Dlaczego efektywność wykorzystania azotu jest ważna?

Efektywność wykorzystania azotu jest od dziesięcioleci szeroko stosowaną koncepcją w badaniach rolniczych. NUE jest często definiowany jako stosunek plonu do ilości nawozu azotowego zastosowanego lub pobranego przez roślinę.

Czym jest efektywność wykorzystania azotu?

Efektywność wykorzystania azotu (NUE) to termin opisujący efektywność wykorzystania przez roślinę azotu aplikowanego lub związanego do produkcji biomasy. Definiuje się ją jako stosunek plonu do ilości azotu pobranego z gleby przez korzenie lub z atmosfery poprzez wiązanie przez bakterie.

NUE to ważna cecha w programach hodowli roślin uprawnych, których celem jest poprawa plonów przy jednoczesnym obniżeniu kosztów środków produkcji, takich jak nawozy, a jednocześnie zapobieganie przedostawaniu się azotu do środowiska. Ograniczenie stosowania nawozów doprowadziłoby do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i mniejszego wypłukiwania azotanów do wód gruntowych i powierzchniowych.

Zwiększenie NUE może pomóc rolnikom obniżyć koszty nakładów i zwiększyć zyski. Wysoka efektywność wykorzystania azotu oznacza, że rośliny pobierają więcej zastosowanego azotu, co ma pozytywny wpływ zarówno na środowisko, jak i zyski rolników.

Ponadto jest to miara ilości azotu (N) pobieranego przez uprawę w porównaniu do ilości zastosowanej. Jest to ważny wskaźnik zrównoważonego rozwoju środowiska i efektywności ekonomicznej produkcji roślinnej, ponieważ pokazuje zależność między nakładami azotu a plonami.

Efektywność wykorzystania azotu na poziomie 50% oznacza, że połowa zastosowanego azotu pozostała w uprawie po zakończeniu wzrostu.

Na przykład, jeśli dysponujesz 45 kilogramami nawozu azotowego (N) do uprawy kukurydzy i zastosujesz go w całości przed sadzeniem, ale w okresie wegetacji roślina pochłonie tylko 30 kilogramów, Twój agronomiczny NUE wynosi 70%. Oznacza to, że 14 kilogramów (30 funtów) zostało utraconych w wyniku denitryfikacji i wypłukiwania.

Można go wyrazić jako procent (np. 50%) lub stosunek (np. 1:1). W obu przypadkach jednostki są równoważne jednostkom masy, takim jak funty na akr (lb/akr), kilogramy na hektar (kg/ha) lub gramy na metr kwadratowy (g/m²).

Wysoki wskaźnik wykorzystania azotu w rolnictwie oznacza, że roślina wykorzystuje więcej azotu dostarczanego jej do uprawy – co jest korzystne z punktu widzenia marży zysku, ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju. Zrozumienie różnicy między efektywnością wykorzystania składników odżywczych a agronomiczną efektywnością wykorzystania azotu (NUE) może być mylące. Zasadniczo efektywność wykorzystania składników odżywczych można zdefiniować jako dowolną miarę tego, jak dobrze roślina wykorzystuje składniki odżywcze.

Jest to podzbiór tego, który odnosi się do prawdopodobnego wzrostu plonów, gdy rolnicy stosują dodatkowe nawozy azotowe. Skupienie się na plonach odróżnia agronomiczny wskaźnik NUE od innych miar pobierania składników odżywczych przez rośliny.

Wykorzystuje stosunek wyprodukowanego ziarna (lub wzrostu produkcji ziarna) do ilości zastosowanego nawozu. Na przykład, jeśli zastosujesz 200 funtów azotu na akr i uzyskasz wzrost plonu kukurydzy o 50 buszli, Twój agronomiczny NUE wyniesie: 200 funtów/akr / 50 buszli/akr = 4 funty ziarna na funt zastosowanego nawozu azotowego.

Jest to kluczowy parametr opisujący bilans azotu (N) w agroekosystemie. Dzięki temu może być wykorzystywany do oceny zrównoważoności systemu upraw i do ukierunkowywania praktyk zarządzania azotem.

Agronomiczny NUE to stosunek poboru azotu przez rośliny uprawne (CropNUptake) do ilości azotu zastosowanego do rośliny uprawnej (N z nawozu + N z obornika + N wiązanie biologiczne). Można go wyrazić wzorem: Agronomiczny NUE = Pobór azotu przez rośliny uprawne / N z nawozu + N z obornika + N wiązanie biologiczne

Na przykład, jeśli rolnik zastosuje 100 kg/ha nawozu N do uprawy pszenicy i podczas żniw w ziarnie odzyskane zostanie 30 kg/ha N, wówczas AgronomicNUE = 0,30.

Umożliwia ocenę skuteczności wszystkich dostępnych nawozów azotowych w produkcji plonów, a także dostarcza sposób porównywania i zestawiania ze sobą różnych strategii zarządzania azotem.

Agronomiczny wskaźnik NUE zdefiniowano jako stosunek biomasy rośliny uprawnej do jednostki ilości zastosowanego lub odzyskanego nawozu N lub całkowitej ilości N związanego przez rośliny strączkowe.

Agronomiczna wartość NUE = Biomasa roślin / Całkowita ilość dostępnego dla roślin azotu

Jest to proporcja zastosowanego nawozu N, która jest odzyskiwana w uprawie docelowej. Idealna wydajność, rzadko osiągana, wynosiłaby 100%, co oznacza, że cały zastosowany N jest odzyskiwany w uprawie.

Termin „agronomiczny” nie odnosi się do praktyki rolniczej, lecz do rzeczywistej ilości azotu wykorzystywanego przez uprawę. Może ona być mniejsza niż ilość faktycznie zastosowana lub dostarczona i może wynikać z różnych czynników, takich jak straty spowodowane wymywaniem, denitryfikacją lub immobilizacją azotu nawozowego przez mikroorganizmy w glebie.

Znaczenie NUE

Istnieje kilka powodów, dla których efektywne wykorzystanie azotu w glebie jest ważne. Oto niektóre z nich:

1. Zmniejsza straty ekonomiczne wynikające z niskich plonów i złej jakości.
2. Poprawia zrównoważone wykorzystanie zasobów naturalnych.
3. Zmniejsza zanieczyszczenie pochodzące z nawozów azotowych.
4. Niższe koszty wiążą się ze stosowaniem mniejszej ilości nawozu azotowego, która nadal wystarcza do osiągnięcia założonych plonów.
5. Mniejsze oddziaływanie na środowisko, zwłaszcza na jakość wody, dzięki zmniejszeniu wymywania i ulatniania się azotu.
6. Wyższa zawartość białka w zbożach. Może to zwiększyć wartość ekonomiczną ziarna i poprawić zdolność zwierząt do przetwarzania paszy na mięso lub mleko.

Jak obliczyć efektywność wykorzystania azotu

Wartość NUE oblicza się przy użyciu następującego wzoru:

Równanie NUE można znaleźć, dzieląc plon ziarna przez całkowitą ilość N dostępną dla rośliny.

g/ha plonu ziarna (suchej masy rośliny) ÷ g/ha zastosowanego N.

Rozważmy na przykład plon pszenicy o wydajności 3,5 t/ha i całkowitej zawartości azotu 0,241 TP3T. Zmierzona ilość azotu w ziarnie wynosi zatem:

3,5 × 0,24% = 8,4 kg/ha.

Jeżeli uprawie dostarczono 100 kg/ha N (wliczając mineralizację gleby), wówczas NUE uprawy wynosi 8,4%.

Jak zwiększyć efektywność wykorzystania azotu

Oto kilka sposobów, w jakie rolnicy mogą to poprawić:

1. Można to poprawić wybierając odpowiedni rodzaj nawozu. Nawozy organiczne Są świetne. Kiedy te nawozy organiczne są stosowane do gleby, uwalniają powoli składniki odżywcze za pomocą mikrobów obecnych w glebie, zwiększając w ten sposób wartość NUE.

2. Stosując odpowiednie metody uprawy.

3. Sadzenie odpowiednich odmian.

4. Stosowanie odpowiedniej ilości nawozu we właściwym czasie. Nawóz należy stosować przed siewem lub w trakcie siewu, jeśli to możliwe, aby zminimalizować straty plonów.

5. Można to również poprawić poprzez płodozmian i rośliny okrywowe. Stosowane łącznie, praktyki te mogą pomóc ograniczyć negatywny wpływ na środowisko konwencjonalnych metod rolniczych, w których rolnicy stosują nadmierne ilości azotu, aby zapewnić wszystkim roślinom odpowiednią ilość azotu.

Tradycyjne podejście polegające na stosowaniu odpowiednich ilości azotu jest kosztowne i nieefektywne. Rośliny okrywowe i płodozmian mogą pomóc obniżyć te koszty poprzez poprawę wartości NUE na polach, co oznacza, że będziesz w stanie uzyskać więcej plonów przy mniejszym stosowaniu nawozów azotowych.

W przypadku płodozmianu należy pamiętać, że nie wszystkie płodozmiany są sobie równe. Niektóre płodozmiany mogą zmniejszać wartość NUE w porównaniu z prostym płodozmianem kukurydza-soja. Na przykład, sadzenie kukurydzy po soi generalnie poprawi wartość NUE w porównaniu z sadzeniem soi po kukurydzy.

Wykazano, że rośliny okrywowe zwiększają NUE, ponieważ pobierają azot z gleby; proces ten znany jest jako immobilizacja. Immobilizacja azotu polega na tym, że mikroorganizmy wykorzystują organiczne źródła azotu w glebie i przekształcają je w nową, żywą tkankę (mikroorganizmy).

Mikroorganizmy następnie obumierają i uwalniają ten organiczny azot z powrotem do gleby, z którego mogą korzystać rośliny. Rośliny okrywowe wymagają jednak odpowiedniego zarządzania, w tym odpowiednich metod i terminów ich wycinki.

W jaki sposób GeoPard może pomóc w zwiększeniu efektywności wykorzystania azotu?

GeoPard jest rozwiązanie dla rolnictwa precyzyjnego dostarcza rolnikom niezbędnych danych i informacji, aby mogli efektywniej uprawiać rośliny. GeoPard dostarcza szczegółowych informacji o potencjale plonowania każdego pola, a także o zawartości azotu, potasu i fosforu w glebie. Poniżej przedstawiamy sposoby, w jakie GeoPard pomaga w jego zwiększeniu:

1. Zapewniają pełny cykl obliczeń (ile azotu jest już w glebie, ile należy dodać, ile pozostaje pod koniec sezonu) i umożliwiają planowanie kolejnego sezonu.

GeoPard pomaga zwiększyć wskaźnik NUE, dostarczając precyzyjne zalecenia dotyczące ilości i terminu zastosowania nawozu. Pomaga rolnikom zmniejszyć ilość stosowanego nawozu bez wpływu na plony. Oznacza to, że rolnicy wydają mniej pieniędzy na nawozy i jednocześnie zmniejszają swój wpływ na środowisko.

GeoPard na podstawie właściwości gleby, historycznych danych pogodowych (aby oszacować, ile wody zostanie utracone w wyniku parowania) i aktualnych danych pogodowych (które można wykorzystać do przewidzenia, kiedy pojawi się odpowiedni moment na zastosowanie zalecanej ilości nawozu) zaleca precyzyjne ilości nawozu, które należy zastosować.

2. Przeprowadzają analizy na podstawie infografik (dane z maszyn (nawożenie w trakcie stosowania, sadzenie, plon, białko)

Najważniejszym aspektem GeoPard jest możliwość analizy informacji w sposób przyjazny dla użytkownika. System ten dostarcza dane w łatwy do zrozumienia sposób, umożliwiając podejmowanie lepszych decyzji w przyszłości. Informacje gromadzone przez GeoPard obejmują: nawożenie stosowane bezpośrednio po zastosowaniu, stan zasiania, plony i zawartość białka.

Informacje te są gromadzone za pomocą maszyn i prostego procesu, dzięki czemu rolnik ma dostęp do wszystkich najważniejszych danych w jednym miejscu. Dane te mogą następnie zostać wykorzystane do podejmowania ważnych decyzji dotyczących działań, które należy podjąć, aby poprawić efektywność wykorzystania azotu w gospodarstwie.

3. Dostarczają analiz (równania do obliczania poboru azotu na każdym m2)

Jedną z głównych zalet systemu GeoPard Crop Management System jest to, że zapewnia on plantatorom skuteczne narzędzie do zrozumienia i analizy wzrostu upraw. System GeoPard Crop Management System wykorzystuje zaawansowaną analitykę, aby pomóc plantatorom w ich ocenie NUE.

System zapewnia analizę każdego metra kwadratowego, co pozwala plantatorom zrozumieć, jaka ilość azotu jest potrzebna dla każdego obszaru. Dzięki tym informacjom plantatorzy mogą uniknąć przenawożenia i zaoszczędzić pieniądze, minimalizując koszty nawozów.

Analizy mają prostą formę: równania, które informują, ile azotu potrzeba na każdy metr kwadratowy.

4. Tworzą planowanie agrotechniczne na kolejny sezon w oparciu o dokładne dane i modelowanie GeoPard

GeoPard dostarcza istotnych informacji o każdej części pola i mapuje obszary, gdzie azot jest najbardziej potrzebny. Na podstawie tych informacji rolnicy mogą zaplanować ilość nawozów do zastosowania w poszczególnych częściach pola, co oszczędza czas, pieniądze i zasoby.

Jest to stosunek pobrania azotu przez rośliny do ilości zastosowanego azotu. Jest to główny czynnik determinujący wydajność i rentowność upraw oraz ważny wskaźnik zrównoważonych praktyk rolniczych.

Im mniejsza ilość azotu jest wykorzystywana przez uprawę, tym bardziej można ją uznać za wydajną. Ponadto, na wartość NUE wpływa wiele czynników, takich jak właściwości gleby, metody uprawy i warunki środowiskowe.

Często zadawane pytania

1. Jakie korzyści daje zwiększenie efektywności wykorzystania azotu?

Zwiększenie jego wykorzystania przynosi szereg korzyści. Zwiększa wydajność upraw, zmniejsza wpływ na środowisko, obniża koszty i promuje zrównoważone rolnictwo.

Efektywne wykorzystanie azotu zapewnia optymalny wzrost roślin, minimalizuje spływ azotu i emisję gazów cieplarnianych, obniża koszty nakładów i wspiera długoterminową żyzność gleby. Dając temu priorytet, rolnicy mogą osiągać wyższe plony, chronić środowisko, oszczędzać pieniądze i przyczyniać się do zrównoważonych praktyk rolniczych.

2. Ile nawozu potrzeba na metr kwadratowy?

Ilość nawozu na metr kwadratowy różni się w zależności od uprawy, warunków glebowych i zapotrzebowania na składniki odżywcze. Najlepiej przeprowadzić badanie gleby, aby określić konkretne zalecenia dotyczące nawożenia dla optymalnego wzrostu roślin. Badanie gleby dostarcza dokładnych informacji pozwalających określić prawidłową ilość nawozu na metr kwadratowy, zapewniając efektywne zaopatrzenie roślin w składniki odżywcze.

3. Jakie są dwie strategie zwiększenia efektywności wykorzystania azotu?

Istnieją dwie skuteczne strategie zwiększania NUE:

• Podziel aplikację:Podzielenie dawki nawozu azotowego na kilka dawek w ciągu sezonu wegetacyjnego pozwala na lepszą synchronizację między zapotrzebowaniem roślin a dostępnością składników odżywczych. Takie podejście minimalizuje straty azotu i zapewnia roślinom dostęp do niego wtedy, gdy najbardziej go potrzebują.
• Ulepszone zarządzanie składnikami odżywczymiWdrożenie precyzyjnych praktyk zarządzania składnikami odżywczymi, takich jak stosowanie technik aplikacji dostosowanych do danego miejsca i dostosowywanie dawek nawożenia do potrzeb gleby i roślin, może znacząco poprawić ten stan. Dostosowując dawki składników odżywczych do konkretnych obszarów lub stref pola, rolnicy mogą zoptymalizować zużycie nawozów i zminimalizować straty składników odżywczych.

Strategie te przyczyniają się do maksymalizacji skuteczności nawozów azotowych, ograniczenia wpływu na środowisko i poprawy wydajności upraw przy jednoczesnym zachowaniu zrównoważonych praktyk rolniczych.

4. Która uprawa najefektywniej wykorzystuje azot?

Spośród różnych upraw, rośliny strączkowe są uważane za najefektywniejsze w wykorzystaniu azotu. Rośliny strączkowe, takie jak soja, groch i soczewica, mają wyjątkową zdolność do tworzenia symbiotycznych relacji z bakteriami wiążącymi azot w brodawkach korzeniowych.

Umożliwia im to pobieranie azotu bezpośrednio z atmosfery, zmniejszając zależność od zewnętrznych źródeł azotu, takich jak nawozy. W rezultacie rośliny strączkowe charakteryzują się wyższą efektywnością wykorzystania azotu i mogą dostarczać go do gleby, korzystnie wpływając na kolejne uprawy w systemie płodozmianu.

5. Ile azotu potrzebuje pszenica na akr?

Zapotrzebowanie pszenicy na azot na akr różni się w zależności od kilku czynników, takich jak żyzność gleby, warunki środowiskowe i konkretna faza wzrostu pszenicy. Średnio pszenica potrzebuje około 100 do 150 funtów azotu na akr.

6. Ile wody potrzebuje pszenica na akr?

Zapotrzebowanie pszenicy na wodę na akr zależy od różnych czynników, takich jak klimat, rodzaj gleby i faza wzrostu rośliny. Średnio pszenica potrzebuje około 50–75 cm wody w ciągu całego sezonu wegetacyjnego. Należy jednak wziąć pod uwagę specyficzne zapotrzebowanie na wodę uprawianej odmiany pszenicy i regularnie monitorować poziom wilgotności gleby.

7. Ile nawozu na akr w przypadku pszenicy?

Ogólnie rzecz biorąc, uprawy pszenicy wymagają zazwyczaj około 45–68 kg azotu na akr. Zapotrzebowanie na fosfor i potas różni się w zależności od wyników badań gleby, ale powszechnie zaleca się stosowanie około 23–36 kg fosforu i 18–27 kg potasu na akr.