Näringsämneshantering

Kvävegödselmedel appliceras på odling av majs ( majs ) i en konturerad , obearbetad åker i Iowa .

Näringshantering är den vetenskap och praxis som är inriktad på att koppla samman jord- , grödor , väder- och hydrologiska faktorer med kulturella, bevattnings- och mark- och vattenvårdsmetoder för att uppnå optimal näringseffektivitet, skördeutbyte , skördekvalitet och ekonomisk avkastning , samtidigt som den minskar. -platstransport av näringsämnen ( gödselmedel ) som kan påverka miljön . Det handlar om att matcha en specifik åkerjord, klimat och växtförhållanden för att betygsätta, källa, tidpunkt och plats (allmänt känd som 4R- näringsvården ) för näringstillförsel.

Viktiga faktorer som måste beaktas vid hantering av näringsämnen inkluderar (a) applicering av näringsämnen med hänsyn till den optimala avkastningen och, i vissa fall, grödans kvalitet; (b) hantering, applicering och tidpunkt för näringsämnen med hjälp av en budget baserad på alla källor och sänkor som är aktiva på platsen; och (c) hantering av jord, vatten och gröda för att minimera transporten av näringsämnen utanför anläggningen från läckage av näringsämnen från rotzonen, ytavrinning och förångning (eller andra gasutbyten).

Det kan finnas potentiella interaktioner på grund av skillnader i näringsvägar och dynamik. Till exempel kan metoder som minskar yttransporten utanför anläggningen av ett visst näringsämne öka läckageförlusterna av andra näringsämnen. Denna komplexa dynamik ger näringsförvaltare den svåra uppgiften att uppnå den bästa balansen för att maximera vinsten samtidigt som de bidrar till bevarandet av vår biosfär .

Plan för hantering av näringsämnen

Gödselspridare

En plan för förvaltning av grödans näringsämnen är ett verktyg som bönder kan använda för att öka effektiviteten för alla näringskällor som en gröda använder samtidigt som produktionen och miljörisken minskar , vilket i slutändan ökar vinsten . Allt oftare använder såväl odlare som agronomer digitala verktyg som SST eller Agworld för att skapa sin näringsplan så att de kan dra nytta av information som samlats in under ett antal år. Det är allmänt överens om att det finns tio grundläggande komponenter i en plan för förvaltning av grödans näringsämnen. Varje komponent är avgörande för att hjälpa till att analysera varje fält och förbättra näringseffektiviteten för de odlade grödorna. Dessa komponenter inkluderar:

Fältkarta
Kartan, inklusive allmänna referenspunkter (såsom vattendrag, bostäder, brunnshuvuden etc.), antal tunnland och jordarter är basen för resten av planen.
Jordtest
Hur mycket av varje näringsämne (NPK och andra kritiska element som pH och organiskt material) finns i markprofilen? Jordtestet är en nyckelkomponent som behövs för att utveckla rekommendationen om näringsämneshastighet.
Grödsekvens
Fixerade grödan som växte på åkern förra året (och i många fall för två eller fler år sedan) kväve för användning under de följande åren? Har långtidsfri jordbearbetning ökat organiskt material? Visade stjälktestet vid slutet av säsongen en näringsbrist ? Dessa faktorer måste också inkluderas i planen.
Beräknad avkastning
Faktorer som påverkar avkastningen är många och komplexa. Ett fälts jordar, dränering , insekts-, ogräs- och växtsjukdomstryck , rotation och många andra faktorer skiljer ett fält från ett annat. Det är därför det är viktigt att använda historiska avkastningar för att utveckla avkastningsuppskattningar för nästa år. Exakta avkastningsuppskattningar kan förbättra effektiviteten i näringsämnesanvändningen.
Källor och former
Källorna och formerna för tillgängliga näringsämnen kan variera från gård till gård och till och med åker till åker. Till exempel gödselfertilitetsanalys , lagringsmetoder och andra faktorer att behöva inkluderas i en plan för hantering av näringsämnen. Gödselnäringstester/analyser är ett sätt att fastställa fertiliteten hos den. Kväve fixerat från ett tidigare års baljväxtgröda och resteffekter av gödsel påverkar också doseringsrekommendationerna. Många andra näringskällor bör också inkluderas i denna plan.
Känsliga områden
Vad är det ovanliga med ett fälts plan? Är det bevattnat? Bredvid en bäck eller sjö? Särskilt sandigt i ett område? Brant sluttning eller lågt område? Gödsel som tillförts i ett område i generationer på grund av närheten till mjölkladan? Extremt produktiv - eller improduktiv - på en del av fältet? Finns det buffertar som skyddar bäckar, dräneringsdiken, brunnshuvuden och andra vattenuppsamlingsplatser? Hur långt bort är grannarna? Vad är den allmänna vindriktningen? Det här är platsen att notera dessa och andra speciella förhållanden som måste beaktas.
Rekommenderade priser
Här är platsen där vetenskap, teknik och konst möts. Med tanke på allt du har noterat, vad är den optimala mängden N, P, K, lime och andra näringsämnen? Medan vetenskapen säger oss att en gröda har förändrade näringsbehov under växtsäsongen, säkerställer en kombination av teknik och jordbrukarens ledningsförmåga näringstillgänglighet i alla stadier av tillväxten. No-till majs kräver i allmänhet startgödsel för att ge plantan en hälsosam start.
Rekommenderad tidpunkt
När sjunker marktemperaturen under 50 grader? Kommer en N-stabilisator att användas? Vad är det för jordbearbetning? Strip-till-majs och no-till kräver ofta andra tidsplaner än frön som planterats på ett fält som har bearbetats en gång med en fältkultivator. Kommer en startgödsel att användas för att ge plantan en frisk start? Hur många hektar kan täckas med tillgänglig arbetskraft (anpassad eller hyrd) och utrustning? Beror gödseltillförseln på en gård på en anpassad applikators schema? Vilka avtal har gjorts med grannar för gödselanvändning på deras åkrar? Är en granne värd för ett speciellt evenemang? Alla dessa faktorer och mer kommer sannolikt att räknas in i den rekommenderade timingen.
Rekommenderade metoder
Yta eller injiceras? Även om injektion är klart att föredra, kan det finnas situationer där injektion inte är genomförbart (dvs. betesmark, gräsmark). Lutning, nederbördsmönster, jordtyp, växtföljd och många andra faktorer avgör vilken metod som är bäst för att optimera näringseffektiviteten (tillgänglighet och förlust) i gårdar. Kombinationen som är rätt i ett fält kan skilja sig i ett annat fält även med samma gröda.
Årlig granskning och uppdatering
Även de bästa cheferna tvingas avvika från sina planer. Vilken skattesats tillämpades egentligen? Var? Använder du vilken metod? Minskade en ovanligt mild vinter eller blöt vår jordens nitrat? Ökade en torr sommar , sjukdom eller någon annan ovanlig faktor näringsöverföringen? Dessa och andra faktorer bör noteras när de inträffar.

När en sådan plan är utformad för utfodring av djur (AFO) kan den kallas en "gödselhanteringsplan". I USA rekommenderar eller kräver vissa tillsynsmyndigheter att gårdar genomför dessa planer för att förhindra vattenföroreningar . US Natural Resources Conservation Service (NRCS) har publicerat vägledningsdokument för att utarbeta en omfattande plan för förvaltning av näringsämnen (CNMP) för AFO.

International Plant Nutrition Institute har publicerat en 4R växtnäringsmanual för att förbättra hanteringen av växtnäring. Manualen beskriver de vetenskapliga principerna bakom var och en av de fyra R eller "rättigheterna" (rätt källa till näringsämne, rätt dosering, rätt tid, rätt plats) och diskuterar införandet av 4R-praxis på gården, tillvägagångssätt för planering av näringsämnesplanering och mätning av hållbarhetsprestanda.

Kvävehantering

Av de 16 väsentliga växtnäringsämnena är kväve vanligtvis det svåraste att hantera i fältgrödor. Detta beror på att mängden växttillgängligt kväve kan förändras snabbt som svar på förändringar i markvattenstatus. Kväve kan förloras från växt-jordsystemet genom en eller flera av följande processer: urlakning ; ytavrinning ; jorderosion ; ammoniakförångning ; och denitrifikation .

Kvävehanteringsmetoder som förbättrar kväveeffektiviteten

Kvävehantering syftar till att maximera effektiviteten med vilken grödor använder applicerat kväve. Förbättringar i kväveanvändningseffektivitet är förknippat med minskningar av kväveförlust från marken. Även om förluster inte kan undvikas helt, kan betydande förbättringar uppnås genom att tillämpa en eller flera av följande förvaltningsmetoder i odlingssystemet.

Minskning av utsläpp av växthusgaser

  • Climate Smart Agriculture inkluderar användningen av 4R Nutrient Stewardship-principer för att minska fältutsläppen av dikväveoxid (N2O) från applicering av kvävegödsel. Kvävegödsel är en viktig drivkraft för lustgasutsläpp, men det är också den främsta drivkraften för avkastning i moderna högproduktionssystem. Genom noggrant val av kvävegödselkälla, mängd, tidpunkt och placeringsmetoder kan lustgasutsläppen per producerad enhet gröda reduceras avsevärt, i vissa fall med upp till hälften. De metoder som minskar lustgasutsläppen tenderar också att öka effektiviteten i kväveanvändningen och den ekonomiska avkastningen på gödselmedel.

Minskning av kväveförlust i avrinnande vatten och eroderad jord

Minskning av förångningen av N som ammoniakgas

  • Införlivande och/eller injektion av urea och ammoniumhaltiga gödselmedel minskar ammoniakförångningen eftersom god jordkontakt buffrar pH och bromsar genereringen av ammoniakgas från ammoniumjoner .
  • Ureashämmare blockerar temporärt ureasenzymets funktion, bibehåller ureabaserade gödningsmedel i den icke-flyktiga ureaformen, vilket minskar förångningsförlusterna när dessa gödselmedel appliceras på ytan; dessa förluster kan vara meningsfulla i system för bevarande jordbearbetning med hög resthalt.

Förebyggande av uppbyggnad av höga nitratkoncentrationer i jorden

Nitrat är den form av kväve som är mest mottaglig för förlust från marken genom denitrifikation och urlakning . Mängden kväve som går förlorad genom dessa processer kan begränsas genom att begränsa nitratkoncentrationerna i jorden, särskilt vid tider med hög risk. Detta kan göras på många sätt, även om dessa inte alltid är kostnadseffektiva.

Kvävehastigheter

Mängden kvävetillförsel bör vara tillräckligt hög för att maximera vinsten på lång sikt och minimera kvarvarande (oanvänd) nitrat i jorden efter skörd.

  • Användningen av lokal forskning för att fastställa rekommenderade mängder kväve bör resultera i lämpliga mängder kväve.
  • Rekommenderade doser av kväve är ofta beroende av en bedömning av avkastningsförväntningar – dessa bör vara realistiska och helst baserade på korrekta skörderapporter.
  • N-halter av gödselmedel bör korrigeras för kväve som sannolikt kommer att mineraliseras från markens organiskt material och skörderester (särskilt baljväxtrester).
  • Nhalterna för gödselmedel bör tillåta kväve som appliceras i gödsel, i bevattningsvatten och från atmosfäriskt nedfall.
  • Där det är möjligt kan lämpliga jordtester användas för att bestämma resterande jord N.
Jordtestning för N
  • Jordtester före plantering ger information om jordens N-försörjningseffekt.
  • Sen vår eller pre-side-dress N-tester kan avgöra om och hur mycket ytterligare N som behövs.
  • Nya marktest- och provtagningsprocedurer, såsom aminosockertester, rutnätskartläggning och realtidssensorer kan förfina N-kraven.
  • Jordtester efter skörd avgör om N-hantering föregående säsong var lämplig.
Skördetester för N
  • Växtvävnadstester kan identifiera N-brister.
  • Att känna av variationer i växtklorofyllinnehåll underlättar applicering av N med variabel mängd under säsong.
  • Nitrattest av majsstjälk efter svarta lager hjälper till att avgöra om kvävehalten var låg, optimal eller överdriven i den föregående grödan, så att förvaltningsförändringar kan göras i efterföljande grödor.
Precisionsjordbruk
  • Applikatorer med variabel dosering, i kombination med intensiv jord- eller grödaprovtagning, möjliggör mer exakta och känsliga appliceringshastigheter.
Tidpunkt för N ansökningar
  • Applicera N nära den tidpunkt då grödor kan utnyttja det.
  • Gör sidodress N-applicering nära tiden för det snabbaste N-upptaget.
  • Delade applikationer, som involverar mer än en applikation, möjliggör effektiv användning av applicerat N och minskar risken för N-förlust till miljön.
N Former, inklusive gödselmedel och inhibitorer med långsam eller kontrollerad frisättning
  • Gödselmedel med långsam eller kontrollerad frisättning fördröjer tillgången på kväve till växten till en tidpunkt som är mer lämplig för växtens upptag - risken för kväveförlust genom denitrifikation och urlakning minskar genom att begränsa nitratkoncentrationerna i jorden.
  • Nitrifikationshämmare bibehåller tillfört kväve i ammoniumform under en längre tid, vilket minskar urlakning och denitrifikationsförluster.
N fånga
  • Särskilda grödor kan mer effektivt utvinna kväve ur jorden och förbättra kväveanvändningseffektiviteten. Förädling av grödor för effektivt kväveupptag pågår.
  • Rotation med djuprotade grödor hjälper till att fånga upp nitrater djupare i markprofilen.
  • Täckgrödor fångar upp kvarvarande kväve efter skörden och återvinner det som växtbiomassa.
  • Eliminering av restriktioner för rotutveckling i underjorden ; underjordens packning och underjordens surhet förhindrar rotpenetrering i många underjordar över hela världen, vilket främjar uppbyggnaden av underjordens nitratkoncentrationer som är känsliga för denitrifikation och urlakning när förhållandena är lämpliga.
  • God agronomisk praxis, inklusive lämpliga växtpopulationer och avstånd och bra hantering av ogräs och skadedjur, tillåter grödor att producera stora rotsystem för att optimera kväveavskiljning och skörd.

Vattenförvaltning

Bevarande jordbearbetning
  • Bevarande jordbearbetning optimerar markfuktighetsförhållanden som förbättrar vattenanvändningseffektiviteten; under vattenstressade förhållanden förbättrar detta skörden per applicerad enhet N.
N gödningsmetod och placering
  • I åsar gör att N-gödselmedel placeras i ett band i åsar gör N mindre känsligt för urlakning.
  • Radgödselapplikatorer, såsom injektorer, som bildar ett packat jordlager och ytås, kan minska N-förlusterna genom att avleda vattenflödet.
Bra bevattningshantering kan förbättra effektiviteten i kväveanvändningen
  • Schemalagd bevattning baserad på uppskattningar av markfuktighet och dagliga grödor kommer att förbättra både vattenanvändning och kväveanvändning.
  • Sprinklerbevattningssystem applicerar vatten mer likformigt och i mindre mängder än bevattningssystem med fåror eller bassänger.
  • Effektiviteten för bevattningen av fåran kan förbättras genom att justera inställd tid, strömstorlek, fårans längd, vattna varannan rad eller använda överspänningsventiler.
  • Omväxlande radbevattning och gödsling minimerar vattenkontakt med näringsämnen.
  • Tillförsel av kvävegödsel genom bevattningssystem ( gödsling ) underlättar kvävetillförsel när efterfrågan på grödor är som störst.
  • polyakrylamid (PAM) under bevattning av fåran minskar sediment- och kväveförluster.
Dräneringssystem
  • Vissa bevattningssystem återvinner nitrat som lakats ut från markprofilen och minskar det nitrat som går förlorat i dräneringsvattnet.
  • Överdriven dränering kan leda till snabbt genomflöde av vatten och kväveläckage , men begränsad eller otillräcklig dränering gynnar anaeroba förhållanden och denitrifikation .

Användning av simuleringsmodeller

Kortsiktiga förändringar i växttillgänglig kvävestatus gör exakta säsongsbetonade förutsägelser av grödans kvävebehov svåra i de flesta situationer. Däremot kan modeller (som NLEAP och Adapt-N ) som använder jord-, väder-, gröda- och fälthanteringsdata uppdateras med dagliga förändringar och därigenom förbättra förutsägelser om ödet för applicerad N. De gör det möjligt för jordbrukare att göra adaptiva förvaltningsbeslut som kan förbättra N-användningens effektivitet och minimera N-förluster och miljöpåverkan samtidigt som lönsamheten maximeras.

Ytterligare åtgärder för att minimera miljöpåverkan

Bevarandebuffertar

  • Buffertar fångar upp sediment som innehåller ammoniak och organiskt kväve.
  • Nitrat i flödet under ytan reduceras genom denitrifikation som förstärks av kolenergikällor som finns i marken som är associerad med buffertvegetation.
  • Buffertvegetation tar upp kväve, andra näringsämnen och minskar vattenförlusten.

Anlagda våtmarker

  • Konstruerade våtmarker som är strategiskt belägna i landskapet för att behandla dräneringsavlopp minskar sediment- och nitratbelastningen till ytvatten.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nutrient_management&oldid=1099548509 "