Оптимальный способ внесения азота для биологизации беспахотной кукурузы определили ученые
Подкормка органическими удобрениями, такими как навоз крупного рогатого скота, считается одним из основных инструментов экологического сельского хозяйства. Будь то химический или органический источник, азот в почве, где растения могут легко его использовать, приносит пользу росту, здоровью и качеству урожая. Однако азот, покидающий почву путем выщелачивания в грунтовые воды, попадания с поверхностным стоком в ручьи или попадания в воздух в виде аммиака или выбросов закиси азота, наносит ущерб окружающей среде. Для решения этой проблемы ученые определили стратегию по синхронизации выращивания покровной культуры для кукурузы на силос и внесения навоза в системе беспахотного земледелия.
🔹
В США, где многие молочные фермеры выращивают кукурузу для кормления животных, особенно в Пенсильвании и других местах на северо-востоке США, часто используется навоз в качестве удобрения как способ сокращения затрат. Кроме того, ряд фермеров внедрили нулевую обработку для улучшения состояния почвы, снижения затрат на топливо и рабочую силу, уменьшения пыли и эрозии, а также более эффективного водосбережения. Покровные культуры в таких хозяйствах – привычная практика. Однако, управление азотом по-прежнему остается проблемой.
Чтобы предоставить рекомендации для этих фермеров, группа ученых-агрономов из Университета штата Пенсильвания провела исследование стратегий управления навозом молочных коров для экосистемных услуг в системах земледелия с нулевой обработкой почвы. В недавно опубликованных в журнале Agronomy Journal выводах они сообщают о новой стратегии, которая достигает нескольких целей по борьбе с выбросами парниковых газов, сохраняя урожайность кукурузы: внесение навоза в растущую покровную культуру ранней весной, пишет Джефф Малхоллем в релизе университета.
«Внесение навоза ранней весной, синхронизированное с ростом покровной культуры, когда температура ниже, может сократить выбросы аммиака и закиси азота по сравнению с поздней весной, когда температура выше, а покровная культура уже прекращена. Эта практика предлагает выагодную стратегию для одновременного достижения нескольких природоохранных и агрономических целей», – рассказывает первый автор Сайлеш Сигдел, докторант в области сельскохозяйственных и экологических наук о растениях.
Многие фермеры, занимающиеся молочным хозяйством, использующие технологию нулевой обработки почвы, выращивают озимые культуры, такие как рожь посевная или однолетний райграс и красный клевер, между кукурузой и кормовыми культурами в севообороте (люцерна или ежа сборная), выращиваемыми на корм скоту, говорит руководитель исследовательской группы Хизер Карстен, доцент кафедры растениеводства/экологии в Колледже сельскохозяйственных наук: «Покровные культуры выращиваются для увеличения содержания органического вещества в почве и улучшения ее плодородия путем, а также для захвата излишков питательных веществ после сбора летнего урожая. Они также помогают предотвратить эрозию почвы, ограничивают сток питательных веществ, улучшают структуру почвы и помогают подавить сорняки».
«Принято считать, что самый надежный способ предотвратить потерю азота в виде аммиачного газа и насыщенного азотом стока – это впрыскивание жидкого навоза под поверхность земли, но на самом деле это не идеальная стратегия. Хотя подобное внесение навоза обычно сохраняет аммиак, мы также знаем, что сохраненный азот может способствовать увеличению выбросов закиси азота – мощного парникового газа, способствующего изменению климата, – посредством процесса в почве, известного как нитрификация и денитрификация. В 2022 году около 75% выбросов закиси азота в США приходилось на сельское хозяйство. Поэтому наше исследование было сосредоточено на том, как сократить эти выбросы», – поясняет исследователь.
Цистерна для навоза молочного КРС с мелкими дисковыми инжекторами, используемая для впрыскивания жидкого молочного навоза на поля ферм с нулевой обработкой почвы. Автор фото: Сайлеш Сигдел/Penn State.
В экспериментах, проведенных в Исследовательском сельскохозяйственном центре имени Рассела Э. Ларсона в Пенсильванском государственном университете, исследователи сравнили четыре сценария. Они оценили поверхностное разбрасывание навоза ранней весной, инъекцию жидкого навоза молочного КРС для растущей покровной культуры, а также поздние весенние применения для покровной культуры, которая была уничтожена гербицидом.
«Наше исследование показало, что именно при поверхностном ленточном внесении навоза в живые покровные культуры ранней весной потери закиси азота сокращаются на 55%, при этом урожайность сохраняется, как и в случае с рекомендуемой в настоящее время практикой внесения навоза после уничтожения покровных культур перед посадкой кукурузы. Таким образом, наш подход предлагает потенциально беспроигрышную стратегию управления навозом и покровными культурами, достигая как агрономических, так и экологических целей», – заключил Сигдель.
Источник: Pennsylvania State University. Автор: Джефф Малхоллем.
На заглавном фото вы видите газоанализатор, подключенный к вентилируемой статической камере, используемый в этом исследовании для измерения выбросов закиси азота с исследовательского участка. Автор фото: Сайлеш Сигдел/Penn State.
