Минеральный стресс растений
Дефицит элементов питания в почве оказывает крайне негативное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Именно недостаточное обеспечение минеральными удобрениями обусловило существенное снижение производства сельскохозяйственной продукции в России за последние 10—15 лет. Это же было основной причиной более резких колебаний урожайности и снижения устойчивости земледелия (табл. 9.1).
Немаловажно, что ежегодный вынос питательных веществ из почв пашни вследствие сельскохозяйственной деятельности в 5 раз превышает возврат их с вносимым объемом минеральных и органических удобрений. В результате в земледелии сложилось неблагоприятное соотношение и отрицательный баланс питательных веществ (рис. 9.1).
Преимущественная часть урожая в современном экстенсивном земледелии России формируется без компенсации выносимых с урожаем элементов питания, т. е. за счет мобилизации почвенного плодородия. Относительно высокие урожаи зерновых при благоприятных погодных условиях последних лет (2001—2004) следует объяснить расходованием питательных веществ и почвенным плодородием, сформировавшимся в годы интенсивного применения удобрений (1986—1990). По данным Минсельхоза России, к 2006 г. повышенную кислотность имели 31% пахотных земель, низкое содержание: гумуса — 46%, подвижного фосфора — 22%, обменного калия — 10%. Доля почв с низким уровнем плодородия особенно велика в Нечерноземье. Одновременно наблюдается смещение на юг границы кислых почв, снижение содержания гумуса и элементов питания в почвах сельскохозяйственных угодий практически всех регионов. Резкое сокращение объемов известкования почв привело к тому, что повышенная кислотность вновь стала лимитирующим фактором эффективного использования удобрений.
Вместе с тем использование высоких доз минеральных удобрений в последние годы позволило произвести в ряде стран более 1 т зерна в расчете на каждого жителя: в Дании — 1,8, в Канаде — 1,7, Австралии — 1,2, в Венгрии и США — 1,1 т (для сравнения в России лишь 0,6 т). При этом урожайность зерновых в России (около 2 т/га в 2005 г.) в несколько раз ниже, чем в Китае (4,8 т/га), США (5,2 т/га), Великобритании (7,3 т/га) (рис. 9.2).
Очевидно, что только биоклиматическим потенциалом объяснить эту разницу нельзя и что имеется тесная связь между дозами вносимых удобрений и урожайностью зерновых культур (рис. 9.3).
Корреляция становится еще выше при анализе зависимости урожая от количества поглощенных микроэлементов. Однако в России в ближайшие годы вряд ли удастся переломить крайне негативную практику внесения мизерного количества удобрений (17 кг д. в. NPK/ra пашни в 2004 г.), что почти в 30 раз ниже, чем, например, в Голландии. Поэтому рассмотрение физиолого-биохимических и молекулярно-генетических основ устойчивости посевов полевых культур к дефициту элементов питания и возможностей получения в этих условиях (в том числе селекционно-генетическим путем) относительно стабильных урожаев представляет собой исключительно актуальную задачу.
