За период с 1991 по 2021 год оптимальные дозы азотного удобрения, обеспечивающие максимальную прибыльность производства кукурузы в Среднем Западе, увеличивались примерно на 1,2% ежегодно. За это же время наблюдалось аналогичное повышение урожайности, что подтверждает тесную взаимосвязь между ростом потребностей растений и эффективностью внесения удобрений.
Анализ данных, основанный как на краткосрочных, так и на долгосрочных исследованиях, проводившихся сотрудниками Iowa State University и University of Illinois, показал, что ухудшение условий при влажных веснах способствует большей потере азота. Michael Castellano, профессор агрономии и William T. Frankenberger Professor по науке о почвах в Iowa State University, объяснил ситуацию следующим образом: «Это как банковский счёт. Если вы снимаете деньги, то необходимо вносить больше, чтобы счёт оставался работоспособным.»
Основными авторами исследования стали Michael Castellano, Sotirios Archontoulis и Matthew Helmers, а его первым автором – постдокторант Mitchell Baum. Sotirios Archontoulis, профессор агрономии Pioneer Hi-Bred, отметил, что фермеры давно замечали данную тенденцию, подчеркивая необходимость учитывать экологические риски и экономические компромиссы при принятии решений об азотном удобрении.
Фермеры штата Айова самостоятельно увеличивают нормы внесения азота. При этом нынешняя цель – использовать не более 0,7 фунта азота на бушель кукурузы – существенно отличается от рекомендаций 20–30-летней давности, когда нормы составляли 1 фунт и 1,2 фунта соответственно. Современные подходы включают применение севооборота, улучшенное водоотведение и весеннюю обработку почвы, что позволяет повысить эффективность использования удобрений.
Инициатива Iowa Nitrogen Initiative проводит испытания на частных фермах с применением систем моделирования посевных систем. При поддержке Министерства сельского хозяйства Айовы и ряда товарных групп был разработан цифровой инструмент N-FACT (Nitrogen Fertilizer Application Consultation Tool), запущенный в начале текущего месяца, который позволяет рассчитывать точные дозы азота с учётом местоположения, погодных условий, уровня азота в почве, даты посева, системы возделывания и рыночных цен.
Особое внимание в исследовании уделено анализу трёх точек равновесия: экономического, агрономического и экологического оптимумов. Экономический оптимум, направленный на максимизацию прибыли фермера, всегда располагается между агрономическим оптимумом, при котором дополнительное внесение азота не повышает урожай, и экологическим оптимумом, учитывающим затраты на выбросы закиси азота и вымывание нитратов в грунтовые воды. За последние 30 лет разрыв между агрономическим и экономическим оптимумами сократился на 79%, тогда как разрыв между экономическим и экологическим оптимумами увеличился на 34%.
Исследование указывает на то, что при сохранении тенденций повышения урожайности оптимальные нормы азотного удобрения будут продолжать расти, если не произойдут кардинальные улучшения в его эффективности. Полученные данные послужат основой для дальнейшей корректировки агротехнических стратегий, позволяющих сохранить баланс между прибыльностью производства и минимизацией экологических последствий.
Изображение носит иллюстративный характер
Анализ данных, основанный как на краткосрочных, так и на долгосрочных исследованиях, проводившихся сотрудниками Iowa State University и University of Illinois, показал, что ухудшение условий при влажных веснах способствует большей потере азота. Michael Castellano, профессор агрономии и William T. Frankenberger Professor по науке о почвах в Iowa State University, объяснил ситуацию следующим образом: «Это как банковский счёт. Если вы снимаете деньги, то необходимо вносить больше, чтобы счёт оставался работоспособным.»
Основными авторами исследования стали Michael Castellano, Sotirios Archontoulis и Matthew Helmers, а его первым автором – постдокторант Mitchell Baum. Sotirios Archontoulis, профессор агрономии Pioneer Hi-Bred, отметил, что фермеры давно замечали данную тенденцию, подчеркивая необходимость учитывать экологические риски и экономические компромиссы при принятии решений об азотном удобрении.
Фермеры штата Айова самостоятельно увеличивают нормы внесения азота. При этом нынешняя цель – использовать не более 0,7 фунта азота на бушель кукурузы – существенно отличается от рекомендаций 20–30-летней давности, когда нормы составляли 1 фунт и 1,2 фунта соответственно. Современные подходы включают применение севооборота, улучшенное водоотведение и весеннюю обработку почвы, что позволяет повысить эффективность использования удобрений.
Инициатива Iowa Nitrogen Initiative проводит испытания на частных фермах с применением систем моделирования посевных систем. При поддержке Министерства сельского хозяйства Айовы и ряда товарных групп был разработан цифровой инструмент N-FACT (Nitrogen Fertilizer Application Consultation Tool), запущенный в начале текущего месяца, который позволяет рассчитывать точные дозы азота с учётом местоположения, погодных условий, уровня азота в почве, даты посева, системы возделывания и рыночных цен.
Особое внимание в исследовании уделено анализу трёх точек равновесия: экономического, агрономического и экологического оптимумов. Экономический оптимум, направленный на максимизацию прибыли фермера, всегда располагается между агрономическим оптимумом, при котором дополнительное внесение азота не повышает урожай, и экологическим оптимумом, учитывающим затраты на выбросы закиси азота и вымывание нитратов в грунтовые воды. За последние 30 лет разрыв между агрономическим и экономическим оптимумами сократился на 79%, тогда как разрыв между экономическим и экологическим оптимумами увеличился на 34%.
Исследование указывает на то, что при сохранении тенденций повышения урожайности оптимальные нормы азотного удобрения будут продолжать расти, если не произойдут кардинальные улучшения в его эффективности. Полученные данные послужат основой для дальнейшей корректировки агротехнических стратегий, позволяющих сохранить баланс между прибыльностью производства и минимизацией экологических последствий.
