शोधकर्ताओं ने मिशिगन में 30{1}वर्षीय मकई{2}सोयाबीन{3}गेहूं चक्रीकरण प्रयोग का विश्लेषण करते हुए पाया कि कवर फसल समाप्ति का समय और हवा का तापमान, कवर-फसल वाले कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों में मिट्टी नाइट्रोजन की उपलब्धता के सबसे मजबूत भविष्यवक्ता थे, जो उत्पादकों को मकई उत्पादन के लिए नाइट्रोजन रिलीज के प्रबंधन में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
केलॉग बायोलॉजिकल स्टेशन लॉन्ग{0}टर्म इकोलॉजिकल रिसर्च साइट पर किए गए अध्ययन में, 1990 और 2020 के बीच कम इनपुट और जैविक फसल प्रणालियों में नाइट्रोजन खनिजकरण की गतिशीलता की जांच करने के लिए यादृच्छिक वन मशीन लर्निंग मॉडल का उपयोग किया गया। शोधकर्ताओं ने पाया कि मिट्टी में अकार्बनिक नाइट्रोजन, विशेष रूप से नाइट्रेट (NO3−{5}}N), फलियां कवर फसल की समाप्ति के बाद तेजी से बढ़ी और आमतौर पर लगभग 50 दिनों के बाद चरम पर पहुंच गई, खासकर जब औसत दैनिक तापमान अधिक हो गया। 12 डिग्री.
अनुसंधान ने मकई उत्पादन प्रणालियों में उपयोग की जाने वाली लाल तिपतिया घास कवर फसलों पर ध्यान केंद्रित किया और जांच की कि मौसम की स्थिति, कवर फसल बायोमास, मिट्टी की नमी और प्रबंधन प्रथाओं ने नाइट्रोजन रिलीज को कैसे प्रभावित किया। निष्कर्षों के अनुसार, कवर फसल समाप्ति के कुछ दिन बाद लगातार नाइट्रेट और अमोनियम दोनों की उपलब्धता को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक था, जबकि अधिकांश मॉडलों में तापमान दूसरे स्थान पर था। अध्ययन से पता चला कि नाइट्रोजन का उत्सर्जन अकेले किसी एक चर के बजाय इन कारकों की परस्पर क्रिया से प्रेरित था।
शोधकर्ताओं ने कहा कि निष्कर्ष किसानों को फसल की मांग के साथ कवर फसलों से नाइट्रोजन रिलीज को बेहतर ढंग से सिंक्रनाइज़ करने में मदद कर सकते हैं, संभावित रूप से सिंथेटिक उर्वरकों पर निर्भरता कम कर सकते हैं और नाइट्रेट लीचिंग और नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन जैसे पर्यावरणीय प्रभावों को कम कर सकते हैं। अध्ययन में यह भी पाया गया कि मिट्टी में नाइट्रेट की सांद्रता आम तौर पर मकई की फसल के तेजी से विकास के चरण के दौरान चरम पर थी, लेकिन पौधों द्वारा नाइट्रोजन को अवशोषित करने के बाद इसमें गिरावट आई।
मशीन लर्निंग मॉडल ने स्वतंत्र बढ़ते मौसमों में मिट्टी नाइट्रेट के स्तर में लगभग 35% भिन्नता के बारे में बताया, जबकि अमोनियम के स्तर के लिए भविष्यवाणी सटीकता कम थी। कम इनपुट और जैविक प्रणालियों के बीच उत्पादकता में अंतर के बावजूद, दोनों प्रणालियों ने समान मौसमी नाइट्रोजन गतिशीलता दिखाई, जिससे पता चलता है कि तापमान और समय प्रबंधन दृष्टिकोण की परवाह किए बिना नाइट्रोजन खनिजकरण में प्रमुख भूमिका निभाते हैं।
शोधकर्ताओं ने नोट किया कि कवर फसल बायोमास का नाइट्रोजन उपलब्धता पर अपेक्षा से कम प्रभाव पड़ा, संभवतः इसलिए क्योंकि बायोमास का स्तर मौसम की स्थिति की तुलना में वर्षों के बीच अपेक्षाकृत कम भिन्न होता है। उन्होंने कहा कि प्रक्रिया आधारित मॉडल के साथ अनुभवजन्य डेटा को एकीकृत करने वाले भविष्य के काम से विभिन्न मिट्टी और जलवायु में भविष्यवाणियों में सुधार हो सकता है।
अध्ययन का नेतृत्व राबिन केसी ने सह-लेखक जी. फिलिप रॉबर्टसन और सिग्लिंडे स्नैप के साथ किया था। फंडिंग नेशनल साइंस फाउंडेशन लॉन्ग{3}}टर्म इकोलॉजिकल रिसर्च प्रोग्राम, यूएसडीए लॉन्ग{4}}टर्म एग्रोइकोसिस्टम रिसर्च प्रोग्राम और मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी AgBioResearch द्वारा प्रदान की गई थी।
