Коллектив ученых Воронежского государственного университета в составе доктора сельскохозяйственных наук Николая Болотова и профессора Анатолия Беляева под руководством заведующего кафедрой почвоведения и управления земельными ресурсами, профессора Дмитрия Щеглова предлагает проект внедрения отечественных разработок по электроактивированным водным растворам (ЭВР) в мелиорацию кислых почв. Эти технологии позволяют экологически чистыми методами оптимизировать кислотность (pH) любых кислых почв: от подзолов до выщелоченных и деградированных черноземов.
– Большинство кислых почв таежной зоны действительно малопродуктивны для выращивания основных сельскохозяйственных культур, но какое отношение к этому имеют наши прославленные черноземы, спросите вы? К сожалению, нерациональное сельскохозяйственное использование их в нашем регионе, применение физиологических кислых минеральных удобрений, неконтролируемые выбросы промышленных предприятий привели к подкислению значительной части некогда тучных черноземов почти до уровня серых лесных почв. В настоящее время около пяти миллионов гектаров Черноземья имеют кислотность почвы на уровне pH 5–6 единиц. По данным НИИ агрохимии им. Прянишникова, в настоящее время в России требуют известкования 65 млн. гектаров пашни. Эта потребность основывается на том, что кислые почвы с pH ниже 4,5 единиц практически не пригодны для сельскохозяйственного использования. Более того, при такой кислотности и высоком содержании обменного алюминия использование минеральных удобрений неэффективно для получения урожая сельскохозяйственных культур и может привести к загрязнению ими грунтовых вод. Осредненные потери по РФ от наличия кислых почв составляют 15–16 млн. тонн в пересчете на зерно в год. Легко подсчитать, какой убыток несет сельское хозяйство страны в денежном выражении ежегодно! – рассказывает руководитель проекта Дмитрий Щеглов.
Однонаправленный процесс подкисления почв в Воронежской области в настоящее время привел к тому, что около 800 тысяч гектаров типичных черноземов, то есть 25% пашни, превратились в так называемые деградированные черноземы. В некоторых случаях реакция почвенной среды снизилась почти на две единицы pH, Такие значения кислотности недопустимы для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур, не говоря уже об их урожайности. К примеру, сахарная свекла требует для своего нормального роста и развития pH почвы в весьма узких пределах от 7,0 до 7.5. На кислых почвах с pH <5,5 она теряет до 2/3 урожайности.
Становится очевидна необходимость мелиорации – нейтрализации почв. Существующие методы снижения кислотности почв (так называемое известкование), основаны на периодическом внесении в пахотный горизонт извести или других кальцийсодержащих мелиорантов. Однако этот процесс трудоемкий, себестоимость мелиорантов достаточно высокая, а снижение кислотности почвы сложно контролировать. Ученые ВГУ разработали технологию химической мелиорации кислых почв с использованием электроактивированных водных растворов (ЭВР). Эта технология может быть адаптирована к разным типам почв и даже к сезонной агротехнике выращивания конкретной культуры. Она позволяют обеспечить контролируемый процесс снижения кислотности любых почв, применительно не только к типу почвы, но и к физиологическим требованиям сельскохозяйственной культуры. По технологии, разработанной в Воронежском госуниверситете, ЭВР вводятся в почву в требуемых количествах (до 23% от объема пахотного слоя почвы) при поливе и позволяют единовременно изменить кислотность почвы с pH 3,5-4 ед. до 7 ед., то есть перевести малопродуктивную для большинства культурных растений почву в оптимальную по уровню кислотности.
– Суть химизма предлагаемых ноу-хау содержится в технологии патента РФ (автор – Николай Болотов) «Способ химической мелиорации кислых почв» № 2234524 от 28 ноября 2001 года, являющейся уникальной разработкой, не имеющей аналогов в мировой практике. Она состоит во внесении в почву щелочных элементов в виде ЭВР. Технологии электролиза позволяют разделить катионы металлов и аммония (Ca++, K+, Na+, NH4+, Mg++, Zn++ и др.) и кислотные остатки (SO42-, CL- и т.д.) и тем самым исключить основу подкисления почв. Катионы вносятся в почву в виде водных растворов в паре с гидроксилом ОН-, который обеспечивает изменение реакции почвенной среды в щелочную сторону. Таким образом, достигается не только контролируемая мелиорация почв, но и пополняются запасы элементов минерального питания растений. Эффект такой мелиорации распространяется не только на химические, но и на физические свойства почв, что позволяет, к примеру, изменить уплотненные и слитые глыбистые почвы в оструктуренные, – объясняет Дмитрий Иванович.
Кроме того, применение ЭВР позволяет микшировать отрицательный эффект неумеренного потребления хлористого калия (KCl) в качестве основного дешевого калийного удобрения. 35 миллионов тонн его ежегодно вносятся во всем мире, что приводит к скрытому эффекту подкисления почв. Процесс изменения реакции почвенной среды в кислую сторону при внесении калийных удобрений, в отличие от азотных или фосфорных, основан на том, что последние утилизируются растениями полностью, а из молекулы хлористого калия потребляется только ион калия. Ион хлора остается в почве и в качестве соляной кислоты, постепенно подкисляет её. Проектная технология внесения жидких минеральных активированных удобрений позволяет вносить в почву калий без иона хлора в форме активированного слабощелочного раствора. Этим решается проблема «физиологически» кислых удобрений. Более того, совмещение полива с внесением активированных удобрений позволяет сделать минеральную подкормку адресной по срокам и фазам вегетации. После применения ЭВР преобразуются в обычную воду, из которой и были получены. В этом заключается основное преимущество ЭВР перед любой «химией» при получении экологически чистой продукции.
В целом предлагаемые инновационные технологии позволяют гарантированно повысить продуктивность растениеводства в неблагоприятных условиях кислых почв в 1,5–2,5 раза с получением экологически чистой продукции, что соответствует агрономическому уровню XXI века.
