Преимущества и недостатки сева кукурузы после сои

В то время как большинство американских фермеров чередуют кукурузу и сою, цены на сырье и урожайность кукурузы заставляют некоторых чередовать этот севооборот из года в год. Ученые Иллинойсского университета решили изучить вопросы урожайности, воздействия на окружающую среду и экономической отдачи при различных сценариях севооборота.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Agriculture, Ecosystems & Environment, исследователи из Центра устойчивости агроэкосистем университета и Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук использовали сложную модель агроэкосистемы, чтобы объяснить:

• почему урожайность кукурузы выше после сои при обычных нормах внесения азотных удобрений;
• как севооборот кукуруза-соя влияет на выбросы парниковых газов из почвы и вымывание азота;
• когда севооборот кукуруза-соя наиболее экономически выгоден.

После обучения модели Ecosys на основе полевых испытаний, проводившихся в течение десятилетия на кафедре растениеводства с различными севооборотами и нормами внесения азотных удобрений, исследователи не удивились, обнаружив, что кукуруза, выращиваемая после сои, стабильно давала в среднем на 6,4 % больше урожая при стандартных нормах внесения азота — 151 кг азота на 1 га.

Команда обнаружила, что более низкая биомасса и более быстрое разложение остатков сои оставляют поверхность почвы более открытой весной, когда высевается кукуруза. Открытые почвы нагреваются быстрее, что заставляет почвенные микробы минерализовать больше азота из органического вещества, обеспечивая источник доступного азота для молодых растений кукурузы — эффект, похожий на стартовое удобрение, обычно используемое фермерами. Исследователи обнаружили, что это приводит к более высокому урожаю кукурузы к концу сезона.

Однако это преимущество снижалось при более высоких нормах внесения азотных удобрений.

Севооборот снижает выбросы, но влияет на потерю углерода и азота в почве

С точки зрения экологии, севооборот кукурузы и сои помог сократить выбросы оксида азота и аммиака из почв. Но быстроразлагающиеся остатки сои привели к общему сокращению органического углерода в почве по сравнению с непрерывным выращиванием кукурузы.

Неудивительно, что выщелачивание азота было ниже в годы выращивания сои из-за отсутствия внесения удобрений. Однако тот факт, что выщелачивание азота все еще имело место под соей, указывает на важность минерализации азота из органического вещества. Выщелачивание увеличивалось в последующие годы выращивания кукурузы, когда разложившиеся остатки сои высвобождали азот в почву.

Универсального подхода нет

Исследование подчеркивает важность адаптации управления азотом для баланса прибыльности и устойчивости. Более низкие нормы внесения удобрений в севообороте кукуруза-соя по сравнению с непрерывным выращиванием кукурузы могут максимизировать экономическую отдачу, одновременно смягчая некоторые воздействия на окружающую среду, но фермеры должны сопоставить эти преимущества с потенциальным снижением содержания органического вещества в почве и более сильным вымыванием питательных веществ.

Это исследование подчеркивает необходимость учитывать долгосрочные изменения в органическом веществе, учитывая его важность как источника азота для усвоения сельскохозяйственными культурами.

Десятилетия исследований указали на преимущества севооборота с точки зрения урожайности, снижения потребности в удобрениях и здоровья почвы. Новое исследование дает научное обоснование севооборота и заполняет пробел в предыдущих знаниях, количественно оценивая сельскохозяйственные результаты севооборота кукуруза-соя в деталях. Несмотря на экологические компромиссы, обнаруженные группой, экономический анализ показывает, что севооборот выгоден, особенно при более низких нормах удобрений.

ГлавАгроном