Когда слишком много хорошего становится плохим: изучение использования азота при ограниченном орошении

Когда слишком много хорошего становится плохим: изучение использования азота при ограниченном орошении

По мере усугубления засухи фермеры все чаще применяют стратегии ограниченного орошения, обеспечивая часть, но не всю потребность сельскохозяйственных культур в воде. Этот сдвиг поднимает критический вопрос: как следует корректировать внесение азотных удобрений, когда вода ограничена?

Азот жизненно важен для роста растений, но оптимальное количество азота для культур, получающих меньше воды, неясно. Некоторые фермеры поддерживают высокие уровни азота, надеясь, что это компенсирует сокращение количества воды, в то время как другие предлагают снижать содержание азота пропорционально сокращению воды.

Недавнее исследование ученых ARS проливает свет на этот вопрос, изучая, как изменение уровня воды и азота влияет на урожайность сельскохозяйственных культур, сток азота, выбросы парниковых газов и многое другое.

Ключевые результаты

1. Влияние на урожайность: Удивительно, но исследование показало, что даже небольшое увеличение содержания азота сверх минимально необходимого количества может нанести ущерб урожайности. Таким образом, при использовании ограниченного орошения рекомендуется вносить только минимально необходимый азот.
2. Экономические и экологические издержки: Избыток азота не только не способствует повышению урожайности, но также представляет собой финансовые потери и экологическую угрозу. По словам Луизы Комас, физиолога исследовательских предприятий, лишний азот, не используемый растениями, может вымываться в окружающую среду, увеличивая выбросы парниковых газов и стоки азота.
3. Разделение приложений: Внесение азота несколькими меньшими дозами с течением времени, а не все сразу, может уменьшить потери азота. Этот метод обеспечивает соответствие доступности азота потребностям растений, повышая эффективность использования азота и сводя к минимуму воздействие на окружающую среду.
4. Подповерхностное выщелачивание: Исследование обнаружило на 30 % больше азота в глубине профиля почвы в условиях ограниченного количества воды, что подчеркивает важность точного управления азотом для предотвращения загрязнения окружающей среды.
5. Выбросы парниковых газов: Системы дефицитного орошения и капельного орошения были связаны с более низкими выбросами парниковых газов по сравнению с другими методами орошения, что предполагает экологические преимущества при сокращении использования воды.

Будущие направления

Исследование подчеркивает сложность взаимодействия азота и воды при выращивании сельскохозяйственных культур. Исследователи стремятся использовать естественные почвенные процессы для более эффективного удовлетворения потребностей растений в азоте. Понимание того, как корни растений взаимодействуют с почвенными микробами и как циклы азота и воды интегрируются с поглощением углерода растениями, является важнейшим направлением исследований.

Совместные усилия с Университетом штата Колорадо продолжают изучать эти сложные отношения с целью уточнения рекомендаций по азоту и продвижения устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Результаты показывают, что фермерам следует избегать чрезмерного внесения азота при ограниченном орошении. Правильное управление азотом может повысить урожайность, снизить затраты и минимизировать воздействие на окружающую среду. Продолжение исследований позволит глубже понять вопросы оптимизации использования ресурсов в эпоху растущей ограниченности ресурсов.