Оптимизация азотных удобрений на пшенице находится в фокусе внимания ученых, так как азотные удобрения не только дороги, но и несут определенные экологические риски

Группа ученых из Сельскохозяйственного университета в Кракове, Польша, в ходе трехлетнего эксперимента проверяли эффективность нового удобрения для озимой пшеницы с содержанием азота и серы. Исследование опубликовано на портале Agronomy (авторы Моника Табак, Анджей Лепярчик, Барбара Филипек-Мазур, Анета Лисовска).

В своей работе ученые пишут следующее.

Пшеница была одним из первых одомашненных растений и на протяжении многих тысяч лет являлась основным продуктом питания в Европе, Западной Азии и Северной Африки. Одомашнивание пшеницы стало, вероятно, самым важным шагом в переходе человечества от охотников-собирателей и кочевых пастухов к оседлым фермерам.

В настоящее время пшеница продолжает оставаться экономически важной культурой. Это один из трех главных злаков (после риса и кукурузы), на общее мировое потребление которых приходится более 90% общего потребления зерновых культур.

В 2018 году пшеница выращивалась на 214 млн га земель по всему миру. Производство составило 734 миллиона тонн при средней урожайности около 3,4 тонны с гектара.

Согласно прогнозам, в 2020 году в мире будет произведено 761,5 млн тонн пшеницы.

В 2018 году Азия произвела 44,7% мирового урожая пшеницы, Европа - 33,0%, Америка - 15,4%. Двадцать восемь государств-членов Европейского союза (ЕС) произвели 138 миллионов тонн этого злака на площади 25,5 миллиона га при средней урожайности около 5,5 тонны с гектара. Основными производителями пшеницы в ЕС являются Франция, Германия, Великобритания, Румыния и Польша.

В 2018 году пшеница в Польше выращивалась на 2,4 млн га, что дало урожай 9,8 млн тонн (средняя урожайность составила 4,1 тонны с гектара).

Популярность пшеницы в основном объясняется тем, что культура не имеет себе равных в своем диапазоне возделывания. Ее выращивают на сельхозугодьях с разными погодными условиями, высотой и свойствами почвы. Для удобрения можно использовать не только обычные минеральные удобрения, но и органические материалы. Кроме того, пшеница поставляет больше белков и калорий населению мира, чем любой другой сельскохозяйственный продукт.

Урожайность пшеницы - это совокупность многих природных и агротехнических факторов и их взаимосвязей (генотип сельскохозяйственных культур, тип почвы, методы выращивания, концентрация атмосферного диоксида и погодные условия).

Мировые производственные системы существенно различаются не только климатическими условиями, но и плодородием почвы.

Во всех сельскохозяйственных системах необходимо обеспечить растениям доступ к адекватным элементам, вводимым в соответствующих дозах - как правило, питательные вещества поставляются в виде удобрений в районах с развитым производством.

Минеральные удобрения играют важную роль в восполнении нехватки питательных веществ для растений, повышении урожайности сельскохозяйственных культур и предотвращении потерь количества и качества урожая.

Общий мировой спрос на удобрения (азотные, фосфорные, калийные) превысил 185 миллионов тонн в 2016 году, из которых потребность в азотных удобрениях составила более 105 миллионов тонн.

Общий мировой спрос на азотные удобрения в 2022 году достигнет 112 миллионов тонн. Что касается регионов мира, то самый высокий спрос на азотные удобрения в 2016 году был зафиксирован в Азии (59,2 миллиона тонн). В Северной и Южной Америке и Европе спрос на азотные удобрения значительно ниже. Однако в мировом масштабе эти страны идут сразу после Азии, т.е. потребность в 2016 году составила 23,4 и 16,5 млн тонн соответственно.

В 2022 г. потребность в азотных удобрениях в Азии, Америке и Европе достигнет 62,0, 25,0 и 17,6 млн тонн соответственно. В то же время обращено внимание на необходимость сокращения использования минеральных удобрений по экологическим причинам.

Неправильное управление азотными удобрениями может не только снизить урожай пшеницы, но также привести к потерям этого питательного вещества, вызванным вымыванием, стоком, испарением или денитрификацией.

Следовательно, оптимизация использования азотных удобрений важна, поскольку она обеспечивает экономическую устойчивость, и в то же время снижая экологические угрозы, вызываемые внесенным азотом. Кроме того, на азотные удобрения приходятся самые крупные производственные затраты, а цены на них продолжают расти.

Правильное снабжение растений другими питательными веществами имеет значение в контексте применения азотных подкормок. Поэтому влияние азотных (N) и серных (S) удобрений широко исследуется, и эти питательные вещества обычно считаются ключевыми факторами при производстве зерновых.

Так, содержание белка в зерне – основной параметр качества пшеницы, который определяется последующим эффектом внесения азотных и серных удобрений. Эти макроэлементы создают блоки белков.

Азотные удобрения повышают содержание белка в зерне, а серные удобрения влияют на белковый состав зерна. Из-за недостаточного поступления серы пшеница не может достичь своего полного потенциала урожая, и использование азота для синтеза белка сокращено.

Целью данного исследования было определение эффективности удобрения озимой пшеницы нитратом аммония, обогащенным сульфатом аммония. Было проанализировано влияние нового удобрения (содержащего 30% N и 6% S), доступного на польском рынке.

По результатам трехлетнего полевого эксперимента были рассчитаны следующие параметры: оптимальная доза азота и максимальный урожай озимых зерновых для этой дозы, предельная эффективность удобрения, агрономическая эффективность, потребление азота, кажущееся восстановление азота, физиологическая эффективность.

Для сравнения взяли другие методы: контроль без удобрений; удобрение нитратом аммония (34% N); удобрение стандартными азотными и серными удобрениями с добавкой азота нитратом аммония. Дозы азота составляли 150, 200 и 250 кг N на гектар. Серу вносили в дозах 30, 40 и 50 кг S га гектар.

Наблюдался положительный эффект от использования удобрений, содержащих азот и серу, в пропорциях, предназначенных для выращивания зерновых.

Наибольшая средняя оптимальная доза азота и максимальная урожайность озимой пшеницы были отмечены в случае применения нового удобрения с добавлением серы (217 кг N/га и 8251 кг/га соответственно).

Наивысшая агрономическая эффективность и физиологическая эффективность азотных удобрений, а также наивысшее очевидное извлечение азота были получены после внесения удобрений 150 кг N на гектар, чем после внесения удобрений 200 кг и 250 кг N/ га.

Однако по сравнению с азотными удобрениями без серы, серные удобрения увеличивают извлечение азота. Добавление серы с новым удобрением также значительно повысило агрономическую эффективность (для 200 кг и 250 кг N/га) и физиологическую эффективность (для 200 кг N/ га) азотных удобрений озимой пшеницы.

(Источник: www.mdpi.com).