Оптимизация источника и нормы удобрения для предотвращения гибели корней

Удобрения используются в сельском хозяйстве по всему миру для повышения урожайности и прибыли фермеров. Однако, как и с лекарствами, важна правильная дозировка.

Особенно критичны норма и источник удобрения при ленточном (banding) внесении — методе, при котором удобрение размещается полосой в почве ниже семени. Хотя этот метод имеет преимущества, он может повредить корни растений при неправильном применении.

«Внесение полосой ниже и сбоку — это рекомендуемая практика, но прямое внесение под семя продолжает оставаться обычной практикой в засушливых системах», — говорит Исаак Мадсен из Университета штата Вашингтон. — «Это может сократить количество проходов техники по полю».

Исследователи стремятся найти идеальную норму и источник удобрения, которые помогут растениям, не повреждая корни. Команда Мадсена изучила этот эффект на рапсе.

С помощью новых методов визуализации и анализа они впервые смогли наблюдать, как корни рапса взаимодействуют с полосой удобрения.

«В этом исследовании мы визуализировали рост корней рапса в полосу удобрения и измерили повреждение его стержневого корня», — объясняет Мадсен. — «Используя ризобоксы со сканером (стеклянные ящики с почвой), мы смогли собрать серию изображений корней с течением времени».

Повреждение корней особенно важно для рапса, так как у него длинный стержневой корень. Если он поврежден, растение не может правильно поглощать питательные вещества и воду.

Конечной целью команды было определение кривой "доза-эффект" (dose-response curve). Это поможет фермерам лучше применять удобрения и понимать, нанесут ли они вред корням.

«Кривая "доза-эффект" помогает определить количество вещества, которое вызовет конкретный ответ», — говорит Мадсен. — «В данном случае мы моделировали выживаемость, глубину и расстояние стержневого корня от полосы удобрения».

В исследовании использовали три источника азотных удобрений:

• Мочевина (urea)
• Сульфат аммония (ammonium sulfate)
• КАС (urea ammonium nitrate)

Каждый из них по-разному реагирует в почве и, как предполагали исследователи, вызывает разную степень повреждения корней.

Результаты показали, что для рапса лучшим вариантом является ленточное внесение КАС (urea ammonium nitrate), а не мочевины, в сочетании с низкими нормами расхода. Это исследование особенно важно для производителей рапса на северо-западе Тихоокеанского региона США, так как помогает установить для них руководящие принципы применения азотных удобрений.

«Я думаю, что ленточное внесение действительно часто является лучшей практикой, — говорит Мадсен. — Но нам нужно быть осторожными с нормами и источниками. Внесение удобрений полосой не вызовет проблем, если используемые нормы достаточно низки, а источники достаточно безопасны. Моя исследовательская цель — разработать рекомендации по нормам и источникам, которые производители смогут использовать для минимизации ущерба и максимизации плодородия».

Использованные в исследовании методы визуализации были уникальны и позволили в реальном времени изучать обычно скрытые под почвой и жизненно важные для здоровья растений корневые системы.