Сочетание органических и минеральных удобрений для интегрированного управления плодородием почв в мелкотоварных фермерских системах Кении: исследование с использованием модели «растение–почва» FIELD

Технологии интегрированного управления плодородием почв (ISFM) для мелких фермерских хозяйств Африки должны учитывать (i) неоднородность почв в пределах хозяйства; (ii) долгосрочную динамику и вариабельность; (iii) качество и доступность навоза; (iv) доступ к удобрениям; и (v) конкурирующие способы использования растительных остатков. С помощью модели FIELD (Field-scale Resource Interactions, Use Efficiencies and Long-term Soil Fertility Development — взаимодействия ресурсов в масштабе поля, эффективность их использования и долгосрочное развитие плодородия почв) мы исследовали стратегии распределения навоза и удобрений. Реакция кукурузы на внесение азотных удобрений в дозах от 0 до 180 кг N·га−1 (±30 кг P·га−1) позволила различить слабо отзывчивые плодородные поля (например, урожайность зерна 4,1–5,3 т·га−1 без фосфора и 7,5–7,5 т·га−1 с фосфором), отзывчивые поля (соответственно 1,0–4,3 и 2,2–6,6 т·га−1) и слабо отзывчивые неплодородные поля (соответственно 0,2–1,0 и 0,5–3,1 т·га−1). В почвах, получавших навоз и удобрения в течение 12 лет, сохранялось от 1,1 до 1,5 т C·га−1·год−1 при оставлении на поле 70% растительных остатков и от 0,4 до 0,7 т C·га−1·год−1 при оставлении 10% остатков. Деградированные поля не восстанавливались при внесении навоза местного качества (например, 23–35% C, 0,5–1,2% N, 0,1–0,3% P) в реалистичной дозе 3,6 т сухого вещества·га−1·год−1 в течение 12 лет без удобрений. Минеральные удобрения необходимы для запуска восстановления почв посредством гистерезисного восстановления продуктивности биомассы и поступления углерода в почву.