Wat is precies de relatie tussen bodemstikstof, maïs opbrengst, en stikstofverlies? Het zou de meeste boeren vergeven zijn om een ​​rechtlijnig lineair verband aan te nemen:meer stikstof, meer graanopbrengst, en misschien, meer verlies. Dat is de aanname waarop veel stikstofmanagementmodellen zijn gebaseerd, maar het blijkt dat er heel weinig gepubliceerde wetenschap is om die veronderstelling te ondersteunen.

In recent papier dat gebruikmaakt van een meerjarige dataset van 11 experimentele percelen en proeven op boerderijen in de staat, Wetenschappers van de Universiteit van Illinois hebben definitief de relatie vastgesteld tussen bodemstikstof in verschillende groeistadia en maïsopbrengst. De resultaten bieden nauwkeurigere manieren om stikstof te beheren voor de graanopbrengst en tegelijkertijd de stikstofverliezen te verminderen.

"Technologie gaat tegenwoordig erg snel. Er zijn veel modelleringstools om telers te helpen stikstof af te stemmen op de gewasbehoeften, maar zeer weinig gepubliceerde gegevens die de relatie aantonen, " zegt Giovani Preza-Fontes, doctoraal onderzoeker bij het Department of Crop Sciences in Illinois en hoofdauteur van het papier. "Ons werk toont aan dat stikstof in de bodem het grootste deel (46-61%) van de variatie in graanopbrengst verklaart. Het is een goede voorspeller."

Deze informatie zou een aanvulling kunnen zijn op de inspanningen op het gebied van gewasmodellering, maar het zou boeren ook moeten helpen om op kritieke momenten meer vertrouwen te hebben in hun beslissingen over stikstofbeheer.

"Als we veel regen krijgen, mensen vermoeden vaak dat er wat stikstof uit de bodem verloren is gegaan, en misschien geneigd zijn om meer aan te trekken. We hebben dit onderzoek gedaan om te proberen aan te tonen hoeveel het gewas in de verschillende groeistadia in de bodem moet hebben, " zegt Emerson Nafziger, emeritus hoogleraar gewaswetenschappen en co-auteur van het onderzoek.

Onderzoekers pasten stikstof toe met verschillende snelheden, keer, en vormen, vervolgens de hoeveelheid minerale stikstof in de bodem (SMN) gemeten om te zien hoeveel stikstof in de loop van de tijd beschikbaar was voor de plant. Ze hebben in de eerste helft van het groeiseizoen verschillende keren SMN gemeten, beginnend toen de maïs ongeveer een voet lang was en eindigend toen het gewas de bestuiving naderde.

interessant, ze ontdekten dat de hoeveelheid SMN die nodig was om de graanopbrengst te maximaliseren in de loop van de tijd veranderde naarmate het gewas zich ontwikkelde.

"Begin juni, met planten van ongeveer een voet lang, we ontdekten dat maïs meer stikstof in de bodem nodig had dan later. Tien tot veertien dagen later, het SMN-niveau dat nodig is voor de beste opbrengsten was met ongeveer een derde gedaald, en het bleef nog twee bemonsteringsperioden op dat niveau, tot begin juli. Dat is waarschijnlijk onze meest verrassende bevinding, " zegt Nafziger. "Het zijn enkele van de eerste gegevens die zijn gepubliceerd over hoe stikstof in de bodem daadwerkelijk verandert."

"We weten dat de plant in die periode zijn stikstof het snelst opneemt, en het feit dat stikstof in de bodem niet veel verandert, toont aan dat de stikstof afkomstig is van organisch bodemmateriaal door het proces van mineralisatie. Mineralisatie is een microbieel proces dat wordt begunstigd door dezelfde omstandigheden die een snelle gewasgroei bevorderen, dus het is op zijn maximale snelheid tijdens deze periode, " hij voegt toe.

Met andere woorden, het toevoegen van meer stikstof tijdens snelle groei kan uiteindelijk leiden tot een overmaat aan bodemstikstof die tot verliezen kan leiden.

Om mogelijke verliezen beter in te schatten, berekenden de onderzoekers een simpele stikstofbalans (input als stikstofmest min output, verwijderd in graan) voor elke site en elk jaar.

"We hebben bevestigd dat er een wisselwerking is tussen productiviteit en milieu-impact. We vonden een opbrengststijging van 22% toen SMN toenam van gebrekkig naar optimaal niveau, maar het toevoegen van voldoende stikstof verhoogde ook de kans op stikstofverliezen in het milieu, "Preza-Fontes zegt. "Het is belangrijk om niet alleen te focussen op het verhogen van de productiviteit bij het ontwikkelen van nieuwe tools voor stikstofbeheer. We moeten ook rekening houden met mogelijke stikstofverliezen om de duurzaamheidsdoelstellingen in de regio te halen."

Het artikel, "Relatie van stikstofconcentratie in het seizoen met maïsopbrengst en potentiële stikstofverliezen, " is gepubliceerd in de Soil Science Society of America Journal .