Эффективность использования питательных веществ (NUE) — ключевое понятие в современном сельском хозяйстве. Оно означает способность растений эффективно использовать удобрения для роста и развития. NUE часто используется применительно к азоту. Эффективность использования фосфора (P) и калия (K) принято называть PUE и KUE соответственно.
В сельском хозяйстве повышение NUE имеет решающее значение для устойчивого производства сельскохозяйственных культур, поскольку азот является жизненно важным питательным веществом для роста и развития растений, однако избыточное внесение азотных удобрений может привести к экологическим проблемам и экономическим потерям. Поэтому повышение NUE необходимо для увеличения производительности сельского хозяйства при минимизации его экологического следа.
Эффективность использования питательных веществ является одним из важнейших факторов устойчивого земледелия. Она позволяет фермерам оптимизировать продуктивность сельскохозяйственных культур и одновременно снизить негативное воздействие на окружающую среду. Устойчивое сельское хозяйство направлено на удовлетворение растущего спроса на продовольствие при минимальном использовании невозобновляемых ресурсов и снижении экологического следа сельского хозяйства.
Удобрения являются одним из основных факторов современного сельского хозяйства. Повышение эффективности использования питательных веществ позволяет сделать использование удобрений оптимальным, повысить урожайность, сохранить плодородие почвы и тем самым повысить устойчивость сельскохозяйственных систем.
Методы устойчивого земледелия, такие как точное земледелие, покровная культура и севооборот, направлены на повышение эффективности использования питательных веществ за счет содействия естественному круговороту питательных веществ и снижения их потерь. Повышение эффективности использования питательных веществ позволяет повысить экономическую жизнеспособность, социальную справедливость и экологическую устойчивость сельского хозяйства.
В конечном счете, определение эффективности использования питательных веществ — это показатель количества питательного вещества, поглощенного растением и использованного по назначению, например, для синтеза белка или фотосинтеза, по отношению к количеству внесенного питательного вещества.
Расчет эффективности использования питательных веществ
Расчет эффективности использования питательных веществ является ключевым шагом в определении путей ее повышения. Кристиан Терронес, специалист по устойчивому развитию агрономической группы компании ICL, за восемь лет работы в ICL получил богатый опыт работы с NUE. Его основной задачей является помощь фермерам в достижении их целей, связанных с устойчивым развитием, путем поиска и предоставления наилучших инструментов для их достижения.
Эффективность использования питательных веществ — это часть инструментов, которые мы можем использовать для улучшения [биоразнообразия]. NUE — это, по сути, показатель того, насколько эффективно питательные вещества используются сельскохозяйственной культурой. Можно оценить, сколько питательных веществ было поглощено растением. Или можно оценить, сколько урожая было получено на единицу внесенного питательного вещества», — говорит Терронес.
Эффективность использования питательных веществ может быть выражена различными способами, среди которых наиболее точными являются агрономическая эффективность (AE), физиологическая эффективность (PE) и кажущаяся эффективность восстановления (ARE).
Агрономическая эффективность (AE) измеряет количество урожая, полученного на единицу внесенных удобрений, а физиологическая эффективность (PE) — количество урожая, полученного на единицу питательных веществ, поглощенных растением. Видимая эффективность восстановления (ARE) измеряет долю внесенных удобрений, которая усваивается растением. Для всех этих параметров необходимо делать поправку на количество питательных веществ, поступающих с поливной водой и почвой, что требует наличия участков без удобрений (нулевых участков). По этой причине данные параметры являются общепринятыми для исследовательских и опытных целей, но не для обычных фермеров. Более реалистичным показателем является частичная факторная продуктивность (PFP), которая аналогична AE, но без поправки на питательные вещества, поступающие из почвы и воды.
Коэффициент эффективности использования питательных веществ
Коэффициент эффективности использования питательных веществ (NER) — полезный инструмент для оценки общей эффективности использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами, поскольку он учитывает взаимодействие между несколькими питательными веществами и влияние дисбаланса питательных веществ на рост растений.
NER — это показатель того, насколько эффективно растения используют несколько питательных веществ одновременно для производства биомассы. Расчет NER заключается в делении урожая сухого вещества растения на сумму количеств нескольких питательных веществ, поглощенных растением, таких как азот, фосфор и калий.
Более высокий показатель NER указывает на то, что растение более эффективно использует питательные вещества для производства биомассы, в то время как более низкий показатель NER говорит о том, что растение использует питательные вещества неэффективно и может быть ограничено одним или несколькими питательными веществами. Коэффициент эффективности использования питательных веществ может быть использован для оценки эффективности методов управления питательными веществами и выявления возможностей повышения эффективности использования питательных веществ в сельскохозяйственных культурах.
Факторы, влияющие на эффективность использования питательных веществ
На эффективность использования питательных веществ могут влиять несколько факторов, включая состояние почвы, погодные условия, генетику растений и методы управления. Такие характеристики почвы, как pH, CEC, текстура и структура, могут влиять на доступность и поглощение растениями питательных веществ. Например, кислые почвы могут ограничивать доступность фосфора, щелочные — микроэлементов, а уплотненные почвы могут ограничивать рост корней и поглощение питательных веществ.
Погодные условия, такие как температура, влажность и освещенность, также могут влиять на эффективность использования питательных веществ, воздействуя на рост растений, поглощение питательных веществ и их потерю в результате вымывания или улетучивания. Генетика растений также играет важную роль в эффективности использования питательных веществ, поскольку различные сорта культур могут иметь разные потребности в питательных веществах и способности к их поглощению.
Стратегии повышения эффективности использования питательных веществ растениями
Учитывая важность эффективности использования питательных веществ, неудивительно, что агрономы и фермеры ищут ответы на вопросы о том, как повысить ее на своих землях.
Существует несколько способов повысить эффективность использования азота на своих землях, в том числе:
- Оптимизация норм внесения удобрений предполагает внесение необходимого количества удобрений в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур, исходя из таких факторов, как тип почвы, вид культуры и целевые показатели урожайности. Для этого можно использовать почвенные тесты, тесты тканей растений или прогностические модели для оценки потребностей культуры и соответствующей корректировки норм внесения удобрений.
- Использование точных методов внесения удобрений предполагает их внесение в соответствии с потребностями культуры и с минимальными потерями, например, путем внесения удобрений в виде полос или боковых подкормок вблизи корней культуры. Это позволяет снизить потери питательных веществ в результате улетучивания или вымывания и повысить эффективность использования удобрений. Другой важной стратегией является использование удобрений с повышенной эффективностью (EEF), таких как удобрения с контролируемым высвобождением (CRF), которые обеспечивают наивысшую эффективность за счет одновременного снижения всех потерь.
- Повышению эффективности использования азота способствует применение методов ресурсосберегающей обработки почвы, таких как сокращенная обработка или нулевая обработка. Это может способствовать улучшению структуры почвы, повышению ее водоудерживающей способности и круговороту питательных веществ, что приведет к улучшению роста культур и повышению эффективности использования питательных веществ.
- Включение покровных культур в севооборот также может способствовать повышению эффективности использования азота за счет фиксации азота, снижения эрозии почвы и улучшения ее состояния. Покровные культуры способствуют фиксации остаточного азота в почве и предотвращают его потерю в результате вымывания или стока, а также улучшают структуру почвы и доступность питательных веществ для последующих культур.
В целом эффективность использования питательных веществ зависит от множества факторов, и для ее повышения необходим комплексный подход, учитывающий взаимодействие между почвой, растениями, погодными условиями и методами управления.
Инновации ICL для повышения эффективности использования питательных веществ
Компания ICL уже давно занимается созданием устойчивых решений для поддержки сельского хозяйства в обеспечении продовольствием растущего населения. Благодаря инновациям в области биостимуляторов и удобрений с контролируемым высвобождением, компания ICL позволяет фермерам совершить скачок в повышении эффективности использования питательных веществ в сельскохозяйственных культурах.
Биостимуляторы
Биостимуляторы стимулируют активность почвы, повышая доступность питательных элементов для сельскохозяйственных культур, особенно в условиях, когда жара, засуха или болезни ограничивают или исключают возможность поглощения питательных веществ корнями растений. Благодаря повышению активности почвенных микроорганизмов и стимулированию роста и развития корней увеличивается площадь поверхности корней, и растение получает доступ к большему количеству питательных веществ из почвы.
Доказано, что биостимуляторы ICL повышают урожайность и улучшают качество продукции, снижая при этом использование химических удобрений. Они могут использоваться в сочетании с традиционными удобрениями или другими средствами защиты растений, что делает их универсальным инструментом для фермеров, позволяющим оптимизировать рост сельскохозяйственных культур.
В целом биостимуляторы ICL представляют собой устойчивое и эффективное решение для повышения эффективности использования питательных веществ в сельском хозяйстве. Поддерживая рост и развитие растений, биостимуляторы помогают фермерам увеличить урожайность и повысить устойчивость их сельскохозяйственной практики.
Удобрения с контролируемым высвобождением
Удобрения с контролируемым высвобождением (CRF) обладают высокой эффективностью в обеспечении культур питательными веществами и могут высвобождать их постепенно в течение длительного времени. В отличие от обычных удобрений, которые растворяются сразу после внесения и требуют многократного применения, CRF снижают потери питательных веществ в окружающую среду и способствуют повышению эффективности использования питательных веществ. Соответствие между потребностями культур в питательных веществах и их высвобождением с помощью CRF приводит к оптимальному росту, снижает вымывание, улетучивание, денитрификацию и сток питательных веществ. Кроме того, CRF позволяет поддерживать или повышать урожайность культур при меньшем общем потреблении питательных веществ, что делает его важным решением в регионах, где нормы внесения азота ограничены.
На семенном картофеле обработка Agromaster Coated N обеспечила повышение урожайности на 12% на единицу внесенных питательных веществ и возврат инвестиций на 14%. Это и многие другие исследования подчеркивают очевидные преимущества удобрений с контролируемым высвобождением для повышения эффективности использования питательных веществ в сельскохозяйственных культурах.
NUE и инновации для лучшего будущего
NUE является важнейшим показателем для устойчивого развития сельского хозяйства. Повышение NUE может помочь минимизировать потенциальное воздействие сельского хозяйства на окружающую среду при сохранении или повышении урожайности. Практика устойчивого сельского хозяйства, такая как точное внесение удобрений, использование биостимуляторов или удобрений с контролируемым высвобождением, может способствовать повышению NUE. Продолжающиеся исследования и инновации в области эффективности использования питательных веществ имеют решающее значение для совершенствования практик фермеров. Исследования позволяют выявить новые технологии и методы, которые оптимизируют использование азота и минимизируют воздействие на окружающую среду. Компания ICL гордится тем, что возглавляет работу по поиску новых и инновационных путей повышения NUE и сохранения здорового мира для всех нас.
Источник «AgroPages»
