Руководство фермера: как контролировать нитраты и выращивать здоровые растения

Нитраты (NO₃⁻) являются критически важными питательными веществами для роста растений, которые играют фундаментальную роль в азотном обмене, синтезе белка и общем развитии растений. Мониторинг уровня нитратов в почве и тканях растений важен для оптимизации управления питательными веществами, максимизации урожайности сельскохозяйственных культур и минимизации воздействия на окружающую среду.

Причины дефицита нитратов

1. Низкий уровень органического вещества в почве:

• Разложение органического вещества способствует снижению доступности азота.

• Плохое состояние почвы приводит к недостаточному преобразованию аммония в нитраты.

2. Выщелачивание почвы из-за чрезмерных осадков или орошения:

• Нитраты хорошо растворяются и могут вымываться из корневой зоны.
• Песчаные почвы более подвержены выщелачиванию нитратов.

3. Несбалансированные методы удобрения:

• Недостаточное внесение азота или неправильное время может привести к дефициту.
• Избыток фосфора или калия может препятствовать поглощению азота.

4. Микробная активность почвы и подавление нитрификации:

• Низкое количество микробных популяций снижает преобразование аммоний-нитрата.
• Низкие температуры замедляют процессы нитрификации.

5. Высокая потребность сельскохозяйственных культур в азоте:

• Быстрорастущие или высокоурожайные культуры быстро истощают резервы нитратов.
• Отсутствие дополнительных удобрений может привести к дефициту.

6. Дисбаланс pH почвы:

• Чрезвычайно кислые или щелочные почвы могут влиять на доступность азота.
• Оптимальный pH (6,0–7,0) обеспечивает эффективное поглощение нитратов.

Поглощение азота и образование нитратов

Азот поглощается растениями в форме ионов аммония (NH₄⁺) и нитратов (NO₃⁻), которые необходимы для роста зеленых листьев. Когда удобрения на основе аммония применяются к растениям, они проходят процесс, который называется нитрификацией, где почвенные бактерии преобразуют аммоний в нитрат. Аналогично, органическое вещество в почве расщепляется на аммоний, который затем далее трансформируется в нитрат.

Эти процессы способствуют повышению уровня нитратов в почве, что делает нитраты преобладающей формой азота, доступной для растений. Из-за этого тесты на азот в первую очередь измеряют нитраты, а не аммоний.

Растительные ткани, такие как лист и черешок, содержат высокий уровень нитратов, что, как было показано на протяжении многих лет, является хорошим показателем азотного статуса растения. Испытательные лаборатории, которые анализируют содержание азота в сухой растительной ткани, обычно требуют достаточно времени для сбора, транспортировки, сушки, измельчения и анализа. Они предоставляют результаты через несколько дней.

Благодаря современным технологиям были разработаны быстрые тесты для определения содержания азота в растительных тканях, такие как портативные нитратметры с ион-селективным электродом, хлорофиллометр и тест-полоски для нитратов.

Как правило, для тестирования на нитраты, для репрезентативного образца требуется двадцать черешков только что полностью разросшихся зрелых листьев с разных растений в поле. Однако, в случае с луком, для определения уровня нитратов используются корни.

Измерение нитратов в свежем растительном соке

Измеритель нитрат-ионов LAQUAtwin – это самый простой способ измерить концентрацию нитратов в свежем соке растений. Датчику требуется всего несколько капель сока, которые можно быстро выжать с помощью пресса для чеснока. Нитратомер анализирует сок всего за несколько секунд и отображает результаты в единицах измерения нитратов (NO3) или нитрат-азота (NO3-N) ppm. Результаты можно получить сразу в поле с гораздо меньшими усилиями и относительно низкой стоимостью. Эти преимущества по сравнению с традиционными лабораторными испытаниями полезны для производителей лука при определении применения удобрений.

Метод измерения нитратов

Откалибруйте измеритель в соответствии с инструкциями производителя, используя стандарты нитратов 150 ppm и 2000 ppm, входящие в комплект.

1. Соберите образцы корней с 20–30 репрезентативных растений лука в поле. Используйте небольшую лопату или другой инструмент, чтобы выкопать растения.

2. Отрежьте корни от луковиц и промойте дистиллированной или деионизированной водой, чтобы удалить почву.

3. Промокните корни насухо бумажным полотенцем и тщательно перемешайте.

4. Поместите случайный образец корней в пресс для чеснока и выжмите сок.

5. Капните капли сока на плоский датчик, пока он не будет полностью покрыт. Запишите показатель, когда он стабилизируется.

6. После каждого использования промойте датчик чистой водой и промокните насухо мягкой салфеткой.

7. Повторите процедуру два-три раза с остальной частью образца, если это возможно.

Вычислите среднее значение показателей образцов.Лучше всего не снимать показатели в местах под прямыми солнечными лучами или при высоких температурах. Соберите образцы и занесите их в помещение для анализа. Дайте образцам и стандартам достичь одинаковой температуры, прежде чем продолжать анализ.

Результаты и преимущества

Корни лука демонстрируют наибольшую реакцию на доступное поступление азота среди всех частей растения. Они используются в анализе благодаря стабильной концентрации нитратов в ксилеме корня.  Нитратомер HORIBA LAQUAtwin NO3-11 (NO3-) успешно используется для определения нитратного азота (NO3-N) в луке, и показатели коррелируют с лабораторными результатами.

При отборе проб важно учитывать стадию роста лука, чтобы вы могли определить правильную рекомендацию по достаточности, которую следует применять к результатам вашего анализа.

Рекомендации по достаточности обычно выражаются в виде значений нитратного азота (NO3-N). NO3-N относится к азотной части молекулы нитратов. В таблице ниже приведены общие рекомендации по приемлемой концентрации нитратов в корневом соке на разных стадиях роста растения лука.

Обратите внимание, что концентрация нитратов снижается по мере созревания растения. Для луковиц размером от 1,27 до 3,8 сантиметра (от 0,5 до 1,5 дюйма) приемлемый диапазон концентрации NO3-N в корневом соке составляет от 350 до 500 ppm. Вы можете использовать таблицу для интерпретации результатов нитрат-ионометра LAQUAtwin.

Запишите начальные результаты анализа и используйте их для сравнения будущих результатов.

Таблица 1. Общие рекомендации по достаточности сока корня лука

ppm — это части на миллион, что эквивалентно мг/л

Лучшие практики управления нитратами в растениях и луке

• Вносите азот раздельными дозами в зависимости от стадий роста культуры.

• Используйте удобрения с контролируемым высвобождением или органические источники азота для обеспечения его постоянной доступности.

• Контролируйте уровень влажности почвы, чтобы предотвратить чрезмерное вымывание.

• Внедряйте севооборот и покровные культуры, чтобы повысить эффективность использования азота.

• Регулярно проводите анализы почвы и тканей растения, чтобы принимать точные решения по удобрению.

Измерение нитратов является жизненно важным аспектом современной сельскохозяйственной практики, обеспечивающим эффективное использование азота, улучшение урожайности и экологическую устойчивость. При выращивании лука точное управление нитратами имеет решающее значение для формирования луковиц, повышения качества и профилактики болезней. Регулярный мониторинг и стратегии удобрения, основанные на данных, способствуют оптимальному здоровью растений и долгосрочному успеху в сельском хозяйстве.