Удобрение из переработанного фосфора снижает вымывание питательных веществ и сохраняет урожай
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне провели полевые испытания новой перспективной формы фосфорного удобрения — аммонийфосфата струвита. Это удобрение предлагает тройную выгоду: оно перерабатывает питательные вещества из сточных вод, снижает вымывание фосфора и азота из почвы и сохраняет или даже повышает урожайность сои по сравнению с обычными фосфорными удобрениями.
«Это первая полевая оценка, которая одновременно рассматривает и снижение потерь питательных веществ, и пользу для урожая», — отметил руководитель исследования Эндрю Маргенот.
Его команда обнаружила, что струвит может полностью заменить моноаммонийфосфат (MAP) или диаммонийфосфат (DAP) для сои с точки зрения урожайности, при этом сокращая диффузные потери питательных веществ.
Проблема традиционных удобрений
Осеннее внесение MAP или DAP — обычная практика в производстве кукурузы и сои на Среднем Западе США. Однако фосфор в этих удобрениях хорошо растворим в воде, поэтому большая его часть теряется зимой и ранней весной. Это приводит к загрязнению водоёмов и снижению доступности фосфора к моменту весенней посадки.
Кроме того, MAP и DAP содержат растворимые формы азота, что является упускаемым из виду фактором, способствующим потерям нитратов.
«В США и на Среднем Западе подавляющее большинство наших фосфорных удобрений аммонизировано. Когда фермеры покупают источник фосфора для осеннего внесения, их выбор обычно ограничен MAP или DAP, поэтому они не могут избежать сопутствующего внесения азота», — пояснил Маргенот.
В сопутствующей работе он подсчитал, что внесение DAP в типичной норме (200 фунтов на акр) добавляет 36 фунтов азота на акр, которые обычно не учитываются. В масштабах Иллинойса это около 198 миллионов фунтов азота, вносимых каждую осень в форме MAP или DAP.
«Это на 11% больше, чем наша общегосударственная цель по сокращению потерь нитратов. Управление этим упускаемым из виду осенним азотом — “низко висящий плод”», — заявил учёный.
Преимущества струвита
Струвит также содержит азот, но он менее растворим в воде, чем MAP. Исследование показало, что вымывание фосфора и азота под струвитом было значительно ниже, чем под MAP, и сравнимо с естественным вымыванием на неудобренных почвах.
При этом доступность питательных веществ для растений не страдала: урожайность сои существенно не отличалась при использовании любого из удобрений. На одном из участков в Южном Иллинойсе струвит даже увеличил урожайность сои по сравнению с контрольными делянками без удобрений. Учёные предполагают, что это может быть связано с наличием магния в струвите.
Струвит (фосфат магния-аммония, формула 5-22-0 [10 Mg]) образуется при добавлении магния в сточные воды, где он связывает фосфор и азот. Некоторые крупные города уже сдают часть своих сточных потоков в аренду компаниям для производства этого переработанного удобрения.
Ограничения и рекомендации
В настоящее время производство струвита слишком мало, чтобы удовлетворить потребности всего Кукурузного пояса в фосфоре. Однако исследование доказывает эффективность этого решения для будущего.
Маргенот также отмечает, что потери питательных веществ происходят даже без внесения удобрений, и рекомендует использовать покровные культуры для смягчения этих «фоновых» потерь, особенно на богатых органикой чернозёмных почвах.