Допустим, вы выращиваете кукурузу на малоплодородной почве. Как сделать почву более здоровой и плодородной? Многие фермеры думают, что если они внесут много азотных удобрений, то эти питательные вещества вместе с углеродом будут сохраняться в почве в виде органического вещества, когда микробы разлагают пожнивные остатки. Но новое исследование Университета Иллинойса предполагает, что эти усилия могут не сработать на бедных почвах.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Американского общества почвоведов, сравнивалось разложение кукурузных остатков при высоком и низком плодородии, с азотными удобрениями и без них . Результаты стали неожиданностью.

«Кукурузные остатки разлагались значительно быстрее в бедных почвах с низким содержанием азота по сравнению с плодородной почвой , особенно когда мы добавляли азот, который стимулировал микробную активность. вниз быстрее», — сказала автор исследования Танжила Джесмин, докторант Департамента природных ресурсов и наук об окружающей среде (NRES), входящего в состав Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук (ACES) в Университете им.

Ричард Малвени, профессор NRES и соавтор исследования, объяснил, что в бедных почвах меньше агрегатных частиц, маленьких скалистых самородков, в которых обитают почвенные микробы и которые придают почве ее структуру. С меньшим количеством агрегатов свободно перемещающиеся микробы свободно бродят по почве, чаще встречаясь с углеродом, поглощая его и создавая углекислый газ в качестве побочного продукта.

«В бедной почве с меньшей устойчивостью агрегатов микробы имеют больший доступ к остаткам и углероду. А когда есть много азота, у них также есть высокий спрос на углерод в качестве источника энергии. запас в остатках, что может привести к тому, что они атакуют органические вещества в почве», — сказал Малвейни. «Микробы просто продолжают сжигать его и выделять больше углекислого газа. Это нисходящая спираль».

Чтобы узнать, как почва с контрастным плодородием минерализует углерод в присутствии остатков кукурузы, Джесмин провела исследование инкубации почвы в лаборатории. Она собрала две почвы одного и того же типа с производственных полей в Центральном Иллинойсе, одну с высоким содержанием естественного азота, а другую с обедненным азотом после 70 лет непрерывного возделывания. Она также собрала остатки кукурузы с одного поля; на этот раз ткань кукурузы не отличалась по содержанию азота.

Джесмин инкубировала почвы в банках после внесения различных комбинаций остатков кукурузы и одного из двух удобрений: нитрата калия или сульфата аммония. Она отслеживала непрерывные выбросы двуокиси углерода и периодические изменения микробной активности из инкубационных сосудов в течение двухмесячного периода в качестве меры микробной минерализации углерода.

«Удобрение увеличило скорость разложения остатков для обеих почв, но типы удобрений вели себя по-разному в зависимости от плодородия почвы», — сказал Джесмин. «Нитрат калия был более эффективным для увеличения скорости разложения остатков в почве с низким содержанием азота, тогда как сульфат аммония имел больший эффект в почве с высоким содержанием азота».

Джесмин также отметила подкисляющий эффект удобрений в почве с низким содержанием азота, проблема, которая может ограничить доступ корней к необходимым питательным веществам и углубить нисходящую спираль для бедных почв.

«Для меня поразительное сообщение из этой статьи заключается в том, что невозможно улучшить почву с низким плодородием, внося больше азотных удобрений для выращивания большего количества растительных остатков. Вы можете внести азот в почву, но вы не можете сохранить его», — сказал Малвани.

Он добавил, что управление азотом потенциально может иметь значение для почв с низким плодородием, например, внесение удобрений в течение вегетационного периода, когда в них нуждаются сельскохозяйственные культуры. Он также предложил снизить интенсивность обработки почвы.

«Обработка почвы, конечно же, является фактором, который способствует минерализации, образованию углекислого газа и разложению растительных остатков. Возможно, если вы перейдете к такой системе, как нулевая обработка почвы, это может быть полезно для снижения активности микробов и их доступа к этим источникам углерода в остатках , » он сказал. «Это может помочь».