50 летнее исследование влияния удобрений на почву

Удобрение почвы в течении 50-ти лет увеличило количество содержания органического углерода в почве, но не помогло в укреплении стабильности почвы.


Удобрение неорганическим азотом и фосфором определенно улучшает урожайность сельскохозяйственных культур, но может ли это также улучшить почву?
Последнее исследование, направленное на решение данного вопроса, дало неоднозначные результаты. Несмотря на 50-летнее использование неорганических удобрений, в почве лишь появились запасы органического углерода, и в долгосрочном эксперименте в Западном Канзасе эта практика, казалось бы, не смогла повысить совокупную стабильность почвы, а это является ключевым показателем структурного качества почвы, которое помогает установить перемещение воды сквозь почву и сопротивлении почвенной эрозии.
Питание, получаемое растением из почвы, состоит из ионов минеральных веществ, которые впитываются корнями из почвенного раствора и используются затем растением вместе с углекислым газом и водой для поддержания жизненных процессов. Но корни растений не только пассивно всасывают воду с растворенными в ней веществами — они производят различные выделения и вступают в сложное взаимодействие с частицами и микрофлорой почвы, благодаря чему растение получает из грунта нужные вещества. Почва со всеми обитающими в ней животными, растениями, грибами и микроорганизмами и их взаимодействиями — сложная структура, которая легко адаптируется к изменяющимся условиям окружающей среды, но так же легко и нарушается. Чтобы не истощить почву, и не привести к ее деградации, необходим ряд мероприятий, таких как севооборот, внесение земляных смесей, мульчирование и, конечно же, грамотное использование удобрений,— потому что при неграмотном или неумеренном их внесении можно загубить почву на долгие годы. Кроме того, удобрения также жизненно необходимы для создания и поддержания высокого агрономического фона.
Исследование проводилось на многолетней кукурузе, которая орошалась и пропахивалась как обычно, и результат был несколько удивительным для ведущего автора данного исследования Умберто Бланко, почвенного физика, из Университета Небраски-Линкольна. Полученные результаты были опубликованы в Мае-Июне, в выпуске журнала «Качество Окружающей Среды».
Обычно удобрения оставляют большое количество растительных остатков на полях, и это, в свою очередь, объясняет увеличение уровня органического углерода в почве. Данный случай стал неожиданностью, Бланко говорит «мы не увидели улучшения устойчивости почвы в совокупности, несмотря на то, что концентрация почвенного органического углерода увеличилась», также он отмечает, что обычно частицы сильнее связываются при скоплении, как это произошло при повышении концентрации почвенного органического углерода.
Однако, он предостерегает о необходимости дополнительных исследований в более широком диапазоне управления и климатических условиях, в частности, потому что на настоящее время было немного исследований воздействия удобрений на структурные свойства почвы, на совокупную стабильность.
«Несомненно, что эффект неорганических удобрений на свойства почвы будет прямиком зависеть от обработки почвы и систем земледелия», говорит Бланко. «Таким образом, мы должны рассматривать долгосрочные эксперименты».
В настоящем исследовании он, и его соавтор, Алан Шлегель, изучали рандомизированный (разупорядоченный) и реплицированный (повторенный) эксперимент, который был создан в 1961 году в штате Канзас, в Юго-Западном центре по расширению исследований в Трибуне. Экспериментальные участки орошаемой и пропахиваемой (диск / зубило) многолетней кукурузы получили шесть различных скоростей удобрения нитратом аммония (в диапазоне от 0 до 200 фунтов / акр) в течение 50 лет. Участки также получили два различных коэффициента тройного удобрения суперфосфата (0 и 18 фунтов / акр) в течение 50 лет, и более высокий уровень фосфора (36 кг / га) в течение 19 лет.
Выращивание кукурузы в непрерывном режиме при традиционной обработке и с высоким потреблением воды и удобрений может показаться устаревшим, но именно эта система управления «не редкость», так как спрос на зерно кукурузы и растительные остатки только растет, говорит Бланко.
Когда он испытывал почву на экспериментальных участках, он увидел, что концентрация почвенного органического углерода постепенно растет, с увеличением внесения азотных удобрений в почву на глубину от 0 до 6 дюймов, хотя и не на более глубокие. Аналогично фосфорные удобрения увеличили содержание органического углерода в почве на глубине от 0 до 3 дюймов и от 6 до 12 дюймов.
Но, Бланко увидел другую тенденцию в устойчивости совокупности почвы, особенно когда вместе применялись азот и фосфор по высоким нормам. Например, на глубине от трех до двенадцати дюймов, добавление в почву более 80 фунтов азота на акр, сократило количество агрегатов почвы в 1.5 раза, когда фосфор не применялся, в 2.1 раза на 18 фунтов фосфора на гектар, а также также 2,5 раза на 36 фунтов фосфора на акр.
Бланко не может точно объяснить, почему это произошло, но у него есть определенные гипотезы. Некоторые исследования показывают, что добавленные удобрения богаты ионами аммония, которые могут привести к диспергирированию частиц, а не к их агрегации, таким образом загрязняя и приводя к замещению положительного воздействия на почву повышением содержания органического углерода. Поскольку почва периодически подвергается пропашке, это также может свести на нет все преимущества удобрения.
На данный момент Бланко проверяет эти гипотезы в трех дополнительных долгосрочных экспериментах в штате Небраска. Данные гипотезы охватывают широкий спектр методов обработки почвы и систем земледелия. Конечно, влияние азотных и фосфорных удобрений на урожайность хорошо изучены. Кроме того, поверхностная обработка, запашные культуры, усиленные системы земледелия, и другие методы сохранения биологического разнообразия, как известно, укрепляют почву в долгосрочной перспективе. Теперь Бланко хочет увидеть результат.
«Понятно, что нам нужны неорганические удобрения для удовлетворения растущего спроса на продовольственное производство, и поэтому, очень важно увидеть влияние широкого использования минеральных удобрений на почву в долгосрочной перспективе», говорит он. «Гипотеза состоит в том, что неорганические удобрения в сочетаниями с технологиями обработки почвы Strip Till, No-Till и другими может улучшить структурные свойства почвы в сравнении с обычными системами обработки почвы».

1 комментарий

avatar
Но корни растений не только пассивно всасывают воду с растворенными в ней веществами — они производят различные выделения и вступают в сложное взаимодействие с частицами и микрофлорой почвы, благодаря чему растение получает из грунта нужные вещества.
Ключевая фраза, объясняющая, почему овощи «с грядки» полезнее выращенных промышленно на гидропонике. Огромное количество полезных веществ в растение просто не попадает из-за отсутствия предусмотренного природой взаимодействия с почвой.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.