Výskumníci, ktorí analyzovali 30-ročný experiment s rotáciou kukurice-sóje-v Michigane, zistili, že načasovanie ukončenia krycej plodiny a teplota vzduchu boli najsilnejšími prediktormi dostupnosti pôdneho dusíka v agroekosystémoch s pokrytou plodinou, čo pestovateľom ponúka nový pohľad na riadenie uvoľňovania dusíka pri produkcii kukurice.
Štúdia, ktorá sa uskutočnila na lokalite Kellogg Biological Station Long{0}}Term Ecological Research, použila modely náhodného lesného strojového učenia na preskúmanie dynamiky mineralizácie dusíka v systémoch so zníženým-vstupom a organických plodinách v rokoch 1990 až 2020. Výskumníci zistili, že pôdny anorganický dusík, najmä dusičnany (NO3-{5}}N), sa rapídne zvýšil najmä po prekročení priemerných denných teplôt pokrytia strukovinami neskôr. 12 stupňov.
Výskum sa zameral na krycie plodiny červenej ďateliny používané v systémoch produkcie kukurice a skúmal, ako poveternostné podmienky, biomasa krycej plodiny, pôdna vlhkosť a postupy riadenia ovplyvnili uvoľňovanie dusíka. Podľa zistení boli dni po ukončení krycej plodiny trvalo najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim dostupnosť dusičnanov aj amónia, zatiaľ čo teplota bola vo väčšine modelov na druhom mieste. Štúdia ukázala, že uvoľňovanie dusíka bolo riadené interakciou týchto faktorov, a nie akoukoľvek jednotlivou premennou samotnou.
Výskumníci uviedli, že zistenia by mohli pomôcť farmárom lepšie zosúladiť uvoľňovanie dusíka z krycích plodín s dopytom po plodinách, čo by potenciálne znížilo závislosť od syntetických hnojív a znížilo vplyv na životné prostredie, ako je vylúhovanie dusičnanov a emisie oxidu dusného. Štúdia tiež zistila, že koncentrácie dusičnanov v pôde vo všeobecnosti vrcholili počas fázy rýchleho rastu kukurice a potom klesali, keď rastliny absorbovali dusík.
Modely strojového učenia vysvetlili asi 35 % variácií hladín dusičnanov v pôde počas nezávislých vegetačných období, zatiaľ čo presnosť predpovedí pre hladiny amónia bola nižšia. Napriek rozdielom v produktivite medzi zníženým-vstupom a organickými systémami oba systémy vykazovali podobnú sezónnu dynamiku dusíka, čo naznačuje, že teplota a načasovanie zohrávajú dominantnú úlohu pri mineralizácii dusíka bez ohľadu na prístup k manažmentu.
Výskumníci poznamenali, že samotná biomasa krycích plodín mala slabší vplyv na dostupnosť dusíka, ako sa očakávalo, pravdepodobne preto, že úrovne biomasy sa medzi rokmi v porovnaní s poveternostnými podmienkami líšili relatívne málo. Dodali, že budúca práca integrujúca empirické údaje s procesnými-modelmi by mohla zlepšiť predpovede pre rôzne pôdy a podnebie.
Štúdiu viedol Rabin KC so spolu{0}}autormi G. Philipom Robertsonom a Sieglinde Snappovou. Financovanie poskytli National Science Foundation Long-Term Ecological Research Programme, USDA Long-Term Agroecosystem Research program a Michigan State University AgBioResearch.
