مع زيادة تكاليف الأسمدة النيتروجينية والمخاوف البيئية، أصبحت القرارات المستنيرة بشأن أسعار الأسمدة أكثر أهمية من أي وقت مضى. تدرس أحدث جهود النمذجة من جامعة إلينوي دور طقس ما قبل موسم النمو- في ديناميكيات نيتروجين التربة و-محصول الذرة في نهاية-الموسم.
الدراسة الجديدة "تقييم تأثيرات الظروف الجوية لموسم ما قبل-النمو-على ديناميكيات النيتروجين في التربة وإنتاجية الذرة في الغرب الأوسط للولايات المتحدة"، تم نشره في أبحاث المحاصيل الحقلية.
قال Ziyi Li، باحث الدكتوراه في جامعة U of I والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة، في بيان صحفي: "عندما يزرع المزارعون الذرة في الربيع، فإنهم يعرفون بالفعل ما حدث خلال موسم ما قبل{0} النمو، من الخريف السابق إلى الربيع". "على عكس موسم النمو القادم، والذي لا يمكننا التنبؤ به بشكل موثوق، يمكننا استخدام معلومات ما قبل موسم النمو- لتوجيه المزارعين لضبط استخدام الأسمدة."
استخدم لي نموذجًا متقدمًا للنظام البيئي الزراعي يُعرف باسم ecosys لفهم العلاقة بين درجة الحرارة وهطول الأمطار في موسم ما قبل-النمو مع محتوى التربة من النيتروجين غير العضوي وإنتاجيتها.
وقال كايو جوان، الأستاذ المشارك في جامعة كاليفورنيا والباحث الرئيسي في الدراسة: "لقد تم استخدام نموذج النظام البيئي على نطاق واسع في الكثير من الحالات المختلفة للزراعة، وتوضح هذه الدراسة أيضًا أن النظام البيئي يمكن أن يؤدي أداءً جيدًا لمحاكاة دورات النيتروجين". "مجموعة بيانات التحقق التي استخدمناها جاءت من عقود من تجارب النيتروجين التي أجراها متعاونونا في إلينوي وولايات الغرب الأوسط الأخرى. لقد وجدنا أن النموذج يمكنه بالفعل إعادة إنتاج هذه الأنماط، ليس فقط بيانات إلينوي، ولكن أنماط من الغرب الأوسط الأوسع."
وجد نموذج لي زيادة في ترشيح النيتروجين في مواسم ما قبل النمو الأكثر رطوبة، مما أدى إلى انخفاض المحصول بنسبة 5 إلى 14% عند عدم استخدام أي سماد ربيعي. حتى عند استخدام 150 رطلاً من النيتروجين لكل فدان، انخفض إنتاج إلينوي لعام 2018 بنسبة 1 إلى 3% بسبب هطول الأمطار الغزيرة قبل موسم -.
وقال لي، "في تحليلنا، وجدنا أن استخدام المزيد من الأسمدة يمكن أن يخفف بل ويزيل فقدان المحصول الناجم عن زيادة هطول الأمطار في موسم ما قبل-النمو-". "استنادًا إلى نموذجنا، إذا قام مزارع إلينوي بوضع 150 رطلاً من النيتروجين لكل فدان، فيمكن منع خسارة المحصول بنسبة 1-3٪ عن طريق إضافة حوالي 16 رطلًا إضافيًا من النيتروجين."
كما أدى انخفاض النشاط الميكروبي للتربة وتعزيز الترشيح إلى تقليل النيتروجين غير العضوي في التربة في مواسم ما قبل النمو الأبرد من المعتاد.
وقال لي "لا يمكن التخلص من تأثيرات درجات الحرارة الباردة قبل موسم النمو- على المحصول عن طريق إضافة سماد إضافي". "وهذا لأن درجة الحرارة لا تؤثر فقط على محتوى النيتروجين في التربة، ولكن يبدو أيضًا أنها تحد من النمو المبكر بطرق تؤثر على إمكانات الإنتاج، حتى لو عاد الطقس إلى طبيعته لاحقًا."
وقال لي إن النموذج يمكن أن يحسن الآلات الحاسبة الحالية لاستخدام النيتروجين. وفي هذه الأثناء، قد يرغب المزارعون الذين يتطلعون إلى ضبط استخدام الأسمدة في النظر في إجراء تجارب تجريبية، كما قال إيمرسون نافزيجر، الأستاذ الفخري في جامعة يو أوف آي.
وقال نافزيجر في بيان صحفي: "إن المعدلات المرتفعة من النيتروجين تميل إلى إنتاج الذرة الخضراء الداكنة، ولكن المعدلات المنخفضة قد تفعل ذلك أيضًا". "الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كنت قد استخدمت كمية كبيرة جدًا من النيتروجين هي مقارنة المعدل الذي استخدمته بمعدل أقل في نفس الحقل. يعد وجود شريط في الحقل بمعدل أقل، أو أعلى إذا كان المعدل في الحقل معتدلًا [أقل من 200 رطل لكل فدان من جميع المصادر]، طريقة رائعة لاكتساب الثقة في خفض معدلات النيتروجين في المستقبل."
