Сохранение большего количества аммония в почве может уменьшить загрязнение и повысить урожайность

Современное сельское хозяйство сталкивается с двумя основными проблемами: как производить достаточно пищи для растущего населения и как минимизировать ущерб окружающей среде. Сохранение большего количества азота в почве в форме аммония может стать одним из ключевых решений, согласно новой статье в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Использование азотных удобрений сегодня вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов и загрязнение воздуха и воды, но они также необходимы для выращивания культур. Авторы утверждают, что переход от полной зависимости от нитратов в почвах к системе со смесью нитрата и аммония может иметь далеко идущие последствия для ограничения загрязнения азотом при одновременном повышении урожайности. Аммоний связывается с почвой и с меньшей вероятностью вымывается в водоемы.

Большинство стратегий смягчения загрязнения азотом сосредоточены на «переднем конце» — более точном внесении удобрений. Однако всегда существует «утечка» азота на «заднем конце», поскольку почвенный азот быстро превращается в нитрат, который легко вымывается, а его разложение высвобождает закись азота (N₂O), мощный парниковый газ. Аммоний не разлагается до N₂O, если сначала не превращается в нитрат. Исследования показывают, что смесь нитрата и аммония может повысить урожайность на 50% и более по сравнению с современными условиями, где преобладает нитрат.

Достичь большего баланса форм азота в почвах можно двумя новыми способами: используя синтетические ингибиторы нитрификации с покрытиями для длительного действия или задействуя естественную способность некоторых растений предотвращать нитрификацию. Этот признак, препятствующий микробам превращать аммоний в нитрат, уже обнаружен у некоторых культур, и селекционеры начали выводить на его основе сорта основных зерновых, таких как пшеница. Авторы призывают к дополнительным исследованиям и политике, стимулирующей переход к удобрениям или сортам, ингибирующим нитрификацию.