Кукуруза потребляет фосфор сверх необходимого
Растения, подобно человеку у шведского стола, могут поглощать питательные вещества сверх необходимого. Учёные из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) в Уэст-Лафайетте (Индиана) установили, что кукуруза продолжает усваивать фосфор на 25–80% сверх количества, необходимого для достижения максимальной урожайности зерна.
Это явление известно как «роскошное потребление» (luxury consumption), и в крайних случаях оно может снижать урожай зерна. Ранее оно было продемонстрировано для азота и калия, но прямая связь с фосфором установлена не была.
Для исследования почвовед Чад Пенн и его коллеги из Университета Пердью использовали современную «растительную комнату» и гидропонную систему. Это позволило точно контролировать корневую среду растений кукурузы, растущих в песке, и время внесения фосфора, а также легко отслеживать его доступность.
Система показала, что может производить кукурузу, идентичную полевой как физически, так и химически, что было ключевым для данного исследования.
Исследование, начатое в 2019 году на нескольких гибридах кукурузы, опубликовано в январском выпуске журнала Agronomy за 2023 год.
Основные результаты:
- Для достижения максимальной урожайности зерна гибридам кукурузы в среднем требовалось 580 миллиграммов фосфора на растение.
- Поглощение избыточного фосфора сверх этой нормы приводило к снижению урожайности зерна.
- Снижение урожая было связано с уменьшением перемещения (транслокации) меди и цинка от корней растения к зерну (что подтверждено в сопутствующей статье в Agronomy).
Значение исследования:
- Это первый шаг к уточнению существующих рекомендаций по внесению фосфора с учётом реальных потребностей растения и исходного содержания питательного вещества в почве.
- Целевое значение поглощения фосфора (580 мг/растение) может быть использовано для разработки более точных рекомендаций по фосфорному плодородию почв.
- Более точное внесение фосфорных удобрений способствует устойчивому использованию природных ресурсов, поскольку их производство зависит от ограниченных геологических запасов сырья.
Чад Пенн также участвует в разработке практик управления питательными веществами, включая соавторство в создании приложения P-trap. Оно помогает фермерам проектировать системы удаления избыточного фосфора непосредственно в поле, чтобы снизить его потери со стоком и потенциальное загрязнение воды.