Фермери, які мають обладнання для внесення добрив зі змінною нормою, часто не мають науково обґрунтованих рекомендацій, як ці норми повинні визначатися і варіюватися. Випробування в рамках «Азотної ініціативи штату Айова» (Iowa Nitrogen Initiative) підтвердили, що існує відносно вузький діапазон врожайності, яку фермери можуть отримати за оптимальної норми внесення добрив
Проект «Азотна ініціатива штату Айова» наразі проводить 270 випробувань у 72 приватних фермерських господарствах
Учасники проєкту та завдання
У рамках проєкту дослідники намагаються визначити оптимальну кількість азоту для кожного кукурудзяного поля, збираючи дані з фермерських господарств по всій Айові. Це має дати виробникам можливість значно підвищити точність внесення добрив.
Айова є лідером у США з виробництва кукурудзи. За даними Міністерства сільського господарства США, виробництво кукурудзи на зерно в Айові в 2022 році оцінюється в 63 млн тонн.
Щоб приєднатися до проєкту, фермери повинні мати доступ до двох технологій точного землеробства: внесення добрив зі змінною нормою та моніторинг врожайності на основі GPS.
Поточного року «Азотна ініціатива штату Айова» проводить 270 випробувань у 72 приватних фермерських господарствах. Кожен дослід передбачає п’ять варіантів норми внесення добрив на п’яти ділянках, тобто в п’яти повторностях. Площа однієї ділянки невелика ― приблизно 2 га.
Це науково обґрунтовані експерименти на полях, що відрізняє їх від попередніх досліджень.
За словами Майкла Кастеллано (на фото), інженерія набагато випереджає агрономію
Подолати розрив
Офіційні рекомендації щодо диференційного живлення є доволі широкими, а ідеальні показники внесення можуть сильно відрізнятися від поля до поля і від року до року. Дослідницька група має на меті побудувати моделі, які пропонують набагато точніші рекомендації.
«На супутникових знімках оптимальний стан культури та її зелений колір залежать від генетики, гібриду тощо. Але ж гібридів мільйони, відкалібрувати алгоритми для кожного з них неможливо, ― говорить Майкл Кастеллано, керівник дослідницької групи. ― З відбором зразків ґрунту теж є кілька проблем. Уміст азоту в ґрунті дуже великий, але він не завжди доступний. Передбачити, скільки ви зможете отримати в будь-який конкретний рік, складно. Інший, більш практичний виклик полягає в тому, що дедалі частіше добрива вносять дуже вузькими смугами. Частину внесених добрив рослини виносять з ґрунту, але частина залишається. І це робить відбір зразків завданням із зірочкою».
Кастеллано та його дослідницька група намагаються подолати розрив між досягненнями інженерів у галузі точного землеробства та науковою базою агрономів. «Інженерія набагато випереджає агрономів», ― вважає він.
Айова лідирує у США за виробництвом кукурудзи з обсягом 63 млн тонн
Вийти за рамки середнього
За словами Кастеллано, випробування підтвердили те, що було давно відомо. А саме, що оптимальні норми внесення азотних добрив можуть варіюватися від 0 до понад 300 кг на гектар.
Водночас врожайність за оптимальної норми добрив коливається у вузькому діапазоні від плюс 1 тонни з гектара до мінус 1 тонни з гектара. Тобто діапазон врожайності за внесення оптимальної норми добрив відносно вузький, а от сама норма ― надзвичайно мінлива.
Мета дослідів у тому, щоб зменшити кількість азотних добрив на полях. За оцінками організаторів експерименту, приблизно в 30% внесення завищених норм не є виправданим. Та й самі фермери визнають, що це реальна проблема, на якій вони втрачають багато грошей. Виходить так, що фермери, які мають обладнання для диференційного внесення, все одно вносять середню норму добрив і не мають достатньо інформації, щоб змінити цей показник.
Оновлені та більш динамічні рекомендації щодо норм внесення азоту враховуватимуть відмінності в генетиці рослин, ґрунті, агротехнологіях та погодні особливості місцевості, на якій розміщене господарство. Фермери також зможуть бачити анонімні дані випробувань, щоб побачити реальні результати різних норм та практик внесення азоту.
«Інструменти будуть доступні фермерам через додатки на їхніх телефонах і комп’ютерах, ― пояснює Кастеллано. ― Вони зможуть ставити питання та отримувати доступ до даних у динамічному режимі, що допоможе зрозуміти потенційні результати, пов’язані з операціями, які вони проводять на своїх полях».
Кастеллано очікує, що початкова версія інструментів буде доступна для фермерів у січні 2025 року. Спочатку інструменти будуть доступні в Айові.
Оновлені та більш динамічні рекомендації щодо норм внесення азоту враховуватимуть відмінності в генетиці рослин, ґрунтах, агротехнологіях та погоді
Висновки
Керівник дослідницької групи вважає, що існує значний потенціал для економії коштів за допомогою цих інструментів, оскільки вони дають змогу фермерам використовувати менше добрив. «Якщо всі господарства зараз вносять середню оптимальну норму, яка є поточною університетською рекомендацією, то третина господарств вносить надмірну кількість добрив, третина ― недостатню, а третина ― наближену до оптимальної. Якщо третина господарств, які вносять надмірну кількість добрив, зменшить її до фактичного оптимуму, а третина тих, які вносять недостатню кількість добрив, навпаки, збільшить, то це дасть змогу уникнути значних втрат азоту в довкіллі. Ці втрати нас дуже турбують. А наша кінцева мета ― досягти рівних результатів у продуктивності, прибутковості та екологічності».