Азотные удобрения – основа современного сельского хозяйства, но их избыток загрязняет водоемы и атмосферу. Группа исследователей предложила новый подход: вносить удобрения не по графику, а на основе регулярных замеров содержания азота в почве. Это позволит точнее согласовать подкормку с реальными потребностями растений и снизить экологический ущерб, говорится в статье в журнале npj Sustainable Agriculture.
Сейчас аграрии часто вносят удобрения заранее, основываясь на средних показателях или на результатах одного анализа почвы перед посевом. Такой метод не учитывает, как меняется содержание азота в течение сезона. Избыток удобрений вымывается в грунтовые воды в виде нитратов, попадает в атмосферу как оксид азота – парниковый газ, который намного мощнее углекислого, – или остается в почве в недоступной для растений форме.
Суть нового метода – в постоянном контроле. Фермеры должны регулярно измерять уровень доступного азота в почве и решать, нужна ли следующая подкормка, исходя из реальных данных. Система превращается из плановой в адаптивную: если почва все еще богата азотом, очередное внесение можно отложить или уменьшить дозу. Если же замеры показывают, что запасы истощаются, – провести подкормку до того, как это скажется на росте и урожайности.
Потребность растений в азоте меняется. В начале роста она невелика, затем резко возрастает в период активного развития листьев, стеблей и плодов. Ближе к концу сезона способность растений усваивать азот снижается, и дополнительная подкормка уже не влияет на урожай. Динамический подход позволяет вносить удобрения небольшими, точно рассчитанными дозами, синхронизируя их с жизненным циклом культур.
Когда растения усваивают большую часть внесенного азота, его излишки меньше попадают в реки и грунтовые воды. Это снижает риск эвтрофикации – «цветения» водоемов, которое приводит к гибели рыбы и других организмов из-за нехватки кислорода. Также сокращаются выбросы оксида азота. Кроме того, аграрии смогут экономить на закупках удобрений, хотя итоговая выгода будет зависеть от стоимости анализов и оборудования.
Внедрение такого подхода потребует точных и частых анализов почвы, а также разработки практических методик. Результаты одного замера могут не отражать ситуацию на всем поле. Тем не менее, эта стратегия вписывается в общую тенденцию к цифровизации сельского хозяйства, где решения принимают на основе данных о погоде, состоянии посевов и поливе. В перспективе это может привести к дифференцированному внесению удобрений, когда разные участки одного поля получают разные дозы.
Авторы исследования рассматривают удобрение не как разовое действие, а как непрерывный процесс управления. Их подход, основанный на балансе между тем, что есть в почве, и тем, что нужно растению, позволяет защитить урожайность и одновременно снизить нагрузку на окружающую среду.