История применения органических удобрений

17.02.2013

Органические удобрения как средство повышения плодородия почв использовались во все времена и у всех народов. Ф.Н. Кинг в книге "40 веков земледелия в Китае, Корее, Японии" упоминает, что в этих странах органические удобрения, в том числе экскременты людей и животных, применяли еще 3000 лет назад.
В древнем Египте основным источником органических удобрений был Нил. Во время разливов его воды, затопляя поля, увлажняли почву и удобряли ее речным илом, о плодородии которого слагались легенды. Так же широко использовался речной и болотный ил для удобрения полей Двуречья. Земледельцы Хорезма, расположенного в дельте Амударьи, улучшали тяжелые малоплодородные почвы дельты пескованием и применяли для их удобрения различные отходы: наносы оросительных каналов, культурные наслоения древних городищ, городские отбросы. По существу, здесь с глубокой древности создавались искусственные почвы с относительно высоким плодородием.
Впервые об использовании органических удобрений упоминается в трудах Феофраста из Эреса (ок. 372 - ок. 287 гг.до н.э.), известного греческого ботаника и эколога. Он указал на необходимость удобрений почвы навозом при возделывании пшеницы и овощных культур. Сведения о видах органических удобрений, их особенностях и применении в земледелии содержатся в трудах Катона Старшего (234-149 гг. до н.э.), государственного деятеля, писателя и крупного землевладельца, в работах ученого-энциклопедиста Варрона (116-27 гг.до н.э.), в известнейшем произведении великого римского поэта Вергилия (70-19 гг до н.э.) поэме "Георгики", своеобразном литературном обобщении достижений агрономии античного Рима.
Первая в истории науки классификация удобрений принадлежит агроному, ученому и землевладельцу Колумелле (I в. н.э.). который в трактате "О сельском хозяйстве" обобщил многовековой земледельческий опыт, различных по природным условиям провинций Римской империи. Он подразделял удобрения на пять основных категорий, к которым относил навоз, минеральное удобрение, зеленое удобрение, компосты и удобрение "землей". Лучшим и наиболее универсальным удобрением Колумелла считал навоз и уделил много внимания его разновидностям, нормам и способам внесения и воздействию на различные почвы и культуры. Ценным удобрением он считал и люпин, срезанные кустики которого "имеют силу наилучшего навоза". При недостатке навоза великий агроном древности рекомендовал использовать компосты из смеси листьев, перегнойной земли, нечистот, золы, дворового мусора, предвосхищая на 2000 лет решение проблемы использования коммунальных отходов.
В период возникновения и развития феодализма в XI-ХIII вв. в Западной Европе наблюдалось существенное расширение посевных площадей, в том числе за счет освоения земель, малопригодных для сельского хозяйства: кислых, заболоченных почв и т.п. Органическим удобрениям в этот период придается такое значение, что во многих феодальных княжествах на крестьян налагалась "навозная повинность": они были обязаны ежегодно вывозить на господские поля определенное количество навоза или пасти на них скот.
Европейские ученые-естествоиспытатели ХIII-ХV вв. - Б.Хенли в агрономическом трактате "О хозяйстве", Альберт Великий в своих трудах, П. Кресценций в произведении "О выгодах сельского хозяйства" - настоятельно рекомендовали унавоживание полей и виноградников и использование зеленых удобрений. В известном произведении средневековой Руси - "Домострой" также приводятся практические рекомендации по накоплению и применению навоза.
В эпоху Возрождения, начавшуюся в Европе в ХV в., развивающееся товарное земледелие потребовало оптимального размещения сельскохозяйственных культур, лучшей обработки земли, массового применения удобрений для получения высоких урожаев. В этот период главным направлением в изучении почвы становится выяснение ее роли в питании растений. Мнения в этом вопросе были противоречивы и наиболее интересными и перспективными явились высказывания французского художника и ученого Бернара Палисси (1510-1589 гг), который полагал, что растения питаются "солями почвы". Удобрительную ценность навоза, золы, соломы он видел в том, что при их внесении в почву возвращается "часть того, что из нее взято ... соломой и зерном". С этой же целью Палисси рекомендовал вносить в почву "грязь, отбросы, экскременты". Связав удобрение почвы с солевым, т.е. минеральным питанием растений, Палисси почти за три века до Либиха высказал идею возвращения почве взятых у нее питательных веществ.
В период с ХVI до ХIХ в. выдвигались различные гипотезы о природе питания растений: водная, которую поддерживали и пытались обосновать экспериментально голландский ученый Ван-Гельмонт (1579-1644 гг.) и знаменитый английский химик Роберт Бойль (1627 -1691 гг.); воздушная, в соответствии с которой растения получают питание из воздуха; гипотеза о преимущественном питании растений селитрой, выдвинутая немецким врачом и химиком И.Р. Глаубером (1604-1670 гг.). Позднее, уже в ХVIII в. врач Кюльбель высказал мысль о питании растений неким "органическим питательным соком", который они извлекают из почвы - прообраз гумусовой теории питания растений.
Идея Кюльбеля была поддержана одним из крупнейших агрономов своего времени шведским ученым И.Г.Валлериусом, автором фундаментального труда "О химических основах земледелия". Работа Валлериуса была первой в истории науки попыткой решить проблему питания растений с помощью химического анализа, путем сопоставления химического состава почв и растений. Оценив вклад всех исследованных им веществ, Валлериус пришел к выводу, что основой питания растений служит почвенный перегной, или гумус. Он же дал такое определение гумуса: "гумус есть земля ... рыхлая, окрашенная в большинстве случаев в черный цвет; по мере впитывания воды сильно разбухает (расширяется) и делается губкообразным, при высыхании становится пылеобразным ... имеет очень большое значение в жизни растений как средство, способствующее поглощению и задержанию "тучности" в окружающей среды". Перегнойные вещества из торфянистых и минеральных почв выделяли Ф. Ахард, первый получивший препарат гуминовых кислот, И. Фойгт, О. Клапрот, Н. Соссюр. Их эксперименты помогли становлению гумусовой теории питания растений, выдвинутой немецким агрономом и почвоведом А.Д. Тэером (1752-1828 гг.). Тэер разграничил понятия "гумус" и "почва", охарактеризовав гумус как особую часть почвы, "произведение силы органической", от которой зависит основное свойство почв - их плодородие. Он впервые пытался осмыслить экологическую роль гумуса и писал о том, что перегной не только произведение жизни, но и "условие ее". Гумусовая теория питания растений далеко не исчерпывала проблемы плодородия почв и просуществовала недолго.
Во второй половине ХVII в. быстро развивается почвоведение в России. Создание Академии наук в Петербурге, открытие Московского университета, организация Вольного экономического общества - все это не могло не сказаться на развитии агрономии и повышении интереса к почвам в стране, где земля была основным средством производства. Многие проблемы почвоведения получили истолкование в трактате М.В. Ломоносова "О слоях земных", где он подчеркивает, что важнейшая составляющая часть почвы - перегной, гумус, является продуктом разложения органических остатков. Подчеркивая значение удобрений в формировании плодородия, Ломоносов писал о том, что при обильном удобрении почв последняя уточняется и "толще черный слой становится".
Огромное значение придавал органическим удобрениям выдающийся русской агроном А.Т. Болотов (1738-1833 гг). В специальной статье "О вещах, годных к удобрению" и ряде других работ он рекомендует использовать кроме навоза древесный лист, мусор, запаханное жнивье, прудовую и болотную тину, торф, зеленые удобрения.
Во второй половине XIX в. в России существенно меняется направленность сельскохозяйственной науки, усиливается ее агрохимический уклон, что связано с развитием перерабатывающих отраслей промышленности. Реформа 1861 г. расчистила путь для развития капитализма в России и способствовала развитию товарного производства. В этот период резко возрастает интерес к проблемам земледелия. Изучением влияния удобрений и обработки почвы на ее плодородие занимаются Д.И. Менделеев, К.А.Тимирязев и другие. Величайшим достижением науки о почве стали труды В.В. Докучаева, основателя генетического почвоведения. В этих трудах сформированы оригинальные взгляды на значение гумуса, его происхождение, зависимость уровня накопления и состава органических веществ от факторов почвообразования.
Коренное изменение социальных условий, тот огромный теоретический задел, которым располагало русское почвоведение, и всемерная помощь Партии и Правительства ученым и практикам, работающим в области сельского хозяйства, привели к значительным успехам всего комплекса научных дисциплин связанных с почвой. В 20-30-е годы были достигнуты заметные успехи в области химии гумуса. Ученые И.В. Тюрин, Н.П. Ремезов, С.П. Кравков, С.С. Драгунов, М.Н. Винокуров, М.М. Кононова и др. выполнили многочисленные исследования состава, структуры и свойств гумусовых соединений. Восстановление сельского хозяйства в послевоенные годы и его дальнейшее развитие были неразрывно связаны с расширением применения органических удобрений. Если в 1940 г. на поля страны было вывезено всего лишь 125 млн. т навоза, то в 1981 г. его использование в качестве удобрений превысило 1 млрд.т (рис. 1). Еще большего развития достигло производство и применение минеральных удобрений.

Коренные изменения, произошедшие за последние годы в сельском хозяйстве, ставят новые задачи в отношении производства и применения органических удобрений. Прежде всего необходимо отметить, что массовое применение минеральных удобрений, интенсивная обработка почвы часто вызывают ухудшение гумусного состояния почв. Содержание гумуса во многих почвах медленно, но неуклонно снижается и восполнить этот дефицит можно только массовым применением органических удобрений. Однако производство органических удобрений пока далеко не в полной мере удовлетворяет потребность в них. Поэтому кроме навоза с этой целью необходимо использовать и другие источники органических веществ.
Важным резервом органических удобрений может быть расширение добычи торфа в сельскохозяйственных целях. Полное прекращение сжигания торфа на тепловых электростанциях, которые в настоящее время расходуют его ежегодно до 22 млн.т., позволило бы дополнительно удобрить около 1 млн.га пашни в Нечерноземье. В ближайшие годы применение торфа на подстилку и на компостирование достигнет 175-220 млн.т.
Другим важным резервом органических удобрений может стать промышленная добыча озерного ила-сапропеля. Запасы сапропеля в озерах нашей страны оцениваются в 250 млрд. м3, его удобрительная ценность очень высока, а между тем его ежегодная добыча в настоящее время не превышает 1 млн.т. К 1985 г. запланировано довести ее до 2,3, а к 1990 г. - до 24,0 млн.т.
Для повышения плодородия почв http://racechrono.ru/ должны быть максимально использованы также как промышленные отходы, имеющие удобрительную ценность, так и коммунально-бытовые отходы города и их канализационные воды. Здесь проблема развития сельского хозяйства вплотную смыкается с проблемой охраны окружающей среды и созданием безотходных экологически чистых производств. Производство удобрений на базе твердых бытовых отходов городов запланировано довести до 1,3 млн.т в 1985 г. и до 2,8 млн т в 1990 г. Соответственно использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве должно быть повышено до 6,2 млн.т в 1985 г. и до 9,0 млн.т в 1990 г. Цифры, характеризующие перспективы применения органических удобрении в нашей стране на ближайшие годы, представлены в табл. 1.

Применение в земледелии страны указанного в табл. 1 количества органических удобрений позволит обеспечить бездефицитный баланс гумуса на пахотных почвах в основных зонах страны. Однако в сельскохозяйственных регионах, где преобладают малогумусные пахотные почвы (дерново-подзолистые, сероземы), достижение высоких планируемых урожаев требует создания положительного баланса органического вещества. С этой целью необходимо: I) максимально использовать все отходы животноводства и птицеводства; 2) обеспечить максимально возможное возвращение в почву растительных остатков; 3) возделывать промежуточные культуры, используя их как зеленое удобрение; 4) эффективно использовать в сельском хозяйстве торф и сапропели, имеющие высокую удобрительную ценность; 5) разрабатывать и внедрять в производство прогрессивные методы производства, транспортировки и внесения в почву всех видов органических удобрений.
Решение этих задач требует совместных усилий специалистов всех отраслей сельскохозяйственной науки и практики - агрономов и зоотехников, агрохимиков, почвоведов, мелиораторов, механизаторов, экологов. Комплексное решение проблемы позволит обеспечить высокие и стабильные урожаи при условии сохранения почвенного плодородия и его природной основы - гумуса.