Моделирование урожайности кукурузы для устойчивого сельского хозяйства

Исследователи использовали инновационный подход к моделированию для изучения урожайности кукурузы и сои и оптимальных норм внесения азотных удобрений. В работе, опубликованной в журнале Frontiers in Plant Science, они применили 16-летний набор данных из центральной части Айовы (США) и современный симулятор, который моделировал урожайность, улучшая прогнозы оптимальных норм азотных удобрений для кукурузы. Это имеет глобальное значение для продовольственной безопасности и устойчивых практик ведения сельского хозяйства в условиях будущих сценариев изменения климата.

Основная задача — точное прогнозирование экономически оптимальной нормы азота (EONR), которая обеспечивает максимальную экономическую отдачу. Это сложная проблема из-за множества факторов: системы почва-растение-атмосфера, неопределенности погоды и колебаний цен на урожай и удобрения.

Международная группа ученых использовала междисциплинарный подход, применяя полевые и экспериментальные данные для тестирования и улучшения прогнозов симулятора сельскохозяйственных систем APSIM. «Мы обнаружили, что долгосрочные экспериментальные данные, включающие сельскохозяйственные, экономические и экологические факторы, ценны для проверки и уточнения прогнозов модели APSIM, что ведет к более точным предсказаниям EONR», — говорит соавтор работы доктор Сотириос Архонтулис.

Исследование показало, что прогнозы норм азотных удобрений для кукурузы точнее, когда учитывается межгодовая изменчивость. Ключевыми для достижения наилучших результатов также являются специфические для местности данные о таких переменных, как рельеф, погода и цены на удобрения и урожай. Оптимальная норма азота была высокой для монокультуры кукурузы, но могла быть снижена при севообороте с соей.

«Использование комбинации методов, включая процессное моделирование, существующие нормы внесения азота и полевые данные, действительно может точно настроить рекомендации по нормам азота для кукурузы. В конечном счете, сокращение использования азотных удобрений — это беспроигрышный вариант для агробизнеса и окружающей среды», — заключает ведущий автор исследования Лайла Пунтель.