Ketika biaya pupuk nitrogen dan masalah lingkungan meningkat, keputusan mengenai tingkat pupuk yang terinformasi menjadi lebih penting dari sebelumnya. Upaya pemodelan terbaru dari University of Illinois meneliti peran cuaca pra-musim tanam terhadap dinamika nitrogen tanah dan hasil jagung-akhir-musim.
Studi baru, "Menilai dampak kondisi cuaca{0}}pramusim tanam-terhadap dinamika nitrogen tanah dan produktivitas jagung di wilayah Midwest AS," diterbitkan dalam Penelitian Tanaman Lapangan.
"Saat petani menanam jagung di musim semi, mereka sudah mengetahui apa yang terjadi selama-pramusim tanam, dari musim gugur sebelumnya hingga musim semi," kata Ziyi Li, peneliti doktoral di U of I dan penulis utama studi baru ini, dalam rilis beritanya. "Tidak seperti musim tanam mendatang, yang tidak dapat kami ramalkan dengan pasti, kami dapat menggunakan informasi pra-musim tanam untuk memandu petani menyesuaikan penggunaan pupuk mereka."
Li menggunakan model agroekosistem canggih yang dikenal sebagai ekosistem untuk memahami korelasi antara suhu dan curah hujan pada pra{0}}musim tanam dengan kandungan dan hasil nitrogen anorganik tanah.
“Model ekosistem telah banyak digunakan dalam banyak kasus berbeda di bidang pertanian, dan penelitian ini lebih lanjut menunjukkan bahwa ekosistem dapat bekerja dengan baik dalam simulasi siklus nitrogen,” kata Kaiyu Guan, profesor di U of I dan peneliti utama penelitian tersebut, dalam siaran persnya. “Kumpulan data validasi yang kami gunakan berasal dari uji coba nitrogen selama beberapa dekade yang dilakukan oleh kolaborator kami di Illinois dan negara bagian Midwestern lainnya. Kami menemukan model tersebut sebenarnya dapat mereproduksi pola-pola ini, tidak hanya data Illinois, tetapi juga pola dari Midwest yang lebih luas.”
Model Li menemukan peningkatan pencucian nitrogen pada pra-musim tanam yang lebih basah, menyebabkan penurunan hasil sebesar 5 hingga 14% ketika tidak ada pupuk musim semi yang diterapkan. Bahkan ketika 150 pon nitrogen per hektar diterapkan, hasil panen di Illinois pada tahun 2018 turun 1 hingga 3% karena curah hujan pra-musim yang tinggi.
"Dalam analisis kami, kami menemukan bahwa penggunaan lebih banyak pupuk dapat mengurangi dan bahkan menghilangkan kehilangan hasil yang disebabkan oleh curah hujan-pramusim-berlebihan," kata Li. “Berdasarkan model kami, jika seorang petani Illinois menggunakan 150 pon nitrogen per hektar, kehilangan hasil sebesar 1-3% dapat dicegah dengan menambahkan sekitar 16 pon nitrogen lebih banyak.”
Berkurangnya aktivitas mikroba tanah dan meningkatnya pencucian juga mengurangi nitrogen anorganik tanah pada musim pra-tumbuh yang lebih dingin dibandingkan biasanya.
"Efek suhu dingin sebelum-musim tanam terhadap hasil panen tidak dapat dihilangkan dengan menambahkan pupuk tambahan," kata Li. “Itu karena suhu tidak hanya mempengaruhi kandungan nitrogen dalam tanah, tetapi juga tampaknya membatasi pertumbuhan awal sehingga mempengaruhi potensi hasil, bahkan jika cuaca kemudian kembali normal.”
Li mengatakan model tersebut dapat meningkatkan kalkulator penggunaan nitrogen saat ini. Sementara itu, para petani yang ingin menyempurnakan penggunaan pupuk mungkin ingin mempertimbangkan uji coba strip, kata Emerson Nafziger, profesor emeritus di U of I.
“Tingkat nitrogen yang tinggi cenderung menghasilkan jagung berwarna hijau tua, namun tingkat nitrogen yang lebih rendah juga dapat menghasilkan hal yang sama,” kata Nafziger, dalam siaran persnya. “Satu-satunya cara untuk mengetahui apakah Anda menggunakan terlalu banyak nitrogen adalah dengan membandingkan jumlah yang Anda gunakan dengan jumlah yang lebih rendah di lahan yang sama. Lahan di lahan dengan jumlah nitrogen yang lebih rendah, atau lebih tinggi jika jumlah yang digunakan di lahan tersebut sedang [kurang dari 200 pon per hektar dari semua sumber], adalah cara yang bagus untuk mendapatkan kepercayaan diri dalam menurunkan jumlah nitrogen di masa depan.”
