A nitrogénműtrágyák a zöldforradalom keretében mára átalakították a mezőgazdaságot, eddig soha nem látott magasságokba emelve a termésátlagokat és az élelmiszer-biztonságot. Ám hiába javult rendkívüli módon a gabonák nitrogénfelhasználási hatékonysága, a terméskieséstől való félelem a mai napig túlzott használatra ösztönzi a gazdálkodókat. Mi történik a többlet nitrogénnel? A felesleg a felszíni és felszín alatti vizeinkben végzi, vagy rendkívül erős üvegházhatású gázok formájában a légkörbe kerül – ami, lássuk be, nem lassítja a klímaváltozás folyamatát. Egy új kutatás szerint ennek is megvan az ellenszere.
A jövőbe nem láthatunk, annak előrejelzése, hogy egy adott gabonának mennyi lesz a nitrogénfelhasználása, rendkívül nehéz feladat. Ideális esetben folyamatosan ismernünk kellene a gabonák nitrogéntartalmát, azonban irreális elvárás az, hogy folyamatos kézi levélnitrogén-méréseket végezzenek a termesztők egy teljes vegetációs időszakon keresztül.
Az Illinois-i egyetem kutatói úttörő jelentőségű kutatásukban egy repülőgépre helyezett hiperspektrális érzékelő segítségével próbálták meg a problémát megoldani. Ez a műszer a fény látható és infravörös tartományának (spektrumának) nagyon sok (erre utal a hiper szócska) hullámhosszán végez méréseket. A növényzet által visszavert sugárzás sok információt tartalmaz, melyekből a fotoszintézisre, nitrogénellátottságra, levélfelületre lehet következtetni. A repülőgépes felszállások során keletkezett adatokból a tudósok megkísérelték meghatározni a kukorica nitrogéntartalmát és a fotoszintetikus kapacitást.
A szabadföldi kézi nitrogénmérések nagyon idő- és munkaigényesek, a repülőgépes távérzékelés segítségével viszont másodpercek alatt áthaladhatunk, értékes adatokra szert téve. Emellett a repülőgépes távérzékelésnek sokkal nagyobb a felbontása mind térben, mind a fény hullámhossza mentén, mint a korábban megjelent tanulmányoknak, melyek műholdas távérzékelést alkalmaztak – közölte Sheng Wang, a kutatás résztvevője. A kutatás betölti a rést a felszíni mérések és a műholdas távérzékelés közt, költséghatékony és nagy pontosságú megközelítést nyújt a növények nitrogénmenedzsmentjére egy fenntartható precíziós mezőgazdasági megoldással.
A műszerrel felszerelt repülő 2019 vegetációs időszakában három alkalommal repült el egy kísérleti terület felett. A kutatók felszíni kézi nitrogénméréseket is végeztek, hogy a két adatsort összevethessék. A repülések során a levél és a lombozat nitrogéntartalmát, valamint a fotoszintetikus kapacitásra és a szemtermésre vonatkozó mérőszámokat a felszíni adatokhoz viszonyítva akár 85 százalékos pontossággal képesek voltak megállapítani.
A kutatás másik résztvevője, Kaiyu Guan felhívta rá a figyelmet, hogy ez nagy eredmény, a távérzékelt becslések megbízhatósága nagyjából megegyezik a felszíni mérésekével. Ez azt jelenti, hogy a pontosság feláldozása nélkül, megbízhatóan váltható ki a felszíni mintavételezés a légbázisú hiperspektrális érzékelők használatával. Emellett a légbázisú adatgyűjtés révén sokkal nagyobb területről kapunk információt, mintha felszíni mintákat szednénk egyes pontokban.
A kutatók a gyakorlati alkalmazáson is gondolkoznak, egy népszerű kukoricatrágyázási szaktanácsadási rendszerben látják eredményeik hasznosításának lehetőségét. A távérzékelt megközelítéssel a haszonnövény aktuális nitrogéntartalmáról nyernek információt, mely valós idejű mezőgazdasági döntéshozatalt tesz lehetővé. Maga a szaktanácsadási rendszer az ajánlott nitrogénmennyiség kijuttatására tesz javaslatot a várható szezonvégi termésre és a kijuttatott műtrágya mennyiségére optimalizálva. A távérzékelési módszer képes a növény aktuális nitrogénállapotát betölteni a rendszerbe, lehetővé téve a valósidejű menedzsmentet. Ez eltolhatja a hangsúlyát a jelenlegi, vegetációs időszakot megelőző információkra alapozó javaslatokról a diagnózis alapú valós idejű növénytáplálásra, növelve a mezőgazdasági ökoszisztéma nitrogénfelhasználási hatékonyságát.
Természetesen a végső cél a nitrogén-műtrágyázás környezeti fenntarthatóságának javítása, melyhez az új módszer fontos hozzájárulást adhat. „Alapvetően azt nem irányíthatod, amit nem tudsz mérni. Épp ezért fektetünk ennyi erőfeszítést ebbe az új technológiába” – emelte ki az egyik kutató.
Forrás:
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220113120736.htm
