C зростанням витрат на паливо і добрива багато підприємств змушені переглядати багато з методів обробітку грунту, які були впроваджені в той час, коли їх компоненти були менш дорогими, а ціни на зерно були вище. Величезні витрати на добрива не давали можливості виділяти кошти на інші сфери, сільгоспвиробники шукали способи більш ефективного використання добрив.
Фермери швидко визнали, що розкиданням добрив - це неоптимальний метод їх використання. Однак до того часу, це був єдиний метод застосування великого обсягу добрив. Добриво, внесена сівалкою, дуже ефективно в якості стартового добрива. Це особливо стосувалося тих сільськогосподарських виробників, які починали збільшувати норму застосування добрив, і, з часом, розширюється фермерам було необхідно здійснювати засів культури точно в термін з меншими зусиллями. У міру розвитку систем посіву, які дозволяли використовувати більш ефективно велика кількість добрив, була повернута тенденція застосування необхідної кількості добрива під час весняного посіву.
Збільшення врожайності при стрічковому застосуванні добрив
До розвитку методів no-till або прямого посіву дослідникам, які займаються вивченням методів підживлення культур добривами, стало відомо про потенційні переваги підгрунтового стрічкового внесення добрив до посівної операції. Це помітили під час проведених дослідів, коли порівняли ефективність внесеного в грунт газоподібного безводного аміаку і гранульованого нітрату амонію розкидного дії. В даному досвіді безводний аміак перевершив по продуктивності дію розкидного гранульованого добрива. Це призвело до думки про те, що безводний аміак є найкращою формою азотного добрива. У наступних дослідах помітили, що якщо застосовувати гранульоване азотне добриво таким же способом, як і аміак, обидві форми азотного добрива були в рівній мірі ефективними. Іншими словами, саме спосіб внесення добрив, а не тип використовуваного добрива є ключовим фактором у виявленні даних відмінностей.
Збільшення врожайності при стрічковому внесенні добрив
На основі результатів досліджень вченими Westco (Канада), стало очевидно, що додаткова врожайність зернових, посіяних навесні, завдяки стрічковому, а не розкидному способу внесення добрив, склала 3-5 бушелів / акр або 0.20-0.34 т / га пшениці. Досягли подібних переваг від вирощування ячменю весняного посіву і каноли / ріпаку.
У разі спільного застосування азоту і фосфату, перевага стрічкового методу склало 5-10 додаткових бушелів або 0.34-0.67 т / га пшениці. Урожайність контрольного ділянки, де не використовували добрив, і ділянок, де застосовували розкидне і стрічкове внесення добрив N-P. склала 27.5, 30.8 і 42.2 бушелів / акр або 1.85, 2.07 і 2.84 т / га пшениці відповідно. В даному специфічному дослідному досвіді перевага стрічкового внесення добрив N-P склало 11.4 бушелів / акр або 0.77 т / га ярої пшениці.
Таким чином, потенційні переваги від способу добрив культур весняного посіву в західній частині канадських прерій були занадто великі для того, щоб залишитися непоміченими.
Причини підвищення врожайності при стрічковому внесенні добрив
Дослідники виділили ряд чинників, які могли б сприяти більш ефективному результату при стрічковому внесенні добрив. В основі факторів лежить розуміння особливостей вкорінення культур, тобто усвідомлення того, чому добриво, поміщене стрічковим способом на глибину 1-2 см нижче глибини посіву, є ефективним.
Коріння рослин опускаються вниз для того, щоб добре закріпитися в грунті, а також в пошуках поживних речовин і запасів вологи. Тому легко зрозуміти те, чому ярі злакові культури, посіяні на глибині 2-3 см, пристосовані краще для більш швидкого отримання поживних речовин, які розташовані під точкою засіву насіння, ніж речовин, що знаходяться в поверхневому шарі грунту. Спосіб укорінення буде мати більше значення, особливо у таких культур з стрижневим коренем, як канола або льон, при отриманні поживних речовин після стрічкового або розкидного внесення добрив.
• Краща позиційна доступність. Добриво, поміщене стрічковим шляхом на глибину, яка в 1.5-2.0 рази нижче глибини посіву, буде швидше перехоплено корінням культури, тому що воно розташоване поблизу вологи, яка зберігається на більший період часу, ніж в поверхневому шарі грунту.
• Кліматичне взаємодія. Можна спостерігати дві різні кліматичні ситуації, які негативно впливають на розміщення розкидаються добрив. На основі численних дослідів по здійсненню осіннього посіву ми прийшли до висновку про те, що розкидне і внесена однорідно в грунт добриво надавало малий ефект, якщо поверхня ґрунту залишалася сухою протягом перших 2-3 тижнів після появи культури. Проблема полягає в тому, що добриво «виявляється на мілині» на поверхні сухого ґрунту над глибиною вкорінення культури. Коріння не проростають в сухий грунт і, таким чином, не можуть отримати переваги від присутності цих поживних речовин на ранній стадії зростання. Для того щоб отримати бажаний результат, потрібно, щоб коріння культури знайшли добриво протягом 2-3 тижнів після появи паростків. Очевидно, що в умовах, коли поверхню грунту суха, стрічкове застосування добрива у вологому грунті буде більш ефективним.
По-друге, ми спостерігали, що в роки оптимальних умов вологості під час посіву, після чого випадають своєчасні опади протягом декількох тижнів після появи культури, останні вкорінюються дрібно, там, де сконцентровані поживні речовини після внесення добрив стрічковим способом. Якщо за нормальними умовами вологості піде посушливий період, ці культури, не володіючи глубокоукорененной розвиненою кореневою системою, яка не будуть здатні використовувати подпочвенную вологу під час періоду водного стресу. У цих кліматичних умовах, ми помітили, що коріння культур, для яких добриво внесли стрічковим шляхом, проникали глибоко в грунт і мали сильно розвинені кореневі системи і, таким чином, могли винести посуху в кінці сезону вирощування майже без втрат.
• Розростання коренів. Дослідження показують, що для всієї кореневої системи необов'язково мати доступ до удобрення. На основі польових і лабораторних спостережень, як тільки частина кореневої системи культури зустрічає концентроване добриво, внесене стрічковим способом, коренева система починає розростатися в області, де присутній концентрація добрив. Тим самим, культура може поглинути великий відсоток добрива, внесеного стрічковим шляхом, в порівнянні з розсіяним по всій поверхні грунту добривом.
• Мінімізація контакту грунту з фосфатом. З плином часу різні хімічні компоненти діють таким чином, щоб зробити фосфатне добриво менш доступним. Помістивши концентроване добриво стрічковим шляхом, збільшується здатність культур до засвоєння фосфату в локалізованих ділянках системи. Навпаки, при використанні розкидного способу фосфатне добриво розташоване на великій території і буде недоступним для культур. Рідкий фосфат, що наноситься на поверхню грунту однорідно, теоретично є найбільш неефективним методом використання добрив.
• Скорочена нітрифікація. Висока концентрація азотних добрив є відносно токсичну середу для ґрунтових мікроорганізмів. Отже, тому що діяльність цих організмів хоча б спочатку скорочена до периферії простору, де було внесено добриво стрічковим способом, перетворення амонію в нітратну форму загальмовано. Бажано підтримувати азот у формі амонію для того, щоб скоротити втрати за зиму внесеного восени азотного добрива в погано дренированную грунт і збільшити поглинання фосфату з простору, де міститься азотне і фосфатне добриво, внесене стрічковим способом.
• Змінена розчинність фосфату. Існують дослідні дані про те, що підтримка високих концентрацій іонів амонію у внесеному стрічково добриві може потенційно мати переваги у формуванні більш корисних продуктів реакцій, що відбуваються між грунтом і фосфатом (тобто більш розчинних і тим самим, більш доступних для рослин). Але хімічний склад фосфату в високо концентрованих внесених стрічковим чином добривах не був достатньо добре вивчений, і існує вказівка на те, що в певних умовах присутність амонійного азоту може в дійсності прискорити утворення менш розчинних фосфатів. Продукти взаємодії фосфату стають доступними рослинам.
• Вплив амонію. Встановлено, що рослини здатні відновити фосфат більш ефективно при наявності амонійного азоту. Також спостерігали те, що висококонцентровані добрива, внесені стрічковим шляхом, сприяють підтримці азоту в формі амонію. З цієї причини завжди рекомендують не застосовувати тільки один фосфат стрічковим шляхом, але в поєднанні з азотом, бажано, в великій мірі, в аммонийной формі.
• Покращена поглинання поживних речовин. Рослини поглинають поживні речовини через коріння за допомогою дифузії і пересування потоку частинок з плином води.
• Кращий показник pH. При внесенні добрива стрічковим способом необхідно, щоб рівень pH був трохи нижче норми, для того щоб рослини могли без праці його увібрати. Для багатьох грунтів прерій, показник грунту pH занадто підвищений під час росту культур і вбиранні ними поживних речовин.
• Спокій насіння бур'янів. Польові дослідження ясно показують, що застосування розкидного азотного добрива сприяють проростанню насіння бур'янів (особливо вівсюга і гвоздикових рослин), присутніх в шарі, насиченому поживними речовинами. Внесення добрив стрічковим шляхом на глибині може призвести до значного скорочення проростання бур'янів.
Розмір міжрядь при стрічковому внесенні добрив
Існує безліч питань, що стосуються деталей стрічкового внесення. Однак, грунтуючись на дослідних даних, ми вважаємо, що передпосівне внесення з шириною міжрядь 30 см під розташуванням насіння буде найоптимальнішим.
Існують докази того, що рослинний шар можна зрізати при відстані міжрядь в процесі стрічкового внесення добрив більш ніж 30 см. Але для осіннього стрічкового внесення добрив більше підійде відстань 30 см, а не 20 см, тому що при більшій відстані кількість добрива в кожній стрічці міститься на 50% більше. Більш високі концентрації поживних речовин в стрічці сприяють підтримці поживних речовин в формі, в якій вони зберігаються протягом більш тривалого періоду.
Переваги стрічкового внесення добрив
Одне з дійсних переваг внесення добрив стрічковим шляхом полягає в тому, що даний підхід внесення добрив можна об'єднати з первинною обробкою поля. При об'єднанні операцій на поле здійснюється економія коштів. Був значно вдосконалений дизайн обладнання для внесення стрічковим способом сухих, зважених і рідких добрив. Фермери зараз мають альтернативи даного обладнання.
У періоди зростання цін на добрива або їх дефіциту фермери можуть перейти з розкидного застосування добрив на стрічкове і домогтися скорочення кількості добрива на 15-20% без впливу на врожайність.
Внесення добрив стрічковим способом - досить простий метод, але, без сумніву, у багатьох ситуаціях, це найкраща альтернатива, ніж розкидне внесення добрив. Можна навести велику кількість факторів, які підтверджують те, чому внесення добрив в грунт стрічковим способом в передпосівний період призводить до більш збільшеною врожайності, ніж розкидне застосування. Фактори численні, і найчастіше їх не можливо відокремити один від одного. Але найдивовижніше - це те, чому ми не розробили техніку для внесення добрива таким способом в посушливих умовах фермерського господарства в більш ранній період.