Prečo je účinnosť využitia dusíka dôležitá?

Efektívnosť využívania dusíka je už desaťročia široko používaným konceptom v poľnohospodárskom výskume. Efektívnosť využívania dusíka sa často opisuje ako pomer výnosu plodiny k množstvu aplikovaného alebo prijatého dusíkatého hnojiva plodinou.

Čo je účinnosť využitia dusíka?

Účinnosť využitia dusíka (NUE) je termín, ktorý sa používa na opis účinnosti rastliny pri využívaní aplikovaného alebo fixovaného dusíka na produkciu biomasy. Ďalej sa definuje ako pomer medzi výnosom plodiny a množstvom dusíka absorbovaného z pôdy cez korene alebo z atmosféry prostredníctvom fixácie baktériami.

NUE je dôležitým znakom v programoch šľachtenia plodín, ktorých cieľom je zlepšiť výnosy plodín a zároveň znížiť vstupné náklady, ako sú hnojivá, a zároveň udržať dusík v životnom prostredí. Zníženie vstupov hnojív by viedlo k nižším emisiám skleníkových plynov a menšiemu vyplavovaniu dusičnanov do podzemných a povrchových vôd.

Zvýšenie NEE môže pomôcť znížiť vstupné náklady poľnohospodárov a zvýšiť zisky. Vysoká účinnosť využívania dusíka znamená, že plodina absorbuje viac aplikovaného dusíka, čo má pozitívny vplyv na životné prostredie aj na zisky poľnohospodárov.

Okrem toho je to miera množstva dusíka (N) prijatého plodinou v porovnaní s aplikovaným množstvom. Je to dôležitý ukazovateľ environmentálnej udržateľnosti a ekonomickej efektívnosti v rastlinnej výrobe, pretože ukazuje vzťah medzi vstupmi N a výnosom plodiny.

Účinnosť využitia dusíka 50% znamená, že polovica aplikovaného dusíka zostala v plodine po ukončení rastu.

Napríklad, ak máte k dispozícii 100 libier dusíkatého hnojiva na produkciu kukurice a aplikujete ho naraz pred výsadbou, ale plodina počas vegetačného obdobia absorbuje iba 70 libier, vaša agronomická NUE je 70%. To znamená, že 30 libier sa stratilo do životného prostredia v dôsledku denitrifikácie a vyplavovania.

Môže sa vyjadriť buď ako percento (napr. 50%), alebo ako pomer (napr. 1:1). V oboch prípadoch sa jednotky rovnajú hmotnostným jednotkám, ako sú libry na aker (lb/acre), kilogramy na hektár (kg/ha) alebo gramy na štvorcový meter (g/m2).

Vysoká agronomická efektívnosť využívania živín (NUE) znamená, že plodina využije viac dusíka dodaného plodine – čo je žiaduci stav z hľadiska ziskovej marže, environmentálnych aspektov a udržateľnosti. Pochopenie rozdielu medzi efektívnosťou využívania živín a agronomickou efektívnosťou využívania dusíka (NUE) môže byť mätúce. V zásade možno efektívnosť využívania živín definovať ako akékoľvek meradlo toho, ako dobre rastlina využíva živiny.

Je to podmnožina tohto, ktorá sa týka pravdepodobného zvýšenia výnosu plodín, keď poľnohospodári aplikujú dodatočné dusíkaté hnojivo. Zameranie na výnos plodín je to, čo odlišuje agronomickú NUE od iných ukazovateľov príjmu živín rastlinami.

Používa pomer produkcie zrna (alebo nárastu produkcie zrna) k množstvu aplikovaného hnojiva. Napríklad, ak aplikujete 200 libier/aker dusíka a dosiahnete zvýšenie úrody kukurice o 50 bušlov, potom by vaša agronomická NUE bola: 200 libier/aker / 50 bušlov/aker = 4 libry zrna na libru aplikovaného dusíkatého hnojiva.

Je to kľúčový parameter na opis dusíkovej (N) bilancie agroekosystému. Preto sa môže použiť na hodnotenie udržateľnosti pestovateľského systému a na usmernenie postupov hospodárenia s dusíkom.

Agronomická NUE je pomer medzi príjmom dusíka plodinou (príjem N plodiny) a množstvom N aplikovaného na plodinu (N v hnojive + N v hnoji + Biologická fixácia N). Môže sa vyjadriť ako: Agronomická NUE = Príjem N plodiny / N v hnojive + N v hnoji + Biologická fixácia N

Napríklad, ak farmár aplikuje 100 kg/ha dusíkového hnojiva na pšeničnú úrodu a pri zbere sa v zrne získa 30 kg/ha dusíku, potom AgronomicNUE = 0,30.

Poskytuje mieru efektívnosti všetkých dostupných dusíkatých vstupov pri produkcii úrody plodín a zároveň poskytuje prostriedok na porovnávanie a kontrastovanie rôznych stratégií hospodárenia s dusíkom.

Agronomická NUE bola definovaná ako pomer biomasy plodiny na jednotku množstva aplikovaného alebo získaného dusíka v hnojivách alebo na celkové množstvo dusíka fixovaného strukovinami.

Agronomická NUE = Biomasa plodiny / Celkové rastlinné vstupy dusíka

Ide o podiel aplikovaného dusíka z hnojiva, ktorý sa v cieľovej plodine spätne získa. Ideálna účinnosť, ktorá sa dosahuje len zriedka, by bola 100%, čo znamená, že všetok aplikovaný dusík sa v plodine spätne získa.

Pojem agronomický sa nevzťahuje na poľnohospodársku prax, ale na skutočné množstvo dusíka, ktoré plodina využíva. Toto množstvo môže byť menšie ako množstvo, ktoré bolo skutočne aplikované alebo dodané, a môže byť spôsobené rôznymi faktormi, ako sú straty vylúhovaním alebo denitrifikáciou alebo imobilizácia dusíka z hnojív mikroorganizmami v pôde.

Dôležitosť NUE

Existuje niekoľko dôvodov, prečo je efektívne využívanie dusíka v pôde dôležité. Tu sú niektoré z nich:

1. Znižuje ekonomické straty spôsobené nízkymi výnosmi a zlou kvalitou.
2. Zlepšuje udržateľné využívanie prírodných zdrojov.
3. Znižuje znečistenie z dusíkatých hnojív.
4. Nižšie náklady sú spojené s aplikáciou menšieho množstva dusíkatých hnojív, ktoré je stále dostatočné na dosiahnutie cieľových výnosov plodín.
5. Nižší vplyv na životné prostredie, najmä na kvalitu vody, vďaka zníženému vyplavovaniu a stratám dusíka odparovaním.
6. Vyšší obsah bielkovín v obilninách. To môže zvýšiť ekonomickú hodnotu obilia a zlepšiť schopnosť zvierat premieňať krmivo na mäso alebo mlieko.

Ako vypočítať účinnosť využitia dusíka

NUE sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca:

Rovnicu pre NUE možno nájsť vydelením výnosu zrna celkovým množstvom dusíka dostupného pre plodinu.

g/ha výnos zrna (sušina plodiny) ÷ g/ha aplikovaného dusíka.

Napríklad, uvažujme plodinu s výnosom 3,5 t/ha pšenice s celkovým obsahom dusíka 0,24%. Namerané množstvo dusíka v zrne je teda:

3,5 × 0,24% = 8,4 kg/ha.

Ak bolo plodine dodaných 100 kg/ha dusíka (vrátane mineralizácie pôdy), potom je NUE plodiny 8,4%.

Ako zvýšiť účinnosť využitia dusíka

Tu je niekoľko spôsobov, ako to môžu poľnohospodári vylepšiť:

1. Môžete to zlepšiť výberom správneho typu hnojiva. Organické hnojivá sú skvelé. Keď sa tieto organické hnojivá aplikujú do pôdy, pomaly uvoľňujú živiny pomocou mikróbov prítomných v pôde, a tým zvyšujú NUE.

2. Používanie vhodných pestovateľských metód.

3. Výsadba vhodných odrôd.

4. Aplikácia správneho množstva hnojiva v správnom čase. Hnojivo by sa malo aplikovať pred sejbou alebo počas sejby, kedykoľvek je to možné, aby sa čo najviac neplytvalo plodinami.

5. Dá sa to zlepšiť aj striedaním plodín a krycie plodiny. Pri spoločnom použití môžu tieto postupy pomôcť znížiť negatívne environmentálne vplyvy konvenčných poľnohospodárskych postupov, pri ktorých poľnohospodári aplikujú nadmerné množstvo dusíka, aby zabezpečili, že všetky rastliny dostanú dostatok dusíka.

Tradičný prístup aplikácie dostatočného množstva dusíka je nákladný a neefektívny. Krycie plodiny a striedanie plodín môžu pomôcť znížiť tieto náklady zlepšením NUE na vašich poliach, čo znamená, že budete môcť produkovať viac s menšou aplikáciou dusíkatých hnojív.

Pokiaľ ide o striedanie plodín, nezabudnite, že nie všetky striedania sú rovnaké. Niektoré striedania môžu znížiť NUE v porovnaní s priamou rotáciou kukurice a sóje. Napríklad, výsadba kukurice po sóji vo všeobecnosti zlepší NUE v porovnaní so výsadbou sóje po kukurici.

Ukázalo sa, že krycie plodiny zvyšujú NUE, pretože absorbujú dusík z pôdy; tento proces je známy ako imobilizácia. Imobilizácia dusíka nastáva, keď mikroorganizmy využívajú organické zdroje dusíka v pôde a premieňajú ich na nové živé tkanivo (mikroorganizmy).

Mikroorganizmy potom uhynú a uvoľnia tento organický dusík späť do pôdy, aby ho rastliny mohli využiť. Krycie plodiny si však vyžadujú starostlivosť vrátane správnych metód a termínov ukončenia pestovania.

Ako môže GeoPard pomôcť zvýšiť efektívnosť využívania dusíka?

GeoPard je riešenie precízneho poľnohospodárstva ktorý poskytuje poľnohospodárom potrebné údaje a informácie na efektívnejšiu produkciu plodín. GeoPard poskytuje prehľad o potenciáli výnosu každého poľa a stave dusíka, draslíka a fosforu v pôde špecifický pre danú rastlinu. Nižšie sú uvedené spôsoby, akými GeoPard pomáha tento potenciál zvýšiť:

1. Poskytujú kompletný cyklus výpočtu (koľko dusíka je už v pôde, koľko by sa malo pridať, koľko zostáva na konci sezóny) a plánujú na ďalšiu sezónu.

GeoPard pomáha zvyšovať NUE (neutrálnu energetickú účinnosť) poskytovaním presných odporúčaní o tom, koľko hnojív aplikovať a kedy ich aplikovať. Pomáha poľnohospodárom znížiť množstvo aplikovaného hnojiva bez ovplyvnenia výnosu plodín. To znamená, že poľnohospodári minú menej peňazí na hnojivá a zároveň znížia svoj vplyv na životné prostredie.

GeoPard odporúča presné množstvá hnojív, ktoré by sa mali aplikovať, na základe charakteristík pôdy, historických údajov o počasí (na odhad množstva vody, ktorá sa stratí evapotranspiráciou) a aktuálnych údajov o počasí (ktoré možno použiť na predpovedanie, kedy sa objaví vhodné obdobie na aplikáciu odporúčaného množstva).

2. Robia analýzy na základe infografiky (údaje zo strojov (aplikované hnojenie, výsadba, výnos, bielkoviny)

Najdôležitejším aspektom systému GeoPard je jeho schopnosť analyzovať informácie užívateľsky prívetivým spôsobom. Tento systém poskytuje údaje ľahko zrozumiteľným spôsobom, čo umožňuje lepšie rozhodnutia v budúcnosti. Informácie, ktoré GeoPard zhromažďuje, zahŕňajú nasledovné: aplikované hnojenie, výsadbu, výnos a bielkoviny.

Tieto informácie sa zhromažďujú pomocou strojov a jednoduchým postupom, čím sa farmárovi poskytujú všetky najdôležitejšie údaje na jednom mieste. Údaje sa potom môžu použiť na pomoc pri dôležitých rozhodnutiach o tom, čo je potrebné urobiť pre zlepšenie efektívnosti využívania dusíka na jeho farme.

3. Poskytujú analytické údaje (rovnice na výpočet príjmu dusíka na každý meter štvorcový)

Jednou z hlavných výhod systému GeoPard Crop Management System je, že poskytuje pestovateľom efektívny nástroj na pochopenie a analýzu rastu plodín. Systém GeoPard Crop Management System využíva pokročilú analytiku, ktorá pomáha pestovateľom s ich NUE (nutrične efektívnou energetickou účinnosťou).

Systém poskytuje analytické údaje pre každý štvorcový meter, čo umožňuje pestovateľom pochopiť požadované množstvo dusíka potrebného pre každú plochu. Pomocou týchto informácií sa pestovatelia môžu vyhnúť nadmernému hnojeniu a ušetriť peniaze minimalizáciou nákladov na hnojivá.

Analytické údaje sú poskytované v jednoduchej forme: rovnice, ktoré vám hovoria, koľko dusíka potrebujete na každý meter štvorcový.

4. Vytvárajú agronomické plánovanie na nasledujúcu sezónu na základe presných údajov a modelovania GeoPard.

GeoPard vám poskytuje dôležité informácie o každej časti poľa a mapuje oblasti, kde je dusík najviac potrebný. Na základe týchto informácií môžu pestovatelia plánovať množstvo hnojív, ktoré sa majú aplikovať v konkrétnych častiach poľa, čo šetrí čas, peniaze a zdroje.

Je to pomer príjmu dusíka plodinou k množstvu aplikovaného dusíka. Je hlavným určujúcim faktorom produktivity a ziskovosti plodín a dôležitým ukazovateľom udržateľných poľnohospodárskych postupov.

Čím menej dusíka plodina spotrebuje, tým efektívnejšiu možno považovať. Okrem toho je NUE ovplyvnená mnohými faktormi vrátane vlastností pôdy, postupov hospodárenia a podmienok prostredia.

Často kladené otázky

1. Aké sú výhody zvýšenia efektívnosti využívania dusíka?

Jeho zvyšovanie prináša niekoľko výhod. Zvyšuje produktivitu plodín, znižuje vplyv na životné prostredie, šetrí náklady a podporuje udržateľné poľnohospodárstvo.

Efektívne využívanie dusíka zabezpečuje optimálny rast rastlín, minimalizuje odtok dusíka a emisie skleníkových plynov, znižuje vstupné náklady a podporuje dlhodobú úrodnosť pôdy. Jeho uprednostňovaním môžu poľnohospodári dosiahnuť lepšie výnosy, chrániť životné prostredie, ušetriť peniaze a prispieť k udržateľným poľnohospodárskym postupom.

2. Koľko hnojiva na meter štvorcový?

Množstvo hnojiva na meter štvorcový sa líši v závislosti od plodiny, pôdnych podmienok a požiadaviek na živiny. Najlepšie je vykonať test pôdy, aby sa určili konkrétne odporúčania pre hnojivo pre optimálny rast rastlín. Testovanie pôdy poskytuje presné informácie na určenie správneho množstva hnojiva, ktoré sa má aplikovať na meter štvorcový, čím sa zabezpečí efektívne zásobovanie rastlín živinami.

3. Aké sú dve stratégie na zvýšenie efektívnosti využívania dusíka?

Existujú dve účinné stratégie na zvýšenie NUE:

• Rozdelená aplikáciaRozdelenie aplikácie dusíkatých hnojív do viacerých dávok počas vegetačného obdobia umožňuje lepšiu synchronizáciu medzi dopytom rastlín a dostupnosťou živín. Tento prístup minimalizuje straty dusíka a zabezpečuje, že rastliny dostanú dusík, keď ho najviac potrebujú.
• Vylepšené riadenie živínZavádzanie presných postupov riadenia živín, ako je napríklad používanie aplikačných techník špecifických pre dané miesto a úprava dávok hnojív na základe potrieb pôdy a rastlín, môže túto situáciu výrazne zlepšiť. Prispôsobením vstupov živín konkrétnym oblastiam alebo zónam v rámci poľa môžu poľnohospodári optimalizovať používanie hnojív a minimalizovať plytvanie živinami.

Tieto stratégie prispievajú k maximalizácii účinnosti dusíkatých hnojív, znižovaniu vplyvov na životné prostredie a zlepšovaniu výnosov plodín pri zachovaní udržateľných poľnohospodárskych postupov.

4. Ktorá plodina je najefektívnejším užívateľom dusíka?

Spomedzi rôznych plodín sa strukoviny považujú za najefektívnejších užívateľov dusíka. Strukoviny, ako je sója, hrach a šošovica, majú jedinečnú schopnosť vytvárať symbiotický vzťah s baktériami fixujúcimi dusík v ich koreňových uzlíkoch.

To im umožňuje získavať dusík priamo z atmosféry, čím sa znižuje ich závislosť od vonkajších zdrojov dusíka, ako sú hnojivá. Vďaka tomu majú strukoviny vyššiu účinnosť využívania dusíka a môžu prispievať dusíkom do pôdy, čo prospieva následným plodinám v systéme rotácie.

5. Koľko dusíka potrebuje pšenica na aker?

Potreba dusíka pšenice na aker sa líši v závislosti od niekoľkých faktorov vrátane úrodnosti pôdy, podmienok prostredia a špecifického štádia rastu pšenice. V priemere pšenica zvyčajne potrebuje približne 100 až 150 libier dusíka na aker.

6. Koľko vody potrebuje pšenica na aker?

Potreba vody pre pšenicu na aker závisí od rôznych faktorov vrátane podnebia, typu pôdy a štádia rastu plodiny. Pšenica v priemere potrebuje počas vegetačného obdobia približne 50 až 76 centimetrov vody. Je však nevyhnutné zvážiť špecifické potreby vody pestovanej odrody pšenice a pravidelne monitorovať úroveň vlhkosti pôdy.

7. Koľko hnojiva na aker pre pšenicu?

Vo všeobecnosti pšenica zvyčajne potrebuje približne 100 až 150 libier dusíka na aker. Potreba fosforu a draslíka sa líši v závislosti od výsledkov testov pôdy, ale bežným odporúčaním je aplikovať približne 50 až 80 libier fosforu a 40 až 60 libier draslíka na aker.