Азот — один из ключевых элементов питания растений: он нужен для роста, зелёной массы и белка в зерне. Но азотные удобрения — это «лекарство с побочными эффектами». Растения усваивают не весь внесённый азот, и остатки могут уходить в окружающую среду: вымываться в воду, превращаться в газы и попадать в атмосферу. Поэтому в агрономии важен не только урожай, но и азотный баланс — сколько азота пришло в систему «поле» и сколько из неё ушло.
Эту тему исследовал Упендра М. Сайнью, сотрудник USDA Agricultural Research Service. В 2021–2024 годах он провёл опыт в сухих условиях Северные Великие равнины — в районе Сидни, Монтана. Сравнивали три бобовые «пульсовые» культуры (нут, чечевицу и горох) и яровую пшеницу, а также четыре схемы: нут–пшеница, чечевица–пшеница, горох–пшеница и контроль «пшеница–пшеница». Посевы вели без вспашки (no-till) и без полива, а дозу азота для пшеницы корректировали с учётом остаточного нитратного азота в почве; бобовые получали очень небольшое количество азота при посеве.
Что такое азотный баланс простыми словами? Представьте семейный бюджет. «Доходы» азота — это источники, которые его добавляют: удобрения, азот из воздуха, который бобовые получают благодаря клубеньковым бактериям (биологическая фиксация), азот, высвобождаемый из органического вещества почвы, азот в семенах и атмосферные осадки. «Расходы» — это азот, вынесенный с зерном, и потери: испарение аммиака, денитрификация (когда микробы превращают азот в газ), вымывание в глубину, поверхностный сток и газовые выбросы.
Главная идея бобовых в том, что они умеют «добывать» азот из воздуха, поэтому обычно требуют меньше минеральных удобрений. В эксперименте общий приток азота был особенно высоким у гороха: суммарные «входы» оказались на 9–27% больше, чем у других культур, а в схеме «горох–пшеница» — выше, чем при непрерывной пшенице. Это значит, что в системе появляется дополнительный азот без увеличения дозы удобрений, и часть его может остаться в почве через корни и растительные остатки.
У пшеницы ситуация иная. Из-за более высоких доз удобрений растёт и «расходная часть» — прежде всего потери. В исследовании суммарный вынос азота с зерном и оценённые потери были на 20–62% выше у пшеницы, чем у бобовых. Если смотреть только на долю потерь в окружающую среду относительно всех поступлений, то в отдельные годы она доходила примерно до 34% у пшеницы, тогда как у гороха в наиболее удачном году была около 13%. Проще говоря, чем больше минерального азота «крутится» в системе, тем больше вероятность, что часть не пойдёт в урожай, а потеряется.
Итоговый баланс подтверждает эту картину. В среднем нут и горох давали положительный азотный баланс (избыток), а непрерывная пшеница — отрицательный (дефицит). В севооборотах результат становился мягче: схемы «нут–пшеница» и «горох–пшеница» были близки к нейтральному балансу по сравнению с более отрицательным результатом у «чечевица–пшеница» и «пшеница–пшеница». В выводах статьи подчёркивается: нут и горох, особенно в чередовании с пшеницей, помогают уменьшать потери азота и поддерживать более устойчивое производство за счёт биологической фиксации и меньшей зависимости от удобрений.
Важно помнить и ограничения: часть параметров потерь автору пришлось оценивать по данным литературы, поэтому нужны более длительные опыты и другие регионы, чтобы уточнить цифры. Но общий практический вывод понятен даже без сложных формул: добавляя в севооборот «правильные» бобовые, можно уменьшить зависимость от азотных удобрений и снизить нагрузку на природу — не жертвуя стабильностью земледелия.
