Производство зерна пшеницы и применение минеральных удобрений в мире

Мировое производство зерна основных зерновых культур – пшеницы, кукурузы и риса, составляет 647, 814 и 441 млн. т, соответственно (FAOStat, 2012). Однако, в то время как большая часть урожая кукурузы используется для производства кормов для животных и биотоплива, 93% риса потребляется в стране-производителе. Пшеница – одна из основных продовольственных культур в мире, обеспечивающая 20% энергии в рационе человечества. Кроме того, пшеница - основной источник белка в развивающихся странах (Braun et al., 2010). В период с 2006 по 2010 гг. объем продаж мирового рынка зерна пшеницы был на уровне 135 млн. т в год (табл. 1), при этом 71% зерна было выращенно в США, Франции, Канаде, Австралии, России и Аргентине.

Рис.1. Производство зерна пшеницы, посевные площади, урожайность, и потребление минеральных удобрений (1961–2010 гг.) (FAOstat, 2012; IFADATA, 2012).

Потребность в пшенице возрастает из-за быстрого роста населения в развивающихся странах и, как ожидается, увеличится на 60% к 2050 г. (Rosegrant and Agcaoili, 2010). В последние 20 лет средний рост валового сбора зерна пшеницы в мире составлял около 1% в год (рис. 1), но это значительно меньше, чем 3,3% ежегодного роста в период «зеленой революции» между 1960 и 1990 гг. При этом общая посевная плащадь под пшеницой в мире существенно не менялась и оставалась на уровне 215 млн. га. Таким образом, увеличение производства зерна пшеницы происходило за счет роста урожайности (рис. 1). Для удовлетворения растущего спроса на зерно пшеницы в мире ежегодное увеличение его производства должно идти со скоростью, наблюдаемой в период после «зеленой революции» (рис. 1). Частично рост производства может быть достигнут за счет достижений генетики, однако необходимо также совершенствовать агротехнологии для того, чтобы уменьшить разрыв между потенциальной и реальной урожайностью.

История производства зерна пшеницы (1961–2010 гг.)

По сравнению с периодом 1961–65 гг. мировое производство зерна пшеницы увеличилось в 2,5 раза к 2010 г. Между 1961 и 1980 гг. Советский Союз производил около 24% мирового валого сбора зерна пшеницы, что составляло чуть более 80 млн. т/год (рис. 2). США были вторым крупнейшим производителем зерна пшеницы в этот период, собирая в среднем 13% мирового валого сбора зерна (44 млн. т/год). В 80-х годах 20-го века Китай достиг и продолжает удерживать сейчас первое место в мировом производстве зерна пшеницы, собирая в среднем в 2006 - 2010 гг. 112 млн. т зерна в год (рис. 2). Доли Индии и Пакистана в мировом производстве зерна также значительно выросли в последние полвека, а Россия после распада СССР осталась крупнейшим производителем пшеницы среди стран бывшего Советского Союза. Наибольшее снижение производства зерна пшеницы произошло в Северной Америке: доли США и Канады упали на 32 и 38% соответственно (рис. 2). Из 132 стран производящих зерно пшеницы в настоящее время, 10 ведущих стран производят около 70% мирового валового сбора зерна пшеницы (рис. 2), а 20 стран производят 85% зерна (табл. 1).

Рис.2. Производство зерна пшеницы в 10-ти ведущих странах-производителях в 1961–2010 гг. (FAOstat, 2012). Приведенные данные соответствуют средним величинам для каждого 5-летнего периода.

Таблица 1.

Посевные площади

В мире 70% посевных площадей под пшеницей (144 млн. га) сосредоточенны в десяти ведущих странах-производителях (табл. 1). Эта доля остается постоянной с момента распада СССР в начале 90-х годов 20-го века. Начиная с 1995 г., посевные площади под пшеницей увеличились главным образом в России (2.7 млн. га), Австралии (1.6 млн. га) и Индии (1.2 млн. га), несмотря на значительные колебания в размере посевных площадей под пшеницей по годам в зависимости от погодных условий года и экономических причин. В России, начиная с 1996 г., рост посевной площади под пшеницей соответствовал увеличению ее доли в общей посевной площади за тот же период времени, таким образом, наболее вероятно, что прирост посевных площадей происходил в результате замещения других культур пшеницей. В Австралии тоже наблюдается небольшое увеличение доли посевных площадей под пшеницей. Общая площадь посевов увеличилась на 2,2 млн. га с 1996 г. по 2010 г., в основном за счет земель, ранее используемых в качестве постоянных пастбищ или в севооборотах, что впоследствии привело к значительному снижению поголовья овец. Рост площадей под пшеницей в Индии на 1,2 млн. га также, по-видимому, связан с освоением новых земель, так как доля посевной площади под пшеницей в общей посевной площади в этой стране не менялась за последние 15 лет. В Германии посевная площадь под пшеницей увеличилась на 400 тыс. га за последние 15 лет – это немного относительно общей посевной площади под пшеницей в мире, но соответствует 15%-ному росту посевной площади под пшеницей в этой стране.

Самое значительное снижение посевных площадей под пшеницей за тот же период времени произошло в Китае (–5,1 млн. га), США (–3,3 млн. га), Канаде (–1,9 млн. га) и Турции (–1,2 млн. га) (рис. 3). В Китае, США и Канаде это снижение соответствовало уменьшению доли посевной площади под пшеницей в общей посевной площади, что указывает на замещение пшеницы другими сельскохозяйственными культурами. В тоже время в Турции доля посевной площади под пшеницей в общей посевной площади не изменилась из-за уменьшения общей посевной площади в стране.

Рис.3. Посевные площади под пшеницей в 10-ти ведущих странах-производителях в 1961–2010 гг. (FAOstat, 2012). Приведенные данные соответствуют средним величинам для каждого 5-летнего периода.

Рис.4. Урожайность зерна пшеницы в 10-ти ведущих странах-производителях в 1961–2010 гг. (FAOstat, 2012). Приведенные данные соответствуют средним величинам для каждого 5-летнего периода.

Эти изменения в посевных площадях, занятых пшеницей, могут объяснить, по крайней мере, отчасти, рост общего производства зерна пшеницы в Индии, России и Германии, а также его снижение в США и Канаде.

Урожайность

Изменения валового сбора зерна в мире по годам, не связаные с соответствующими изменениями в размере посевных площадей, наиболее вероятно, происходят в результате роста или снижения урожайности. Среднемировая урожайность зерна пшеницы удвоилась с 1.2 т/га в 1961 г. до 2.4 т/га в 1990 г. (рис. 1). Далее урожайность продолжала расти, хотя и меньшими темпами – с 2.4 т/га в 1990 г. до 3.0 т/га в 2010 (рис.1). Рост урожайности пшеницы в десяти ведущих странах-производителях представлен на рис. 4. В десятке ведущих стран-производителей пшеницы самая высокая урожайность всегда была в Германии и Франции. Однако в последнее десятилетие рост урожайности в Германии значительно замедлился, а урожайность во Франции несколько снизилась. В Китае урожайность пшеницы в предыдущие десятилетия росла примерно такими же темпами, как и в Европе, и продолжает расти в последние 10 лет. Этот значительный и устойчивый рост урожайности объясняет, почему производство зерна в Китае продолжает расти в последние 15 лет, несмотря на значительное сокращение площадей, занятых пшеницей.

Средняя урожайность зерна пшеницы в Канаде также быстро увеличивалась в течение последних десяти лет, но из десятки ведущих производителей только в Германии, Франции и Китае урожайность зерна превышает средний мировой уровень (табл. 1). В Пакистане, России и Турции урожайность зерна растет примерно так же, как в среднем в мире – на 1% в год, но остается ниже среднемирового по абсолютной величине, по крайней мере, на 0,5 т/га. Однако этого роста урожайности оказалось достаточно для увеличения общего производства в Пакистане и России, а также поддержания уровня производства в Турции, несмотря на сокращение посевных площадей под пшеницей в этой стране. В Индии и США урожайность близка к среднему мировому уровню, составляющему 3,0 т/га, но скорость роста все еще ниже 1% в год. Из-за 10-летней засухи в Австралии урожайность снизилась примерно на 2.2% в год в период с 1996 по 2000 г. Это падение частично объясняет снижение общего производства в Австралии, несмотря на недавнее расширение посевных площадей под пшеницей.

Применение минеральных удобрений при выращивании пшеницы

Общее количество минеральных удобрений (N, P2O5, K2O), применяемых при выращивании пшеницы в десятке ведущих стран-производителей, составляет около 18 млн. т д.в. в год (табл. 1). Суммарное годовое потребление минеральных удобрений для выращивания всех сельскохозяйственных культур в мире выросло с 37 млн. т д.в (N+P2O5+K2O)в год в период с 1961 по 1965 до 161 млн. т д.в. в 2005–09 гг. (рис. 1). Начиная с 1990 г., потребление минеральных удобрений выросло для всех сельскохозяйственных культур, в том числе, вероятно, и для пшеницы, хотя данные по внесению минеральных удобрений по культурам были опубликованы только в 2009 г. (Heffer, 2009). Таким образом, производство пшеницы потребляет около 15% от общего количества применяемых минеральных удобрений в мире, при этом 83% минеральных удобрений под пшеницу были внесены в 10 ведущих странах-производителях.

Рис.5. Внесение минеральных удобрений в 10-ти ведущих странах-производителях пшеницы в 1961–2010 гг. (FAOstat, 2012). Приведенные данные соответствуют средним величинам для каждого 5-летнего периода.

В период между 1991 и 1995 гг. Франция и Германия начали сокращать применение минеральных удобрений, и в настоящее время вносят удобрений меньше, чем в начале 90-х годов 20-го века на 34 и 23% соответственно. (рис. 5). Австралия также сократила применение удобрений под пшеницу на 18% по сравнению с 2000 г. Самый значительный рост в применении удобрений произошел в Индии, Пакистане, России и Китае – на 40–46% за последние 15 лет (рис. 5). В Канаде и Турции применение удобрений в последние годы остается почти стабильным, а в США оно сократилось на 6% по сравнению с периодом 1996–2000 гг. Из-за отсутствия данных по внесению минеральных удобрений по каждую с/х культуру, невозможно сделать вывод о том, под какие культуры были снижены дозы внесения. В Китае, Пакистане и России периоды роста урожайности совпадают с периодами роста применения минеральных удобрений, что подтверждает значительную роль достаточного питания растений для достижения стабильной урожайности пшеницы. Однако соотношение между увеличением количества применяемых минеральных удобрений и соответствующим ростом урожайности зерна пшеницы свидетельствует о неоптимальном уровне применения удобрений в этих странах в настоящее время. Дозы удобрений – только один из компонентов стратегии «4-х правил применения удобрений», которая включает внесение необходимых видов удобрений в оптимальной дозе, наиболее подходящем способом в нужное место и время. Эти правила зависят друг от друга, и если хоть одно из них нарушено, то и другие не могут быть выполнены.

Основным фактором, определявшим рост производства зерна пшеницы в мире, было увеличение урожайности, а не посевных площадей. Среди мер, направленых на улучшение технологии возделывания пшеницы и способствовавших росту урожайности, было увеличение применения минеральных удобрений. Благодаря этому урожайность возросла, но для поддержания высокого уровня производства зерна пшеницы в мире будет необходимо постоянно пересматривать дозы внесения минеральных удобрений. Вызов будет состоять в том, чтобы добиться увеличения производства продуктов питания в будущем, применяя минеральные удобрения рационально.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎