Калькуляторы азота: не все одинаково эффективны

Фермеры, определяя дозу азотных удобрений, могут выбирать между инструментами. Стандартный для Среднего Запада калькулятор MRTN (Maximum Return To Nitrogen) даёт статичную рекомендацию, основанную на сотнях полевых испытаний, но мало меняющуюся год от года. Новые динамические инструменты потенциально могут учитывать свойства почвы и погоду, но требуют ввода данных от фермеров в течение сезона для получения специфичных рекомендаций.

Цель — оптимизация урожайности кукурузы для максимальной прибыли. Избегание чрезмерного внесения удобрений — часть этого расчёта и ключ к снижению загрязнения азотом. Какой инструмент лучше?

«Разница между инструментами мала, и её трудно увидеть в нескольких испытаниях. Поэтому нам нужен был набор данных, позволяющий сравнить их работу в долгосрочной перспективе. Здесь на помощь пришло моделирование урожая, позволившее изучить миллионы комбинаций почв и погодных условий», — говорит Герман Мандрини, доктор философии, выпускник Университета Иллинойса и первый автор нового исследования в Agricultural Systems.

Мандрини использовал модель урожая, основанную на данных тысяч полей в Иллинойсе, для тестирования статических и динамических инструментов рекомендаций по азоту.

Исследователи обнаружили, что для изученных сценариев сложные динамические инструменты не обеспечивали стабильного увеличения прибыли по сравнению с более простыми статическими.

«Примерно в половине случаев динамические инструменты занижали необходимое количество азота, что приводило к потерям урожая. Эти потери обычно были высокими и не компенсировались ситуациями, когда динамический инструмент предсказывал азот с большей точностью», — говорит Николя Мартен, автор-корреспондент исследования. «Годами мы не видели явного лидера среди инструментов прогнозирования азота, и наши результаты объясняют почему».

С точки зрения экологии исследователи нашли и хорошие новости: оба инструмента потенциально могут снизить вымывание азота примерно на 15% по сравнению с текущими практиками.

«Повышенная точность динамических инструментов ведёт к снижению вымывания, но статические инструменты могут достичь того же результата, рекомендуя нижнюю границу диапазона MRTN», — отмечает Мандрини.

Означают ли эти результаты, что сложным динамическим инструментам суждено остаться в тени? Исследователи так не считают. Они видят в выводах возможность усовершенствовать эти инструменты и пересмотреть их цели. Поскольку более высокая точность не гарантирует роста прибыли и снижения вымывания азота, разработчикам следует чётко определять, отдают ли они приоритет экономическим или экологическим результатам.