Для некоторых фермеров поверхностное внесение обусловлено потребностью в эффективности работы при внесении удобрений. Поверхностное внесение намного быстрее, чем, например, пропускание 200 фунтов гранулированного продукта через пневматическую сеялку при посеве. Но это уравновешивается потенциально сниженной эффективностью использования удобрений при размещении в далеко не идеальном месте. «Хорошее эмпирическое правило управления удобрениями — «закапывать их в землю», — говорит Джефф Шоэнау, почвовед из Колледжа сельского хозяйства и биоресурсов Университета Саскачевана. Шёнау говорит, что есть много причин, по которым внесение удобрений на поверхность почвы не является хорошей идеей. Потери азота (N) в виде газообразного аммиака, особенно из мочевины (46-0-0), происходят быстро и способствуют образованию парниковых газов, не говоря уже о потерях азота, который в противном случае мог бы использоваться культурой. Сток поверхностных вод, особенно весенний таяние снега, также может выносить питательные вещества за пределы площадки.
Почвы с соломенной поверхностью также создают проблемы. Азот, фосфор (P) и сера (S) могут быть иммобилизованы (связаны) микробами, которые используют питательные вещества при разложении поверхностной соломы. Поверхностное внесение неподвижных питательных веществ, таких как фосфор и калий (К), которые перемещаются в почве всего на несколько миллиметров, также может означать, что эти питательные вещества остаются на поверхности и, возможно, затрудняют доступ к корням сельскохозяйственных культур. Конкуренция сорняков также может быть выше при поверхностном внесении питательных веществ. Поверхностно прорастающие сорняки имеют преимущественный доступ к питательным веществам по сравнению с посевными культурами, которые укореняются глубже.
Аккуратно обращайтесь с поверхностью N Поверхностное внесение азота без внесения в почву сопряжено с риском. Исследования, проведенные в Университете штата Северная Дакота, показали, что до 20% мочевины, нанесенной на поверхность, теряется в течение 10 дней при температуре 30°C. Потери выше при более высоком pH; потеря более 33 процентов, когда рН почвы был выше 7,5. Эти потери происходят, когда мочевина растворяется на поверхности почвы, а фермент, называемый уреазой, превращает удобрение в газообразный аммиак, который выбрасывается в атмосферу. Разбрасывание мочевины на теплых, влажных почвах с большим количеством поверхностного мусора означает потенциально высокие потери летучего аммиака, поскольку фермент уреаза очень активен. Но если мочевину связывают или вносят в почву, аммиак, образующийся в результате ферментативного гидролиза мочевины, будет в значительной степени удерживаться за счет превращения в аммоний.
Ингибиторы уреазы блокируют фермент уреазы от превращения мочевины в аммиак, обеспечивая период до нескольких недель, чтобы дожди могли переместить мочевину в почву. Полимерные покрытия, такие как удобрение ESN, также могут помочь, замедляя выделение мочевины. Шёнау также предостерегает от поверхностного нанесения мочевины на снег или мерзлую почву. Мочевина не будет двигаться вниз в почву, потому что она заморожена. Это делает его подверженным потерям при быстром весеннем таянии или может быть унесено ветром. «Также может быть гидролиз, даже зимой», — говорит он. Эти потери на мерзлой почве были доказаны исследованиями. Самая последняя, проведенная NDSU, где весенняя обработка мочевиной дала 50 бушелей пшеницы на акр с содержанием белка 14,6%. Это по сравнению с декабрьским внесением на мерзлую почву в количестве 28 бушелей на акр и содержанием белка 12,7%, и внесением в марте на мерзлую почву в количестве 33 бушелей на акр и содержанием белка 13 процентов.
Поверхностное размещение P не рекомендуется Поверхностное внесение фосфора не рекомендуется, если только он не внесен в почву. Без внесения водорастворимый фосфор склонен к стеканию, особенно если вносится осенью. В исследовании U of S изучался сток фосфора при таянии снега в 2015 и 2017 годах на полях с традиционной и нулевой обработкой почвы. Внесение удобрений (моноаммонийфосфат; 11-52-0) без фосфорных удобрений (контроль); заделка семян, глубокая полосатость, разброс и внесение в количестве 20 кг P2O5/га. Обработка разбросом включала 20, 40 и 80 кг P2O5/га. Обработка разбрасыванием увеличивала содержание фосфора в стоке по сравнению с внесением фосфора в почву при обработках 20 и 80 кг. Разброс без заделки также агрономически неэффективен. Шёнау цитирует исследование Саскачевана 2014 года по сое. Разбрасываемый фосфор был не лучше, чем контрольная обработка без дополнительных удобрений P, в то время как при внесении в почву урожайность была на 36% выше.
Поверхностное размещение К неэффективно Калий относительно неподвижен в почвах прерий из-за его притяжения к поверхности глины и органических веществ и может перемещаться в почве всего на несколько миллиметров. Поверхностное размещение также может привести к тому, что K «зависнет» в сухом поверхностном слое. «Старое эмпирическое правило заключается в том, что для учета снижения эффективности внесения калия на поверхность увеличьте норму на 50 процентов, чтобы добиться такого же отклика от калия, помещенного в почву в год внесения», — говорит Шёнау. Потери К, даже при размещении на поверхности, обычно невелики и, в отличие от Р и N, не представляют опасности для окружающей среды. Хлористый (Cl) компонент калийного (KCl; 0-0-60) удобрения подвижен и может перемещаться в почву с осадками. На почвах с очень низким уровнем Cl зерновые могут реагировать на внесение калия.
Применение серы Шёнау говорит, что сульфат аммония (21-0-24) можно разбрасывать на некарбонатных почвах, так как сульфат подвижен. При нанесении на поверхность почвы сульфат будет перемещаться в почву с осадками. Тем не менее, с сульфатом аммония все же могут быть потери газообразного азота, хотя и меньшие, чем с поверхностной разбросанной мочевиной. Поверхностный эфирный элемент S (например, 0-0-0-90) может работать, но элементарная форма нерастворима. Элементарный S должен диспергироваться на мелкие частицы, которые превращаются в доступный для растений сульфат путем микробного окисления. Это рассеивание может занять некоторое время, и применение должно быть спланировано заблаговременно до потребностей урожая. Нанесение на поверхность может помочь с диспергированием и окислением.
Успех микроэлементов варьируется С микроэлементами не происходит значительных газообразных потерь. Однако медь (Cu) и цинк (Zn) не подходят для поверхностного нанесения. Они могут легко связываться с частицами почвы (осаждаться) и могут оставаться на поверхности почвы. Лучшей стратегией является добавление или объединение питательных веществ для увеличения доступа к корням. Бор (B) и Cl подвижны и будут перемещаться в почву с осадками. «Глядя на размещение питательных веществ на поверхности, учитывайте управление питательными веществами 4R; взаимодействия между формой, размещением, скоростью и временем; при принятии решения о том, что необходимо для того, чтобы это питательное вещество работало наилучшим образом», — говорит Шенау.