Азотное питание в технологии No-till

Технология No-till является одной из ресурсосберегающих технологий земледелия, которую в России называют прямым посевом. Технология предполагает отказ от механической обработки почвы, от использования плуга, дискатора и культиватора, а посев производится с помощью разрезания почвы. Нужно понимать, что универсальной инструкции использования технологии No-till не существует. При работе с землей учитывают следующие факторы: климатические условия региона, скорость ветров, водно-солевой баланс почвы, состав воды для орошения поля, ранее использованная технология и севооборот. Переход на прямой посев достаточно сложен, но позволяет снижать норму высева в 2-3 раза, меньше времени проводить на поле, меньше вносить удобрений и получать такой же или больший, в сравнении с традиционной технологией.

Почвенный резерв азота

Азот относится к элементам, наиболее часто лимитирующим урожайность культур. Удовлетворяется потребность культуры в азотном питании за счет азота почвенного резерва и удобрений. Азот в почве теряется в результате улетучивания, иммобилизации, денитрификации и вымывания. В умеренной зоне эффективность азотных удобрений составляет менее 70 %.

Мульчирующий слой из растительных остатков снижает перепады внутрипочвенных температур. Почва, покрытая толстым слоем растительных остатков, прохладнее весной и летом, но теплее осенью и зимой. Мульча и оставленная стерня уменьшают испарение и задерживают больше снега, обеспечивая лучшую инсоляцию в холодное время года и сохранение влаги в почве, содержание которой обычно выше при NT, чем по ТО. Микроклимат на почвенной поверхности менее благоприятный для разложения растительных остатков, чем внутри почвы. В результате остатки разлагаются более медленно, и питательные вещества, входящие в их состав, в том числе и азотсодержащие, высвобождаются также медленно, что уменьшает количество доступных культуре веществ в текущем сезоне. Распад органического вещества уже находящегося в почве замедляется из-за пониженных температур под мульчирующим слоем. Отсутствие стимуляции активности почвенных микроорганизмов почвенной обработкой приводит к большей минерализации соединений углерода и азота. Известно, что повышение температуры почвы на 1°С интенсифицирует процесс минерализации примерно на 10%.

Органическое вещество почвы часто заключено в макроагрегатах, благодаря которым оно защищено от декомпозиции. Механическая обработка разрушает почвенные агрегаты и обнажает органического вещества, делая его доступным микроорганизмам и стимулируя его разложение. Низкая минерализация приводит к накоплению почвенного азота. При применении No-till с увеличением урожайности сельскохозяйственных культур, может случиться азотный дефицит при использовании этой системы, так как снижение общей минерализации окажет влияние на количество N, доступного для растений. Для повышения урожая культур и его качества сроки внесения и дозы азотных удобрений пересматривают в связи с изменениями системы почвенной обработки.

Азот удобрений

В системе без вспашки азотные удобрения, внесенные поверхностно, используются растением менее эффективно, что связано с тем, что удобрения остаются на поверхности до тех пор, пока не перейдут в растворимую форму. При традиционной же системе обработки почвы поверхностно внесенные удобрения будут заделаны в почву последующей вспашкой, что уменьшает потери азота в результате улетучивания. Чтобы снизить такие потери, необходимо тщательно вырать формы удобрения. Например, такое удобрение, как мочевина разлагается в почве до NH3 под действием фермента уреазы, содержание которой значительно увеличивается в верхнем слое при минимальной обработке, что приводит к потерям аммиака в атмосферу, особенно когда удобрение расположено близко к почвенной поверхности. Вследствие улетучивания в мочевине остается меньше азота, доступного для растений, что вызывает необходимость применять более высокие дозы этого удобрения по сравнению с другими видами. Повышение рН почвы, содержание карбонатов или повышение дозы вносимой мочевины увеличивают концентрацию NH3 в почве и ведут к еще большему его улетучиванию. Потери аммиака зависят и от механического состава почвы, в частности, на песчаных и каменистых почвах они выше. Если мочевина вносится поверхностно на почву, покрытую мульчирующим слоем, растительных остатков, гидролиз этого соединения на мульче обычно увеличивает потери аммиака из-за улетучивания. Поэтому, нулевая обработка может увеличивать потери азота из безводного аммиака, карбамида и аммиакатов, что связано с повышенной уреазной активностью и с наличием мульчирующего слоя из растительных остатков на поверхности почвы. Нитратный азот удобрений меньше улетучивается, но он более подвижен в почве по сравнению с NH4+. Поэтому даже при поверхностном внесении удобрения, содержащие N03, могут передвигаться вниз по профилю к корневой зоне довольно быстро, что особенно важно для обеспечения растений элементами питания в начале вегетации. При использовании No-till поверхностное внесение удобрений, содержащих нитратный азот, может стать более эффективным, чем мочевины или аммиачных удобрений.

Пожнивные остатки и иммобилизация азота удобрений

Заделка пожнивных остатков в почву увеличивает потери азота в результате иммобилизации, особенно при высоком соотношении C:N. Обработка почв повышает потери из-за иммобилизации при совместной заделке удобрений и пожнивных остатков, особенно в ситуации тесного контакта между ними. В системе No-till пожнивные остатки остаются на поверхности почвы. Тем не менее, при достаточной влажности они активно разлагаются, что также приводит к потерям азота из-за неподвижности при разбросном способе внесения удобрений, потому что разлагающиеся остатки находятся в тесном контакте с высокой концентрацией доступного азота удобрений, внесенных таким способом. При внесении низких доз удобрения урожай и коэффициент использования азота растениями ячменя меньше при NT, чем при традиционной обработке, но при высоких дозах урожайность в системе No-till повышается. При использовании низких доз азота, например, до 33 кг/га в системе No-till с оставлением соломы усвоение элемента ячменем и урожайность культуры были ниже, чем в варианте без соломы. Однако при внесении высоких доз азота, например, 100 кг/га в вариантах с соломой и без нее величины изучаемых параметров не отличаются между собой. С одной стороны, снижение урожайности и использования азота может происходить медленным высвобождением минерального азота в почве в системе No-till, с другой стороны, в вариантах с оставленной соломой и низкой дозой азотного удобрения это может быть объяснено иммобилизацией внесенного азота. Иммобилизационный эффект, вызванный оставшимися растительными остатками, перекрывается внесением азота в высоких дозах при обеих обработках (с оставлением соломы и без нее), что обусловливает одинаковый урожай и одинаковый коэффициент использования азота. Положительное влияет так называемая антидепрессирующая добавка (добавления компенсирующей дозы азота минеральных удобрений). При поверхностно-разбросном внесении азотного удобрения необходимы более высокие его дозы для компенсации иммобилизационных потерь при системе No-tilll, особенно в присутствии растительных остатков с высоким отношением C:N. Когда дозы азота достаточно велики, даже при оставлении пожнивных остатков можно получать такие же урожаи, как и при традиционной обработке, или выше.

При промышленном внедрении системы No-till нужно уделять большое внимание динамике содержания азота в почве, поскольку этот элемент в значительной степени лимитирует урожайность культур. Эффективность использования азотных удобрений, так же как и трансформация азота в почвах и его доступность растениям, меняется при нулевой обработке в зависимости от микроклимата, микробиологической активности почвы и местоположения удобрений относительно оставляемых пожнивных остатков. Повышенные дозы азотных удобрений могут быть необходимы в течение первых лет применения No-till. Доступность азота растениям различных культур достигается выбором вида удобрения, оптимизации дозы, срока и способа его внесения в соответствии с почвенно-климатическими условиями, а также задачами конкретного хозяйства.

Источник: «АПК Эксперт»