Efterhånden som omkostningerne til kvælstofgødning og miljøhensyn stiger, er informerede beslutninger om gødningsmængde vigtigere end nogensinde. Den seneste modelindsats fra University of Illinois undersøger betydningen af vejret før-vækstsæsonen på jordens nitrogendynamik og-af-sæsonens majsudbytte.
Den nye undersøgelse, "Vurdering af virkningerne af før-voksende-vejrforhold på jordens nitrogendynamik og majsproduktivitet i det amerikanske midtvest," blev offentliggjort i Field Crops Research.
"Når landmænd planter majs om foråret, ved de allerede, hvad der skete i den før-vækstsæson, fra det foregående efterår til foråret," sagde Ziyi Li, doktorgradsforsker ved U of I og hovedforfatter på det nye studie, i en pressemeddelelse. "I modsætning til den kommende vækstsæson, som vi ikke kan forudsige pålideligt, kan vi bruge oplysninger om før-vækstsæsonen til at guide landmændene til at justere deres gødningstilførsel."
Li brugte en avanceret agroøkosystemmodel kendt som ecosys til at forstå sammenhængen mellem temperatur og nedbør i præ-vækstsæsonen med jordens uorganiske nitrogenindhold og udbytte.
"Ecosys-modellen er blevet brugt i vid udstrækning til en masse forskellige sager for landbruget, og denne undersøgelse viser yderligere, at ecosys kan fungere godt til at simulere nitrogencyklusser," siger Kaiyu Guan, lektor ved U of I og hovedefterforsker for undersøgelsen, i en pressemeddelelse. "Det valideringsdatasæt, vi brugte, kom fra årtiers nitrogenforsøg udført af vores samarbejdspartnere i Illinois og andre Midtvestlige stater. Vi fandt ud af, at modellen faktisk kan reproducere disse mønstre, ikke kun Illinois-dataene, men mønstre fra det bredere Midtvesten."
Lis model fandt øget nitrogenudvaskning i vådere for-vækstsæsoner, hvilket førte til en 5 til 14 % reduktion i udbyttet, når der ikke blev tilført forårsgødning. Selv når 150 lbs nitrogen pr. hektar blev tilført, faldt Illinois-udbyttet i 2018 med 1 til 3 % på grund af kraftig nedbør før-.
"I vores analyse fandt vi ud af, at påføring af mere gødning kan afbøde og endda eliminere udbyttetabet forårsaget af overskydende nedbør før-voksende-sæson," sagde Li. "Baseret på vores model, hvis en landmand i Illinois anvender 150 lb nitrogen pr. acre, kan udbyttetabet på 1-3% forhindres ved at tilføje omkring 16 lb mere nitrogen."
Reduceret mikrobiel aktivitet i jorden og forbedret udvaskning reducerede også jordens uorganiske nitrogen i koldere end normale før-vækstsæsoner.
"Effekten af kolde temperaturer før-vækstsæsonen på udbyttet kan ikke elimineres ved at tilføje yderligere gødning," sagde Li. "Det skyldes, at temperaturen ikke kun påvirker kvælstofindholdet i jorden, men også synes at begrænse tidlig vækst på måder, der påvirker udbyttepotentialet, selvom vejret vender tilbage til det normale senere."
Li sagde, at modellen kunne forbedre de nuværende kvælstofforbrugsberegnere. I mellemtiden kan landmænd, der ønsker at finjustere gødningsbrug, overveje at prøve strimler, sagde Emerson Nafziger, emeritusprofessor ved U of I.
"Høje mængder af nitrogen har en tendens til at producere mørkegrøn majs, men lavere priser kan også gøre det," sagde Nafziger i en pressemeddelelse. "Den eneste måde at vide, om du brugte for meget kvælstof, er at sammenligne den hastighed, du brugte med en lavere hastighed i samme mark. En strimmel i marken med en lavere hastighed, eller højere, hvis hastigheden i marken er moderat [mindre end 200 lb pr. hektar fra alle kilder], er en fantastisk måde at få tillid til at sænke kvælstofmængden i fremtiden."
