Højre grøn til afgrøde, miljø, pung

For meget af det gode kan være en dårlig ting. Det er bestemt sandt for nitrogengødning.

Uden nok nitrogen, afgrøder vokser ikke godt. Udbyttet reduceres betydeligt.

Anvendelse af for meget nitrogengødning, på den anden side, kan skade miljøet. Kvælstof kan komme ind i vandskellet, forurenende akvatiske økosystemer. Mikrober kan også omdanne det overskydende nitrogen til lattergas, en drivhusgas involveret i klimaforandringer.

"Håndtering af nitrogen er afgørende for den globale fødevaresikkerhed, "siger Yuxin Miao, agronom ved University of Minnesota. "Det er også afgørende for at reducere forurening og klimaændringer."

Miao og hans kolleger har undersøgt måder til effektivt at styre nitrogen i landbruget. De sammenlignede flere tilgange. Forskerne fandt ud af, at en tilgang, aktiv baldakin sensorbaseret nitrogenstyring, er den mest effektive.

Sensorbaseret nitrogenstyring bruger lyssensorer til aktivt at overvåge afgrødernes sundhed og vitalitet. Sensorerne måler forskellige bølgelængder af lys, der kommer fra afgrødeblade. Disse målinger tjener som proxy for afgrødesundhed.

Baseret på feltmålinger, software i sensorerne kan beregne, hvor meget nitrogenafgrøder har brug for. Landmænd kan bruge disse data til at anvende optimale mængder nitrogen til afgrøder.

Målet er at "matche nitrogenforsyningen med afgrødernes nitrogenbehov, "siger Miao. Det giver afgrøder adgang til nitrogengødning præcis, når de har mest brug for det. Til gengæld kan der kan øge udbyttet.

Denne tilgang har flere fordele i forhold til andre nitrogenhåndteringsstrategier. "Det reducerede den samlede nitrogengødningsanvendelse, "siger Miao." Det reducerede også nitrogentab i miljøet og reducerede lattergasemissioner. "

Canopy sensor-baserede systemer har også flere andre fordele. "Brug af sensorer er hurtigt og ikke-destruktivt, "siger Miao." Der er ingen ekstra omkostninger ud over at købe sensorerne. "

Også, de nyeste sensormodeller påvirkes ikke af miljølys. Det betyder, at avlere kan få en nøjagtig måling uanset vejret - ikke behov for skyer til at klare sig.

Der kan også være monetære fordele. "Denne teknologi kan reducere brugen af ​​nitrogengødning, "siger Miao." Landmænd kan sænke produktionsomkostninger og øge det økonomiske afkast. "

For at teste forskellige nitrogenhåndteringsstrategier, Miao og hans kolleger gennemførte feltforsøg fra 2008 til 2012. Undersøgelsesstedet var i Hebei -provinsen i det nordlige Kina. Forskerne testede de forskellige strategier på et vinterhvede- og sommermajsrotationssystem.

Nogle af de andre nitrogenhåndteringsstrategier, der blev testet af Miao, reducerede også brug af gødning. Men de havde alle ulemper. For eksempel, ét system krævede test af jorden for nitrogenniveauer. "Imidlertid, dette system havde arbejdskraft, tid, og omkostningsbegrænsninger, "siger Miao.

Miao arbejder nu på at foretage forbedringer. Nogle af de nye systemer vil være mere velegnede til beskæringssystemer med højt udbytte. Andre kan være mere effektive end de nuværende håndholdte.

Miao håber, at disse sensorsystemer vil have global rækkevidde. "Denne strategi for nitrogenforvaltning ville fungere med store afgrøder i mange lande."

Men Miao mener, at landmænd ikke kan gøre det alene. Landmænd, forskere, og tjenesteudbydere skal arbejde sammen. "Det kan lette udbredt vedtagelse af dette system, især i udviklingslande, " han siger.

Miao fremlagde disse resultater på mødet i november 2018 i American Society of Agronomy and Crop Science Society of America i Baltimore, MD.