сначала полезен, потом, оказывается вреден? Где-то тут ошибка… Ошибка, точно, была, но не явная. Природе слишком грубо поставили вопрос. И она ответила в одном случае «да», в другом «нет». Дело в том, что для первых опытов брались гуминовокислый и углекислый аммоний, а во вторых – хлористый и сернокислый. Последние же соли сообщали среде повышенную кислотность, вредную, порой токсичную для растений. Это побочное обстоятельство было упущено. Так пошёл по миру гулять тезис, что аммиак для растений губителен или бесполезен, а селитра, наоборот, благо. И даже полвека спустя, когда Д.Н. Прянишников, отец русской агрохимии, обстоятельно доказал, что аммиак усваивается растениями не хуже, чем нитраты, ему сначала не поверили. По его собственному выражению, он был на время «отлучён от церкви в качестве еретика». И даже тогда, когда Д.Н. Прянишников восторжествовал в научном споре, в учебнике, изданном в 1936 году, всё равно говорилось, что аммиачные соли не пригодны как удобрения.

Всё же после вековых превратностей аммиачная селитра пришла на поля и утвердилась как отличное удобрение. Однако, агрохимия в поисках. Если растения отлично усваивают аммиак, почему бы ни удобрять поля аммиаком, а не его солями. В нём 82 процента питательного азота. Такова история аммиачного удобрения.

Позднее, с получением фосфорных и калийных удобрений, в агрохимии возник следующий вопрос: что мы должны удобрять – почву или посевы культурных растений? Вводить в почву удобрения можно по-разному. Удобрения можно равномерно рассыпать по всему полю. Всегда ли мы этим добьемся своей цели? Растения при таком способе, разумеется, получат часть минеральных солей. Значит, большая часть удобрений может пропасть без пользы и даже нанести вред, так как определённую долю NPK получат сорные растения, семена которых находятся в междурядьях. Отсюда, нужно приблизить удобрения к высеваемым семенам. Об этом мечтали многие. Профессор А.Е. Зайкевич попробовал сделать это на территории Харьковского университетского сада ещё в 1880 году. Ничего не получилось: удобрения, внесённые в почву вместе с семенами, попросту сжигали их. Однако идея не умерла. Агрохимики рассудили правильно: далеко находятся удобрения от семян - плохо, близко - ещё хуже. Значит надо сделать так, чтобы минеральные соли находились от семян не далеко и в то же время не близко! Так возник рядковый и гнездовый способы удобрения. Слой земли при этом изолировал семена от непосредственного воздействия химических веществ, но не препятствовал корням легко находить их.

Позднее было замечено, что растворимые соли, например, суперфосфат, некоторыми почвами быстро связываются в соединения, которые в ряде случаев не способна растворить вода. Изобрели комочки-гранулы суперфосфата, которые оказались более стойкими к воздействиям почвы, чем порошок, ибо обладали значительно меньшей удельной поверхностью и, следовательно, медленнее взаимодействовали с почвой. Возникла возможность каждому зерну заранее отмеривать «питательный паёк» и вносить его непосредственно под клубни картофеля, под рассаду помидоров и капусты, а также под зерновые культуры. Гранулированный суперфосфат, внесённый по принципу «пайка» для каждого растения, стал давать трёх – четырёхкратное увеличение урожайности на единицу удобрения.

Однако агрохимики заметили, что растению нужен не только количественный «паёк», но и качественный. Требовалась правильно «сваренная пища». Земель, низко обеспеченных азотом, фосфором и калием очень много. Раз так, то чем вносить отдельно азот, отдельно фосфор, отдельно калий, не лучше ли объединить их воедино? Чтобы было не три различных «пайка», а один? К тому же здесь и решались экономические вопросы, связанные со стоимостью перевозок. Возникло ещё одно главное направление в агрохимии – это переход к производству концентрированных комплексных (сложных) удобрений: двойного суперфосфата, мочевины, аммофоса, нитроаммофоски и др.

И всё-таки, перед агрохимиками всегда стоял вопрос, который мной ранее отмечен: что мы должны удобрять, что мы должны обеспечивать элементами питания – почву или культурные растения? Здесь работа агрохимика должна подчиняться принципу: «Питать растение, а не только удобрять почву». Задачи сегодняшнего дня – обеспечение дальнейшей разработки научных основ питания растений в условиях различных зон страны, в том числе на осушенных и орошаемых землях; способов поддержания оптимального соотношения минеральных веществ, включая микроэлементы, в почве и растениях; углубление исследований по влиянию минеральных удобрений и других химических продуктов на качество и биологическую ценность сельскохозяйственной продукции, разработка методов контроля над загрязнением окружающей среды.

С точки зрения геохимии и биогеохимии всю окружающую нас природу мы охватываем в одном и том же аспекте. И, по мнению В.И. Вернадского, XX век есть век научного атомизма. И на этом пути агрохимия, как наука, в новых поисках и свершениях.

Дата добавления: 2015-09-04