Инициатива по азотной подкормке в Айове: Повышение точности в нормах внесения удобрений

В Айове Майкл Кастеллано рассказывает о том, что выращивание кукурузы сопряжено с огромным количеством вариантов. Он говорит, что существует миллиарды способов, и некоторые люди думают, что он это выдумывает. Но он объясняет, что если сложить все различные виды кукурузы, методы ведения сельского хозяйства и погодные условия, то получится действительно огромное количество вариантов.

Эта неопределенность очень важна, поскольку использование слишком малого или слишком большого количества азотных удобрений может вызвать проблемы. Недостаток может снизить урожайность кукурузы, а избыток — привести к значительным финансовым затратам и нанести вред окружающей среде.

Инициатива по обеспечению растений азотом в штате Айова, возглавляемая Кастеллано и Сотириосом Архонтулисом, пытается определить оптимальное количество азота для каждого кукурузного поля, собирая данные с ферм по всей Айове.

Они хотят упростить фермерам определение необходимого количества удобрений. Проект финансируется Департаментом сельского хозяйства и землепользования штата Айова, и министр сельского хозяйства Айовы Майк Нейг считает, что это отличное сотрудничество между фермерами и экспертами.

Он считает, что это даст фермерам информацию, необходимую для более эффективного выращивания урожая, увеличения прибыли и бережного отношения к окружающей среде.

Преодоление разногласий

В рамках Инициативы по повышению содержания азота в почве штата Айова в этом году проводится 270 полевых испытаний на 72 различных частных фермерских хозяйствах, что в четыре раза больше, чем в первый год реализации проекта в 2022 году. Конечная цель — достичь 500 испытаний в год.

Для участия в проекте фермерам необходим доступ к двум все более распространенным технологиям точного земледелия: внесению удобрений с переменной нормой и мониторингу урожайности на основе GPS. Используя исторические данные об урожайности для выявления участков, где ожидается различное поведение, партнер проекта, компания Premier Crop Systems, разрабатывает экспериментальный проект на небольшом участке поля, обычно около пяти акров.

В пределах экспериментальной зоны для каждого участка назначаются разные нормы внесения азота, от нуля до 200 фунтов на акр, и фермеры делятся данными об урожайности с исследовательской группой после сбора урожая. Участникам выплачивается компенсация за потерю урожая на землях, которые не получают азота.

Данные испытаний дополняются результатами моделирования биофизических процессов для определения оптимальных норм внесения с учетом типов почвы и семян, методов управления и погодных условий. Эта база данных будет использоваться в инструментах принятия решений для общественности, которые, как ожидается, станут доступны к вегетационному сезону 2025 года.

Эти инструменты будут особенно полезны для фермеров, использующих технологии точного земледелия для сбора данных. По словам Кастеллано, фермерам, использующим оборудование для внесения удобрений с переменной нормой, часто не хватает научно обоснованных рекомендаций относительно того, как следует изменять эти нормы.

“Мы работаем над тем, чтобы преодолеть разрыв между технологическими достижениями в области точного земледелия, разработанными инженерами, и научным пониманием агрономов”, — сказал он.

Три полезных инструмента

Исследовательская группа работает над тремя инструментами, которые помогут фермерам принимать более взвешенные решения:

Улучшены рекомендации по выбору эталонных показателей:

• Они предлагают более точные нормы внесения азотных удобрений, учитывая различия в таких факторах, как генетика, почва, методы обработки земли и погода.
• Фермеры также могут ознакомиться с данными испытаний, чтобы увидеть, что на самом деле происходит при различных нормах внесения удобрений и методах обработки почвы.

Инструмент прогнозирования:

• Этот инструмент спрогнозирует оптимальные нормы внесения удобрений, основываясь на текущих и прогнозируемых на ближайшее будущее характеристиках почвы и погодных условиях.
• Это важно, потому что, по словам Кастеллано, погода оказывает большое влияние на потребность в азоте.

Инструмент для ретроспективного анализа:

• Этот инструмент помогает фермерам проанализировать прошедший год и увидеть, как могли бы измениться потребности их культур в азоте, если бы они применяли другие методы. Например, если бы они посадили другой сорт кукурузы или использовали удобрения в другое время.

Кастеллано объясняет, что цель состоит в том, чтобы ежегодно обновлять эти инструменты, используя новые данные клинических испытаний.

“Пока фермеры пробуют что-то новое, а погода меняется, оптимальные нормы внесения азотных удобрений также будут меняться. Нам необходимо продолжать исследования и предоставлять фермерам информацию, чтобы они могли принимать наилучшие решения”, — сказал он.

Вовлечение фермеров

Фермеры с самого начала участвовали в Инициативе по азотному земледелию штата Айова, даже приняв участие в дизайн-спринте, организованном инженерами и дизайнерами Google в феврале. Отзывы фермеров сыграли решающую роль, повлияв на такие решения, как первоначальный выпуск инструментов принятия решений в виде мобильного приложения. Фермеры предложили это, потому что они с большей вероятностью будут использовать информацию, если смогут получить к ней доступ в любое время и в любом месте.

“Мы тесно сотрудничаем с фермерами, чтобы убедиться, что создаваемая нами продукция полезна для тех, кто будет ею пользоваться. Мы не хотим, чтобы фермеры чувствовали, что это им навязывается”, — сказал Кастеллано.

Он рад, что все фермеры, присоединившиеся в первый год, продолжили участие и во второй. Роджер Зилстра, один из волонтеров, проводивших испытания в течение двух лет, рассказал на полевом дне в сентябре, что сотрудничество с исследовательской группой было простым и беспроблемным. Зилстра, бывший президент Ассоциации производителей кукурузы штата Айова, занимается фермерством недалеко от Линнвилла в округе Джаспер и с нетерпением ждет более влажных лет, чтобы получить больше данных.

“Я всегда стараюсь найти способы лучше заботиться о земле, и мы понимаем, что есть более эффективные способы делать дела”, — сказал Зилстра. “Я думаю, что потенциал здесь просто потрясающий”.”

Руководители проекта приглашают фермеров, консультантов по растениеводству и специалистов по внесению удобрений принять участие в экспериментальном проекте в сезоне 2024 года. Желающие могут заполнить онлайн-форму для получения дополнительной информации или выражения своего интереса.