Miks on lämmastiku kasutamise efektiivsus oluline?

Lämmastiku kasutamise efektiivsus on põllumajandusuuringutes laialdaselt kasutatud mõiste juba aastakümneid. Lämmastiku kasutamise efektiivsust kirjeldatakse sageli kui saagikuse ja põllukultuuri poolt kasutatud või omastatud lämmastikväetise koguse suhet.

Mis on lämmastiku kasutamise efektiivsus?

Lämmastiku kasutamise efektiivsus (NUE) on termin, mida kasutatakse taime efektiivsuse kirjeldamiseks kasutatud või fikseeritud lämmastiku kasutamisel biomassi tootmiseks. Seda defineeritakse ka kui saagikuse ja mullast juurte kaudu või atmosfäärist bakterite abil imendunud lämmastiku hulga suhet.

NUE on oluline omadus põllukultuuride aretusprogrammides, mille eesmärk on parandada saagikust, vähendades samal ajal sisendkulusid, näiteks väetiste kulusid, ja samal ajal hoida lämmastik keskkonda eemal. Väetiste sisendite vähendamine tooks kaasa väiksema kasvuhoonegaaside heitkoguse ja nitraatide leostumise põhjavette ja pinnavette.

NUE suurendamine aitab vähendada põllumajandustootjate sisendkulusid ja suurendada kasumit. Kõrge lämmastiku kasutamise efektiivsus tähendab, et põllukultuur omastab rohkem kasutatud lämmastikku ja sellel on positiivne mõju nii keskkonnale kui ka põllumajandustootjate kasumile.

Lisaks on see näitaja, mis mõõdab põllukultuuri poolt omastatud lämmastiku (N) hulka võrreldes kasutatud kogusega. See on oluline näitaja keskkonnasäästlikkuse ja põllukultuuride tootmise majandusliku efektiivsuse kohta, kuna see näitab seost lämmastiku sisendite ja saagikuse vahel.

Lämmastiku kasutamise efektiivsus 50% tähendab, et pool kasutatud lämmastikust jäi põllukultuuri ka pärast kasvu lõppemist.

Näiteks kui teil on maisi tootmiseks saadaval 100 naela (45 kg) lämmastikväetist ja te laote selle korraga enne istutamist, kuid kasvuperioodil omastab põllukultuur ainult 70 naela (42 kg), on teie agronoomiline NUE 70%. See tähendab, et denitrifikatsiooni ja leostumise tõttu kadus keskkonda 30 naela (13,6 kg).

Seda saab väljendada kas protsendina (nt 50%) või suhtena (nt 1:1). Mõlemal juhul on ühikud võrdsed massiühikutega, näiteks naelad aakri kohta (lb/acre), kilogrammid hektari kohta (kg/ha) või grammid ruutmeetri kohta (g/m2).

Kõrge agronoomiline lämmastiku kasutamise efektiivsus (NUE) tähendab, et põllukultuur kasutab ise rohkem talle antud lämmastikku – see on soovitav olukord kasumimarginaalide, keskkonnakaalutluste ja jätkusuutlikkuse seisukohast. Toitainete kasutamise efektiivsuse ja agronoomilise lämmastiku kasutamise efektiivsuse (NUE) erinevuse mõistmine võib olla keeruline. Põhimõtteliselt saab toitainete kasutamise efektiivsust defineerida kui mis tahes mõõtu, mis näitab, kui hästi taim toitaineid kasutab.

See on osa sellest, mis on seotud tõenäolise saagikuse suurenemisega, kui põllumajandustootjad kasutavad täiendavat lämmastikväetist. Keskendumine saagikusele eristab agronoomilist NUE-d teistest taimede toitainete omastamise mõõdikutest.

See kasutab toodetud teravilja (või teraviljatoodangu suurenemise) ja kasutatud väetise koguse suhet. Näiteks kui kasutate 200 naela/aakri lämmastikku ja saate 50 buššeli võrra suurema maisisaagi, siis teie agronoomiline NUE oleks: 200 naela/aaker / 50 buššel/aaker = 4 naela tera iga naela kasutatud lämmastikväetise kohta.

See on agroökosüsteemi lämmastiku (N) tasakaalu kirjeldav põhiparameeter. Seega saab seda kasutada viljelussüsteemi jätkusuutlikkuse hindamiseks ja lämmastiku majandamise tavade suunamiseks.

Agronoomiline NUE on suhe põllukultuuri lämmastiku omastamise (põllukultuuri N omastamine) ja põllukultuurile lisatud lämmastiku koguse (väetis N + sõnnik N + bioloogiline N sidumine) vahel. Seda saab väljendada järgmiselt: Agronoomiline NUE = põllukultuuri N omastamine / väetis N + sõnnik N + bioloogiline N sidumine.

Näiteks kui põllumees annab nisukultuurile 100 kg/ha lämmastikväetist ja koristamise ajal saadakse teradest 30 kg/ha lämmastikku, siis agronoomne NUE = 0,30.

See annab mõõdiku kõigi saadaolevate lämmastikuallikate efektiivsuse kohta saagikuse tootmisel ning pakub vahendi erinevate lämmastiku käitlemise strateegiate võrdlemiseks ja vastandamiseks.

Agronoomiline NUE on defineeritud kui põllukultuuride biomassi suhe kasutatud või taaskasutatud lämmastikväetise ühiku kogusesse või kaunviljade poolt seotud lämmastiku koguhulka.

Agronoomiline NUE = põllukultuuride biomass / taimedele kättesaadavate lämmastikuallikate koguhulk

See on kasutatud väetise lämmastiku osakaal, mis sihtkultuuris taaskasutusele jõuab. Ideaalne efektiivsus, mida harva saavutatakse, oleks 100%, mis tähendab, et kogu kasutatud lämmastik taastub põllukultuuris.

Mõiste "agronoomiline" ei viita põllumajandustavale, vaid põllukultuuri poolt tegelikult kasutatavale lämmastikukogusele. See võib olla väiksem kui tegelikult kasutatud või tarnitud kogus ning olla tingitud erinevatest teguritest, näiteks leostumise või denitrifikatsiooni tõttu tekkivatest kadudest või väetise lämmastiku immobiliseerimisest mullas olevate mikroorganismide poolt.

NUE olulisus

Lämmastiku kasutamise efektiivsuse olulisusele mullas on mitu põhjust. Siin on mõned neist:

1. See vähendab madala saagikuse ja halva kvaliteedi tõttu tekkivat majanduslikku kahju.
2. See parandab loodusvarade säästvat kasutamist.
3. See vähendab lämmastikväetiste põhjustatud reostust.
4. Madalamad kulud on seotud väiksema lämmastikväetise koguse kasutamisega, mis on siiski piisav saagikuse eesmärkide saavutamiseks.
5. Väiksem keskkonnamõju, eriti vee kvaliteedile, tänu lämmastiku leostumise ja lenduvuse vähenemisele.
6. Teravilja suurem valgusisaldus. See võib suurendada teravilja majanduslikku väärtust ja parandada looma võimet sööta lihaks või piimaks muuta.

Kuidas arvutada lämmastiku kasutamise efektiivsust

NUE arvutatakse järgmise valemi abil:

NUE võrrandi saab leida, jagades teraviljasaagi põllukultuurile kättesaadava lämmastiku koguhulgaga.

g/ha teraviljasaak (kultuuri kuivaine) ÷ g/ha lisatud N.

Näiteks vaadelge saaki, mis annab 3,5 t/ha nisu, mille kogulämmastikusisaldus on 0,24%. Teras mõõdetud lämmastiku kogus on seega:

3,5 × 0,24% = 8,4 kg/ha.

Kui põllukultuurile on antud 100 kg/ha lämmastikku (sh mulla mineralisatsioon), siis on põllukultuuri NUE 8,4%.

Kuidas suurendada lämmastiku kasutamise efektiivsust

Siin on mõned viisid, kuidas põllumehed saavad seda parandada:

1. Saate seda parandada, valides õiget tüüpi väetise. Orgaanilised väetised on suurepärased. Kui neid orgaanilisi väetisi pinnasesse kanda, vabastavad need mullas esinevate mikroobide abil aeglaselt toitaineid ja suurendavad seeläbi NUE-d.

2. Sobivate kasvatusmeetodite kasutamine.

3. Sobivate sortide istutamine.

4. Õige koguse väetise õigel ajal kasutamine. Väetist tuleks kasutada enne külvi või külvi ajal nii palju kui võimalik, et saaki võimalikult palju mitte raisku lasta.

5. Seda saab parandada ka külvikorra abil ja kattekultuurid. Koos kasutades aitavad need tavad vähendada tavapäraste põllumajandustavade negatiivset keskkonnamõju, kus põllumehed kasutavad liigset lämmastikku, et tagada kõigi taimede piisav lämmastikusisaldus.

Traditsiooniline lähenemisviis piisava lämmastikukoguse lisamisele on kulukas ja ebaefektiivne. Kattekultuurid ja külvikord aitavad seda kulu vähendada, parandades teie põldude lämmastikutõhusust (NUE), mis tähendab, et saate toota rohkem väiksema lämmastikväetise kasutamisega.

Külvikordade puhul tuleb meeles pidada, et kõik külvikorrad ei ole võrdsed. Mõned külvikorrad võivad vähendada NUE-d võrreldes otsese maisi-sojaoa külvikorraga. Näiteks maisi külvamine pärast sojauba parandab üldiselt NUE-d võrreldes sojaubade külvamisega pärast maisi.

Kattekultuurid on suurendanud lämmastiku kasutamise efektiivsust (NUE), kuna nad omastavad mullast lämmastikku; seda protsessi nimetatakse immobiliseerimiseks. Lämmastiku immobiliseerimine toimub siis, kui mikroorganismid kasutavad mullas leiduvaid orgaanilisi lämmastikuallikaid ja muudavad need uueks eluskoeks (mikroorganismideks).

Seejärel mikroorganismid surevad ja vabastavad orgaanilise lämmastiku tagasi mulda, mida taimed saavad kasutada. Kattekultuurid vajavad aga majandamist, sealhulgas õigeid lõpetamismeetodeid ja -kuupäevi.

Kuidas saab GeoPard aidata lämmastiku kasutamise efektiivsust suurendada?

GeoPard on täppispõllumajanduse lahendus mis annab põllumeestele vajalikke andmeid ja teavet põllukultuuride tõhusamaks tootmiseks. GeoPard annab taimepõhise ülevaate iga põllu saagipotentsiaalist ning lämmastiku, kaaliumi ja fosfori seisundist mullas. Allpool on toodud viisid, kuidas GeoPard aitab seda suurendada:

1. Nad pakuvad täielikku arvutustsüklit (kui palju lämmastikku on juba mullas, kui palju tuleks lisada, kui palju on hooaja lõpuks alles) ja teevad järgmise hooaja planeerimist.

GeoPard aitab suurendada NUE-d, andes täpseid soovitusi selle kohta, kui palju ja millal väetist kasutada. See aitab põllumeestel vähendada kasutatava väetise kogust, ilma et see mõjutaks saagikust. See tähendab, et põllumehed kulutavad väetisele vähem raha ja vähendavad samal ajal oma keskkonnamõju.

GeoPard soovitab täpseid väetisekoguseid, mis tuleks lisada, lähtudes mulla omadustest, ajaloolistest ilmastikuandmetest (et hinnata, kui palju vett aurustumise tõttu kaob) ja praegustest ilmastikuandmetest (mida saab kasutada selleks, et ennustada, millal on soodne aeg soovitatava koguse lisamiseks).

2. Nad teevad analüüse infograafikute põhjal (andmed masinatelt (väetise sisaldus, külvijärgne sisaldus, saagikus, valgusisaldus)).

GeoPardi kõige olulisem aspekt on võime analüüsida teavet kasutajasõbralikul viisil. See süsteem esitab andmeid kergesti mõistetaval viisil, võimaldades tulevikus paremaid otsuseid langetada. GeoPardi kogutav teave hõlmab järgmist: järgnev väetamine, külvijärgne külv, saagikus ja valgusisaldus.

See teave kogutakse masinate ja lihtsa protsessi abil, pakkudes põllumehele kõiki olulisi andmeid ühes kohas. Seejärel saab andmeid kasutada oluliste otsuste langetamiseks selle kohta, mida on vaja teha lämmastiku kasutamise efektiivsuse parandamiseks oma talus.

3. Nad pakuvad analüütikat (võrrandid lämmastiku omastamise arvutamiseks iga ruutmeetri kohta)

GeoPardi saagikoristussüsteemi üks peamisi eeliseid on see, et see pakub kasvatajatele tõhusat tööriista saagi kasvu mõistmiseks ja analüüsimiseks. GeoPardi saagikoristussüsteem kasutab täiustatud analüütikat, et aidata kasvatajatel oma NUE-d saavutada.

Süsteem pakub iga ruutmeetri kohta analüütikat, mis võimaldab kasvatajatel mõista iga piirkonna jaoks vajalikku lämmastikukogust. Selle teabe abil saavad kasvatajad vältida üleväetamist ja säästa raha, minimeerides väetisekulusid.

Analüütika on esitatud lihtsal kujul: võrrandid, mis näitavad teile, kui palju lämmastikku vajate iga ruutmeetri kohta.

4. Nad loovad järgmise hooaja agronoomilise planeerimise täpsete andmete ja GeoPardi modelleerimise põhjal.

GeoPard annab teile olulist teavet iga põlluosa kohta ja kaardistab piirkonnad, kus lämmastikku kõige rohkem vajatakse. Selle teabe põhjal saavad kasvatajad planeerida põllu teatud osades kasutatavate väetiste arvu, mis säästab aega, raha ja ressursse.

See on põllukultuuride lämmastiku omastamise ja kasutatud lämmastiku koguse suhe. See on põllukultuuride tootlikkuse ja kasumlikkuse peamine määraja ning säästva põllumajandustava oluline näitaja.

Mida vähem lämmastikku põllukultuur kasutab, seda tõhusamaks seda võib pidada. Lisaks mõjutavad lämmastiku kasutamist paljud tegurid, sealhulgas mulla omadused, majandamistavad ja keskkonnatingimused.

Korduma kippuvad küsimused

1. Millised on lämmastiku kasutamise efektiivsuse suurendamise eelised?

Selle suurendamine toob mitmeid eeliseid. See suurendab saagikust, vähendab keskkonnamõju, säästab kulusid ja edendab säästvat põllumajandust.

Tõhus lämmastiku kasutamine tagab optimaalse taimekasvu, minimeerib lämmastiku äravoolu ja kasvuhoonegaaside heitkoguseid, vähendab sisendkulusid ja toetab pikaajalist mullaviljakust. Selle prioriseerimisega saavad põllumehed saavutada paremat saaki, kaitsta keskkonda, säästa raha ja panustada säästvatesse põllumajandustavadesse.

2. Kui palju väetist ruutmeetri kohta?

Väetise kogus ruutmeetri kohta varieerub sõltuvalt põllukultuurist, mullatingimustest ja toitainevajadusest. Parim on teha mullaanalüüs, et määrata kindlaks konkreetsed väetisesoovitused optimaalse taimekasvu tagamiseks. Mullaanalüüs annab täpset teavet, et määrata kindlaks õige väetisekogus ruutmeetri kohta, tagades taimedele tõhusa toitainete varustuse.

3. Millised on kaks strateegiat lämmastiku kasutamise efektiivsuse suurendamiseks?

NUE suurendamiseks on kaks tõhusat strateegiat:

• Jagatud taotlusLämmastikväetise jagamine mitmeks annuseks kogu kasvuperioodi vältel võimaldab paremini sünkroniseerida taimede nõudlust ja toitainete kättesaadavust. See lähenemisviis minimeerib lämmastikukadusid ja tagab, et taimed saavad lämmastikku siis, kui nad seda kõige rohkem vajavad.
• Täiustatud toitainete haldamineTäppis-toitainete haldamise tavade rakendamine, näiteks kohapõhiste väetamistehnikate kasutamine ja väetisekoguste kohandamine vastavalt mulla ja taimede vajadustele, võib seda oluliselt parandada. Kohandades toitainete sisendit põllu konkreetsetele aladele või tsoonidele, saavad põllumehed optimeerida väetise kasutamist ja minimeerida toitainete raiskamist.

Need strateegiad aitavad maksimeerida lämmastikväetiste tõhusust, vähendada keskkonnamõjusid ja parandada saagi tootlikkust, säilitades samal ajal säästvad põllumajandustavad.

4. Milline põllukultuur on lämmastiku kõige tõhusam kasutaja?

Erinevate põllukultuuride seas peetakse kaunvilju lämmastiku kõige tõhusamateks kasutajateks. Kaunviljadel, nagu sojaoad, herned ja läätsed, on ainulaadne võime moodustada sümbiootiline suhe lämmastikku siduvate bakteritega oma juuresõlmedes.

See võimaldab neil omastada lämmastikku otse atmosfäärist, vähendades nende sõltuvust välistest lämmastikuallikatest, näiteks väetistest. Selle tulemusena on kaunviljadel suurem lämmastiku kasutamise efektiivsus ja nad saavad mulda lämmastikku rikastada, mis on kasulik järgnevatele põllukultuuridele külvikorras.

5. Kui palju lämmastikku vajab nisu aakri kohta?

Nisu lämmastikuvajadus aakri kohta varieerub sõltuvalt mitmest tegurist, sealhulgas mullaviljakusest, keskkonnatingimustest ja nisu saagi konkreetsest kasvufaasist. Keskmiselt vajab nisu umbes 100–150 naela lämmastikku aakri kohta.

6. Kui palju vett vajab nisu aakri kohta?

Nisu veevajadus aakri kohta sõltub mitmest tegurist, sealhulgas kliimast, mullatüübist ja saagi kasvufaasist. Keskmiselt vajab nisu kogu kasvuperioodi jooksul umbes 50–75 cm vett. Siiski on oluline arvestada kasvatatava nisusordi konkreetsete veevajadustega ja jälgida regulaarselt mulla niiskustaset.

7. Kui palju väetist nisu kohta aakri kohta on?

Üldise juhisena vajavad nisukultuurid tavaliselt umbes 100–150 naela lämmastikku aakri kohta. Fosfori ja kaaliumi vajadused varieeruvad sõltuvalt mullaanalüüsi tulemustest, kuid üldine soovitus on anda umbes 50–80 naela fosforit ja 40–60 naela kaaliumi aakri kohta.