Synergistyczne inhibitory nitryfikacji wraz z najlepszymi praktykami gospodarowania mogą osiągnąć wyższe plony i efektywność wykorzystania azotu w pół‑suchych glebach zasolonych i zasadowych

Karmienie upraw na trudnych terenach

W wielu suchych rejonach świata rolnicy mają trudności z wyhodowaniem wystarczającej ilości żywności na słonych, wietrznych glebach, jednocześnie zapobiegając zanieczyszczeniu wody i powietrza przez nawozy. Badanie z Mongolii Wewnętrznej w Chinach pokazuje, jak mądrzejsze stosowanie nawozów azotowych — wspomagane przez specjalne dodatki zwane inhibitorami nitryfikacji — może podnieść plony kukurydzy blisko ich potencjału, ograniczyć marnotrawstwo nawozu i zmniejszyć szkody dla środowiska, nawet gdy opady są niewielkie.

Wyzwanie suchych, zasolonych gospodarstw

Obszary suche i pół‑suche zajmują ponad 40% gruntów uprawnych na świecie i dostarczają większości naszej żywności, lecz borykają się z poważnymi problemami: niewielkimi opadami, słonymi glebami i dużym uzależnieniem od nawadniania. W rejonie nawadniania Hetao w zachodniej Mongolii Wewnętrznej rolnicy tradycyjnie stosują bardzo duże dawki nawozów azotowych do kukurydzy — 300 do 450 kilogramów na hektar — licząc na wysoki plon. Tymczasem plony utknęły na poziomie zaledwie około 40% możliwego. Duża część azotu ucieka do powietrza lub jest zmywana do kanałów i jezior, marnując pieniądze i zanieczyszczając wodę. Kluczowe pytanie dla badaczy brzmiało: jak zbliżyć się do osiągalnego plonu regionu, jednocześnie używając mniej azotu i tracąc go mniej do środowiska.

Projektowanie mądrzejszego systemu nawożenia

Zespół przeprowadził trzyletni eksperyment polowy na typowej glebie zasolonej i zasadowej przy bardzo niskich opadach i nawadnianiu z Rzeki Żółtej. Porównano cztery systemy zarządzania kukurydzą: brak azotu; powszechną praktykę rolników o wysokim załadunku; system „wysokich plonów i wysokiej efektywności”, który zmniejszał azot o około jedną trzecią i upraszczał nawożenie; oraz system „wysokich plonów i odporności na stres”, który stosował tę samą zmniejszoną dawkę azotu, ale dodał inhibitor nitryfikacji zwany DMPP, wymieszany z nawozem i zastosowany jednorazowo przy sadzeniu. Wszystkie pola używały tej samej odmiany kukurydzy oraz podobnych dawek fosforu i potasu, więc różnice można było wiązać głównie ze strategiami azotowymi.

Więcej ziarna przy mniejszej ilości azotu

W latach 2020–2022 pola bez nawożenia stopniowo traciły wydajność, co potwierdziło, że sama gleba nie wystarcza do prowadzenia upraw wysokoplonnych kukurydzy. Przeciwnie, oba ulepszone systemy z ograniczonym azotem osiągnęły plony ziarna 15–18 ton na hektar — około 80% lokalnego potencjału plonu — dorównując lub niemal dorównując praktyce rolników w normalnych latach. Co istotne, zoptymalizowane systemy osiągały to przy zaledwie 250 kilogramach azotu na hektar i tylko jednej aplikacji nawozu, w porównaniu z 380 kilogramami i trzema aplikacjami w systemie tradycyjnym. Podniosło to efektywność wykorzystania azotu — udział zastosowanego azotu faktycznie pobranego przez roślinę — z poniżej 50% do około lub powyżej 60% w latach o dobrych opadach, spełniając międzynarodowe cele „zielonego rozwoju”.

Wbudowane ubezpieczenie na wypadek suszy

Najtrudniejsą próbą był rok 2022, gdy opady spadły i kukurydza doświadczyła silnej suszy w kluczowym stadium wzrostu. W tych surowych warunkach system z ograniczonym azotem bez inhibitora odnotował wyraźny spadek plonu w porównaniu z praktyką o wysokim załadunku. Natomiast system stosujący inhibitor nitryfikacji utrzymał plony, głównie przez zachowanie wyższej masy pojedynczych ziaren. Pomiary wykazały, że to leczenie zachowało pobranie azotu nadziemnego, zwiększyło absorpcję fosforu i utrzymało całkowitą biomasę roślin nawet w suchym roku. Poprzez spowolnienie przekształcania amonu w azotan w glebie o wysokim pH i zasoleniu, inhibitor utrzymywał więcej użytecznego azotu w pobliżu korzeni przez dłuższy czas, pomagając roślinom lepiej radzić sobie ze stresem wodnym.

Czystsze pola i wody

Ponieważ rośliny pobierały więcej zastosowanego azotu, ulepszone systemy pozostawiały znacznie mniejsze nadwyżki azotu na polu. Praktyka rolników o wysokim załadunku kumulowała ponad 160–200 kilogramów dodatkowego azotu na hektar rocznie — azotu, który prawdopodobnie ucieka jako gaz lub wymywa się do wód odpływowych. Zoptymalizowane systemy mniej więcej o połowę zmniejszyły tę nadwyżkę, a w niektórych latach zabieg z inhibitorem niemal zrównoważył wejścia i wyjścia. Oznacza to mniejsze ryzyko emisji gazów cieplarnianych i mniej azotu trafiającego do lokalnych cieków wodnych, gdzie już zidentyfikowano go jako istotnego zanieczyszczającego.

Co to oznacza dla rolników i środowiska

Dla rolników działających w suchych, zasolonych regionach badanie niesie jasny przekaz: samo dodanie większej ilości azotu nie gwarantuje większych plonów, ale lepiej dobrany i lepiej zastosowany azot może to zapewnić. Jednorazowa aplikacja nawozu azotowego w obniżonej dawce, połączona z inhibitorem nitryfikacji, może dostarczyć wysokie plony kukurydzy, zwiększyć udział nawozu rzeczywiście wykorzystanego przez rośliny i ograniczyć zanieczyszczenie. Być może najważniejsze, takie podejście działa jak polisa ubezpieczeniowa w latach suszy, pomagając uprawom utrzymać plon, gdy wody brakuje. Jeśli zostanie szeroko przyjęte w podobnych regionach, praktyki te mogłyby zwiększyć produkcję żywności, jednocześnie zmniejszając presję na wrażliwe gleby i zasoby wodne.

Cytowanie: Zeng, Z., Wu, L., Liu, J. et al. Synergistic nitrification inhibitors with best management practices can achieve higher yield and nitrogen use efficiency in semi-arid saline-alkali soils. Sci Rep 16, 5287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36007-1

Słowa kluczowe: efektywność wykorzystania azotu, inhibitor nitryfikacji, plon kukurydzy, rolnictwo pół‑suche, gleba zasolona i zasadowa