Istraživači koji su analizirali 30-godišnji eksperiment rotacije kukuruza-soje i pšenice- u Michiganu otkrili su da su vrijeme završetka pokrovnog usjeva i temperatura zraka bili najjači prediktori dostupnosti azota u tlu u agroekosistemima koji se uzgajaju pod pokrovom, nudeći uzgajivačima novi uvid u upravljanje proizvodnjom azota.
Studija, sprovedena na lokaciji Kellogg Biological Station Long-Term Ecological Research, koristila je nasumične modele mašinskog učenja u šumama za ispitivanje dinamike mineralizacije azota u smanjenom unosu-i sistema organskog uzgoja između 1990. i 2020. Istraživači su otkrili da se neorganski azot u tlu, posebno neorganski azot, posebno nitrat u tlu, naglo povećava nakon {NO{5} prekrivanja i obično dostiže vrhunac oko 50 dana kasnije, posebno kada prosječne dnevne temperature prelaze 12 stepeni.
Istraživanje se fokusiralo na pokrovne usjeve crvene djeteline koji se koriste u sistemima proizvodnje kukuruza i ispitalo je kako vremenski uslovi, biomasa pokrovnih usjeva, vlaga u tlu i prakse upravljanja utječu na oslobađanje dušika. Prema nalazima, dani nakon prestanka pokrovnog usjeva bili su dosljedno najvažniji faktor koji je utjecao na dostupnost nitrata i amonijuma, dok je temperatura bila na drugom mjestu po važnosti u većini modela. Studija je pokazala da je oslobađanje dušika vođeno interakcijom ovih faktora, a ne bilo kojom pojedinačnom varijablom.
Istraživači su rekli da bi rezultati mogli pomoći poljoprivrednicima da bolje sinkroniziraju oslobađanje dušika iz pokrovnih usjeva sa potražnjom usjeva, potencijalno smanjujući oslanjanje na sintetička gnojiva i smanjujući utjecaje na okoliš kao što su ispiranje nitrata i emisije dušikovog oksida. Studija je takođe otkrila da su koncentracije nitrata u tlu generalno dostigle vrhunac tokom faze brzog rasta useva kukuruza pre nego što su opadale jer su biljke apsorbovale azot.
Modeli mašinskog učenja objasnili su oko 35% varijacija u nivoima nitrata u tlu tokom nezavisnih sezona rasta, dok je tačnost predviđanja za nivoe amonijaka bila niža. Uprkos razlikama u produktivnosti između smanjenog-unosa i organskih sistema, oba sistema su pokazala sličnu sezonsku dinamiku azota, sugerirajući da temperatura i vrijeme igraju dominantnu ulogu u mineralizaciji dušika bez obzira na pristup upravljanju.
Istraživači su primijetili da je sama biomasa pokrovnih usjeva imala slabiji utjecaj na dostupnost dušika nego što se očekivalo, vjerovatno zato što su nivoi biomase relativno malo varirali između godina u poređenju sa vremenskim uslovima. Dodali su da bi budući rad na integraciji empirijskih podataka sa modelima zasnovanim na procesima{1}}mogao poboljšati predviđanja na različitim tlima i klimatskim uvjetima.
Studiju je vodio Rabin KC sa ko-autorima G. Philipom Robertsonom i Sieglinde Snapp. Finansiranje je osigurano od strane Nacionalne naučne fondacije za dugoročni-program za ekološka istraživanja, USDA dugoročni-program istraživanja agroekosistema i Michigan State University AgBioResearch.
