Американские исследователи выяснили, что азотные удобрения для кукурузы эффективнее вносить в два этапа – при посеве и на ранней стадии созревания початков. Такой подход позволяет сохранить урожайность, но при этом сократить расход удобрений и их вредное воздействие на окружающую среду, особенно в условиях засухи. Учёные из Техасского университета A&M опубликовали результаты своего двухлетнего полевого эксперимента.
Кукуруза – одна из самых требовательных к питанию культур, которой для формирования початков нужно большое количество азота. Однако значительная часть вносимых удобрений не усваивается растениями. Азот в виде нитратов вымывается в реки, улетучивается в атмосферу как закись азота или накапливается в почве, загрязняя её. Эксперимент проводили в 2021–2022 годах на исследовательской ферме университета вблизи города Колледж-Стейшен. Этот регион Техаса относится к зоне богарного земледелия, а местные реки впадают в Мексиканский залив, где избыток питательных веществ уже привёл к серьёзным экологическим проблемам.
Погодные условия двух сезонов разительно отличались, что и стало ключом к выводам исследования. В 2021 году выпало 572 мм осадков – больше многолетней нормы, – и дожди совпали с ключевыми фазами роста растений. В 2022 году, напротив, за весь сезон выпало всего 100 мм осадков, или пятая часть от нормы, а температуры были на 1–3 градуса выше. Засуха привела к тому, что средняя урожайность на опытных участках упала с 11,7 до 4,1 тонны с гектара, то есть на 63%.
В благоприятном 2021 году схема внесения азота почти не повлияла на конечный урожай. Хотя отсрочка внесения половины удобрений (120 из 240 кг/га) до фазы цветения временно замедляла развитие растений, после второй подкормки кукуруза быстро восстанавливалась. Это показало, что при достаточной влажности культура способна компенсировать ранний дефицит азота.
Результаты засушливого 2022 года оказались куда показательнее. Когда общую норму азота снизили вдвое – до 120 кг/га, – урожайность не упала по сравнению с участками, где вносили полную дозу. Более того, при уменьшенной норме растения эффективнее усваивали азот, а в почве после уборки оставалось на 83% меньше неиспользованных нитратов. На участках с полной дозой удобрений в земле осталось от 40% до 60% внесённого азота – до 160 кг/га, которые не пошли в урожай и стали потенциальным источником загрязнения.
Учёные объясняют это тем, что при нехватке влаги растения не могут усваивать азот, сколько бы его ни было в почве. Поэтому избыточные удобрения просто накапливаются.
Исследование предлагает фермерам, работающим в засушливых регионах с нестабильной погодой, новую стратегию. Они могут вносить 50% азота при посеве, а решение о второй подкормке принимать исходя из погодных условий. В дождливый год вторая доза поддержит активный рост в критическую фазу. В засушливый год от неё можно отказаться, сэкономив на удобрениях и топливе и предотвратив загрязнение почвы и воды. На фоне роста цен на удобрения экономическая выгода такого подхода совпадает с экологической.