Является ли применение навоза с мульчей из пластиковой пленки хорошим выбором для производства картофеля?
На этот вопрос ответили китайские ученые, поставив эксперимент
Картофель признается четвертым основным продуктом питания в КНР после риса, пшеницы и кукурузы, и ожидается, что к 2020 году более 50 процентов производства клубней будет потребляться в качестве основного продукта питания.
Годовой объем производства картофеля увеличился с 81,5 млн тонн до 99,1 млн тонн в периоде с 2010 по 2016 год, что сделало Китай крупнейшим в мире производителем культуры. Тем не менее, китайские ученые рассматривают способы увеличения производства для удовлетворения растущего спроса со стороны растущего населения.
В последние 30 лет в Китае применяется все больше неорганических азотных удобрений.
Количество неорганического азотного удобрения, внесенного в 2016 году, составило 30,5 млн тонн, что в 2,5 раза больше, чем в США. Чрезмерное поступление неорганического азота привело к ряду экологических проблем, таких как увеличение выбросов парниковых газов, усугубление загрязнения нитратами в сельскохозяйственных водостоках, уменьшение биоразнообразия и изменение бактериального состава в почве.
Согласно плану действий по сокращению азотных синтетических удобрений, объявленному Минсельхозом КНР в 2015 году, ученые изучают альтернативы. Применение навоза в почву в качестве органического удобрения было обычной практикой в КНР, но потом все изменилось из-за растущей доступности неорганических удобрений.
Навоз, как известно, обеспечивает питательные вещества для сельскохозяйственных культур, содержит органические вещества, повышающие содержание органического углерода в почве, и имеет преимущества в увеличении размера микробных сообществ.
Однако навоз обычно лишь частично минерализуется или компостируется перед внесением в почву. Следовательно, питательные вещества, выделяемые из навоза, зависят от минерализации в почве, что, в свою очередь, зависит от гидротермальной среды почвы.
Мульчирование полиэтиленовой пленкой широко используется во всем мире для агрономической экономии воды, поддержания температуры почвы и, как часто сообщалось, оказывает сильное влияние на гидротермальную среду почвы.
Однако, все еще остается спорным вопрос о том, как различные цвета мульчи с пластиковой пленкой влияют на производство картофеля.
Группа китайских ученых из Центра сельскохозяйственных исследований в Китае (Китайский аграрный университет), колледжа гидравлической энергии и энергетики, Университет Янчжоу, вместе с коллегами из Университета Пердью, США, поставили полевые опыты по применению органических удобрений и неорганики под разными видами пластиковой мульчи.
Цели данного исследования заключались в том, чтобы изучить влияние различных обработок поверхности почвы и удобрений на рост картофеля, суммарное испарение, эффективность использования воды и урожайность клубней, а также определить, может ли применение навоза дать удовлетворительное производство картофеля в полузасушливых регионах в качестве альтернативы неорганическим подкормкам.
Полевые эксперименты проводились в течение двух вегетационных периодов (2017 и 2018 гг.) на Экспериментальной станции Шиянхэ Китайского сельскохозяйственного университета. Научно-исследовательская станция находится в провинции Ганьсу. В этом регионе средняя годовая температура составляет 8,8 ° С, а среднегодовое количество осадков - 164 мм. Глубина подземных вод составляет около 25 метров. Почвы являются супесью с полевой влагоемкостью 0,26 см 3 см -3 и объемной плотностью 1,56 г см -3 на глубине 0-60 см почвы.
Экспериментальная обработка состояла из комбинации трех обработок поверхности почвы, включая черную пластиковую пленку, прозрачную пленочно-пластиковую мульчу и без мульчи, а также проводилось две обработки удобрениями – синтетическими и навозом КРС – под тремя видами покрытий. Каждая обработка имела три повторения.
Температура воздуха является одним из наиболее важных факторов, влияющих на температуру почвы, что, в свою очередь, отражается на вегетации растений картофеля.
Более низкая средняя температура воздуха и более низкие температуры воздуха на ранней стадии роста в 2018 году препятствовали прорастанию семян картофеля и уменьшали высоту растений и индекс площади листьев, снижая урожайность картофеля в результате сокращения поглощения питательных веществ и воды. Это что касается отсутствия мульчи.
Полимерная пленочная мульча черного создала более теплую и стабильную почвенную термальную среду для появления и роста всходов и рассады. Такая ранняя всхожесть способствует росту росту биомассы над землей, что приводит к наибольшей высоте растения и урожайности клубней.
В случае с прозрачной пленкой результат был худшим, чем с черной. Наблюдалась чрезвычайно высокая температура, сдерживающая рост картофеля над землей на стадии проростков и в дальнейшем негативно отразившаяся на формировании клубней.
В этом исследовании прозрачная пластиковая пленочная мульча не имела преимуществ по сравнению с отсутствием мульчи.
В то же время черный пластик создал подходящие тепловые условия и относительно хорошую аэрационную среду для роста картофеля в этом исследовании. Черная пластиковая пленка также увеличивала концентрацию минерального азота в почве, уменьшала испарение с поверхности земли в дополнение к изменению температуры почвы, уменьшала расход воды для орошения и повышала эффективность использования влаги.
Различные результаты по высоте растений, индексу площади листьев и урожайности клубней между обработками неорганическими удобрениями и навозом были в основном ограничены азотом, выделяемым в почву из различных видов удобрений.
Уровни азота в почве в этом исследовании, как правило, были ниже для обработки навоза в течение всей стадии роста, хотя они были аналогичны уровням обработки неорганическими удобрениями в течение первого месяца.
Скорость минерализации навоза была высокой в ??течение первых 30–40 дней, а затем снизилась.
Только небольшая часть органического N со временем была минерализована из навоза.
Таким образом, применение навоза в качестве альтернативы или частичной замены неорганического удобрения, а не в качестве добавки, сдерживало рост растений, уменьшало индекс площади листьев и производство клубней.
Результаты показали, что положительное влияние подкормки синтетическими удобрениями на рост картофеля из-за увеличения количества питательных веществ перевешивало отрицательные эффекты, вызванные увеличением содержания углекислого газа в почве.
С другой стороны, обработка навозом не увеличивала, а снижала эффективность использования воды из-за высокого суммарного испарения, потому что больше воды потреблялось почвенными микробами, которые развивались при внесении органики.
В этом исследовании низкие количества общего фосфора в навозе крупного рогатого скота могут быть еще одним фактором, приводящим к низким показателям развития и урожайности растений, так как фосфор является важным питательным веществом для растений картофеля.
В заключение авторы статьи отмечают, что неорганическое удобрение с черной мульчей из пластиковой пленки было лучшей системой производства картофеля среди протестированных.
(Источник: www.mdpi.com. Авторы: Чаобяо Мэн, Фэнсинь Ван, Бернард Энгель, Кайцзин Ян, Юлианг Чжан).
Источник: Agroxxi.ru
