Iowas kväveinitiativ: Förbättrad precision i gödselgivor

I Iowa talar Michael Castellano om hur majsodling innebär många valmöjligheter. Han säger att det finns miljarder sätt, och vissa tror att han bara hittar på. Men han förklarar att när man lägger ihop alla olika typer av majs, odlingsmetoder och väderförhållanden, blir det verkligen ett enormt antal.

Denna osäkerhet är en stor sak eftersom för lite eller för mycket kvävegödselmedel kan orsaka problem. För lite kan minska mängden majs du odlar, medan för mycket kan kosta för mycket pengar och skada miljön.

Iowa Nitrogen Initiative, lett av Castellano och Sotirios Archontoulis, försöker ta reda på den bästa mängden kväve för varje majsfält genom att samla in data från gårdar över hela Iowa.

De vill göra det lättare för bönder att veta hur mycket gödselmedel de ska använda. Projektet finansieras av Iowas jordbruksdepartement och landförvaltning, och Iowas jordbruksminister Mike Naig tycker att det är ett utmärkt samarbete mellan bönder och experter.

Han tror att det kommer att ge jordbrukarna den information de behöver för att odla grödor bättre, tjäna mer pengar och ta hand om miljön.

Överbrygga klyftan

Iowa Nitrogen Initiative genomför i år 270 försök på gårdar i 72 olika privata jordbruksföretag, vilket är en fyrfaldig ökning från projektets första år 2022. Det slutgiltiga målet är att nå 500 försök per år.

För att jordbrukare ska kunna gå med behöver de tillgång till två allt vanligare precisionsjordbrukstekniker: variabel gödselmängd och GPS-baserad avkastningsövervakning. Genom att använda historiska avkastningsdata för att identifiera områden som förväntas bete sig annorlunda utformar projektpartnern Premier Crop Systems ett försök i ett litet område av ett fält, vanligtvis cirka fem hektar.

Olika kvävegödslar, från ingen till 200 pund per hektar, tilldelas sektioner inom försöksområdet, och jordbrukarna delar avkastningsdata med forskargruppen efter skörd. Deltagarna kompenseras för avkastningsförlusten på mark som inte får något kväve.

Försöksdata förbättras med simuleringar från biofysiska processmodeller för att fastställa optimala mängder baserat på jord- och frötyper, skötselmetoder och väder. Denna databas kommer att driva projektets beslutsfattande verktyg för allmänheten, och förväntas vara tillgänglig för odlingssäsongen 2025.

Dessa verktyg kommer att vara särskilt användbara för jordbrukare som använder precisionsjordbruksteknik för att samla in data. Jordbrukare med utrustning för att applicera gödselmedel med varierande mängd saknar ofta evidensbaserad vägledning om hur dessa mängder bör variera, enligt Castellano.

“Vi arbetar för att överbrygga klyftan mellan ingenjörers tekniska framsteg inom precisionsjordbruk och agronomers vetenskapliga förståelse”, sa han.

Tre användbara verktyg

Forskargruppen arbetar med tre verktyg som ska hjälpa jordbrukare att fatta bättre beslut:

Förbättrade riktmärkesrekommendationer:

• De ger bättre förslag på kvävegödslar, med hänsyn till skillnader i saker som genetik, jordmån, hur marken sköts och väder.
• Jordbrukare kan också kolla in data från försök för att se vad som verkligen händer med olika doser och metoder.

Prognosverktyg:

• Det här verktyget förutsäger de bästa priserna baserat på nuvarande och framtida gissningar om jordmån och väder.
• Detta är viktigt eftersom vädret har stor inverkan på hur mycket kväve som behövs, enligt Castellano.

Verktyg för att spåra bakåt:

• Det här verktyget hjälper jordbrukare att se tillbaka på ett gånget år för att se hur deras grödors kvävebehov kunde ha förändrats om de hade gjort saker annorlunda. Till exempel om de hade planterat en annan sorts majs eller använt gödselmedel vid en annan tidpunkt.

Castellano förklarar att målet är att fortsätta uppdatera dessa verktyg med nya försöksdata varje år.

“Så länge som bönder provar nya saker och vädret förändras, kommer även de bästa kvävegivoterna att förändras. Vi måste fortsätta studera och förse bönderna med information för att fatta de bästa besluten”, sa han.

Att engagera bönder

Jordbrukare har varit en del av Iowa Nitrogen Initiative från starten och har till och med deltagit i en designsprint som leddes av Googles ingenjörer och designers i februari. Feedback från jordbrukare spelade en avgörande roll och formade beslut som att fatta den första lanseringen av beslutsfattande verktyg som en mobilapp. Jordbrukare föreslog detta eftersom de är mer benägna att använda informationen om de kan komma åt den när de är på språng.

“Vi har arbetat nära med bönder för att se till att de produkter vi skapar är användbara för de människor som kommer att använda dem. Vi vill inte att bönderna ska känna att det här är något som de tvingas på”, sa Castellano.

Han är glad att alla jordbrukare som deltog under det första året fortsatte under det andra året. Roger Zylstra, en av de volontärer som höll försök i två år, berättade vid en fältdag i september att samarbetet med forskargruppen var enkelt och smidigt. Zylstra, en tidigare ordförande för Iowa Corn Growers Association, odlar nära Lynnville i Jasper County och är angelägen om att regnigare år ska ge fler variationer i data.

“Jag försöker alltid hitta sätt att bli en bättre förvaltare av marken, och vi lär oss att det finns bättre sätt att göra saker på”, sa Zylstra. “Jag tycker att potentialen här är fantastisk.”

Projektledare inbjuder nu jordbrukare, grödorådgivare och gödselproducenter att anmäla sig till ett försök under odlingssäsongen 2024. Intresserade kan fylla i ett onlineformulär för mer information eller för att anmäla sitt intresse.