Vejret i vigtige vækststadier forudsiger Midtvestens majsudbytte og kornkvalitet, siger undersøgelse

Majs plantes på cirka 90 millioner acres over hele USA hvert år. Med alle de data, det tager måneder efter høst for offentlige myndigheder at analysere det samlede udbytte og kornkvaliteten. Forskere arbejder på at forkorte den tidslinje, lave forudsigelser for udbyttet ved slutningen af ​​sæsonen i midten af ​​sæsonen. Imidlertid, færre forskere har tacklet forudsigelser om kornkvalitet, især i store skalaer. En ny undersøgelse fra University of Illinois begynder at udfylde dette hul.

Studiet, udgivet i Agronomi , bruger en nyudviklet algoritme til at forudsige både udbytte i slutningen af ​​sæsonen og kornsammensætning - andelen af ​​stivelse, olie, og protein i kernen - ved at analysere vejrmønstre under tre vigtige stadier i majsudvikling. Vigtigt, forudsigelserne gælder for hele Midwest -majsafgrøden i USA, uanset majsgenotyper eller produktionspraksis.

"Der er flere undersøgelser, der vurderer faktorer, der påvirker kvaliteten for specifikke genotyper eller bestemte steder, men før denne undersøgelse, vi kunne ikke lave generelle forudsigelser på denne skala, " siger Carrie Butts-Wilmsmeyer, forskningsadjunkt ved Institut for Afgrødevidenskab ved U af I og medforfatter til undersøgelsen.

Når majs ankommer til elevatorer på tværs af Midtvesten hver sæson, det amerikanske kornråd tager prøver for at vurdere sammensætning og kvalitet til deres årlige resumérapporter, som bruges til eksportsalg. Det var denne omfattende database, som Butts-Wilmsmeyer og hendes kolleger brugte til at udvikle deres nye algoritme.

"Vi brugte data fra 2011 til 2017, som omfattede tørkeår såvel som rekordår, og alt derimellem, " siger Juliann Seebauer, hovedforskningsspecialist i U i I's Institut for Afgrødevidenskab og medforfatter til undersøgelsen.

Forskerne parrede kornkvalitetsdataene med vejrdata for 2011-2017 fra de regioner, der fødes ind i hver kornelevator. For at bygge deres algoritme, de koncentrerede sig om vejret i tre kritiske perioder – fremkomst, silke, og kornfyld - og fandt ud af, at den stærkeste forudsigelse for både kornudbytte og sammensætningskvalitet var vandtilgængeligheden under silkning og kornfyldning.

Analysen gik dybere, identificere forhold, der fører til højere olie- eller proteinkoncentrationer - oplysninger, der er vigtige for kornkøbere.

Andelen af ​​stivelse, olie, og protein i majskorn er påvirket af genotype, tilgængelighed af næringsstoffer i jorden, og vejret. Men effekten af ​​vejret er ikke altid ligetil, når det kommer til protein. Under tørkeforhold, stressede planter aflejrer mindre stivelse i kornet. Derfor, kornet har proportionelt mere protein end planter, der ikke oplever tørkestress. Godt vejr kan også føre til højere proteinkoncentrationer. Masser af vand betyder, at mere nitrogen transporteres ind i planten og inkorporeres i proteiner.

I analysen, "kornprotein og olieniveauer over gennemsnittet blev begunstiget af mindre kvælstofudvaskning under tidlig vegetativ vækst, men også højere temperaturer ved blomstringen, mens større olie- end proteinkoncentrationer skyldes lavere temperaturer under blomstring og kornfyldning, " siger forfatterne i undersøgelsen.

Evnen til bedre at forudsige protein- og oliekoncentrationer i korn kan påvirke de globale markeder, i betragtning af den voksende indenlandske og internationale efterspørgsel efter majs med højere proteinindhold til dyrefoderanvendelser. Med den nye algoritme, det skulle være teoretisk muligt at lave udbytte ved slutningen af ​​sæsonen og kvalitetsforudsigelser uger eller måneder før høsten ved blot at se på vejrmønstre.

"Andre forskere har opnået udbytteforudsigelser i realtid ved hjælp af meget mere komplekse data og modeller. Vores var en forholdsvis enkel tilgang, men vi formåede at tilføje kvalitetsstykket og opnå en anstændig nøjagtighed, " siger Butts-Wilmsmeyer. "De vejrvariabler, vi fandt som vigtige i denne undersøgelse, kunne bruges i mere komplekse analyser for at opnå endnu større nøjagtighed i at forudsige både udbytte og kvalitet i fremtiden."