Varför är effektiv kväveanvändning viktig?

Kväveanvändningseffektivitet har varit ett vanligt förekommande koncept inom jordbruksforskning i årtionden. NUE beskrivs ofta som förhållandet mellan grödans avkastning och mängden kvävegödselmedel som appliceras eller tas upp av grödan.

Vad är kväveanvändningseffektivitet?

Kväveanvändningseffektivitet (NUE) är en term som används för att beskriva en växts effektivitet när det gäller att använda applicerat eller fixerat kväve för biomassaproduktion. Det definieras vidare som förhållandet mellan grödans avkastning och mängden kväve som absorberas från jorden genom rötter eller från atmosfären genom fixering av bakterier.

NUE är en viktig egenskap i grödoförädlingsprogram, som syftar till att förbättra grödans avkastning samtidigt som insatskostnader, såsom gödselmedel, minskas och samtidigt hållas kväve borta från miljön. Minskade gödselmedelstillförsel skulle leda till färre utsläpp av växthusgaser och mindre nitratläckage till grundvatten och ytvatten.

Att öka NUE kan bidra till att minska jordbrukarnas insatskostnader och öka vinsterna. En hög kväveanvändningseffektivitet innebär att mer av det tillförda kvävet tas upp av grödan och har en positiv inverkan på både miljön och jordbrukarnas vinster.

Dessutom är det ett mått på mängden kväve (N) som tas upp av en gröda jämfört med den mängd som applicerats. Det är en viktig indikator på miljömässig hållbarhet och ekonomisk effektivitet i grödoproduktionen eftersom den visar sambandet mellan kväveinsats och grödans avkastning.

En kväveanvändningseffektivitet på 50% innebär att hälften av det tillförda kvävet fanns kvar i grödan efter att tillväxten var avslutad.

Om du till exempel har 45 kg kvävegödselmedel tillgängligt för majsproduktion och du applicerar allt på en gång före plantering, men bara 3 kg tas upp av grödan under växtsäsongen, är din agronomiska NUE 70%. Det betyder att 14 kg förlorades till miljön på grund av denitrifikation och urlakning.

Det kan uttryckas antingen som en procentandel (t.ex. 50%) eller ett förhållande (t.ex. 1:1). I båda fallen är enheterna lika med massenheter som pund per acre (lb/acre), kilogram per hektar (kg/ha) eller gram per kvadratmeter (g/m2).

En hög agronomisk NUE innebär att mer av det kväve som tillförs en gröda används av den – en önskvärd situation för vinstmarginaler, miljöhänsyn och hållbarhet. Det kan vara förvirrande att försöka förstå skillnaden mellan näringsutnyttjande effektivitet och agronomisk kväveanvändningseffektivitet (NUE). I grund och botten kan näringsutnyttjande effektivitet definieras som vilket mått som helst på hur väl en växt utnyttjar näringsämnen.

Det är en delmängd av detta som relaterar till den sannolika ökningen av grödans avkastning när jordbrukare applicerar ytterligare kvävegödselmedel. Fokus på grödans avkastning är det som skiljer agronomisk NUE från andra mått på växtnäringsupptag.

Den använder förhållandet mellan producerat spannmål (eller ökning av spannmålsproduktion) och mängden gödselmedel som appliceras. Om du till exempel applicerar 200 lb/acre kväve och får en ökning av majsavkastningen med 50 bushel, då skulle din agronomiska NUE vara: 200 lb/acre / 50 bu/acre = 4 lb spannmål per pund kvävegödselmedel som appliceras.

Det är en nyckelparameter för att beskriva ett agroekosystems kvävebalans (N). Den kan således användas för att utvärdera hållbarheten hos ett odlingssystem och för att vägleda kvävehanteringsmetoder.

Agronomisk NUE är förhållandet mellan grödans kväveupptag (CropNUtake) och mängden kväve som appliceras på grödan (Gödselmedel N + Gödsel N + Biologisk Nfixering). Det kan uttryckas som: Agronomisk NUE = Grödans Nfixering / Gödselmedel N + Gödsel N + Biologisk Nfixering

Om till exempel en bonde applicerar 100 kg/ha gödselmedels-kväve på en veteskörd och 30 kg/ha kväve återvinns i spannmålen vid skörd, då är AgronomicNUE = 0,30.

Den ger ett mått på effektiviteten hos alla tillgängliga kväveinsatser för att producera grödor, samt ger ett sätt att jämföra och kontrastera olika kvävehanteringsstrategier.

Agronomisk NUE har definierats som förhållandet mellan grödors biomassa per enhetsmängd applicerad eller återvunnen gödselmedels-N eller den totala mängden N som fixeras av baljväxter.

Agronomisk NUE = Grödbiomassa / Total växttillgänglig kväveinsats

Det är andelen av det tillförda gödselmedlets kväve som återvinns i målgrödan. Den ideala effektiviteten, som sällan uppnås, skulle vara 100%, vilket innebär att allt tillfört kväve återvinns i grödan.

Termen agronomisk syftar inte på jordbruksmetoden utan på den faktiska mängden kväve som används av en gröda. Denna mängd kan vara mindre än vad som faktiskt applicerades eller tillfördes och kan bero på olika faktorer, såsom förluster genom urlakning eller denitrifikation eller immobilisering av gödselmedelskväve av mikroorganismer i jorden.

Vikten av NUE

Det finns flera anledningar till varför effektiv kväveanvändning är viktig i jorden. Här är några av dem:

1. Det minskar ekonomiska förluster från låg avkastning och dålig kvalitet.
2. Det förbättrar det hållbara utnyttjandet av naturresurser.
3. Det minskar föroreningar från kvävegödselmedel.
4. Lägre kostnader är förknippade med att applicera en lägre mängd kvävegödselmedel som fortfarande är tillräcklig för att uppnå avkastningsmålen.
5. Lägre miljöpåverkan, särskilt på vattenkvaliteten, på grund av minskad urlakning och förångningsförluster av kväve.
6. Högre proteininnehåll i spannmålsgrödor. Detta kan öka spannmålens ekonomiska värde och förbättra djurets förmåga att omvandla foder till kött eller mjölk.

Hur man beräknar kväveanvändningseffektiviteten

NUE beräknas med följande formel:

Ekvationen för NUE kan erhållas genom att dividera spannmålsavkastningen med den totala mängden kväve som är tillgänglig för grödan.

g/ha spannmålsavkastning (torrsubstans i grödan) ÷ g/ha tillfört kväve.

Tänk dig till exempel en gröda som ger 3,5 t/ha vete med ett totalt kväveinnehåll på 0,24%. Den uppmätta mängden kväve i spannmålen är därför:

3,5 × 0,24% = 8,4 kg/ha.

Om grödan har tillförts 100 kg/ha kväve (inklusive jordmineralisering), är grödans NUE 8,4%.

Hur man ökar kväveanvändningens effektivitet

Här är några sätt som lantbrukare kan förbättra det på:

1. Du kan förbättra den genom att välja rätt typ av gödningsmedel. Organiska gödningsmedel är fantastiska. När dessa organiska gödningsmedel appliceras i jorden frigör de näringsämnen långsamt med hjälp av mikrober som finns i jorden och förbättrar därmed den naturliga energieffektiviteten (NUE).

2. Användning av lämpliga odlingsmetoder.

3. Plantering av lämpliga sorter.

4. Applicera rätt mängd gödselmedel vid rätt tidpunkt. Gödsel bör appliceras före sådd eller under sådd när det är möjligt för att inte slösa bort grödor så mycket som möjligt.

5. Det kan också förbättras genom växtföljd och täckgrödor. När dessa metoder används tillsammans kan de bidra till att minska de negativa miljöeffekterna av konventionella jordbruksmetoder där jordbrukare applicerar överskott av kväve för att säkerställa att alla växter får tillräckligt med kväve.

Den traditionella metoden att applicera tillräckliga mängder kväve är kostsam och ineffektiv. Täckgrödor och växtföljd kan bidra till att minska denna kostnad genom att förbättra den naturliga energieffektiviteten (NUE) på dina åkrar, vilket innebär att du kommer att kunna producera mer med mindre kvävegödsel.

När det gäller växtföljd, kom ihåg att inte alla växtföljder är skapade lika. Vissa växtföljder kan minska NUE jämfört med en rak majs-sojabönväxling. Till exempel, att plantera majs efter sojabönor kommer generellt att förbättra NUE jämfört med att plantera sojabönor efter majs.

Täckgrödor har visat sig öka NUE eftersom de tar upp kväve från jorden; en process som kallas immobilisering. Kväveimmobilisering är när mikroorganismer använder organiska kvävekällor i jorden och omvandlar dem till ny levande vävnad (mikroorganismer).

Mikroorganismerna dör sedan och släpper ut detta organiska kväve tillbaka i jorden för växternas användning. Täckgrödor kräver dock skötsel, inklusive korrekta avslutningsmetoder och datum.

Hur kan GeoPard bidra till att öka kväveanvändningens effektivitet?

GeoPard är en precisionsjordbrukslösning som förser lantbrukare med nödvändig data och information för att producera grödor mer effektivt. GeoPard ger växtspecifika insikter i varje fälts avkastningspotential och statusen för kväve, kalium och fosfor i jorden. Nedan följer sätt som GeoPard hjälper till att öka den:

1. De tillhandahåller en fullständig beräkningscykel (hur mycket kväve som redan finns i jorden, hur mycket som ska tillsättas, hur mycket som finns kvar i slutet av säsongen) och planerar för nästa säsong.

GeoPard hjälper till att öka NUE genom att ge exakta rekommendationer om hur mycket gödselmedel som ska appliceras och när det ska appliceras. Det hjälper jordbrukare att minska mängden gödselmedel som appliceras utan att påverka skörden. Det innebär att jordbrukare kommer att spendera mindre pengar på gödselmedel och samtidigt minska sin miljöpåverkan.

GeoPard rekommenderar exakta mängder gödselmedel som bör appliceras baserat på jordens egenskaper, historiska väderdata (för att uppskatta hur mycket vatten som kommer att gå förlorat genom avdunstning) och aktuella väderdata (som kan användas för att förutsäga när ett bra tillfälle kommer att dyka upp att applicera den rekommenderade mängden).

2. De gör analyser baserade på infografik (data från maskiner (gödsling vid utfodring, plantering, avkastning, protein)

Den viktigaste aspekten av GeoPard är dess förmåga att analysera information på ett användarvänligt sätt. Systemet tillhandahåller data på ett lättförståeligt sätt, vilket möjliggör bättre beslut i framtiden. Informationen som samlas in av GeoPard inkluderar följande: Applicerad gödsling, plantering, avkastning och protein.

Denna information samlas in med hjälp av maskiner och genom en enkel process, vilket ger bonden all den viktigaste informationen på ett ställe. Informationen kan sedan användas för att fatta viktiga beslut om vad som behöver göras för att förbättra kväveanvändningens effektivitet på gården.

3. De tillhandahåller analyser (ekvationer för att beräkna kväveupptaget på varje kvm)

En av de största fördelarna med GeoPard Crop Management System är att det ger odlare ett effektivt verktyg för att förstå och analysera grödors tillväxt. GeoPard Crop Management System använder avancerad analys för att hjälpa odlare med deras NUE.

Systemet tillhandahåller analyser för varje kvadratmeter, vilket gör det möjligt för odlare att förstå den mängd kväve som behövs för varje område. Genom att använda denna information kan odlare undvika övergödsling och spara pengar genom att minimera sina gödselkostnader.

Analyserna tillhandahålls i en enkel form: ekvationer som visar hur mycket kväve du behöver per kvadratmeter.

4. De skapar agronomisk planering för nästa säsong baserat på korrekta data och GeoPard-modellering

GeoPard ger dig viktig information om varje del av fältet och kartlägger områden där kväve behövs mest. Baserat på denna information kan odlare planera antalet gödningsmedel som ska appliceras i specifika delar av fältet, vilket sparar tid, pengar och resurser.

Det är förhållandet mellan grödans kväveupptag och den mängd kväve som appliceras. Det är en viktig faktor för grödornas produktivitet och lönsamhet, och en viktig indikator på hållbara jordbruksmetoder.

Ju mindre mängd kväve en gröda använder, desto effektivare kan den anses vara. Dessutom påverkas den icke-nyttiga energin (NUE) av många faktorer, inklusive markegenskaper, skötselmetoder och miljöförhållanden.

Vanliga frågor och svar

1. Vilka är fördelarna med att öka effektiviteten i kväveanvändningen?

Att öka den medför flera fördelar. Det ökar grödornas produktivitet, minskar miljöpåverkan, sparar kostnader och främjar hållbart jordbruk.

Effektiv kväveanvändning säkerställer optimal växttillväxt, minimerar kväveavrinning och utsläpp av växthusgaser, sänker insatskostnader och stöder långsiktig jordbördighet. Genom att prioritera det kan jordbrukare uppnå bättre avkastning, skydda miljön, spara pengar och bidra till hållbara jordbruksmetoder.

2. Hur mycket gödselmedel per kvadratmeter?

Mängden gödselmedel per kvadratmeter varierar beroende på gröda, jordförhållanden och näringsbehov. Det är bäst att göra ett jordprov för att fastställa de specifika gödselrekommendationerna för optimal växttillväxt. Jordprov ger korrekt information för att bestämma rätt mängd gödselmedel per kvadratmeter, vilket säkerställer effektiv näringstillförsel för växterna.

3. Vilka är två strategier för att öka effektiviteten i kväveanvändningen?

Det finns två effektiva strategier för att öka NUE:

• Delad applikationAtt dela upp kvävegödseltillförseln i flera doser under hela växtsäsongen möjliggör bättre synkronisering mellan växternas behov och näringstillgång. Denna metod minimerar kväveförluster och säkerställer att växterna får kväve när de behöver det som mest.
• Förbättrad näringshanteringGenom att implementera precisionshanteringsmetoder för näringsämnen, såsom att använda platsspecifika appliceringstekniker och justera gödselmängder baserat på jord- och växtbehov, kan detta förbättras avsevärt. Genom att skräddarsy näringstillförseln till specifika områden eller zoner inom ett fält kan jordbrukare optimera gödselanvändningen och minimera näringsslöseri.

Dessa strategier bidrar till att maximera effektiviteten av kvävegödselmedel, minska miljöpåverkan och förbättra grödornas prestanda samtidigt som hållbara jordbruksmetoder upprätthålls.

4. Vilken gröda använder kväve mest effektivt?

Bland olika grödor anses baljväxter vara de mest effektiva användarna av kväve. Baljväxter, såsom sojabönor, ärtor och linser, har den unika förmågan att bilda ett symbiotiskt förhållande med kvävefixerande bakterier i sina rotknölar.

Detta gör det möjligt för dem att ta upp kväve direkt från atmosfären, vilket minskar deras beroende av externa kvävekällor som gödselmedel. Som ett resultat har baljväxter en högre kväveanvändningseffektivitet och kan bidra med kväve till jorden, vilket gynnar efterföljande grödor i ett rotationssystem.

5. Hur mycket kväve behöver vete per tunnland?

Kvävebehovet för vete per hektar varierar beroende på flera faktorer, inklusive jordens bördighet, miljöförhållanden och veteskördens specifika tillväxtstadium. I genomsnitt behöver vete vanligtvis cirka 45 till 65 kg kväve per hektar.

6. Hur mycket vatten behöver vete per tunnland?

Vattenbehovet för vete per hektar beror på olika faktorer, inklusive klimat, jordtyp och grödans tillväxtstadium. I genomsnitt behöver vete cirka 50 till 76 cm vatten under hela sin växtsäsong. Det är dock viktigt att beakta de specifika vattenbehoven för den odlade vetesorten och att regelbundet övervaka jordens fuktnivåer.

7. Hur mycket gödselmedel per tunnland för vete?

Som en allmän riktlinje behöver vetegrödor vanligtvis cirka 45 till 67 kg kväve per hektar. Fosfor- och kaliumbehovet varierar beroende på resultat från jordprover, men en vanlig rekommendation är att applicera cirka 22 till 36 kg fosfor och 18 till 27 kg kalium per hektar.