Мінеральні добрива – це складова частина живої природи. Необхідно покінчити з безгосподарним і безвідповідальним ставленням, підвищити культуру роботи з ними. І вони повною мірою будуть працювати не лише на родючість і врожай, але й на екологію.
Підтвердженням цього є використання агрохімічних засобів у боротьбі з радіоактивним забрудненням, які обмежують надходження до рослин радіонуклідів. Так, вапнування забруднених радіонуклідами кислих ґрунтів зменшує надходження Sr90 в рослини, оскільки кальцій посилює закріплення стронцію в ґрунті й знижує доступність його для рослин.
Поєднання вапнування із застосуванням калійних добрив на легких ґрунтах стримує поглинання Cs137. При цьому вміст радіоактивного цезію в рослинах може бути знижений в 30 разів. Рекомендована для внесення форма калійних добрив – К2СО3, яку слід вносити в кількості, еквівалентній гідролітичній кислотності, тобто з розрахунку 4 кг К2СО3 на 1 кг ґрунту.
Досить ефективні також цеоліти, що зменшують нагромадженні Cs137 у кілька десятків разів.
Азотні добрива можуть сприяти нагромадженню цезію в біомасі. Тому необхідно уникати надлишку азоту, суворо дотримуватись співвідношення між азотом і фосфором, як і у випадку нагромадження нітратів. Але найбільш доцільно підвищити дози фосфорних і калійних добрив.
Отже, за певних умов добрива можуть бути антиекологічними речовинами. При грамотному їх застосуванні вони виявляють альтернативні властивості – сприяють очищенню об'єктів навколишнього середовища, поліпшуючи якість сільськогосподарської продукції [13].
Разом з тим вчені роблять спроби обґрунтувати концепцію біологічного землеробства, яка останніми роками має все ширше визнання і передбачає посилення принципу альтернативності за рахунок біологічних факторів, що компенсують несприятливий вплив інтенсивного виробництва на навколишнє середовище.
Зокрема, Український НДІ ґрунтознавства й агрохімії пропонує розробити науково обґрунтовані методи ведення землеробства на біолого-екологічних принципах, що передбачають впровадження сівозмін з обов'язковим включенням бобових трав і сидератів; обмеження застосування мінеральних добрив, насамперед азотних, з переходом на локальний спосіб внесення, який дає можливість зменшити їх дози на 30 – 50% порівняно з тими, що рекомендовані для інтенсивних технологій, підвищення доз внесення гною, які забезпечують бездефіцитний баланс гумусу; використання комбінованої системи обробітку ґрунту; перехід на біологічні методи захисту рослин.
З метою конкретизації цих напрямків у різних ґрунтово-кліматичних зонах України належить вирішити такі завдання:
розробити «стандарт родючості» для біологічного землеробства, який визначав би можливість і доцільність переходу конкретного господарства на біологічні методи землеробства з урахуванням ресурсів родючості його ґрунтів;
створити принципово відмінну від інтенсивного землеробства систему застосування органічних і мінеральних добрив, яка гарантувала б одержання екологічно чистої продукції при високій урожайності сільськогосподарських культур без порушення екологічної рівноваги в агроландшафті; розробити стандарт екологічно чистої сільськогосподарської продукції.
Слід зазначити, що деякі з названих питань вже частково вирішені. Так, обґрунтовані оптимальні моделі родючості ґрунтів, визначені вимоги до чистої продукції, розроблені рекомендації по досягненню бездефіцитного балансу гумусу та інші, що були висвітлені в попередніх розділах. Проте деякі з них дійсно треба глибоко досліджувати [29].
Український НДІ землеробства спільно з Українським НДІ ґрунтознавства й агрохімії на основі узагальнення даних підготували методичні рекомендації по веденню біологічного землеробства, справедливо назвавши їх тимчасовими.
Наведено короткий опис основних положень розробки в тій послідовності, в якій вони викладені авторами.
І. Біологічна роль і ґрунтово-екологічні принципи організації сівозмін.
Оскільки в біологічному землеробстві сівозмінам належить виключно важлива роль у регулюванні балансу гумусу й азоту, водно-фізичного, біологічного та фітосанітарного режимів, обмеженні й навіть повній відмові від застосування пестицидів, рекомендується використовувати класичний принцип їх побудови на основі правильної організації території та оптимальної структури посівних площ для конкретних ґрунтово-кліматичних умов кожного господарства. Це забезпечить при правильному чергуванні сільськогосподарських культур високу їх продуктивність, збереження й відновлення ґрунтової родючості. До сівозміни вводять різні за біологічними й агротехнічними особливостями культури з чергуванням за типом правильної плодозміни. При цьому використовують нормативні дані про допустимі періоди повернення культур на попереднє місце і забезпечують розміщення їх після найбільш придатних попередників [21].
Для умов недостатнього зволоження планують 10 – 15% чистих парів з метою гарантування одержання сталих урожаїв озимої пшениці.
Включення до біологічного циклу атмосферного азоту досягається шляхом використання в основних посівах сівозмін багаторічних бобових трав люцерни і конюшини, які нагромаджують у біомасі 200–300 кг/га біологічного азоту й поліпшують гумусовий стан ґрунтів. Однорічні бобові культури здатні нагромаджувати 60 – 100 кг/га азоту.
Збільшення до 20–30% площі, зайнятої в сівозміні культурами-азотфіксаторами, дасть можливість на 25 – 50% зменшити внесення мінеральних азотних добрив.
Великого значення надають включенню до сівозмін посівів післяукісних і післяжнивних культур. Вони збагачують ґрунт на органічну речовину, поліпшують його азотний режим і фітосанітарний стан, надійно захищають ґрунт від ерозії та сприяють більш ефективному використанню біологічного потенціалу природних ресурсів. Проміжні культури, посіви яких повинні займати не менше 15 – 20%, необхідно вирощувати в районах достатнього зволоження та при зрошенні. На легких ґрунтах рекомендуються бобові сидерати – люпин, серадела, буркун.
Можливі також посіви капустяних і озимих культур, під які вносять мінеральні добрива, а для досягнення позитивного балансу гумусу пропонується поєднання при заорюванні в ґрунт соломи і зеленої маси бобових сидератів.
Ґрунтово-екологічний підхід до організації сівозмін спрямований на забезпечення раціонального використання земельних ресурсів, охорону ґрунтів і навколишнього середовища.
В умовах пересіченого рельєфу та на ерозійно небезпечних територіях необхідне освоєння ґрунтозахисних систем землеробства з використанням контурно-меліоративної організації території, яка здатна запобігти ерозії найнебезпечніших в екологічному відношенні земель. При цьому надають перевагу максимальному використанню біологічних факторів.
При побудові сівозмін для Полісся враховують родючість ґрунтів і ступінь придатності їх для вирощування сільськогосподарських культур. На супіщаних і легкосуглинкових ґрунтах вводять зерно-, льоно-картопляні сівозміни з такою структурою посівних площ: зернових 50 – 55%, льону 9 – 12, картоплі й овочів 10 – 15 і кормових культур 25 – 28% (можливе додаткове насичення сівозмін кормовими до 20 – 30% за рахунок повторних посівів). На бідних піщаних ґрунтах вирощують екологічно пристосовані до них культури – озиме жито, картоплю, овес, люпин і вводять відповідні сівозміни. Овочеві, овочево-кормові й кормові сівозміни з високою питомою масою багаторічних трав розміщують на перезволожених і торфоболотних ґрунтах [29].
Правильне поєднання інтенсивних та біологічних факторів землеробства повинно забезпечити сівозміни рівнинними землями і однорідним ґрунтовим покривом. За цих умов необхідно мати 55 – 60% зернових, 10 – 20 – технічних і 20 – 25% кормових культур, а також 5 – 15% чистого пару.
В зерновому полі озима пшениця займає провідне місце як по валовому збору зерна, так і по посівній площі. Досвід багатьох господарств і дані науково-дослідних установ свідчать, що потенціал озимої пшениці може забезпечити подальше зростання її продуктивності, насамперед за рахунок застосування більш досконалих технологій вирощування цієї культури [5].
Значним резервом зростання виробництва зерна на Україні є інтенсивна технологія вирощування озимої пшениці, що включає комплекс заходів, серед яких провідне місце належить добривам.
Повне задоволення потреби у мінеральному живленні протягом усього вегетаційного періоду – найважливіша умова технології.
Порівняно із звичайною агротехнікою система застосування добрив при інтенсивній технології має характерні особливості, зумовлені насамперед ідеєю розподілу всього життєвого циклу озимої пшениці на дванадцять етапів органогенезу і виділенням з них головних, при проходженні яких закладаються й формуються основні елементи продуктивності, що визначають величину майбутнього врожаю.
Початок кожного з цих етапів визначають методом біологічного контролю. До них приурочують строки внесення мінеральних добрив, які вважають оптимальними, а також відбір ґрунтових та рослинних зразків з метою контролю мінерального живлення рослин і оптимізації доз добрив, необхідних для одержання запланованого врожаю. Виробнича перевірка модернізованої таким чином системи застосування добрив під озиму пшеницю підтвердила її високу ефективність.
Сучасне уявлення про мінеральне живлення пшениці пов'язане з виникненням у 30-і роки теорії стадійного розвитку рослин, згідно з якою життєвий цикл пшениці поділяється на дванадцять етапів органогенезу. Найважливіші з них визначають кількість продуктивних стебел на одиниці площі, число колосків у колосі, фертильність (здатність до запліднення) квіток, масу зернівки та ін.