C возрастанием расходов на топливо и удобрения многие предприятия вынуждены пересматривать многие из методов возделывания почвы, которые были внедрены в то время, когда их компоненты были менее дорогими, а цены на зерно были выше. Огромные затраты на удобрения не давали возможности выделять средства на другие сферы, сельхозпроизводители искали способы более эффективного использования удобрений.
Отказ от разбрасывания удобрений
Фермеры быстро признали, что разбрасыванием удобрений - это неоптимальный метод их использования. Однако до того времени, это был единственный метод применения большого объема удобрений. Удобрение, внесенное сеялкой, очень эффективно в качестве стартового удобрения. Это особенно касалось тех сельскохозяйственных производителей, которые начинали увеличивать норму применения удобрений, и, со временем, расширяющимся фермерам было необходимо осуществлять засев культуры точно в срок с меньшими усилиями. По мере развития систем посева, которые позволяли использовать более эффективно большое количество удобрений, была возвращена тенденция применения требуемого количества удобрения во время весеннего посева.
Увеличение урожайности при ленточном применении удобрений
До развития методов no-till или прямого посева исследователям, занимающимся изучением методов подкормки культур удобрениями, стало известно о потенциальных преимуществах подпочвенного ленточного внесения удобрений до посевной операции. Это заметили во время проводимых опытов, когда сравнили эффективность внесенного в почву газообразного безводного аммиака и гранулированного нитрата аммония разбросного действия. В данном опыте безводный аммиак превзошел по продуктивности действие разбросного гранулированного удобрения. Это привело к мысли о том, что безводный аммиак является лучшей формой азотного удобрения. В последующих опытах заметили, что если применять гранулированное азотное удобрение таким же способом, как и аммиак, обе формы азотного удобрения были в равной степени эффективными. Другими словами, именно способ внесения удобрений, а не тип используемого удобрения является ключевым фактором в обнаружении данных отличий.
Увеличение урожайности при ленточном внесении удобрений
На основе результатов исследований учеными Westco (Канада), стало очевидно, что дополнительная урожайность зерновых, посеянных весной, благодаря ленточному, а не разбросному способу внесения удобрений, составила 3-5 бушелей/акр или 0.20-0.34 т/га пшеницы. Достигли сходных преимуществ от выращивания ячменя весеннего посева и канолы/рапса.
В случае совместного применения азота и фосфата, преимущество ленточного метода составило 5-10 дополнительных бушелей или 0.34-0.67 т/га пшеницы. Урожайность контрольного участка, где не использовали удобрений, и участков, где применяли разбросное и ленточное внесение удобрений N-P , составила 27.5, 30.8 и 42.2 бушелей/акр или 1.85, 2.07 и 2.84 т/га пшеницы соответственно. В данном специфическом исследовательском опыте преимущество ленточного внесения удобрений N-P составило 11.4 бушелей/акр или 0.77 т/га яровой пшеницы.
Таким образом, потенциальные преимущества от способа удобрений культур весеннего посева в западной части канадских прерий были слишком велики для того, чтобы остаться незамеченными.
Причины повышения урожайности при ленточном внесении удобрений
Исследователи выделили ряд факторов, которые могли бы способствовать более эффективному результату при ленточном внесении удобрений. В основе факторов лежит понимание особенностей укоренения культур, то есть осознание того, почему удобрение, помещенное ленточным способом на глубину 1-2 см ниже глубины посева, является эффективным.
Корни растений опускаются вниз для того, чтобы хорошо закрепиться в почве, а также в поисках питательных веществ и запасов влаги. Поэтому легко понять то, почему яровые злаковые культуры, посеянные на глубине 2-3 см, приспособлены лучше для более быстрого получения питательных веществ, которые расположены под точкой засева семян, чем веществ, находящихся в поверхностном слое почвы. Способ укоренения будет иметь большее значение, особенно у таких культур со стержневым корнем, как канола или лен, при получении питательных веществ после ленточного или разбросного внесения удобрений.
• Лучшая позиционная доступность. Удобрение, помещенное ленточным путем на глубину, которая в 1.5-2.0 раза ниже глубины посева, будет быстрее перехвачено корнями культуры, т.к. оно расположено вблизи влаги, которая сохраняется на больший период времени, чем в поверхностном слое почвы.
• Климатическое взаимодействие. Можно наблюдать две разные климатические ситуации, которые негативно воздействуют на размещение разбрасываемых удобрений. На основе многочисленных опытов по осуществлению осеннего посева мы пришли к выводу о том, что разбросное и внесенное однородно в почву удобрение предоставляло малый эффект, если поверхность почвы оставалась сухой в течение первых 2-3 недель после появления культуры. Проблема состоит в том, что удобрение «оказывается на мели» на поверхности сухой почвы над глубиной укоренения культуры. Корни не прорастают в сухую почву и, таким образом, не могут получить преимущества от присутствия этих питательных веществ на ранней стадии роста. Для того чтобы получить желаемый результат, нужно, чтобы корни культуры нашли удобрение в течение 2-3 недель после появления ростков. Очевидно, что в условиях, когда поверхность почвы сухая, ленточное применение удобрения во влажной почве будет более эффективным.
Во-вторых, мы наблюдали, что в годы оптимальных условий влажности во время посева, после чего выпадают своевременные осадки в течение нескольких недель после появления культуры, последние укореняются мелко, там, где сконцентрированы питательные вещества после внесения удобрений ленточным способом. Если за нормальными условиями влажности последует засушливый период, эти культуры, не обладая глубокоукорененной развитой корневой системой, не будут способны использовать подпочвенную влагу во время периода водного стресса. В этих климатических условиях, мы заметили, что корни культур, для которых удобрение внесли ленточным путем, проникали глубоко в почву и имели сильно развитые корневые системы и, таким образом, могли вынести засуху в конце сезона выращивания почти без потерь.
• Концентрация питательных веществ. Некоторые люди считают, что идеальные условия для роста культур заключаются в том, чтобы корневая система культуры находилась в почве, сильно насыщенной питательными веществами. Значимость данного условия для культуры можно оспорить, т.к. это достигается путем разбрасывания большого количества удобрений. Для многих почв появление данного условия будет необязательно и, к тому же, процедура дорогостоящая. На почвах меньшего уровня плодородия разбрасывание и однородное внесение удобрения в почву в большом объеме приводят к тому, что растение не может найти удобрения, по сравнению с тем случаем, когда удобрение помещают ленточным способом в концентрированном виде ниже глубины посева. Корни растений не содержат «встроенной радарной системы», способствующей выслеживанию одиночной гранулы удобрения, они скорее врастают в концентрацию удобрения случайно. С этой точки зрения, объединение относительно мобильных частиц азота и неподвижных частиц фосфата для внесения их ленточным способом значительным образом увеличивает способность культуры к всасыванию относительно немобильного фосфата. Ленточное внесение одного лишь фосфата нужно произвести на расстоянии 2-3 см от посевного ряда для того, чтобы получить высокую урожайность. Корни культуры получают более свободный допуск к удобрению, если оно расположено локально в концентрированном виде, чем в том случае, если огромное количество гранул удобрения рассыпано на поверхности почвы поля.
• Разрастание корней. Исследования показывают, что для всей корневой системы необязательно иметь доступ к удобрению. На основе полевых и лабораторных наблюдений, как только часть корневой системы культуры встречает концентрированное удобрение, внесенное ленточным способом, корневая система начинает разрастаться в области, где присутствует концентрация удобрений. Тем самым, культура может поглотить большой процент удобрения, внесенного ленточным путем, по сравнению с рассеянным по всей поверхности почвы удобрением.
• Минимизация контакта почвы с фосфатом. С течением времени различные химические компоненты действуют таким образом, чтобы сделать фосфатное удобрение менее доступным. Помещая концентрированное удобрение ленточным путем, увеличивается способность культур к усвоению фосфата в локализированных участках системы. Наоборот, при использовании разбросного способа фосфатное удобрение расположено на большой территории и будет недоступным для культур. Жидкий фосфат, наносимый на поверхность почвы однородно, теоретически является самым неэффективным методом использования удобрений.
• Сокращенная нитрификация. Высокая концентрация азотного удобрения представляет собой относительно токсическую среду для почвенных микроорганизмов. Следовательно, т.к. деятельность этих организмов хотя бы сначала сокращена до периферии пространства, где было внесено удобрение ленточным способом, превращение аммония в нитратную форму замедлено. Желательно поддерживать азот в форме аммония для того, чтобы сократить потери за зиму внесенного осенью азотного удобрения в плохо дренированную почву и увеличить поглощение фосфата из пространства, где содержится азотное и фосфатное удобрение, внесенное ленточным способом.
• Измененная растворимость фосфата. Существуют исследовательские данные о том, что поддержание высоких концентраций ионов аммония во внесенном ленточно удобрении может потенциально иметь преимущества в формировании более полезных продуктов реакций, происходящих между почвой и фосфатом (т.е. более растворимых и тем самым, более доступных для растений). Но химический состав фосфата в высоко концентрированных вносимых ленточным образом удобрениях не был достаточно хорошо изучен, и существует указание на то, что в определенных условиях присутствие аммонийного азота может в действительности ускорить образование менее растворимых фосфатов. Продукты взаимодействия фосфата становятся доступными растениям.
• Влияние аммония. Установлено, что растения способны восстановить фосфат более эффективно при наличии аммонийного азота. Также наблюдали то, что высококонцентрированные удобрения, внесенные ленточным путем, способствуют поддержанию азота в форме аммония. По этой причине всегда рекомендуют не применять только один фосфат ленточным путем, но в сочетании с азотом, желательно, в большой степени, в аммонийной форме.
• Улучшенное поглощение питательных веществ. Растения поглощают питательные вещества через корни посредством диффузии и передвижения потока частиц с течением воды. 
На этой основе мы вправе утверждать, что концентрированное удобрение, внесенное ленточным способом во влажную почву, быстрее поступает в растения.
• Лучший показатель pH. При внесении удобрения ленточным способом необходимо, чтобы уровень pH был немного ниже нормы, для того чтобы растения могли без труда его впитать. Для многих почв прерий, показатель почвы pH слишком повышен во время роста культур и впитывании ими питательных веществ.
• Покой семян сорняков. Полевые исследования ясно показывают, что применение разбросного азотного удобрения способствуют прорастанию семян сорняков (особенно овсюга и гвоздичных растений), присутствующих в слое, насыщенном питательными веществами. Внесение удобрений ленточным путем на глубине может привести к значительному сокращению прорастания сорняков.
Размер междурядий при ленточном внесении удобрений
Существует множество вопросов, касающихся деталей ленточного внесения. Однако, основываясь на исследовательских данных, мы считаем, что предпосевное внесение с шириной междурядий 30 см под расположением семян будет самым оптимальным.
Существуют доказательства того, что растительный слой можно срезать при расстоянии междурядий в процессе ленточного внесения удобрений более чем 30 см. Но для осеннего ленточного внесения удобрений больше подойдет расстояние 30 см, а не 20 см, потому что при большем расстоянии количество удобрения в каждой ленте содержится на 50% больше. Более высокие концентрации питательных веществ в ленте способствуют поддержанию питательных веществ в форме, в которой они сохраняются в течение более продолжительного периода.
Стартовое удобрение
В настоящий момент, если фермер вносит ленточным способом фосфат с азотом, мы рекомендуем разместить небольшое количество стартового удобрения (т.е.15 кг 11-51-0 на га) в посевной ряд. Дальнейшее изучение может определить условия, в которых не нужно стартовое удобрение. Исследования в штатах Монтана и Канзас показали, что в некоторых районах внесение азота и фосфата в качестве предпосевного подпочвенного внесения ленточным путем может оказать большее действие, чем внесение фосфата в посевной ряд и помещение азота ленточным способом под семена.
Преимущества ленточного внесения удобрений
Одно из действительных преимуществ внесения удобрений ленточным путем заключается в том, что данный подход внесения удобрений можно объединить с первичной обработкой поля. При объединении операций на поле осуществляется экономия средств. Был значительно усовершенствован дизайн оборудования для внесения ленточным способом сухих, взвешенных и жидких удобрений. Фермеры сейчас имеют альтернативы данного оборудования.
В периоды возрастания цен на удобрения или их дефицита фермеры могут перейти с разбросного применения удобрений на ленточное и добиться сокращения количества удобрения на 15-20% без воздействия на урожайность.
Внесение удобрений ленточным способом - довольно простой метод, но, без сомнений, во многих ситуациях, это лучшая альтернатива, чем разбросное внесение удобрений. Можно привести большое количество факторов, которые подтверждают то, почему внесение удобрений в почву ленточным способом в предпосевный период приводит к более увеличенной урожайности, чем разбросное применение. Факторы многочисленны, и чаще всего их не возможно отъединить друг от друга. Но самое удивительное - это то, почему мы не разработали технику для внесения удобрения таким способом в засушливых условиях фермерского хозяйства в более ранний период.