Все почвы не равны. Богатые суглинки поддерживают самые продуктивные сельскохозяйственные регионы мира, в том числе некоторые районы Среднего Запада Америки. Но в некоторых частях Среднего Запада, в том числе в районах Миссури и Иллинойса, преобладают глинистые почвы. А там, где царят глиняные горшки, проблем у производителей предостаточно. Новое исследование Университета Миссури может помочь фермерам, выращивающим глиняные горшки, повысить урожайность при одновременном снижении затрат.
Claypans имеют богатый глиной слой под слоем рыхлого верхнего слоя почвы. По словам Лэнса Конвея из отдела растениеводства Университета Миссури, этот глинистый слой создает проблемы для производителей. Конвей изучает продуктивность глиняных горшков.
«Глиняные горшки действительно интересны и создают некоторые уникальные проблемы», - сказал Конвей. Эти проблемы включают эрозию. Глиняные горшки могут легко разрушаться даже на полях с небольшим уклоном. Это связано с тем, что вода не проходит быстро через слой глины, что может привести к поверхностному стоку. Весенняя эрозия часто усиливается после свежей обработки полей. Но глиняные почвы часто требуют такой обработки, чтобы поле не было слишком влажным для посадки.
«Поскольку глиняные горшки не очень хорошо дренируются, весной они остаются влажными и холодными», - сказал Конвей. «С другой стороны, летом они очень легко высыхают. Тогда у вас возникают проблемы с засухой. Вы можете легко получить обе крайности за один вегетационный период».
Еще одна проблема с глиняными горшками - управление питательными веществами. По словам Конвея, основной проблемой является потеря азота. Когда весной холодные, заболоченные почвы прогреваются, потери азота в виде газа неизбежны.
Конвей хотел узнать, есть ли другие аспекты выращивания глиняных горшков, которые можно было бы оптимизировать для повышения урожайности и снижения потерь питательных веществ. Он и его исследовательская группа увидели возможность в понимании динамики фосфора и калия в глиняных горшках. Как и азот, эти два питательных вещества жизненно важны для роста сельскохозяйственных культур, но также могут стать стоком, если их будет больше.
«У Университета Миссури есть только общие рекомендации по фосфору и калию для всего штата, но глиняные почвы ведут себя совсем иначе, чем другие почвы», - сказал Конвей. «Мы хотели посмотреть, как глубина верхнего слоя почвы влияет на использование фосфора и калия».
Конвей разработал эксперимент, в котором кукурузу и соевые бобы высаживали по очереди на небольших участках с глиняными горшками на разной глубине ниже верхнего слоя почвы. На некоторых участках также были посажены просо многолетнее. Эксперимент начался в 2009 году, когда участки были проверены почвой и впервые были внесены удобрения. В 2015 году Конвей снова протестировал и удобрил почву, а в 2016 году - в последний раз. Он хотел понять долгосрочную и краткосрочную динамику фосфора и калия с помощью этих трех тестов. Цифры испытаний также указывали на конкретные рекомендации для глиняных сковородок.
Конвей обнаружил, что фермерам, выращивающим глиняные горшки, вероятно, нужно вносить меньше калия, чем обычно рекомендуется. Это потому, что глиняные почвы богаты природным калием. Особенно это касается мест, где слой глины подходит ближе к поверхности. С другой стороны, эти области с более мелкими глиняными панелями, по-видимому, требуют большего количества фосфора, чем те, которые находятся на большей глубине. Это потому, что фосфор запирается в кислом слое глины.
Для производителей, имеющих доступ к технологии, позволяющей определять глубину верхнего слоя почвы, рекомендации Конвея могут быть точно соблюдены. Но для всех производителей, фермеров и садоводов общие рекомендации должны оставаться верными: более мелкий верхний слой почвы потребует меньше калия и больше фосфора - за счет более частого и меньшего внесения - чем более глубокий верхний слой почвы.
"Но каждое поле отличается", сказал Конвей. «Это будет зависеть от предыдущего управления и от того, насколько высок уровень калия в почве. В целом мы можем обойтись немного меньшим количеством калийных удобрений».
Рекомендации Конвея основаны на небольшом сюжетном эксперименте. Они все еще нуждаются в проверке в полевых условиях. Он проводит аналогичный эксперимент на больших участках, в котором также сравниваются подходы к управлению полем вспахиванием и нулевой обработкой. Он планирует в конечном итоге перенести эксперимент в крупномасштабную полевую среду.