Фото: із відкритих джерел
Національний міждисциплінарний проєкт в Австралії збирає польові дані, щоб точніше визначати, коли й куди «зникає» азот із ґрунту. Випробування у штаті Новий Південний Уельс показали суттєві відмінності у шляхах втрат залежно від локації та умов сезону.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на сайт Global Agriculture.
В Австралії триває національний міждисциплінарний проєкт, який збирає дані для кращого розуміння того, де і коли азот втрачається з ґрунтів у різних системах землеробства. Досліди в Новому Південному Уельсі є частиною цієї роботи: на кожній локації закладають 6–8 норм азотного удобрення, а для двох варіантів застосовують ізотопний трасер 15N.
За словами старшого наукового співробітника NSW Department of Primary Industries and Regional Development (NSW DPIRD) д-ра Ґрема Швенке, оскільки трасер поводиться як «звичайний» азот (14N), дослідники можуть кількісно визначати, яка частка внесеного добрива засвоюється культурою, яка залишається в ґрунті або рослинних рештках, а яка втрачається для агросистеми.
«Оскільки трасер поводиться як “звичайний” азот (14N), дослідники можуть кількісно визначити, скільки внесеного добрива поглинає культура, скільки залишається в ґрунті або рештках, і скільки втрачається в довкілля», — пояснив д-р Ґрем Швенке.
Проєкт, у який інвестує GRDC, має на меті підвищити точність моделювання азотного циклу в Agricultural Production Systems sIMulator (APSIM) — основі сервісу Yield Prophet. Очікується, що це також допоможе точніше прогнозувати потребу в нормі азоту залежно від місця внесення.
Як вносили сечовину на двох майданчиках
У джерелі наведено різні схеми внесення азоту для двох локацій у NSW:
- Tamworth: 65% сечовини внесли до сівби (розкидно або в рядок), ще 35% — на фазі росту 30 (розкидно).
- Wagga Wagga: всю сечовину вносили розкидно на стадії 4 листків.
Результати 2023 року: Tamworth і Wagga Wagga
Tamworth
У 2023 році в Tamworth за внесення 150 і 200 кг/га азоту на пшениці сухі весняні умови призвели до того, що більшість азоту, засвоєного культурою, надходила з ґрунту, а частка використання 15N-міченого добрива була невеликою. Водночас, за даними д-ра Швенке, помітну частину 15N виявили у зерні, невелику — у рослинних рештках, а значну — у ґрунті до глибини 80 см.
Загалом, за оцінкою дослідників, 38–45% 15N-міченого азоту було втрачено з системи — ймовірно, під час вологих умов після внесення, а також у проміжку між збиранням урожаю та післясезонним відбором ґрунтових проб.
Wagga Wagga
У Wagga Wagga в 2023 році за тих самих норм (150 і 200 кг/га азоту) частину азоту забезпечував ґрунт, але відносно Tamworth більша частка азоту потрапляла в рослину саме з 15N-міченого добрива. Перші результати показали, що 30–45% 15N-міченого добрива після збирання не було знайдено ні в рослині, ні в ґрунті, тож ці обсяги вважають втраченими для господарської системи.
Шляхи втрат: випаровування аміаку та денітрифікація
Д-р Швенке зазначає, що в Tamworth втрати через волатилізацію були низькими, тоді як у Wagga Wagga — високими. Іншим шляхом втрат є денітрифікація (до оксиду азоту, закису азоту та молекулярного азоту), яка, за його оцінкою, «ймовірно була високою» в Tamworth і меншою у Wagga Wagga.
Окремо наведено виміряні показники волатилізації:
- Tamworth: втрати через волатилізацію становили 1% у 2023 році та 0% у 2024 році (вимірювання проводили для допосівного азоту 100 кг/га).
- Wagga Wagga: на стадії 4 листків за внесення 120 кг/га азоту втрати через волатилізацію у 2024 році становили 14%, у 2025 році — 24%. У 2023 році на цій локації волатилізацію не вимірювали.
За даними ширшого проєкту (7 майданчиків у Західній Австралії, Південній Австралії, Вікторії, NSW і Квінсленді), медіанні втрати через волатилізацію становили 9%, а діапазон — 0–48% від внесеного азоту. Найвищі втрати зазвичай фіксували на ґрунтах із низькою ємністю катіонного обміну, за внесення сечовини у вологий/мокрий ґрунт, за відсутності або мінімальних опадів (менше 5 мм) упродовж 7 днів після внесення, а також за вітряної погоди після розкидання.
Переміщення азоту та «хвіст» ефекту на другий рік
До грудня 2024 року, за словами д-ра Швенке, другий урожай у Tamworth засвоїв ще 22% від початково внесеного у 2023 році 15N (у 2024 році новий азот не вносили). Натомість другий урожай у Wagga Wagga використав лише додаткові 5% від початково внесеного азоту, а 16% залишалося в ґрунті станом на грудень 2024 року.
Після двох років досліджень на майданчиках Tamworth і Wagga Wagga, за підсумком авторів, 30–45% внесеного азоту добрив не було знайдено в зерні, рослинних рештках або ґрунті.
Що це означає для практики
У матеріалі наведено практичні висновки щодо домінуючих ризиків втрат у двох локаціях:
- Tamworth: основним шляхом втрат, імовірно, була денітрифікація, що вказує на потенційну роль інгібітора нітрифікації. Також зазначено ризик «застрягання» азоту у верхньому шарі ґрунту за сухих умов у сезоні (особливо за розкидного внесення), а невикористаний азот під час пару «вимивався» вниз, проте значну його частину використала друга культура. Через два роки 28% початкового 15N залишалося в ґрунті, з найбільшою концентрацією біля поверхні, ймовірно в органічних формах.
- Wagga Wagga: основним шляхом втрат була волатилізація, що є ризиком за розкидного внесення; для таких умов, зауважують автори, варто дослідити застосування інгібітора уреази. Тут перша культура засвоювала більше азоту, але друга — мало. Через два роки 16% азоту добрив залишалося в ґрунті як органічна речовина, частина якої може мінералізуватися для наступних культур.
Навіщо це моделям APSIM і сервісам планування живлення
Усі дані проєкту використовують для тонкого налаштування APSIM, а дані з волатилізації — для тестування нового модуля волатилізації, розробленого партнерами проєкту та CSIRO. Як зазначає д-р Швенке, це має допомогти користувачам APSIM або Yield Prophet упевненіше прогнозувати динаміку азоту в системі землеробства для різних локацій і сезонних умов.
«Це дозволить користувачам APSIM або Yield Prophet більш упевнено прогнозувати азотну динаміку в системі землеробства за різних локацій і сезонних умов», — зазначив д-р Ґрем Швенке.
Хто бере участь у проєкті
Серед співінвесторів і партнерів ініціативи GRDC «Predicting nitrogen cycling and losses in Australian cropping systems – augmenting measurements to enhance modelling» названі профільні відомства штатів (зокрема NSW DPIRD, департаменти в Західній Австралії, Квінсленді, Agriculture Victoria, South Australian Research and Development Institute), а також Murdoch University, Queensland University of Technology, University of Queensland, University of Western Australia та CSIRO.