Комплексное управление плодородием почвы, по определению, направлено на повышение урожайности сельхозкультур, сохраняя при этом устойчивое, долгосрочное здоровье почвы за счет разумного использования удобрений, переработанных органических ресурсов, подходящих районированных сортов и усовершенствованных агрономических методов. Вместе эти меры сводят к минимуму потери питательных веществ и сохраняют их для продуктивных, здоровых культур.
В рамках стратегии ФАО по комплексному управлению плодородием почвы по мере развития агронауки появляются и публикуются новые моменты.
Находить дополнительные азотфиксирующие растения и сажать больше
Азотфиксирующие растения улучшают плодородие почвы с помощью различных подходов, включая улавливание атмосферного азота посредством биологической фиксации азота.
В настоящее время используются симбиотические растения, такие как бобовые, но известно, что по крайней мере 13 родов, принадлежащих к группе прокариот, фиксируют азот.
Биологическая фиксация азота – один из способов, которым фермеры могут избежать чрезмерного использования синтетических азотных удобрений. Действительно, более 60% связанного азота на планете образуется от биологической фиксации, поэтому срочно и необходимо увеличить долю растительных биологических фиксаторов в глобальных посевных площадях, чтобы обеспечить почве азотную подкормку, а растущему населению мира – продукты питания.
Удешевлять и активнее внедрять земледельческие технологии
Существует широкий спектр технологически ориентированных решений для лучшего управления питательными веществами и удобрениями, включая использование датчиков, цифровых инструментов для моделирования разных характеристик, аппликаторов с переменной скоростью, ингибиторов нитрификации и так далее.
Преимущества варьируются от лучшей диагностики проблем с помощью датчиков, более эффективного применения с точки зрения дозы, времени и методологии применения до альтернативных источников азота.
Инструменты моделирования способствуют лучшей диагностике «поведения» питательных веществ, добавленных в результате внесения удобрений, и снижают риски загрязнения и эвтрофикации (что происходит, когда окружающая среда обогащается питательными веществами, увеличивая рост растений и водорослей в водоемах).
Сенсорная технология полезна при мониторинге почвы. Проксимальное зондирование почвы (когда датчик находится близко к почве или в непосредственном контакте с ней) - это междисциплинарный подход, который включает в себя приборы, науку о данных, геостатистику и прогнозное моделирование.
Интеграция этих дисциплин позволила успешно применять датчики для диагностики атрибутов плодородия почвы. Достижения в области датчиков, совместимых с онлайновыми измерительными системами и портативными сенсорными системами, хорошо дополняют друг друга и доказали свою полезность.
Спектроскопия - это изучение взаимодействия между веществом и электромагнитным излучением.
Видимая и ближняя инфракрасная спектроскопия (Vis-NIRS) и спектроскопия среднего инфракрасного диапазона (MIRS) успешно используются для определения общего содержания азота в почве.
Моделирование и управление спектральными данными являются важными этапами разработки таких методов, как внесение азотных удобрений с переменной нормой. То есть внесение правильной нормы азотных удобрений в нужном месте в нужное время с использованием передовых технологий точного земледелия.
Методы Vis-NIRS и MIRS повысили рентабельность и точность датчиков не только в случае азота в почве, но и в определении различных аспектов анализа почвы, непосредственно влияющих на плодородие почвы, таких как размер частиц, агрегация и содержание воды.
Оптические датчики зарекомендовали себя как полезные инструменты для повышения эффективности использования азота и внесения соответствующих доз азотных и фосфорных удобрений в различных регионах мира, помогая тем самым достичь максимального ожидаемого урожая.
Минус упомянутых стратегий – затраты. Однако технологические достижения сделали возможным разработку более компактного, дешевого и портативного оборудования, увеличили прибыль фермеров и значительно сократили выбросы, особенно закиси азота, самого важного парникового газа после метана и двуокиси углерода.
В конце концов, переход на высокотехнологичное сельское хозяйство состоится в глобальном масштабе, это лишь вопрос времени.
Удобрения с повышенной эффективностью
Удобрения с повышенной эффективностью могут снизить выбросы закиси азота и повысить урожайность сельхозкультур.
Мета-анализ 43 исследований на разных континентах показал, что ингибиторы нитрификации, двойные ингибиторы (уреаза плюс ингибиторы нитрификации) и азотные удобрения с контролируемым высвобождением последовательно снижают выбросы закиси азота по сравнению с обычными азотными удобрениями.
Биостимуляторы включают гуминовые и фульвокислоты (оба образуются при разложении растений и находятся в гумусе), аминокислоты и смеси пептидов. Водоросли и растительные экстракты, хитозаны (сахар, получаемый из внешнего скелета моллюсков) и другие биополимеры (биоразлагаемые природные полимеры, вырабатываемые клетками живых организмов) также используются в качестве биоудобрений и биостимуляторов.
Другие молекулы азота, считающиеся биостимуляторами, включают бетаины, полиамины и небелковые аминокислоты. Они разнообразны в растительном мире, но их благотворное влияние на сельскохозяйственные культуры изучено слабо.
Различные микробы могут действовать как биостимуляторы.
К преимуществам применения биостимуляторов относятся повышение эффективности всасывания и усвоения питательных веществ, устойчивость к биотическим или абиотическим стрессам. Продукты могут дополнять, а в некоторых случаях даже заменять химические продукты и улучшать метаболизм и биохимическую активность растений.
Однако биостимуляторы являются относительно новыми продуктами. Их регулирование еще не совсем ясно, а в некоторых случаях отсутствует, что может привести к сбыту некачественной продукции. Нужно четкое регулирование и оценка качества, а также дополнительные исследования, чтобы полностью понять механизмы и функционирование биостимуляторов в сельскохозяйственных культурах и почвах.
Полимикробные почвенные прививки
Сочетание полезных и экологически безопасных микроорганизмов для сельскохозяйственного производства, таких как солюбилизаторы фосфора и фиксаторы азота, вместе с неорганическими удобрениями становится все более важной областью исследований, направленных на разработку микробных составов, которые усиливают полезные свойства минералов и снижают негативное воздействие на окружающую среду.
Поскольку большинство сельскохозяйственных систем ограничены по азоту и фосфору, этот подход, вероятно, будет представлять глобальный интерес. Имеющиеся данные показывают, что даже однократная полимикробная прививка может оказать положительное влияние на продуктивность сельского хозяйства.
Фото: Анна Медведева.
