Введение. К современным вызовам необходимости решения проблемы продовольственной безопасности страны относятся три основных положения. Первое, это обеспечение продовольственно-сырьевых потребностей увеличивающегося населения на территориях проживания и в районах нового освоения. Важнейшее значение имеет анализ сельскохозяйственного потенциала почвенных ресурсов, включая качество почв, обеспеченность их элементами питания, пригодность для сельскохозяйственных культур, оптимизацию размещения культур, выделение особо ценных продуктивных почв, возвращение земель в сельскохозяйственный оборот, рекультивацию и др. Третий вызов – это слабое почвенное и агрохимическое сопровождение, необходимое для решения современных социально-экономических, экологических задач, а также проблемы продовольственной безопасности. Исходя из этих вызовов, в настоящее время выделяют следующие основные направления решения поставленных вопросов. Одним из главных является сохранение потенциального и эффективного плодородия почвы по основным базовым показателям (содержанию и запасам гумуса, реакции почвы, агрофизическим свойствам, обеспеченности элементами питания и др.), которые обеспечивают урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.Важное направление заключается в выявлении биологических показателей для оценки состояния микробных комплексов по численности и соотношению различных групп микроорганизмов в почве, которые влияют на направление почвенных процессов, природную и агрогенную трансформацию свойств почв, особенно элементов питания, в первую очередь необходимых для растений.Актуальным направлением решения экологических проблем в сельском хозяйстве является контроль показателей загрязнения почвы различными веществами, такими как тяжелые металлы, радионуклиды, нефтепродукты и другие вещества. Они негативно влияют на комплекс почвенных свойств, качество сельскохозяйственной продукции, следовательно, на здоровье животных и человека.На основе параметров качества почв для производства сельскохозяйственных культур проведены расчеты и установлены результаты, свидетельствующие, что по перечню показателей, соответствующих ГОСТ, большая часть Сибирского федерального округа характеризуется почвами среднего и ниже среднего качества. Эти показатели включают содержание гумуса, содержание физической глины, мощность гумусового/пахотного слоя, а также лимитирующие свойства (эрозия, переувлажнение, засоление и др.). Особую тревогу в сельскохозяйственном производстве вызывает дефицит подвижных форм питательных веществ, доступных для растений [1–3]. Это нарушает требования регулирования и оптимизации многоэлементного сбалансированного питания, которое основано на использовании не менее 15 макро- и микроэлементов. Многоэлементная система применения удобрений все больше обращает на себя внимание [4]. Между элементами питания в процессе их поступления в растения существует взаимосвязь, то есть при изменении содержания одного элемента в почве меняется поступление в растение других. Исходя из этого, традиционный блок удобрений, включающий азот, фосфор и калий, должен быть основательно расширен. Регулирование и оптимизация многоэлементного сбалансированного минерального питания является важным резервом для получения высоких урожаев и повышения качества продукции, особенно содержания белка и растительных масел. Для условий Сибири с ее жестким биоклиматическим потенциалом, достаточно низким бонитетом почв, дефицитом питательных веществ решение этой задачи является первоочередным [5, 6].Цель исследований –комплексная оценка проблемы дефицита основных питательных веществ в пахотных почвах Красноярского края.Материалы и методы. Использованы материалы агрохимической службы Красноярского края по обследованию пахотных почв на содержание основных элементов питания. Обобщены результаты последних циклов агрохимического обследования по нитратному азоту, подвижному фосфору, обменному калию и подвижной сере, а также микроэлементам. Проведен расчет площадей и группировка почв по степени обеспеченности указанными элементами питания в зональном аспекте на основании материалов обследования трех агрохимических лабораторий края: ФГБУ ГЦАС «Красноярский», ФГБУ ГСАС «Минусинская», ФГБУ ГСАС «Солянская». Дана комплексная оценка проблемы дефицита основных питательных веществ – биогенов, от которых напрямую зависит величина урожая и качество продукции.Результаты и их обсуждение. Продуктивность сельскохозяйственных культур обусловлена комплексом природных и агротехнических факторов, формирующих почвенное плодородие.Среднее и низкое качество почв Красноярского края обусловлено целым рядом глобальных и региональных вызовов агросферы региона. Оно связано со специфическим географическим положением и геоморфологическими особенностями территории, наклоненной к Северному ледовитому океану, открытой холодным арктическим массам, выхолаживающим поверхность. Островной (котловинный) характер лесостепной земледельческой части края, жесткий биоклиматический потенциал и тренды изменения климата также ограничивают продуктивность сельскохозяйственного производства. Существуют достаточно острые проблемы в землепользовании, связанные с большими площадями заброшенных пахотных угодий, их состоянием, высокой долей паров, нарушением агротехнологий. Вызывает тревогу современное состояние почвенного плодородия, а также динамика агрохимических свойств пахотных почв в многолетнем цикле, свидетельствующая о развитии процессов деградации. Низкий уровень химизации и нарушение сбалансированного питания сельскохозяйственных культур влекут за собой экономические и экологические издержки.Ведущее значение в получении высоких уровней урожайности и повышении качества продукции имеет обеспеченность почвы элементами питания, прежде всего азотом. В почвах пахотных и кормовых угодий Красноярского края существует острый дефицит нитратного азота, подвижного фосфора, подвижной серы, молибдена, марганца, а также недостаток цинка и кобальта.Активность процессов нитрификации и темпы накопления нитратного азота зависят прежде всего от погодных условий, технологий обработки почвы и предшественника. Сплошное обследование почв, проведенное агрохимической службой Красноярского края, свидетельствует об остром дефиците минерального азота. Жесткие биоклиматические условия нашего региона угнетают активность микробиологических процессов, существенно снижая интенсивность нитрификации и образование нитратного азота [7–10]. Минимизация обработки почвы, прямой посев также ограничивают активность этих процессов, снижая обеспеченность нитратным азотом при сильном уплотнении почвы, усиливая денитрификацию и увеличивая газообразные потери азота за счет работы бактерий, разлагающих большое количество растительных остатков в верхних слоях почвы [11–15].Обобщенные результаты агрохимического обследования пахотных почв Красноярского края с 2020 по 2024 г. свидетельствуют о дефиците нитратного азота на 57,4 % площади. Установлено, что под урожай 2025 г. более половины обследованных площадей почв в целом по краю характеризуется очень низкой и низкой обеспеченностью нитратным азотом. Еще ниже обеспеченность этой важнейшей формой питательного вещества в почвах Южно-Минусинской и Восточной групп районов, что следует из таблицы 1.   Таблица 1Результаты почвенной диагностики на содержание нитратного азота под урожай 2025 г.Results of soil diagnostics for nitrate nitrogen content for the 2025 harvest Зона деятельностиОбследованная площадь пашни (%) с содержаниемнитратного азота, мг/кг почвыдо 12более 12ФГБУ ГЦАС «Красноярский»39,948,1ФГБУ ГСАС «Минусинская»76,523,4ФГБУ ГСАС «Солянская»68,032,0Всего по краю60,035,2  По результатам тканевой диагностики на азот также установлено, что большие площади обследованных производственных посевов сельскохозяйственных культур, в том числе яровой пшеницы разных сортов, размещенной по различным предшественникам, характеризуются острым дефицитом нитратного азота. Кроме того, эти посевы отличаются очень высокой пространственной неоднородностью, так называемым «пестропольем», содержания не только азота, но и других элементов питания, что ухудшает качественное состояние стеблестоя и приводит к затруднению при уборке урожая [16–18]. Использование данных метода тканевой диагностики сельскохозяйственных культур на нитратный азот, полученных в большинстве опытов, также свидетельствуют о дефиците минерального азота. Как правило, обеспеченность этим элементом питания вегетирующих растений не выходит за пределы 2–3 баллов, что по существующим градациям указывает на их азотное голодание в течение вегетации. Это требует регулирования и оптимизации питания сельскохозяйственных культур, как при основном внутрипочвенном внесении удобрений, так и в течение вегетации за счет проведения некорневых подкормок «по листу» широким спектром препаратов нового поколения.  Таблица 2 Результаты почвенной диагностики на содержание нитратного азотапо пару под урожай 2022 г.Results of soil diagnostics for nitrate nitrogen content after fallow for the 2022 harvest ЗанаОбследовано,гаСодержание N-NO3менее 12 мг/кгболее 12 мг/кгга%га%Центральная и западная, ФГБУ ГЦАС«Красноярский»83505,023853,328,659651,771,4Южная, ФГБУ ГСАС «Минусинская»22448,016496,073,55952,026,5Восточная, ФГБУ ГСАС «Солянская»53062,016613,031,336449,068,7Всего по краю159015,056962,335,8102052,764,2  Обобщенные результаты агрохимического обследования пахотных почв с 2016 по 2021 г. на содержание нитратного азота по предшественникам также свидетельствуют о том, что в полях чистого пара нитрификация существенно ослаблена. Этот предшественник не оправдывает свое назначение как отличного накопителя нитратного азота в почвах всех природных округов [19]. Площади почв с дефицитом нитратного азота по зерновому предшественнику составляли за этот период 67,1 %, а по чистому пару 47,6 %, т. е. практически половину от обследованных.После 2022 г. агрохимическая служба прекратила сплошное обследование на нитратный азот по предшественникам. Из таблицы 2 отчетливо видно, что паровой предшественник в этом году также отличался слабой нитрификационной способностью почв. Более трети обследованных площадей характеризовались дефицитом нитратного азота. Острейший недостаток этого элемента питания традиционно отмечается в почвах Южно-Минусинской зоны, где более 70 % площади пашни испытывали первоочередную потребность в азотных удобрениях по паровому предшественнику (см. табл. 2). Определение нитратного азота по чистому пару в почвах опытов, проводимых на кафедре почвоведения и агрохимии, также свидетельствует о дефиците в них этого важнейшего питательного элемента.Фосфор по своей значимости в питании сельскохозяйственных культур в условиях Сибири имеет существенное, а в некоторых случаях решающее значение. Он повышает урожайность, качество продукции, ускоряет созревание, укорачивает вегетационный период. Фосфор увеличивает содержание белка, сахаров, жиров, прочность волокна, зимостойкость и морозоустойчивость, засухоустойчивость, так как способствует развитию хорошей корневой системы. Он усиливает поглощение других элементов питания, особенно азота и большинства микроэлементов. Наибольшую тревогу вызывает остродефицитный баланс как общего, так и подвижного фосфора, который в почвах Красноярского края связан с бедностью почвообразующих пород фосфорсодержащими минералами. Кроме того, в последние десятилетия хозяйствами нашего края отмечается крайне низкий уровень применения фосфорных удобрений. Двойной гранулированный суперфосфат не применяется уже более 20 лет. Основные фосфорсодержащие удобрения в регион поступают в виде двойных (аммофоса или нитроаммофоса) или тройных (аммофоска, азофоска, диаммофоска, NРК) комплексных удобрений. Эти удобрения дорогие, а доля фосфора в большинстве их низкая, что приводит к увеличению норм внесения и снижению окупаемости прибавкой урожая. Потребность сельского хозяйства края в фосфорных удобрениях (за счет комплексных) удовлетворяется не более чем на 10–15 %. В этой связи необходимо значительно ограничить экспорт апатитового концентрата и фосфорсодержащих удобрений как стратегического (невозобновляемого) ресурса, необходимого для обеспечения продовольственной безопасности страны на десятилетия вперед.По результатам последнего цикла агрохимического обследования (2020 г.) обеспеченность подвижным фосфором пахотных почв края низкая или средняя. Максимальную площадь пашни занимают почвы с очень низким и низким содержанием подвижного фосфора (37,9%), со средним – 28 %. Средневзвешенное его количество в почвах края составляет 157,6 мг/кг почвы (табл. 3).  Таблица 3 Результаты агрохимического обследования по зонам краяResults of agrochemical survey by zones of the region ЗонаГумус, %Элементы питания, мг/кг почвыподвижный фосфоробменный калийподвижная сераЦентральная и западная, ФГБУ ГЦАС «Красноярский»6,7119,7141,76,48Южная, ФГБУ ГСАС«Минусинская»6,118699,73,2Восточная, ФГБУ ГСАС«Солянская»5,7167,3146,63,09Всего по краю6,2157,6129,34,26  Проявляется определенная зональность в степени обеспеченности почв подвижным фосфором по природным округам края. Наиболее бедны подвижными фосфатами почвы Чулымо-Енисейской, Ачинско-Боготольской, Минусинской и южной части Канской лесостепи. В этих природных округах на долю почв с очень низким и низким содержанием Р2О5 приходится более 50 % площади пашни. Почвы северных районов Канской лесостепи образуют свой агрохимический округ, что связано с их более высокой обеспеченностью подвижным фосфором. Основные площади, на которые приходится 82,9 % обследованной пашни края, нуждаются в первоочередном внесении фосфорных удобрений.Красноярский край и Республика Хакасия богаты залежами фосфоритов, агроруд, из которых можно производить фосфорные удобрения, чтобы покрыть их острейший дефицит в сельском хозяйстве. Для этого необходимо научное обоснование и организация производства по переработке фосфатных руд местных месторождений. Данная проблема пристально обсуждается учеными и производственниками нашего региона, так как на территории Енисейской Сибири разведаны и в разной степени изучены многие месторождения Восточного и Западного Саяна, Кузнецкого Алатау. Наиболее перспективными месторождениями фосфоритов с практической и экономической точки зрения являются залежи этих агроруд, расположенных в Алтае-Саянском фосфоритоносном бассейне. Изучение и оценка агроэкологических свойств и эффективности фосфорных удобрений из фосфоритов местных месторождений, разработка технологических основ их получения крайне необходимы.В то же время пахотные почвы Красноярского края по содержанию гумуса и обменного калия характеризуются достаточно высоким естественным плодородием. Они отличаются повышенной степенью гумусированности, особенно в Центральной и Западной группе районов, а также высоким и очень высоким содержанием обменного калия, доступного для растений, что следует из таблицы 3.Сера необходима для протекания очень многих физиолого-биохимических процессов в сельскохозяйственных культурах. Потребность растений в сере намного выше, чем в кальции и магнии, особенно при достаточном количестве в почве минеральных форм азота, фосфора и калия. В большинстве почв сера находится в органических соединениях, в валовой форме (до 90 %), не доступной для растений. Существенно меньше ее содержится в минеральной доступной форме, в виде сульфат ионов SO4 (10–15 %). Содержание валовой серы в почвах зависит от количества гумуса. Сера органических соединений почвы переходит в минеральную форму, усвояемую растениями, в результате процесса сульфофикации, очень требовательного к внешним условиям. В отличие от азота и фосфора обращение серы в биосфере намного быстрее, а ее резервы для обеспечения растений в почве беднее. В то же время интенсивность процесса сульфофикации в два раза слабее, чем нитрификации [20–22].В питании растений сера играет многостороннее физиолого-биохимическое значение. При недостатке серы задерживается биосинтез белков, растительных масел, замедляется развитие и рост растений, уменьшаются размеры, бледнеет зеленая окраска. Сера улучшает использование других питательных веществ. Способствует фиксации азота, усиливая образование клубеньков у растений.В условиях резко континентального климата Сибирского региона при ограничивающих природных факторах в большинстве случаев минеральная (сульфатная) сера, как и нитратный азот, находится в дефиците за счет угнетения активности микробиологических процессов в почвах. Эти почвы сезонно-мерзлотные. Весной и в начале лета часто бывают низкие температуры и заморозки, что резко тормозит деятельность сульфатредуцирующих бактерий и интенсивность процессов сульфофикации. Почвы сельскохозяйственных угодий лесостепной зоны Красноярского края характеризуются достаточным содержанием валовой серы, что связано с их высокой степенью гумусированности. В то же время содержание подвижной серы в почвах очень низкое из-за ослабленных процессов сульфофикации, более требовательных к внешним условиям, даже по сравнению с нитрификацией. Средневзвешенное содержание серы в обследованных почвах края составляет 4,9 мг/ кг почвы, что соответствует низкой обеспеченности (табл. 4). В почвах Восточной зоны 78 % обследованной площади имеют очень низкое содержание этого элемента питания, равное 3,8 мг/кг почвы. Еще беднее подвижной серой пахотные почвы Южно-Минусинской зоны, где средневзвешенное ее количество за последние 5 лет составляет всего 3,2 мг/ кг почвы. Таблица 4Группировка пахотных почв Красноярского края по обеспеченности подвижной серойGrouping of arable soils of Krasnoyarsk Region by availability of mobile sulfur Обследованная площадьПлощади почв по классам обеспеченности, тыс. гаСредневзвешенноесодержание, мг/кг почвынизкаясредняявысокая2456,19, тыс. га1746,2573,12136,874,9%71,123,35,6 Пахотные почвы Красноярского края характеризуются устойчивым отрицательным балансом серы в многолетнем цикле. Вносимые виды и дозы минеральных и органических удобрений не компенсируют отчуждение серы с урожаями сельскохозяйственных культур [23, 24]. Отсюда нарушаются процессы биосинтеза белка и растительных масел, существенно снижается величина урожая и качество продукции.В сельское хозяйства края поступает ограниченный ассортимент серосодержащих удобрений, в основном это сульфат аммония и сульфат калия. В последние годы появились обогащенные серой комплексные удобрения – сульфоаммофос, нитроаммофоска, обогащенная серой, а также сульфат аммония, обогащенный серой и гуматом калия. В серии модельных опытов, проведенных на кафедре почвоведения и агрохимии, эти удобрения показывают достаточно высокую эффективность при внесении под горох, рапс и яровую пшеницу, как на черноземах, так и на агросерых почвах [25].Для улучшения серного питания сельскохозяйственных культур необходимо выбирать серосодержащие удобрения и увеличивать дозы их внесения, особенно под культуры белкового типа питания (зерновые, бобовые), а также масличные (рапс, рыжик, горчица). Оптимизация серного питания растений с учетом агрохимических свойств зональных почв повысит эффективность применения макро- и микроудобрений и увеличит продуктивность и качество сельскохозяйственных культур.Природное содержание и разнообразие микроэлементов зависит прежде всего от биогеохимических особенностей ландшафтов, а также от генетических свойств почвы, связанных с химическим составом почвообразующих пород. В определенной степени количество микроэлементов обусловлено поступлением из атмосферного воздуха, а также частично из почвенно-грунтовых вод [26]. Важное эколого-агрохимическое значение имеет оценка поступающих микроэлементов под влиянием техногенных потоков веществ промышленных предприятий, транспорта и энергетики, которые могут являться загрязнителями почвы и сельскохозяйственной продукции. Преобладающая часть микроэлементов, содержащихся в почве, представлена в валовой форме, которая растениям недоступна. Большинство подвижных форм микроэлементов, которые усваиваются растениями из почвы, как правило, находятся в дефиците.Обеспеченность пахотных почв края основными микроэлементами в подвижной форме неодинакова, что следует из таблицы 5. Около 70 % обследованных площадей характеризуются высоким содержанием бора, играющего ведущее значение в опылении растений, в делении клеток верхушечной меристемы и т. д. В почве бор взаимосвязан с гумусом, чем выше содержание гумуса, тем выше обеспеченность бором. В почвах края эта агрохимическая зависимость четко проявляется. Высокое содержание меди объясняется тяжелым гранулометрическим составом почв края. Более половины обследованной площади пашни отличаются высоким содержанием цинка и кобальта, что обусловлено богатством наших почв кальцием, проявляющим сродство с этими микроэлементами. Острый дефицит установлен по содержанию молибдена, очень важного микроэлемента для растений. Молибден входит в состав фермента нитратредуктазы, который участвует в синтезе белка. В условиях края проблема синтеза белка культурами этого типа питания стоит очень остро, так как его содержание в продукции низкое.  Таблица 5 Содержание подвижных микроэлементов в почвах краяContent of mobile microelements in soils of the region МикроэлементПлощадь,тыс. гаСтепень обеспеченности, %низкаясредняявысокаяБор1599,21,429,069,6Молибден1579,258,739,22,1Медь1666,97,83,089,2Цинк1657,233,67,758,7Марганец1264,426,849,723,5Кобальт1732,31,840,857,3 Содержание подвижного марганца в почвах зависит от степени их кислотности. С повышением кислотности почвы увеличивается содержание подвижного марганца. Дефицит марганца в пахотных почвах края объясняется тем, что они имеют нейтральную или близкую к нейтральной реакцию, а доля кислых почв незначительная. Следовательно, необходимо регулирование питания сельскохозяйственных культур всеми микроэлементами за счет микроудобрений или комплексных минеральных удобрений нового поколения, обогащенных ими.Баланс элементов питания в земледелии является показателем уровня воспроизводства плодородия почв. В последние 14 лет состояние уровня применения удобрений в Красноярском крае нельзя назвать устойчивым. Формирование урожая сельскохозяйственных культур идет преимущественно за счет естественных источников плодородия почвы и запасов питательных веществ, созданных предшествующей удобренностью, которая существенно снижается. Вынос макроэлементов с основной продукцией компенсировался минеральными удобрениями только на 15–23 %.Исследование макро- и микроэлементного состава почв и растительной продукции сельскохозяйственных угодий Сибири свидетельствует о следующем. Проблема загрязнения тяжелыми металлами почв региона часто надумана и не подтверждается результатами агрохимического обследования. В реальности на большинстве сельхозугодий ее аграрных районов валовое содержание в почвах микроэлементов, включая тяжелые металлы, находится в пределах агрохимических, биогеохимических и санитарно-гигиенических норм. Установлен дефицит подвижных форм ряда микроэлементов. Большинство растительной продукции с сельхозугодий аграрных районов Сибири не загрязнено тяжелыми металлами, что предполагает отсутствие их избытка в продуктах питания. Все более актуальной проблемой становится истощение плодородия почв, уже проявляющееся в дефиците для растений кальция, магния, кобальта, молибдена, цинка, чреватое ухудшением урожайности растений и качества их продукции. Особую тревогу вызывает острый дефицит или недостаток элементов-биофилов (азота, фосфора, серы), определяющих качество получаемых продуктов питания и кормов для животных. Негативные изменения минеральной полноценности растительной продукции и плодородия почв будут усиливаться из-за разбалансированности питания растений, а также внесения преимущественно азотных удобрений.Заключение. Для регулирования и оптимизации сбалансированного многоэлементного питания необходимо учитывать обеспеченность пахотных почв питательными веществами, их физиологическую роль для растений и биологические особенности возделываемых культур. Дефицит трех важнейших элементов питания (азота, фосфора и серы) приводит к нарушению процесса синтеза белка. Недостаток подвижного фосфора и серы существенно снижает синтез растительных масел, следовательно, резко снижается качество получаемой продукции, что влечет за собой экологические и экономические издержки.Исходя из агрохимической характеристики пахотных почв по результатам последних циклов обследования, альтернативы азотным, фосфорным и серосодержащим удобрениям в нашем регионе нет. Несмотря на высокую обеспеченность почв обменным калием, существует потребность в периодическом внесении калийных удобрений с учетом биологических потребностей культур, а также обогащенных микроэлементами комплексных удобрений нового поколения.Сохранение потенциального и эффективного плодородия пахотных почв, оптимизация и регулирование многоэлементного сбалансированного питания сельскохозяйственных культур является важнейшей современной задачей. Основные пути решения этих проблем сводятся к следующим направлениям.Наращивание темпов применения промышленных минеральных и биологических удобрений, обеспечение правильного соотношения видов и доз удобрений.Максимальное использование биологических источников элементов минерального питания растений, применение новых видов обогащенных удобрений.Использование резервов местных органических и минеральных удобрений, мелиорантов, компостов на основе отходов производства и природного органического сырья.Оптимизация доли пара в структуре пашни и замена чистых паров на сидеральные, а также улучшение структуры посева сельскохозяйственных культур.Введение новых культур, повышающих видовое разнообразие агроценозов и их экологическую устойчивость.Освоение адаптивно-зонально-ландшафтных систем земледелия, защита почв от эрозии.Соблюдение агротехнических требований обработки почв с учетом зональных биоклиматических условий региона.Поддержание оптимального фитосанитарного состояния посевов за счет применения интегрированной системы защиты растений от сорняков, вредителей и болезней.В целях обеспечения продовольственной безопасности страны должен быть осуществлен переход аграрного сектора на интенсивный путь развития, включая всестороннюю химизацию земледелия. Разумной альтернативы применению минеральных удобрений не имеется. Модель рационального и безопасного применения минеральных удобрений и других современных средств химизации позволит приостановить истощение почв и повысить продуктивность культур до уровня, при котором страна откажется от импорта продовольствия.