Ettersom kostnadene for nitrogengjødsel og miljøhensyn øker, er informerte beslutninger om gjødselmengde viktigere enn noen gang. Den siste modellinnsatsen fra University of Illinois undersøker hvilken rolle vær før-vekstsesongen spiller på jordsmonnets nitrogendynamikk og-av-sesongens maisutbytte.
Den nye studien, "Vurdere virkningene av før-voksende-værforhold for sesongen på nitrogendynamikk og maisproduktivitet i det amerikanske midtvesten," ble publisert i Field Crops Research.
«Når bønder planter mais om våren, vet de allerede hva som skjedde i løpet av før-vekstsesongen, fra forrige høst til våren,» sa Ziyi Li, doktorgradsforsker ved U of I og hovedforfatter av den nye studien, i en pressemelding. "I motsetning til den kommende vekstsesongen, som vi ikke kan forutsi pålitelig, kan vi bruke informasjon før-vekstsesong for å veilede bønder til å justere gjødseltilførselen."
Li brukte en avansert agroøkosystemmodell kjent som ecosys for å forstå sammenhengen mellom temperatur og nedbør i før-vekstsesongen med innhold og utbytte av uorganisk nitrogen i jorden.
"Ecosys-modellen har blitt mye brukt for mange forskjellige saker for landbruket, og denne studien viser videre at ecosys kan fungere godt for å simulere nitrogensykluser," sa Kaiyu Guan, førsteamanuensis ved U of I og prinsipiell etterforsker for studien, i en pressemelding. "Validasjonsdatasettet vi brukte kom fra tiår med nitrogenforsøk utført av våre samarbeidspartnere i Illinois og andre Midtvestlige stater. Vi fant ut at modellen faktisk kan reprodusere disse mønstrene, ikke bare Illinois-dataene, men mønstre fra det bredere Midtvesten."
Lis modell fant økt nitrogenutlekking i våtere-pre-vekstsesonger, noe som førte til en reduksjon på 5 til 14 % når det ikke ble brukt vårgjødsel. Selv når 150 lbs nitrogen per acre ble brukt, falt avkastningen i Illinois i 2018 med 1 til 3 % på grunn av kraftig nedbør før-sesongen.
"I analysen vår fant vi ut at bruk av mer gjødsel kan redusere og til og med eliminere avlingstapet forårsaket av overflødig-voksende-nedbør før sesongen," sa Li. "Basert på vår modell, hvis en bonde i Illinois tilfører 150 lb nitrogen per acre, kan 1-3% avlingstap forhindres ved å tilsette ca. 16 lb mer nitrogen."
Redusert mikrobiell aktivitet i jorda og forbedret utvasking reduserte også uorganisk nitrogen i jorden i kaldere- førvekstsesonger enn normalt.
"Effekten av kalde temperaturer før-vekstsesongen på avlingen kan ikke elimineres ved å tilsette ekstra gjødsel," sa Li. "Det er fordi temperaturen ikke bare påvirker nitrogeninnholdet i jord, men også ser ut til å begrense tidlig vekst på måter som påvirker avlingspotensialet, selv om været blir normalt igjen senere."
Li sa at modellen kan forbedre gjeldende kalkulatorer for nitrogenbruk. I mellomtiden kan bønder som ønsker å finjustere gjødselbruken vurdere stripeforsøk, sa Emerson Nafziger, emeritusprofessor ved U of I.
"Høye nivåer av nitrogen har en tendens til å produsere mørkegrønn mais, men lavere priser kan også gjøre det," sa Nafziger i en pressemelding. "Den eneste måten å vite om du brukte for mye nitrogen er å sammenligne hastigheten du brukte med en lavere hastighet i samme felt. En stripe i feltet med lavere hastighet, eller høyere hvis hastigheten i feltet er moderat [mindre enn 200 lb per acre fra alle kilder], er en fin måte å få tillit til å senke nitrogenhastigheten i fremtiden."
