Введение. В 70-х годах прошлого века обсуждались «пределы роста». Население Земли уже в ноябре 2022 года достигло 8 млрд. человек. Суммарная масса людей как биологического вида достигла 300 млн т. Для поддержания жизни популяции ежедневно нужна пища, сбалансированная, содержащая необходимое количество животного белка с полным набором аминокислот, включая незаменимые, не присутствующие в составе растительной пищи и не синтезируемые самим человеком при переваривании еды.
Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) выдвинула концепцию «безопасного рабочего пространства» (БРП) – использование для нужд потребления не более 0,20 га пахотных почв на человека к 2030 году. Превышение приведет к необратимому ущербу в виде сокращения биоразнообразия, общей площади плодородной почвы, высвобождения двуокиси углерода, нарушения круговорота воды и питательных веществ. Сейчас сельскохозяйственные угодья расширяются за счет лесов и саванн, особенно в тропических регионах. При инерционном сценарии ожидаемый глобальный спрос на почвенные ресурсы уже к 2050 году выйдет за пределы БРП. Предполагается мониторинг глобального землепользования странами и регионами, возможны экономические санкции.
В ЕС в среднем индекс БРП составляет 0,35 га/чел. (Колебания по странам: от 0,06 – в Нидерландах и Бельгии; 0,15 – в Австрии и Германии до 0,44 – в Венгрии и Болгарии). США – 0,45 га/чел., Китай – 0, 088 га/ чел., Индия – 0,124 га/чел. В России посев составляет порядка 80 млн га, пар – 12 млн га, в сумме – 92 млн га, население – 145,5 млн человек. Реальный индекс БРП – 0,63 га/чел.
Почвенные ресурсы и проблема голода. В Докладе Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) «Состояние мировых почвенных ресурсов: основной отчет» содержится рейтинг десяти основных угроз для почв, которые отражаются на функциях экосистем в глобальном масштабе и в каждом отдельном регионе. Описаны прямые и косвенные нагрузки на почвы, а также пути и средства борьбы с их деградацией. Решая проблему дисбаланса питательныхвеществ, необходимо предотвращать как недостаточное, так и чрезмерное применение удобрений.
ФАО сформулированы и провозглашены «Добровольные руководящие принципы рационального использования почвенных ресурсов». Ставится глобальная задача – раскрыть, укрепить и поддерживать потенциал почв не только для производства продуктов питания, но и для сохранения водных ресурсов, биоразнообразия, сокращения выбросов углерода, повышения устойчивости в условиях изменения климата.
К 2050 году потенциальный прирост мировой площади пахотных почв к нынешним 1550 млн. га может составить максимум до 500 млн. га, но до 900 млн. га уменьшат свое плодородие вследствие активизации процессов деградации, частично будут выведены из севооборотов или полностью исключены из сферы агропроизводства. Баланс будет близким к нулю или станет отрицательным. Естественные почвы с их плодородием можно отнести к критически важным ресурсам.
15-я сессия Конференции сторон Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием прошла 9-14 мая 2022 года в г. Абиджане, Кот-д'Ивуар. Тема – «Земля. Жизнь. Наследие: от дефицита к процветанию». Отмечено, что на сегодняшний день 40% всех почв во всем мире пострадали от эрозии, герметизации и засоления, вымывания органических веществ, подкисления, загрязнения, уплотнения грунтов и других причин. Нужны коллективные действия, направленные на возрождение и сохранение для будущих поколений наземных экосистем, таких как сельскохозяйственные угодья, луга, леса, водно-болотные угодья и торфяники. Это поможет восстановить их способность накапливать углерод и сокращать выбросы парниковых газов, предотвратить стремительное сокращение флоры и фауны, повысить плодородие почвы и уменьшить дефицит воды.
Деградация ландшафтов и почв уже влияет на благосостояние примерно 3,2 миллиарда человек. Добившись во всемирном масштабе восстановления деградированных земель, можно ежегодно удерживать в почве три миллиарда тонн атмосферного углерода. Это привело бы к компенсации около 10% нынешних ежегодных выбросов, которые приходятся на энергетическую сферу. Принимая меры по предотвращению, сокращению и обращению вспять деградации почвенных ресурсов, мы можем способствовать смягчению последствий изменения климата – это необходимо для того, чтобы темпы глобального потепления к 2030 году не превысили 20С. Круглогодичное производство продукции в замкнутых системах защищенного грунта, где оптимизированы все условия роста и развития культур, включая минеральное питание и защиту от болезней и вредителей, иногда рассматривается как будущее сельского хозяйства. Это ошибка. Получение урожаев на тепличных комплексах, оранжереях или сити-фермах оказывает влияние на компоненты окружающей среды. Прежде всего, отчуждаются почвы под застройку (иногда используют крыши или помещения внутри функционирующих сооружений, расположение модулей на многоуровневых стеллажах также увеличивает полезную площадь). Даже в условиях аэроили гидропоники отработанный раствор (и маты) через определенное время необходимо утилизировать. Они содержит остатки всех используемых агрохимикатов, в том числе соединения азота и фосфора, средств защиты растений. Субстраты и грунты (гравий, щебень, керамзит, песок, вермикулит, песчано-гравийную смесь, перлит, цеолит, торф, минеральную (каменную) вату, кокос и др.) или разнообразные компосты нужно периодически менять. Например, при производстве одной тонны шампиньонов требуется три тонны компоста. Смена, вывоз и утилизация компоста – одна из главных логистических и экономических задач грибоводов. В ЕС ежегодно производится до миллиона тонн шампиньонов, и в цикле образуется три миллиона тон органических отходов.
Насколько технологии для закрытого грунта обеспечены энергетическими ресурсами и сырьем? Удовлетворяют ли они положениям «зеленой агрохимии»? Могут ли они способствовать полному достижению продовольственной безопасности и повсеместно без ограничений использоваться агробизнесом, исходя из экономической эффективности и экологической безопасности? Нет – есть существенные ограничения, включая обозначенные выше.
Для полевых условий при разумном использовании почвенных ресурсов в земледелии и кормопроизводстве таких проблем не возникает. Плодородие почв не снижается или даже растет. Самое главное, что почвы продолжают выполнять свои средообразующие и экологические функции. О незаменимой глобальной роли почв в биосфере постоянно забывают, а ведь педосфера – оболочка жизни планеты Земля.
«Зеленая» агрохимия. В 1990-х годах выдвинута концепция «зеленой химии». Сформулированы ее принципы: новые технологии должны минимизировать ущерб окружающей среде, быть более выгодными экономически и функционально превосходить существующие аналоги. «Е-фактор» – соотношение массы произведенного вещества и полученных при этом отходов – имеет максимальное значение.
Мы предлагаем ввести термин «зеленая агрохимия» – это недопустимость неконтролируемого поступления химических элементов и веществ в окружающую среду, сокращение числа стадий полного цикла получения товарной продукции, включая производство применяемых агрохимикатов, а также утилизацию и полезное использование отходов и побочной продукции. Эти ресурсы активно вовлекаются в хозяйственный оборот, становятся товарами, сырьем, компонентами, применяющимися, в том числе, в составе средств воспроизводства плодородия почв.
Международный кодекс поведения в области устойчивого использования удобрений и управления ими был разработан для исполнения следующих целей: добиваться максимального эффекта от применения удобрений при минимизации негативных последствий; рационально использовать почвенные ресурсы; сохранять и воспроизводить плодородие почв; осуществлять комплексное управление им с использованием питательных веществ из различных безопасных источников. Он содержит ряд терминов.
Удобрение – искусственное или природное вещество, или материал, которое используется для питания растений, обычно путем внесения в почву, а также на листву или через воду в системах выращивания риса, фертигации, гидропоники и аквакультуры. Таким образом, в настоящем Кодексе по удобрениям рассматриваются различные типы и источники питательных веществ, включая: химические и минеральные удобрения; органические удобрения, такие как навоз и компост; и такие источники вторично переработанных питательных веществ, как сточные воды, осадки сточных вод, дигестат и другие переработанные отходы.
Неорганическое удобрение – богатое питательными веществами удобрение, произведенное промышленным способом посредством химических процессов, из полезных ископаемых или путем механического измельчения. Следует учитывать, что, хотя технически мочевина является органическим материалом, в настоящем Кодексе по удобрениям она отнесена к неорганическим удобрениям
Биоудобрение – широкий термин, которым обозначаются продукты, имеющие в своем составе микроорганизмы в активном или спящем состоянии, такие как бактерии, грибы, актиномицеты и водоросли, по отдельности или в комбинации, чье применение способствует связыванию атмосферного азота или переводу почвенных питательных веществ в растворимое/подвижное состояние.
Биостимулятор – продукт, который стимулирует процессы роста растений через синтез субстанций, способствующих росту, и/или процессы питания растений независимо от содержания питательных веществ с целью улучшения одного или нескольких факторов: эффективности использования или усвоения питательных веществ растениями; устойчивости растений к абиотическому стрессу; или качественных признаков культур.
Органическое удобрение – богатое углеродом удобрение, полученное из органических материалов, включая обработанный или необработанный навоз, компост, биогумус, осадки сточных вод и другие органические материалы или смеси материалов, используемые для внесения питательных веществ в почву.
Зеленые удобрения – растения, выращиваемые для обеспечения покрова почвы и улучшения физических, химических и биологических характеристик почвы.
Вторично переработанные питательные вещества – питательные вещества, вносимые при выращивании растений или поглощаемые растениями, которые могут быть возвращены в оборот питательных веществ после потребления людьми или животными в качестве побочных продуктов при производстве продовольствия или в виде растительных остатков, возвращаемых в почву.
В России ресурсы органического вещества в аграрном секторе для введения природоподобных технологий «зеленой агрохимии» составляют около 430 млн. т, из них: 70-90 млн. т солома (ботва и другие растительные остатки), 40 млн. т сидераты с площади 2 млн га.
Производится порядка 310 млн т органических отходов животноводства (или примерно 210 млн т в пересчете на подстилочный навоз). Суммарное содержание только трех элементов питания растений (NPК) в них составляет 2,9 млн т действующего вещества. Довести объемы переработанной и применяемой органики до уровня 70% от произведенной с настоящих 70 млн т (33%) – актуальная и вполне решаемая задача.
Требование к «климатически нейтральному», «регенеративному» сельскому хозяйству – полное полезное использование органических ресурсов в системе мероприятий по «ревитализации» сельских территорий в части поддержания плодородия почв. Это уменьшит возможное негативное воздействие неконтролируемого оборота органических азоти углеродсодержащих продуктов на компоненты природной среды, сдержит эмиссию важнейших парниковых газов.
