Tyrėjai, išanalizavę 30 -metų kukurūzų-sojos-kviečių sėjomainos eksperimentą Mičigane, nustatė, kad derliaus nuėmimo laikas ir oro temperatūra buvo stipriausi dirvožemio azoto prieinamumo priedangoje apaugintose agroekosistemose prognozės, o tai suteikia augintojams naujų įžvalgų apie kukurūzų azoto gamybos valdymą.
Tyrimas, atliktas Kellogg biologinės stoties ilgalaikių ekologinių tyrimų vietoje, naudojo atsitiktinius miško mašinų mokymosi modelius, kad ištirtų azoto mineralizacijos dinamiką sumažintose -sąnaudose ir organinėse pasėlių sistemose 1990–2020 m. Tyrėjai nustatė, kad neorganinio azoto, ypač nitratų, kiekis dirvožemyje, po to, kai išnyksta nitratai (NO3–{5}), paprastai greitai padidėjo. piką pasiekė maždaug po 50 dienų, ypač kai vidutinė paros temperatūra viršijo 12 laipsnių.
Tyrimas buvo sutelktas į raudonųjų dobilų pasėlius, naudojamus kukurūzų auginimo sistemose, ir ištirta, kaip oro sąlygos, derliaus biomasė, dirvožemio drėgmė ir valdymo praktika paveikė azoto išsiskyrimą. Remiantis išvadomis, dienos po pasėlių nutraukimo nuolat buvo svarbiausias veiksnys, turintis įtakos tiek nitratų, tiek amonio prieinamumui, o temperatūra pagal svarbą daugelyje modelių buvo antra. Tyrimas parodė, kad azoto išsiskyrimą lėmė šių veiksnių sąveika, o ne koks nors vienas kintamasis.
Tyrėjai teigė, kad išvados gali padėti ūkininkams geriau sinchronizuoti azoto išsiskyrimą iš dengiančių augalų su pasėlių paklausa, taip sumažinant priklausomybę nuo sintetinių trąšų ir sumažinant poveikį aplinkai, pvz., nitratų išplovimą ir azoto oksido išmetimą. Tyrimas taip pat parodė, kad nitratų koncentracija dirvožemyje paprastai buvo didžiausia spartaus kukurūzų augimo fazėje, o vėliau mažėjo, kai augalai absorbavo azotą.
Mašininio mokymosi modeliai paaiškino apie 35% dirvožemio nitratų kiekio skirtumo per nepriklausomus auginimo sezonus, o amonio kiekio prognozės tikslumas buvo mažesnis. Nepaisant sumažėjusio -sąnaudų ir organinių sistemų produktyvumo skirtumų, abiejų sistemų sezoninė azoto dinamika buvo panaši, o tai rodo, kad temperatūra ir laikas vaidina dominuojantį vaidmenį azoto mineralizacijoje, nepaisant valdymo metodo.
Tyrėjai pažymėjo, kad pati dengiamųjų kultūrų biomasė turėjo silpnesnę įtaką azoto prieinamumui, nei tikėtasi, greičiausiai todėl, kad biomasės lygis skirtingais metais skyrėsi palyginti su oro sąlygomis. Jie pridūrė, kad būsimas darbas, integruojant empirinius duomenis su procesais{1}}pagrįstais modeliais, galėtų pagerinti prognozes įvairiuose dirvožemiuose ir klimato sąlygomis.
Tyrimui vadovavo Rabin KC su bendraautoriais G. Philip Robertson ir Sieglinde Snapp{0}}. Finansavimą skyrė Nacionalinio mokslo fondo ilgalaikių-ekologinių tyrimų programa, USDA ilgalaikių-agroekosistemų tyrimų programa ir Mičigano valstijos universiteto „AgBioResearch“.
