Научный взгляд: как снизить потери азота из удобрений без ущерба для урожайности

Азотные удобрения играют важную роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности. Однако внесенный азот из удобрений, особенно в количестве, превышающем потребность культур и способность почвы его удерживать, может попасть в окружающую среду и привести к негативным последствиям.

Понимание закономерностей потерь азота из удобрений имеет важное значение для разработки конкретных стратегий смягчения последствий.

На потери азота из удобрений могут влиять различные факторы, такие как нормы внесения удобрений, природные аспекты и параметры почвы. Однако количественное определение влияния этих факторов и поиск решений по снижению валовых потерь азота с удобрениями остается сложной задачей.

С одной стороны, значительная пространственная неоднородность природных факторов и методов ведения сельского хозяйства в различных регионах затрудняет разработку рекомендаций по снижению потерь в региональном или более широком масштабе. С другой стороны, отсутствует информация, учитывающая отличия в потерях азота с удобрениями в почвах под различными сельскохозяйственными культурами, что затрудняет понимание специфических для каждой культуры характеристик потерь азота с удобрениями.

Ученые из Академии сельскохозяйственных наук Цзянсу провели глобальный метаанализ, основанный на количественном синтезе исследований, для понимания пространственных закономерностей. Особое внимание было уделено публикациям по отслеживанию изотопов азота — ¹⁵N, поскольку этот подход позволяет напрямую измерить валовые потери удобрений и азота.

На основе анализа 940 наблюдений из 79 опубликованных исследований было установлено, что в Китае наблюдаются самые высокие показатели внесения обычных удобрений и потерь азота, а также самое низкое содержание органического углерода в почве среди рассмотренных стран/регионов. Исследователи также провели оценку потенциала снижения потерь азота с удобрениями за счет оптимизации управления азотом и углеродом.

Результаты показали, что, применяя оптимизированные методы управления, можно уменьшить потери азота с удобрениями без ущерба для урожайности на 35–60%. Такой подход может нейтрализовать выбросы парниковых газов, эквивалентные 55–135 тоннам углекислого газа на гектар.

В исследовании был представлен комплексный анализ факторов, способствующих потере азота удобрений, и возможностей их снижения на глобальном уровне.

Результаты научной работы позволят более точно оценить риски, связанные с внесением азотных удобрений, и помогут в разработке стратегий управления углеродом и азотом с учетом специфики сельскохозяйственных культур.

На количество и качество урожая сельскохозяйственных культур оказывает влияние не только уровень внесения удобрений и агротехника, возбудители болезней растений также являются лимитирующим фактором для получения высоких урожаев. Изучением и разработкой методов диагностики опасных фитопатогенов занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»), в дальнейшем разработки применяют в аккредитованных лабораториях ведомства.

Источник: Cong Xu et al, Patterns of crop-specific fertilizer-nitrogen losses and opportunities for sustainable mitigation: A quantitative overview of 15N-tracing studies, Soil Ecology Letters (2023). DOI: 10.1007/s42832-023-0206-2