Nu de kosten voor stikstofbemesting en de bezorgdheid over het milieu toenemen, zijn geïnformeerde beslissingen over de bemestingsdosering belangrijker dan ooit. De nieuwste modelleringsinspanningen van de Universiteit van Illinois onderzoeken de rol van het weer vóór- het groeiseizoen op de stikstofdynamiek in de bodem en de maïsopbrengst aan het einde- van- het seizoen.
De nieuwe studie, "Beoordeling van de impact van de weersomstandigheden vóór-groei- het seizoen op de stikstofdynamiek in de bodem en de maïsproductiviteit in het middenwesten van de VS”, werd gepubliceerd in Field Crops Research.
"Als boeren in de lente maïs planten, weten ze al wat er is gebeurd tijdens het pre-groeiseizoen, van de voorgaande herfst tot de lente", zegt Ziyi Li, doctoraal onderzoeker bij U of I en hoofdauteur van het nieuwe onderzoek, in een persbericht. "In tegenstelling tot het komende groeiseizoen, dat we niet betrouwbaar kunnen voorspellen, kunnen we pre-informatie over het groeiseizoen gebruiken om boeren te begeleiden bij het aanpassen van hun kunstmesttoepassing."
Li gebruikte een geavanceerd agro-ecosysteemmodel, bekend als ecosys, om de correlatie tussen temperatuur en neerslag in het pre-groeiseizoen en het anorganische stikstofgehalte en de opbrengst in de bodem te begrijpen.
"Het ecosys-model is op grote schaal gebruikt voor veel verschillende gevallen in de landbouw, en deze studie toont verder aan dat ecosys goed kan presteren bij het simuleren van stikstofcycli", zegt Kaiyu Guan, universitair hoofddocent aan de U of I en hoofdonderzoeker van het onderzoek, in een persbericht. "De validatiedataset die we gebruikten was afkomstig van decennialange stikstofproeven uitgevoerd door onze medewerkers in Illinois en andere staten in het Midwesten. We ontdekten dat het model deze patronen daadwerkelijk kan reproduceren, niet alleen de gegevens uit Illinois, maar ook patronen uit het bredere Midwesten."
Li's model ontdekte een verhoogde stikstofuitspoeling in de nattere voor- groeiseizoenen, wat leidde tot een opbrengstreductie van 5 tot 14% als er geen voorjaarsbemesting werd toegepast. Zelfs wanneer 150 lbs stikstof per hectare werd toegepast, daalde de opbrengst in Illinois in 2018 met 1 tot 3% als gevolg van hevige neerslag in het voor- seizoen.
"Uit onze analyse hebben we ontdekt dat het aanbrengen van meer kunstmest het opbrengstverlies veroorzaakt door overmatige neerslag in het voor-groeiseizoen-seizoen kan verzachten en zelfs elimineren," zei Li. "Gebaseerd op ons model, als een boer uit Illinois 150 pond stikstof per hectare gebruikt, kan het opbrengstverlies van 1-3% worden voorkomen door ongeveer 16 pond meer stikstof toe te voegen."
Verminderde microbiële activiteit in de bodem en verbeterde uitspoeling verminderden ook de anorganische stikstof in de bodem in koudere dan normale pre-groeiseizoenen.
"De effecten van koude temperaturen vóór het groeiseizoen op de opbrengst kunnen niet worden geëlimineerd door extra kunstmest toe te voegen," zei Li. "Dat komt omdat de temperatuur niet alleen het stikstofgehalte in de bodem beïnvloedt, maar ook de vroege groei lijkt te beperken op manieren die de opbrengstpotentieel beïnvloeden, zelfs als het weer later weer normaal wordt."
Li zei dat het model de huidige rekenmachines voor stikstofgebruik zou kunnen verbeteren. In de tussentijd kunnen boeren die het gebruik van kunstmest willen verfijnen, stripproeven overwegen, zegt Emerson Nafziger, emeritus hoogleraar aan de U of I.
"Hoge stikstofniveaus leveren meestal donkergroene maïs op, maar lagere stikstofniveaus kunnen dat ook doen", zei Nafziger in een persbericht. "De enige manier om te weten of je te veel stikstof hebt gebruikt, is door de gebruikte dosering te vergelijken met een lagere dosering op hetzelfde veld. Een strook in het veld met een lagere dosering, of hoger als de dosering in het veld gematigd is [minder dan 200 lb per acre uit alle bronnen], is een geweldige manier om vertrouwen te krijgen in het verlagen van de stikstofuitstoot in de toekomst."
