Роль бобовых в азотном балансе почвы
News
Тема использования азотных удобрений приобретает все большую популярность. Какие существуют способы экономии и как бобовые, способные фиксировать азот, могут быть полезны в качестве предшественников при выращивании рапса? Учёные Д-р А. Гургель и д-р К. Шименц из НИИ сельского хозяйства Мекленбурга–Передней Померании (Германия) расскажут о результатах последних исследований.Принимая во внимание предстоящую поправку в Положении об использовании удобрений (DüV), а также ужесточение требований к биотопливу (NachV1) начиная с 2017 г., производители ищут способы экономии азотных удобрений. Могут ли бобовые передавать связанный азот выращиваемой после них культуре – рапсу? Сегодня для ответа на этот вопрос у нас есть результаты трехлетних исследований НИИ сельского хозяйства и рыболовства Мекленбурга–Передней Померании, проведенных при поддержке Федерального министерства продовольствия и сельского хозяйства Германии (BMEL).Еще более века назад ученым Фрицу Габеру и Карлу Бошу удалось использовать атмосферный азот для синтеза аммиака, который служит основой азотных удобрений. Тем не менее, несмотря на то, что метод Габера–Боша по сей день имеет большое значение для обеспечения постоянно растущего населения Земли продовольствием, синтез аммиака – очень энергоемкий процесс. Кроме того, при производстве азотных удобрений и внесении их на поля образуются пагубные для атмосферы парниковые газы, выбросов которых следует избегать. Регулирующими органами в будущем будет запрещено чрезмерное внесение азотных удобрений. Контроль за соблюдением этих требований будет осуществляться на основании максимально допустимых концентраций определенных веществ в продукции, подлежащей сертификации.
Использование возможностей, данных природойВместо того, чтобы использовать только минеральные удобрения, нужно снова обратиться к тем возможностям, которые дает природа. По результатам различных исследований зернобобовые культуры произвели от 50 до 300 кг/га (в среднем ок. 100 кг/га) азота сверх того, который использовали сами. Благодаря зернобобовым количество питательных веществ в севообороте увеличивается, что ведет к росту урожая последующих культур (график 1). В 2013–2015 гг. высокие урожаи, полученные при небольшом расходе удобрений, были статистически достоверны. Сегодня же можно получить выгоду от стабильно высокого урожая и параллельной экономии удобрений.
График 1. Средний урожай озимого рапса в 2013–2015 гг.
Средние данные по площадкам Гюльцов, Фипперов и Тюцпац
С экономической точки зрения в качестве азотфиксирующего предшественника рапса выгоднее использовать люпин узколистный, так как по сравнению с пшеницей он позволяет получить на 2% больше продукции с 1 га без дополнительных затрат при экономии азотных удобрений 16 кг/га (таблица 1). Результаты исследований доказали, что использование бобовых в качестве культуры-предшественника может сэкономить 30 кг N/га и даже более.
Таблица 1. Экономический оптимум выращивания рапса в зависимости от различных культур-предшественников
Таблица 2. Снижение использования азотных удобрений для соблюдения азотного баланса (не более 50 кг N/га) и увеличение доли азота, производимого культурами-предшественниками
Оценка повышения уровня азота с помощью карбамидо-аммиачной смеси (КАС) на трех площадках в Мекленбурге-Передней Померании на протяжении трех лет (2013–2015 гг.) с использованием различных технологий почвообработки. Основа расчета экономической выгоды: стоимость азотного удобрения – 1 евро/кг, стоимость рапса – 39,20 евро/ц (средняя цена в 2008–2012 гг.)
Соблюдение ограничений без финансовых потерьОжидается, что предстоящая поправка в Положении об использовании удобрений (DüV) принесет с собой некоторые изменения. Так, с 2018 г. допустимый азотный баланс ограничат до 50 кг N/га. Такое ужесточение норм для внесения удобрений не безосновательно и подкреплено приведенными далее результатами исследований (таблица 2). С учетом дозировки азотных удобрений от 0 до 240 кг N/га и соответствующего выноса азота были рассчитаны урожайность и выгода от азота культур-предшественников при соблюдении азотного баланса в 50 кг N/га. Внесение азота в количестве около 180 кг N/га оказалось более выгодным по сравнению с дозировкой в 240 кг N/га, которая была лишь немногим выше той, что принята в практике.Таким образом, можно действительно экономить ресурсы (азотные удобрения) и соблюдать ограничения, предписанные законом по охране почв и водоемов, без финансовых потерь.
Трудно определимый коэффициент использования фиксированного азотаОпределить, сколько азота было фиксировано бобовыми и использовано последующей культурой по факту, практически невозможно. Отправной точкой должен стать расчет азотного баланса с опорой на результаты исследований (график 2). После использования бобовых в качестве культур-предшественников рапса в его зерне и соломе накапливалось больше азота на всех этапах подкормки. Кроме того, благодаря бобовым почти на всех этапах подкормки азотный баланс оставался положительным несмотря на меньшее количество удобрений. При оптимальном в зависимости от культуры-предшественника азотном режиме баланс не поднимался выше 50 кг N/га.
График 2. Расчет азотного баланса в зависимости от культуры-предшественника (исследование в 2013–2015 гг.)
Коэффициент использования фиксированного азота – это количество азота, доступное для рапса без учета азотных удобрений, стимулирующих рост, и запасов азота в зерне и соломе. Отрицательный коэффициент свидетельствует о том, что количество азотных удобрений превышало потребности растения, в связи с чем использовать азот от азотфиксирующих предшественников было просто невозможно. При оптимальном азотном режиме после люпина в качестве предшественника рапс мог использовать на 39 кг N/га больше, чем при внесении одних удобрений, а после пшеницы – только 17 кг N/га сверх внесенного количества удобрений (из минимального запаса азота в почве) (рис. 2).
Выводы
Оценка зернобобовых как культур-предшественников – это не просто соотношение плюсов и минусов. По результатам исследований использование люпина в качестве предшественника рапса позволяет сократить расход азотных удобрений, так как люпин обладает чуть более высокой способностью к фиксации азота в сравнении с пшеницей. Тем не менее, получение в этом случае высокой прибыли не гарантировано. Вероятно, прибыль, обусловленная использованием бобовых, была бы меньше, если брать разницу между прибылью и переменными затратами у культур-предшественников. С другой стороны, бобовые не только обогащают почву азотом, но и оказывают положительный эффект на ее химические и физические свойства, что положительно сказывается на первой и второй последующих культурах. А это намного важнее, чем получение денежной прибыли. Кроме того, экономическая оценка выращивания рапса зависит от цен на удобрения и рапс, которые определяются мировой экономикой в области энергетики.
В изменяющихся условиях было бы выгоднее интегрировать бобовые в севооборот. В любом случае из-за ужесточения требований к биотопливу (NachV1) начиная с 2017 г. продавать рапс для производства биодизеля можно будет только при условии меньшего использования азотных удобрений при его выращивании.
Примечание: описанные здесь исследования проводились при поддержке Федерального министерства пищевой промышленности и сельского хозяйства по решению правительства Германии.
Источник:
периодическое печатное и электронное издание
Saaten-Union GmbH „Praxisnah“
Использование возможностей, данных природойВместо того, чтобы использовать только минеральные удобрения, нужно снова обратиться к тем возможностям, которые дает природа. По результатам различных исследований зернобобовые культуры произвели от 50 до 300 кг/га (в среднем ок. 100 кг/га) азота сверх того, который использовали сами. Благодаря зернобобовым количество питательных веществ в севообороте увеличивается, что ведет к росту урожая последующих культур (график 1). В 2013–2015 гг. высокие урожаи, полученные при небольшом расходе удобрений, были статистически достоверны. Сегодня же можно получить выгоду от стабильно высокого урожая и параллельной экономии удобрений.
График 1. Средний урожай озимого рапса в 2013–2015 гг.
Средние данные по площадкам Гюльцов, Фипперов и Тюцпац
С экономической точки зрения в качестве азотфиксирующего предшественника рапса выгоднее использовать люпин узколистный, так как по сравнению с пшеницей он позволяет получить на 2% больше продукции с 1 га без дополнительных затрат при экономии азотных удобрений 16 кг/га (таблица 1). Результаты исследований доказали, что использование бобовых в качестве культуры-предшественника может сэкономить 30 кг N/га и даже более.
Таблица 1. Экономический оптимум выращивания рапса в зависимости от различных культур-предшественников
Таблица 2. Снижение использования азотных удобрений для соблюдения азотного баланса (не более 50 кг N/га) и увеличение доли азота, производимого культурами-предшественниками
Оценка повышения уровня азота с помощью карбамидо-аммиачной смеси (КАС) на трех площадках в Мекленбурге-Передней Померании на протяжении трех лет (2013–2015 гг.) с использованием различных технологий почвообработки. Основа расчета экономической выгоды: стоимость азотного удобрения – 1 евро/кг, стоимость рапса – 39,20 евро/ц (средняя цена в 2008–2012 гг.)Соблюдение ограничений без финансовых потерьОжидается, что предстоящая поправка в Положении об использовании удобрений (DüV) принесет с собой некоторые изменения. Так, с 2018 г. допустимый азотный баланс ограничат до 50 кг N/га. Такое ужесточение норм для внесения удобрений не безосновательно и подкреплено приведенными далее результатами исследований (таблица 2). С учетом дозировки азотных удобрений от 0 до 240 кг N/га и соответствующего выноса азота были рассчитаны урожайность и выгода от азота культур-предшественников при соблюдении азотного баланса в 50 кг N/га. Внесение азота в количестве около 180 кг N/га оказалось более выгодным по сравнению с дозировкой в 240 кг N/га, которая была лишь немногим выше той, что принята в практике.Таким образом, можно действительно экономить ресурсы (азотные удобрения) и соблюдать ограничения, предписанные законом по охране почв и водоемов, без финансовых потерь.
Трудно определимый коэффициент использования фиксированного азотаОпределить, сколько азота было фиксировано бобовыми и использовано последующей культурой по факту, практически невозможно. Отправной точкой должен стать расчет азотного баланса с опорой на результаты исследований (график 2). После использования бобовых в качестве культур-предшественников рапса в его зерне и соломе накапливалось больше азота на всех этапах подкормки. Кроме того, благодаря бобовым почти на всех этапах подкормки азотный баланс оставался положительным несмотря на меньшее количество удобрений. При оптимальном в зависимости от культуры-предшественника азотном режиме баланс не поднимался выше 50 кг N/га.
График 2. Расчет азотного баланса в зависимости от культуры-предшественника (исследование в 2013–2015 гг.)
Коэффициент использования фиксированного азота – это количество азота, доступное для рапса без учета азотных удобрений, стимулирующих рост, и запасов азота в зерне и соломе. Отрицательный коэффициент свидетельствует о том, что количество азотных удобрений превышало потребности растения, в связи с чем использовать азот от азотфиксирующих предшественников было просто невозможно. При оптимальном азотном режиме после люпина в качестве предшественника рапс мог использовать на 39 кг N/га больше, чем при внесении одних удобрений, а после пшеницы – только 17 кг N/га сверх внесенного количества удобрений (из минимального запаса азота в почве) (рис. 2).Выводы
Оценка зернобобовых как культур-предшественников – это не просто соотношение плюсов и минусов. По результатам исследований использование люпина в качестве предшественника рапса позволяет сократить расход азотных удобрений, так как люпин обладает чуть более высокой способностью к фиксации азота в сравнении с пшеницей. Тем не менее, получение в этом случае высокой прибыли не гарантировано. Вероятно, прибыль, обусловленная использованием бобовых, была бы меньше, если брать разницу между прибылью и переменными затратами у культур-предшественников. С другой стороны, бобовые не только обогащают почву азотом, но и оказывают положительный эффект на ее химические и физические свойства, что положительно сказывается на первой и второй последующих культурах. А это намного важнее, чем получение денежной прибыли. Кроме того, экономическая оценка выращивания рапса зависит от цен на удобрения и рапс, которые определяются мировой экономикой в области энергетики.
В изменяющихся условиях было бы выгоднее интегрировать бобовые в севооборот. В любом случае из-за ужесточения требований к биотопливу (NachV1) начиная с 2017 г. продавать рапс для производства биодизеля можно будет только при условии меньшего использования азотных удобрений при его выращивании.
Примечание: описанные здесь исследования проводились при поддержке Федерального министерства пищевой промышленности и сельского хозяйства по решению правительства Германии.
Источник:
периодическое печатное и электронное издание
Saaten-Union GmbH „Praxisnah“
