Чому ефективність використання азоту є важливою?

Ефективність використання азоту була широко використовуваною концепцією в сільськогосподарських дослідженнях протягом десятиліть. Ефективність використання азоту часто описується як відношення врожайності сільськогосподарських культур до кількості внесених або поглинених культурою азотних добрив.

Що таке ефективність використання азоту?

Ефективність використання азоту (ЕВАЗ) – це термін, який використовується для опису ефективності використання рослиною внесеного або фіксованого азоту для виробництва біомаси. Вона також визначається як співвідношення між врожайністю сільськогосподарських культур та кількістю азоту, поглиненого з ґрунту через коріння або з атмосфери шляхом фіксації бактеріями.

Ефективність використання азоту (НЕУ) є важливою ознакою в програмах селекції сільськогосподарських культур, метою яких є підвищення врожайності, одночасно зменшуючи витрати на внески, такі як добрива, та водночас запобігаючи потраплянню азоту в навколишнє середовище. Зменшення використання добрив призведе до зменшення викидів парникових газів та зменшення вимивання нітратів у ґрунтові та поверхневі води.

Збільшення чистої енергоефективності (ЧЕЕ) може допомогти знизити виробничі витрати фермерів та збільшити прибутки. Висока ефективність використання азоту означає, що більша частина внесеного азоту поглинається культурою та позитивно впливає як на навколишнє середовище, так і на прибутки фермерів.

Крім того, це міра кількості азоту (N), поглиненого культурою, порівняно з внесеною кількістю. Це важливий показник екологічної стійкості та економічної ефективності виробництва сільськогосподарських культур, оскільки він показує зв'язок між надходженням азоту та врожайністю.

Ефективність використання азоту 50% означає, що половина внесеного азоту залишилася в культурі після завершення росту.

Наприклад, якщо у вас є 100 фунтів азотних добрив, доступних для виробництва кукурудзи, і ви вносите їх все одразу перед посадкою, але протягом вегетаційного періоду культура поглинає лише 70 фунтів, ваш агрономічний показник корисної копалини (ЕКЩН) становить 70%. Це означає, що 30 фунтів було втрачено в навколишнє середовище через денітрифікацію та вимивання.

Його можна виразити у відсотках (наприклад, 50%) або у співвідношенні (наприклад, 1:1). В обох випадках одиниці вимірювання дорівнюють одиницям маси, таким як фунти на акр (lb/acre), кілограми на гектар (kg/ga) або грами на квадратний метр (g/m2).

Висока агрономічна ефективність використання поживних речовин (ЕВН) означає, що більша частина азоту, що надходить до рослини, використовується нею – бажана ситуація для прибутку, екологічних проблем та сталого розвитку. Може бути важко зрозуміти різницю між ефективністю використання поживних речовин та агрономічною ефективністю використання азоту (ЕВН). По суті, ефективність використання поживних речовин можна визначити як будь-який показник того, наскільки добре рослина використовує поживні речовини.

Це підмножина цього, яка пов'язана з ймовірним збільшенням врожайності сільськогосподарських культур, коли фермери вносять додаткові азотні добрива. Зосередження уваги на врожайності сільськогосподарських культур відрізняє агрономічну ЕОМ від інших показників поглинання поживних речовин рослинами.

Він використовує співвідношення виробництва зерна (або збільшення виробництва зерна) до кількості внесених добрив. Наприклад, якщо ви вносите 200 фунтів/акр азоту та отримуєте збільшення врожайності кукурудзи на 50 бушелів, тоді ваша агрономічна чиста енергія (ЧЕЕ) становитиме: 200 фунтів/акр / 50 бушелів/акр = 4 фунти зерна на фунт внесених азотних добрив.

Це ключовий параметр для опису азотного (N) балансу агроекосистеми. Таким чином, його можна використовувати для оцінки стійкості системи вирощування сільськогосподарських культур та для керівництва методами управління азотом.

Агрономічна НУЕ – це співвідношення між поглинанням азоту культурою (НУК) та кількістю азоту, внесеного до культури (НуКурб. + НуКурб. + БіологічнаНфіксація). Його можна виразити як: Агрономічна НУЕ = НуКурб. / НуКурб. + НуКурб. + БіологічнаНфіксація

Наприклад, якщо фермер вносить 100 кг/га добрив азотом під посіви пшениці, а під час збору врожаю в зерні відновлюється 30 кг/га азоту, тоді AgronomicNUE = 0,30.

Він забезпечує міру ефективності всіх доступних азотних внесків для отримання врожаю сільськогосподарських культур, а також надає засіб для порівняння та зіставлення різних стратегій управління азотом.

Агрономічна ЧЕУ визначається як співвідношення біомаси сільськогосподарських культур до одиниці кількості внесеного або відновленого азоту добрив або загальної кількості азоту, фіксованого бобовими культурами.

Агрономічна НУЕ = Біомаса сільськогосподарських культур / Загальна кількість доступного для рослин азоту

Це частка внесеного азоту добрив, яка повертається цільовій культурі. Ідеальна ефективність, якої рідко досягають, становить 100%, що означає, що весь внесений азот повертається культурі.

Термін «агрономічний» стосується не сільськогосподарської практики, а фактичної кількості азоту, що використовується культурою. Вона може бути меншою за фактично внесену чи надану, і може бути зумовлена різними факторами, такими як втрати внаслідок вимивання, денітрифікації або іммобілізації азоту добрив мікроорганізмами в ґрунті.

Важливість NUE

Існує кілька причин, чому ефективність використання азоту в ґрунті є важливою. Ось деякі з них:

1. Це зменшує економічні втрати від низької врожайності та поганої якості.
2. Це покращує стале використання природних ресурсів.
3. Це зменшує забруднення від азотних добрив.
4. Нижчі витрати пов'язані з внесенням меншої кількості азотних добрив, якої все ще достатньо для досягнення цільових показників врожайності.
5. Менший вплив на навколишнє середовище, особливо на якість води, завдяки зменшенню вимивання та випаровування азоту.
6. Вищий вміст білка в зернових культурах. Це може підвищити економічну цінність зерна та покращити здатність тварин перетворювати корм на м'ясо або молоко.

Як розрахувати ефективність використання азоту

NUE розраховується за такою формулою:

Рівняння для NUE можна знайти, поділивши врожайність зерна на загальну кількість азоту, доступного для культури.

г/га врожайність зерна (суха речовина культури) ÷ г/га внесеного азоту.

Наприклад, розглянемо культуру, яка дає 3,5 т/га пшениці із загальним вмістом азоту 0,241 т/3 т. Таким чином, виміряна кількість азоту в зерні становить:

3,5 × 0,24% = 8,4 кг/га.

Якщо культура була забезпечена 100 кг/га азоту (включаючи мінералізацію ґрунту), то чиста енергія (ЧЕЕ) культури становить 8,4%.

Як підвищити ефективність використання азоту

Ось кілька способів, як фермери можуть це покращити:

1. Ви можете покращити його, вибравши правильний тип добрива. Органічні добрива чудові. Коли ці органічні добрива вносяться в ґрунт, вони повільно вивільняють поживні речовини за допомогою мікробів, присутніх у ґрунті, і таким чином покращують ефективність використання енергетичних ресурсів (NEE).

2. Використання відповідних методів культивування.

3. Посадка відповідних сортів.

4. Внесення потрібної кількості добрив у потрібний час. Добрива слід вносити до посіву або під час посіву, коли це можливо, щоб максимально зменшити втрати врожаю.

5. Його також можна покращити за допомогою сівозміни та покривні культури. За спільного використання ці методи можуть допомогти зменшити негативний вплив на навколишнє середовище традиційних методів ведення сільського господарства, коли фермери застосовують надлишок азоту, щоб забезпечити достатню кількість азоту для всіх рослин.

Традиційний підхід до внесення достатньої кількості азоту є дорогим та неефективним. Покривні культури та сівозміна можуть допомогти зменшити ці витрати, покращивши ефективність використання азоту на ваших полях, а це означає, що ви зможете виробляти більше, вносячи менше азотних добрив.

Коли йдеться про сівозміну, пам’ятайте, що не всі сівозміни однакові. Деякі сівозміни можуть зменшити корисну енергію (ЧЕЕ) порівняно з прямою сівозміною кукурудзи та сої. Наприклад, посадка кукурудзи після сої, як правило, покращить ЧЕЕ порівняно з посадкою сої після кукурудзи.

Покривні культури, як було показано, збільшують ефективність використання азоту (ЕЕ), оскільки вони поглинають азот з ґрунту; цей процес відомий як іммобілізація. Іммобілізація азоту відбувається, коли мікроорганізми використовують органічні джерела азоту в ґрунті та перетворюють їх на нові живі тканини (мікроорганізми).

Потім мікроорганізми гинуть і вивільняють цей органічний азот назад у ґрунт для використання рослинами. Однак покривні культури потребують догляду, включаючи належні методи та терміни припинення вирощування.

Як GeoPard може допомогти підвищити ефективність використання азоту?

ГеоПард – це рішення для точного землеробства що забезпечує фермерів необхідними даними та інформацією для ефективнішого вирощування сільськогосподарських культур. GeoPard надає специфічну інформацію про потенціал врожайності кожного поля та стан азоту, калію та фосфору в ґрунті. Нижче наведено способи, якими GeoPard допомагає його підвищити:

1. Вони забезпечують повний цикл розрахунку (скільки азоту вже є в ґрунті, скільки потрібно додати, скільки залишилося на кінець сезону) та займаються плануванням на наступний сезон.

GeoPard допомагає збільшити ефективну енергоефективність (НЕЕ), надаючи точні рекомендації щодо кількості та часу внесення добрив. Це допомагає фермерам зменшити кількість внесених добрив, не впливаючи на врожайність. Це означає, що фермери витрачатимуть менше грошей на добрива та водночас зменшуватимуть свій вплив на навколишнє середовище.

GeoPard рекомендує точну кількість добрив, які слід вносити, на основі характеристик ґрунту, історичних метеорологічних даних (для оцінки того, скільки води буде втрачено через випаровування) та поточних погодних даних (які можна використовувати для прогнозування того, коли з'явиться гарне вікно можливостей для внесення рекомендованої кількості).

2. Вони проводять аналізи на основі інфографіки (дані з техніки (внесені добрива, посіви, врожайність, білок)

Найважливішим аспектом GeoPard є його здатність аналізувати інформацію у зручний для користувача спосіб. Ця система надає дані у легкозрозумілій формі, що дозволяє приймати кращі рішення в майбутньому. Інформація, яку збирає GeoPard, включає наступне: внесені добрива, посіви, врожайність та білок.

Ця інформація збирається за допомогою техніки та простого процесу, що надає фермеру всі найважливіші дані в одному місці. Ці дані потім можна використовувати для прийняття важливих рішень щодо того, що потрібно зробити для підвищення ефективності використання азоту на його фермі.

3. Вони надають аналітичні дані (рівняння для розрахунку поглинання азоту на кожному квадратному метрі)

Одна з головних переваг системи управління врожаєм GeoPard полягає в тому, що вона надає виробникам ефективний інструмент для розуміння та аналізу росту сільськогосподарських культур. Система управління врожаєм GeoPard використовує розширену аналітику, щоб допомогти виробникам з їхньою ефективною енергоефективністю (ЕЕ).

Система надає аналітику для кожного квадратного метра, що дозволяє виробникам зрозуміти необхідну кількість азоту для кожної площі. Використовуючи цю інформацію, виробники можуть уникнути надмірного удобрення та заощадити гроші, мінімізуючи витрати на добрива.

Аналітика надається у простій формі: рівняння, які показують, скільки азоту потрібно на кожному квадратному метрі.

4. Вони створюють агрономічний план на наступний сезон на основі точних даних та моделювання GeoPard

GeoPard надає вам життєво важливу інформацію про кожну частину поля та картографує ділянки, де азот найбільше потрібен. На основі цієї інформації фермери можуть планувати кількість добрив, які потрібно вносити на певних ділянках поля, що заощаджує час, гроші та ресурси.

Це співвідношення поглинання азоту культурою до кількості внесеного азоту. Це основний визначальний фактор продуктивності та прибутковості сільськогосподарських культур, а також важливий показник сталого ведення сільського господарства.

Чим менше азоту використовується культурою, тим ефективнішою її можна вважати. Крім того, на чисту енергетику (ЧЕЕ) впливає багато факторів, включаючи властивості ґрунту, методи управління та умови навколишнього середовища.

Поширені запитання

1. Які переваги підвищення ефективності використання азоту?

Збільшення його має кілька переваг. Це підвищує врожайність сільськогосподарських культур, зменшує вплив на навколишнє середовище, заощаджує кошти та сприяє сталому сільському господарству.

Ефективне використання азоту забезпечує оптимальний ріст рослин, мінімізує стік азоту та викиди парникових газів, знижує виробничі витрати та підтримує довгострокову родючість ґрунту. Надаючи йому пріоритет, фермери можуть досягати кращих врожаїв, захищати навколишнє середовище, заощаджувати кошти та сприяти сталому веденню сільського господарства.

2. Скільки добрив на квадратний метр?

Кількість добрив на квадратний метр залежить від культури, стану ґрунту та потреб у поживних речовинах. Найкраще провести аналіз ґрунту, щоб визначити конкретні рекомендації щодо добрив для оптимального росту рослин. Аналіз ґрунту надає точну інформацію для визначення правильної кількості добрив, яку потрібно вносити на квадратний метр, забезпечуючи ефективне постачання рослин поживними речовинами.

3. Які дві стратегії існують для підвищення ефективності використання азоту?

Існує дві ефективні стратегії для збільшення NUE:

• Розділена програмаРозподіл внесення азотних добрив на кілька доз протягом вегетаційного періоду дозволяє краще синхронізувати потреби рослин та доступність поживних речовин. Такий підхід мінімізує втрати азоту та гарантує, що рослини отримують азот, коли він їм найбільше потрібен.
• Покращене управління поживними речовинамиВпровадження методів точного управління поживними речовинами, таких як використання методів внесення, специфічних для конкретної ділянки, та коригування норм добрив залежно від потреб ґрунту та рослин, може значно покращити його. Адаптуючи внесення поживних речовин до певних ділянок або зон поля, фермери можуть оптимізувати використання добрив та мінімізувати втрати поживних речовин.

Ці стратегії сприяють максимізації ефективності азотних добрив, зменшенню впливу на навколишнє середовище та покращенню продуктивності сільськогосподарських культур, зберігаючи при цьому стійкі сільськогосподарські практики.

4. Яка культура є найефективнішим споживачем азоту?

Серед різних культур бобові вважаються найефективнішими користувачами азоту. Бобові культури, такі як соя, горох і сочевиця, мають унікальну здатність формувати симбіотичні стосунки з азотфіксуючими бактеріями в їхніх кореневих бульбочках.

Це дозволяє їм отримувати азот безпосередньо з атмосфери, зменшуючи свою залежність від зовнішніх джерел азоту, таких як добрива. Як результат, бобові культури мають вищу ефективність використання азоту та можуть вносити азот у ґрунт, що приносить користь наступним культурам у системі сівозміни.

5. Скільки азоту потрібно пшениці на акр?

Потреба пшениці в азоті на акр залежить від кількох факторів, включаючи родючість ґрунту, умови навколишнього середовища та конкретну стадію росту пшениці. В середньому пшениці потрібно приблизно від 100 до 150 фунтів азоту на акр.

6. Скільки води потрібно пшениці на акр?

Потреба пшениці у воді на акр залежить від різних факторів, включаючи клімат, тип ґрунту та стадію росту культури. В середньому пшениці потрібно приблизно від 20 до 30 дюймів води протягом вегетаційного періоду. Однак важливо враховувати конкретні потреби у воді вирощуваного сорту пшениці та регулярно контролювати рівень вологості ґрунту.

7. Скільки добрив на акр під пшеницю?

Як загальна рекомендація, посіви пшениці зазвичай потребують від 100 до 150 фунтів азоту на акр. Потреби у фосфорі та калії залежать від результатів аналізу ґрунту, але загальноприйнята рекомендація полягає в тому, щоб вносити приблизно від 50 до 80 фунтів фосфору та від 40 до 60 фунтів калію на акр.