Могут ли фермеры полагаться на азотфиксирующих бактерий, которые поставляют азот для сои, или их работы недостаточно?
В недавнем исследовании ученые Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук при Иллинойском университете в Урбане-Шампейне проверили, выигрывают ли современные высокоурожайные соевые бобы от интенсивного внесения азотных удобрений, и результаты показали, что это в значительной степени необязательно. Результаты опубликованы в журнале Crop, Forage & Turfgrass Management.
Соевые бобы образуют естественное партнерство с азотфиксирующими бактериями, которые колонизируют корни растения. В обмен на сахара бактерии преобразуют атмосферный азот в форму, которую растение может использовать, поставляя большую часть азота, необходимого для роста и развития зерна.
Исторически считалось, что этот источник, наряду с азотом из почвы, удовлетворяет потребности растений в азоте, но постоянно растущий потенциал урожайности ставит вопрос о том, так ли это по-прежнему, поясняют ученые суть своей работы.
Соя - это культура с высоким содержанием белка, а белок недешев. Азот - ключевой компонент аминокислот, которые являются строительными блоками белков. По мере увеличения урожайности растению сои необходимо производить больше белка, что, в свою очередь, требует больше азота. Поэтому некоторые исследователи и фермеры считают, что добавление азотных удобрений помогает растению удовлетворить эту возросшую потребность.
«Продолжающееся генетическое улучшение неуклонно повышало потенциал урожайности сои и потребность в азоте, поднимая вопросы о дополнении поставок синтетическими удобрениями. Эта дискуссия подстегивается широко разрекламированными «рекордными» урожаями, которые часто приписываются интенсивным методам, включая обильные азотные удобрения», - говорит Эмерсон Нафцигер, почетный профессор в области растениеводства. Поскольку упомянутые заявления не подкреплены доступными исследованиями, то они отчасти побудили Нафцигера и его коллег Джовани Преза Фонтеса и Джошуа Вонка заняться этим вопросом.
Чтобы проверить, реагирует ли соя на дополнительный азот, команда Университета Иллинойса провела девять полевых испытаний в четырех местах в Иллинойсе в период с 2014 по 2017 год. Они изучали урожайность сои при внесении азотных удобрений на каждой из четырех стадий роста: посадка, цветение, формирование стручков, налив семян.
Исследователи обнаружили, что внесение азота в культуру на всех четырех стадиях в большинстве случаев увеличивало урожайность, но недостаточно, чтобы покрыть стоимость удобрения. Нафцигер подчеркивает, что улучшения урожайности, которые они наблюдали при повторном внесении, не являются рекомендацией для фермеров следовать этому примеру.
«Хотя этот рост от повторных применений был интересным, любая обработка, которая стоит в два-три раза больше стоимости дополнительного производства, - это верный способ потерять деньги. Фермеры, которые стремятся установить рекорды урожайности, могут делать это в любом случае, но такие приемы непрактичны и не должны делаться на обычных производственных полях. Во все годы и в любых местах урожайность сои была хорошей или выдающейся, независимо от постоянного внесения азота», - говорит Нафцигер.
«Мы обнаружили слабую реакцию на внесение азота на отдельных репродуктивных стадиях от цветения до налива семян, несмотря на то, что они охватывают период, когда потребность в нем высока, поскольку формируются стручки и начинается налив бобов. Это указывает на то, что доступность азота на критических стадиях формирования урожая не является существенным ограничением урожайности», - добавляет Преза Фонтес, доцент кафедры растениеводства.
Однако было одно исключение. Однократное внесение азота при посадке значительно увеличило урожайность сои в два из трех лет на суглинистой почве на фермерском поле, задействованном в исследовании. Для ученых это было неожиданно, поскольку другие исследования показали, что при внесении азота во время посадки растение меньше инвестирует в свои симбиотические отношения с азотфиксирующими бактериями, что иногда приводит к дефициту позже в сезоне.
Нафцигер объясняет в данном случае рост урожайности более легкой текстурой почвы и меньшим содержанием органических веществ на участке, что могло быть менее благоприятным для раннего роста по сравнению с другими участками. В один из двух лет обработка одним азотом также, по-видимому, уменьшила симптомы синдрома внезапной смертности сои - почвенного грибного заболевания.
«Мы не можем рассчитывать на азотное удобрение в борьбе с болезнями, но в данном случае это, похоже, стало одной из причин, по которой урожайность увеличилась. Небольшого стимула в начале сезона могло бы быть достаточно, чтобы ускорить рост растений и корней и удержать их в хорошей форме на до конца сезона», - сказал Нафцигер.
Однократное применение при посадке может помочь сое на почвах с ограниченной доступностью питательных веществ в начале сезона, но в большинстве случаев фермеры могут доверять азотфиксирующим бактериям, которые отлично делают свою работу. Свободноживущие почвенные бактерии также могут способствовать раннему росту, высвобождая азот из органического вещества почвы, что может объяснить, почему раннее применение азота имело скромный эффект в почвах с большим количеством органического вещества.
«Азотные удобрения следует рассматривать только в районах, где урожай часто медленно растет из-за почвенных факторов. Каждому фермеру или агроному стоит протестировать свой программу азотных удобрений на тестовой полосе, чтобы проверить – растет ли урожай лучше. Если нет, то и выбрасывать деньги на ветер нет смысла. Нам нужен азот для высокой урожайности кукурузы, но одна из вещей, которая делает сою такой важной частью севооборота на большинстве ферм Иллинойса, заключается в том, что она дает высокие урожаи без затрат и экологических последствий, связанных с применением азотных удобрений. Вот почему мы рекомендуем обычным соеводам не следовать по пути рекордсменов аграрных шоу, а иметь свою собственную программу азотных удобрений», - заключил Нафцигер.
Источник: College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences at the University of Illinois Urbana-Champaign. Автор: Меган Аллен. Автор фото: Joshua Vonk.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
