Pesquisadores que analisaram um experimento de rotação de milho-soja-trigo de 30 anos em Michigan descobriram que o momento do término da cultura de cobertura e a temperatura do ar eram os preditores mais fortes da disponibilidade de nitrogênio no solo em agroecossistemas de culturas de cobertura, oferecendo aos produtores novos insights sobre o gerenciamento da liberação de nitrogênio para a produção de milho.
O estudo, realizado no local de pesquisa ecológica de longo-prazo da Kellogg Biological Station, usou modelos aleatórios de aprendizado de máquina florestal para examinar a dinâmica de mineralização de nitrogênio em sistemas de cultivo orgânico e de insumos reduzidos entre 1990 e 2020. Os pesquisadores descobriram que o nitrogênio inorgânico do solo, particularmente o nitrato (NO3−-N), aumentou rapidamente após o término da cultura de cobertura de leguminosas e normalmente atingiu o pico cerca de 50 dias depois, especialmente quando as temperaturas médias diárias ultrapassaram 12 graus. .
A pesquisa concentrou-se nas culturas de cobertura de trevo vermelho utilizadas em sistemas de produção de milho e examinou como as condições climáticas, a biomassa das culturas de cobertura, a umidade do solo e as práticas de manejo influenciaram a liberação de nitrogênio. De acordo com as conclusões, os dias após o término da cultura de cobertura foram consistentemente o factor mais importante que afecta a disponibilidade de nitrato e de amónio, enquanto a temperatura ficou em segundo lugar em importância na maioria dos modelos. O estudo mostrou que a libertação de azoto foi impulsionada pela interacção destes factores e não por qualquer variável isoladamente.
Os investigadores disseram que as descobertas podem ajudar os agricultores a sincronizar melhor a libertação de azoto das culturas de cobertura com a procura das culturas, reduzindo potencialmente a dependência de fertilizantes sintéticos e diminuindo os impactos ambientais, como a lixiviação de nitratos e as emissões de óxido nitroso. O estudo também descobriu que as concentrações de nitrato no solo geralmente atingiam o pico durante a fase de rápido crescimento da cultura do milho, antes de diminuir à medida que as plantas absorviam nitrogênio.
Os modelos de aprendizagem automática explicaram cerca de 35% da variação nos níveis de nitrato do solo ao longo das estações de cultivo independentes, enquanto a precisão da previsão dos níveis de amónio foi menor. Apesar das diferenças na produtividade entre os sistemas-de insumos reduzidos e orgânicos, ambos os sistemas mostraram dinâmicas sazonais semelhantes de nitrogênio, sugerindo que a temperatura e o tempo desempenham papéis dominantes na mineralização de nitrogênio, independentemente da abordagem de manejo.
Os investigadores observaram que a própria biomassa das culturas de cobertura teve uma influência mais fraca na disponibilidade de azoto do que o esperado, provavelmente porque os níveis de biomassa variaram relativamente pouco entre os anos em comparação com as condições meteorológicas. Eles acrescentaram que trabalhos futuros integrando dados empíricos com modelos{1}}baseados em processos poderiam melhorar as previsões em diferentes solos e climas.
O estudo foi liderado por Rabin KC com os co-autores G. Philip Robertson e Sieglinde Snapp. O financiamento foi fornecido pelo programa de pesquisa ecológica de longo-prazo da National Science Foundation, pelo programa de pesquisa-de longo prazo de agroecossistemas do USDA e pela AgBioResearch da Michigan State University.
