эксклюзив
Ученые протестировали почвенный кондиционер для выращивания кукурузы на песчаных полях
Совместная исследовательская группа из Китая и Кореи опубликовала работу в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI, в которой говорится о развитии нового сегмента в продуктах для здоровья почвы.
«Песчаная почва представляет собой один из самых распространенных типов почв в мире, часто имеет низкую урожайность из-за плохой способности удерживать воду и удобрения. К тому же из-за изменения климата растет угроза опустынивания сельхозугодий. – Пишут авторы. — Песчаные почвы на данный момент покрывают более 900 млн га по всему миру.
В последние годы, с изменением глобального климата и интенсивными методами сельхозпроизводства, все больше пахотных земель становятся песчаными почвами.
Пескообразование не только снижает продуктивность урожая, но в тяжелых случаях приводит к отказу от сельхоздеятельности и к к опустыниванию. Это характерно особенно для засушливых и полузасушливых регионов, которые покрывают около 41% общей поверхности земли.
В Китае земля быстро опустынивается из-за высокоинтенсивного использования за последние три десятилетия. Таким образом, поиск способов улучшения свойств песчаной почвы, предотвращения опесчанивания и повышения продуктивности растений имеет важное значение для продовольственной безопасности и устойчивого сельского хозяйства.
Песчаная почва характеризуется высокой концентрацией крупных отложений, крупными частицами почвы и большими порами между частицами земли, имеет ограниченную способность удерживать воду и удобрения, а также низкое содержание органических веществ, несбалансированные питательные элементы. Однако, есть и некоторые преимущества, в том числе хорошая газопроницаемость и легкая обработка.
Ключом к улучшению песчаных почв является повышение способности удерживать воду и удобрения за счет изменения определенных свойств, включая текстуру, содержание органических веществ и уровень питательных элементов.
В настоящее время существует три категории методов улучшения песчаных почв, а именно физические, химические и биологические методы.
Физические состоят в основном из инженерных стратегий, из которых часто применяется замена почвы, что очень дорого.
Методы биологического улучшения направлены на повышение органического вещества и питательных веществ в почве за счет посадки определенных культур в определенное время, но такие методы долгосрочны и снижают способность производить продукты питания в процессе улучшения.
Химические методы в основном сосредоточены на использовании синтетических кондиционеров почвы (т.е. полиакриламида, гидрогелей, промышленных/бытовых твердых отходов), которые оптимизирует желаемые физические и химические свойства. почвы и увеличить способность удерживать воду и удобрения.
Ученые последовательно работали над созданием новых эффективных почвенных кондиционеров для улучшения песчаных почв.
Компоненты большинства почвенных кондиционеров можно разделить на три класса: натуральные органические материалы, неорганические или минеральные материалы и синтетические материалы, состоящие из химических полимеров и поверхностно-активных веществ.
Органические кондиционеры, такие как навоз, торф, растительные остатки и биоуголь, широко используются для повышения инфильтрации и удерживания почвы, стимулирования агрегации и обеспечения субстрата для микро- и мезобиологической активности.
Многие органические кондиционеры увеличивают инфильтрацию почвы и удержание влаги в почве явно и немедленно, в то время как для агрегации через химические и биологические процессы могут потребоваться недели или месяцы.
Неорганические или минеральные материалы, такие как бентонит, цеолит, гипс или известь, могут изменять химические или физические процессы в почве.
Синтетические материалы в основном включают поверхностно-активные вещества, суперабсорбирующие гидрогели (SH) и полиакриламид (PAM).
К сожалению, на сегодня рынок предлагает мало почвенных кондиционеров для песка, которые одновременно являются эффективными, экономичными и экологически безопасными, и еще меньше таких, которые соответствуют этим критериям и могут использоваться в засушливых и полузасушливых регионах.
Почвенные кондиционеры, предназначенные для песчаных почв, должны обладать сильной способностью удерживать воду и удобрения, а также должны улучшать профиль питательных веществ в почве, повышать микро- и мезобиологическую активность, улучшать текстуру почвы и предотвращать дальнейшее опесчанивание.
Таким образом, срочно необходима разработка новых кондиционеров для песчаных почв.
DewEco представляет собой продукт жидкого типа, состоящий из низкомолекулярных органических материалов, полученных путем ферментации, изобретенный CJ (CJ CheilJedang Corp.; Сеул, Республика Корея).
Основным компонентом DewEco является соль L-лизина и лимонной кислоты, которая содержит 50% органического вещества и 4% N.
DewEco может обеспечить сцепление почвенных частиц, т.е. их агрегацию на поверхности и внутри структуры почвы. Таким образом, DewEco располагается между частицами почвы на поверхности почвы и/или внутри почвы, чтобы связывать их.
Высокая водоудерживающая способность продукта, сильная способность к цементации, относительно большое содержание аминокислот и безвредное для окружающей среды воздействие делают его полезным кандидатом при выращивании маржинальных сельхозкультур на песчаных почвах.
Целью данного исследования стало изучение влияния DewEco на качество песчаной почвы и рост растений кукурузы.
Серийные дозы DewEco и азотных (N) удобрений были смешаны с песчаными почвами, после чего в горшки с грунтом посадили в теплице.
Применение DewEco увеличило состав крупных частиц почвы и уменьшило состав мелких частиц почвы. Пористость почвы и влагоудержание увеличивались по мере увеличения дозировки DewEco.
Продукт также снизил pH почвы и увеличил электропроводность, содержание органического вещества в почве, общий азот и доступный калий. Он заметно способствовал росту кукурузы, одновременно повышая эффективность использования воды (WUE) и эффективность использования азота (NUE).
Кроме того, наблюдался эффект взаимодействия между DewEco и азотными удобрениями, так что комбинированное воздействие стимулировало активное развитие растение. Исследование показало, что данный почвенный кондиционер можно отнести к полезным и экологически чистым продуктам для применения в засушливых и полузасушливых регионах».
По статье группы авторов (Ицзянь Лю, Мэнъинг Ян, Кёнсу На, Джихо Хван, Суан Шин, Лина Инь, Шипин Дэн, Шивен Ван), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Фото: pixabay.com.
