Сохранение азота в почве и предотвращение его попадания в воду
Азот важен для оптимального урожая, но может теряться из-за вымывания в виде нитратов. Высокое содержание нитратов в питьевой воде вредно для людей, особенно младенцев и беременных женщин. Хотя в большинстве грунтовых вод Монтаны уровень нитратов ниже нормы, Департамент сельского хозяйства штата обнаружил высокие концентрации в некоторых районах, включая части северо-восточной и центральной Монтаны.
Клэйн Джонс, специалист по плодородию почв из Университета штата Монтана, отмечает, что существуют методы управления, помогающие удерживать азот в почве. В суходольном земледелии Монтаны вымывание нитратов в вегетационный период считается незначительным, однако осенью и зимой потенциал для выщелачивания возрастает. Дополнительный вклад вносит разложение органического вещества, которое добавляет в почву растворимый азот. Это не только проблема для здоровья, но и прямые финансовые потери для производителя.
Почвы с мелким залеганием грунтовых вод, песчаные или с трещинами, соединяющими поверхность с зоной ниже корней, имеют высокий потенциал вымывания. Исследования Джонса и Чен Чэнси показали, что во влажную зиму уровень нитратов в почве на некоторых участках мог снижаться до 25 фунтов азота на акр с осени до весны. С учётом возможного пополнения запасов нитратов (до 40 фунтов на акр) за счёт разложения органики, общие потери в грунтовые воды могли достигать 65 фунтов азота на акр.
Ежегодный анализ почвы и реалистичные цели по урожайности помогают фермерам рассчитывать нормы внесения удобрений и снижать вымывание нитратов. Исследование в Моккасине показало, что на полях, получивших 40 фунтов азота на акр в предыдущем году, уровень нитратов с осени до весны не изменился, тогда как на полях с внесением 120 фунтов на акр потери превысили 25 фунтов на акр. Это наглядно демонстрирует принцип: либо культура использует азот, либо он теряется.
«Повторные посевы вместо пара и уменьшенная обработка почвы помогают снизить потери азота», — говорит Джонс. Исследование USDA-ARS возле Калбертсона показало, что севооборот «пар-яровая пшеница» с весенней вспашкой терял в среднем на 26 фунтов азота на акр в год больше, чем система непрерывной яровой пшеницы. Непрерывная пшеница с двумя обработками (осенью и весной) теряла на 14 фунтов больше в год, чем система с нулевой обработкой, которая имела самые низкие средние годовые потери — 8 фунтов азота на акр.
Посадка разнообразных культур, включая многолетники и растения с глубокой корневой системой (люцерна, подсолнечник, пшеница), или озимых культур помогает использовать доступный азот. Джонс рекомендует высаживать однолетние бобовые, поскольку они хорошо поглощают доступный азот и не нуждаются в азотных удобрениях при наличии достаточного количества фосфора, калия, серы и правильного инокулянта для фиксации азота. Оптимальная густота посева также повышает эффективность использования ресурсов.
Идеально вносить обычные азотные удобрения непосредственно перед периодом максимальной потребности растений. «Затем можно проводить подкормку в период вегетации, основываясь на потребностях растения, а не на календарной дате», — отмечает Джонс. Такое дробное применение снижает риск переудобрения в засушливый год и уменьшает количество неиспользованного азота в почве, подверженного вымыванию.
Существуют и технологические решения: удобрения с повышенной эффективностью, которые медленно высвобождают питательные вещества. Было установлено, что усвоение азота пшеницей при использовании одного из таких продуктов на 4–14% выше, чем при применении обычной мочевины. Ещё один инструмент — дифференцированное внесение удобрений, которое позволяет вносить азот именно там, где он больше всего needed, и избегать участков, где он будет потерян.
Используя доступные технологии и методы управления, производители могут направить свои средства на питание crops, а не на их потери из-за вымывания, и помочь снизить потенциальное загрязнение грунтовых вод нитратами.