Соя та азотні добрива

Рослини сої утворюють природне партнерство з азотфіксуючими бактеріями, які колонізують їхнє коріння. В обмін на цукри бактерії перетворюють атмосферний азот у форму, яку рослина може використовувати, і поставляють у такий спосіб більшу частину азоту, необхідного для формування та розвитку зерна.

Історично вважалося, що це джерело, разом із азотом із ґрунту, задовольняє потреби рослин в азоті, але потенціал врожайності культури, що постійно зростає, ставить питання про те, чи дійсно це так як і раніше, пояснюють вчені суть своєї роботи.

 

Соя — це культура з високим вмістом білка, а білок недешевий. Азот — ключовий компонент амінокислот, які є будівельними блоками білків. У міру збільшення врожайності рослині сої необхідно виробляти більше білка, що, своєю чергою, вимагає більше азоту. Тому деякі дослідники та фермери вважають, що додавання азотних добрив допомагає рослині задовольнити цю збільшену потребу.

«Генетичне поліпшення, що продовжується, неухильно підвищує як потенціал урожайності сої, так і потребу рослин в азоті, порушуючи питання щодо додаткового азоту, джерелом якого є синтетичні добрива. Ця дискусія підганяється широко розрекламованими «рекордними» врожаями, які часто приписуються інтенсивним методам, включаючи збільшені норми азотних добрив», — розповідає Емерсон Нафзігер, почесний професор у галузі рослинництва. Оскільки згадані заяви не підкріплені доступними дослідженнями, то вони частково спонукали Нафзігера та його колег Джованні Преза Фонтеса та Джошуа Вонка глибше дослідити це питання.

 

Щоб перевірити, чи реагує соя на додатковий азот, команда Університету Іллінойсу провела дев’ять польових випробувань у чотирьох місцях в Іллінойсі протягом чотирьох років поспіль. Вони вивчали врожайність сої за внесення азотних добрив на кожній із чотирьох стадій її розвитку: сівба, цвітіння, формування стручків, налив насіння.

Дослідники виявили, що внесення азоту під культуру на всіх чотирьох стадіях здебільшого збільшувало врожайність, але недостатньо, щоб покрити вартість добрива. Нафцигер підкреслює, що поліпшення врожайності, яке вони спостерігали у разі повторного внесення, не є рекомендацією для фермерів наслідувати цей приклад.

 

«Хоча це зростання від повторних застосувань і було цікавим, але будь-яка обробка, яка в два-три рази більша за вартість додаткового врожаю, — це вірний спосіб втратити гроші. Фермери, які прагнуть встановити саме рекорди врожайності, можуть робити це у будь-якому випадку, але такі прийоми непрактичні і не повинні робитися на звичайних виробничих полях. У всі роки та в будь-яких місцях урожайність сої була хорошою, незалежно від постійного внесення азоту», — каже Нафцигер.

«Ми виявили слабку реакцію на внесення азоту на окремих репродуктивних стадіях від цвітіння до наливу насіння, незважаючи на те, що воно охоплює період, коли потреба в ньому висока, оскільки формуються стручки і починається налив бобів. Це вказує на те, що доступність азоту на критичних стадіях формування врожаю не є суттєвим обмеженням урожайності», — додає Преза Фонтес, доцент кафедри рослинництва.

 

Однак був один виняток. Одноразове внесення азоту під час сівби значно збільшило врожайність сої у два з трьох років на суглинковому ґрунті на одному з фермерських полів, задіяному у дослідженні. Для вчених це було несподівано, оскільки інші дослідження показали, що у разі внесення азоту під час сівби рослина менше «інвестує» у свої симбіотичні відносини з азотфіксуючими бактеріями, що інколи призводить до дефіциту азоту пізніше в сезоні.

Нафзігер пояснює таке зростання врожайності легшою текстурою ґрунту і меншим вмістом органічних речовин конкретному полі, що могло обмежити розвиток рослин на ранніх стадіях порівняно з іншими полями. В один із двох років обробка одним азотом також, припускають учені, зменшила симптоми синдрому раптової смертності сої — ґрунтового грибного захворювання.

 

«Ми не можемо розраховувати на азотне добриво у боротьбі з хворобами, але в цьому випадку це, схоже, стало однією з причин, через яку врожайність збільшилася. Невеликого стимулу на початку сезону могло б бути достатньо, щоб прискорити розвиток рослин та їхніх коренів й утримати їх у добрій формі на до кінця сезону», — сказав Нафзігер.

Одноразове внесення під час сівби може допомогти сої на ґрунтах із обмеженою доступністю поживних речовин на початку сезону, але в більшості випадків фермери можуть довіряти азотфіксуючим бактеріям, які добре роблять свою роботу. Вільноживучі ґрунтові бактерії також можуть сприяти ранньому розвитку, вивільняючи азот з органічної речовини ґрунту, що може пояснити, чому раннє застосування азоту мало доволі скромний ефект на ґрунтах із великою кількістю органічної речовини.

«Азотні добрива, як джерело додаткового азоту, слід розглядати лише в районах, де врожай часто повільно зростає через ґрунтові фактори. Кожному фермеру чи агроному варто протестувати свою програму азотних добрив на тестовій смузі, щоб перевірити — чи росте врожай краще. Якщо ні, то й викидати гроші на вітер немає сенсу. Нам потрібний азот для високої врожайності кукурудзи, але одна з речей, яка робить сою такою важливою частиною сівозміни на більшості ферм Іллінойсу, полягає в тому, що вона дає високі врожаї без витрат та екологічних наслідків, пов’язаних із застосуванням азотних добрив. Ось чому ми рекомендуємо фермерам, які вирощують сою, не слідувати шляхом рекордсменів аграрних шоу, а мати свою власну програму азотних добрив», — підсумував Нафзігер.