Как определить норму внесения азота весной? Погода перед посевом может дать подсказку

Исследователи из Университета Иллинойса стремятся помочь фермерам принимать более обоснованные решения о нормах внесения азотных удобрений, учитывая их растущую стоимость и влияние на качество воздуха и воды. Их новое моделирование изучает роль погоды перед началом вегетационного периода на динамику азота в почве и конечную урожайность кукурузы.

Когда фермеры высаживают кукурузу весной, им уже известны погодные условия предшествующего сезона — с осени до весны. В отличие от предстоящего вегетационного периода, который нельзя надежно спрогнозировать, информацию о периоде перед посевом можно использовать для корректировки нормы внесения удобрений.

Модель, разработанная аспирантом Ции Ли, показала, что более влажные периоды перед посевом снижают содержание азота в почве из-за вымывания. Без внесения удобрений весной увеличение количества осадков перед сезоном приводило к снижению урожайности на 5–14%. Однако даже при внесении весной около 150 фунтов азота на акр (средняя норма в Иллинойсе в 2018 году) обильные осадки перед сезоном всё равно снижали урожайность на 1–3%.

Анализ показал, что увеличение нормы удобрений может смягчить или даже устранить потерю урожайности, вызванную избыточными осадками перед сезоном. Согласно модели, если фермер вносит 150 фунтов азота на акр, потерю урожайности в 1–3% можно предотвратить, добавив около 16 фунтов азота.

В более холодные, чем обычно, периоды перед посевом содержание неорганического азота в почве и конечная урожайность снижались из-за уменьшения активности почвенных микроорганизмов и усиленного вымывания. Однако в этом случае добавление дополнительных удобрений весной может оказаться малоэффективным.

Влияние низких температур перед сезоном на урожайность нельзя устранить, добавив больше удобрений. Температура влияет не только на содержание азота в почве, но, по-видимому, ограничивает ранний рост растений, что сказывается на потенциале урожайности, даже если погода позже нормализуется.

Для исследования использовалась продвинутая агроэкосистемная модель ecosys, которая хорошо зарекомендовала себя в моделировании циклов углерода, воды и питательных веществ. Модель была всесторонне проверена на данных многолетних полевых испытаний с азотом в Иллинойсе и других штатах Среднего Запада. Результаты моделирования могут быть использованы для улучшения существующих калькуляторов норм азота.

В качестве дополнительного подхода фермерам, желающим скорректировать норму внесения азота, предлагается проводить полосовые испытания на своих полях. Сравнение разных норм (например, стандартной и более низкой) в одном поле — это надёжный способ оценить эффективность и в будущем увереннее снижать нормы внесения, если это возможно.