Немецкие учёные оценили влияние органических и комплексных систем ведения хозяйства на устойчивое использование азота

Дайджест исследований

Стратегии экологической интенсификации в сельском хозяйстве, включая внесение органических удобрений и диверсификацию севооборотов, направлены на сокращение потерь азота (N) в окружающую среду. Однако исследований по распределению и потере азота на соседних участках с одинаковыми почвенно-климатическими условиями, но разной историей хозяйствования, т.е. органическое земледелие (ОЗ) с частым выращиванием бобовых и периодическим внесением органических удобрений, по сравнению с комплексным земледелием (КЗ) с синтетическими и органическими удобрениями, по-прежнему недостаточно. Понимание того, как эти системы различаются по своей азотной динамике, имеет важное значение для совершенствования стратегий управления питательными веществами, смягчения воздействия на окружающую среду и руководства устойчивыми методами ведения сельского хозяйства. Здесь мы подсчитали потери азота на полях (аммиак, закись азота, динитроген и выщелачивание нитратов), общий баланс азота и выделение навозной жижи крупного рогатого скота с маркировкой 15N в почву и растения на двух соседних участках за 2 года посева. Хотя это привело к значительному повышению рН и содержания органического углерода и азота в почве, выбросы аммиака, закиси азота и диазота после внесения навозной жижи для скота, а также выщелачивания нитратов существенно не отличались в зависимости от двух методов ведения сельского хозяйства. Потери аммиака были низкими в течение всего периода культивации, что указывает на то, что применение поливочных шлангов и внесение навоза успешно снижают выбросы аммиака. Высокая степень извлечения 15N из удобрений растениями и почвой, а также низкая доля невосстановленного 15N хорошо согласуются с низкими потерями азота, измеряемыми непосредственно. В среднем, извлечение 15N было ниже для ОЗ (85 % против 93 % в КЗ), вероятно, из-за неучтенных выбросов N2, которые можно было измерить только в течение 2 недель после внесения удобрений, но высокая пространственная изменчивость извлечения 15N, возможно, сделала эту разницу незначительной. Значительно более высокий уровень содержания азота в биомассе при выращивании КЗ продемонстрировал, что история ведения хозяйства повлияла на продуктивность за счет повышения минерализации органического вещества почвы. Благодаря более высокой продуктивности, суммарный баланс азота за все периоды культивирования был нейтральным в пределах погрешности измерений для КЗ (-8 ± 15 кгN/га), что свидетельствует об оптимизированном использовании азота. Например, баланс азота за один период культивирования варьировался от -19 до 41 кг/га; таким образом, наблюдения за один период культивирования были неубедительными. Суммарный положительный баланс азота (48 ± 14 кг/га) во все периоды культивирования позволяет предположить, что более частое внесение органических удобрений может увеличить запасы азота (и углерода) в почве и, в конечном итоге, повысить урожайность. Однако положительный баланс азота в сочетании с более низким извлечением 15N из почвы также указывает на более высокую вероятность неучтенных потерь азота, что, в свою очередь, замедлит накопление азота и углерода в почве с течением времени.

Исследование опубликовано в журнале Biogeosciences.