En krets av liv och kväve spelar ut på gårdar i hela USA. Och forskare försöker få rätt tidpunkt.

Några täckgrödor, som hårig vick eller råg från spannmål, odlas inte för att ätas. Istället, de fångar näringsämnen, inklusive kväve, från tidigare grödor, luften, och jorden. När täckgrödor sönderdelas, dessa näringsämnen frigörs. Avsalugröda, som majs eller sojabönor, planterade efteråt kan använda dessa näringsämnen för att växa och frodas.

Men kontantgrödor behöver olika mängder näringsämnen i olika tillväxtstadier. En ny studie bedömer hur snabbt näringsämnen frigörs från två olika täckgrödor. Målet, enligt studiens medförfattare Rachel Cook, är det dags att frigöra näringsämnen från täckgrödor för att bättre matcha näringsbehovet hos specifika kontantgrödor.

"Det är som att försöka få en måltid att komma ut ur ugnen exakt när alla hungriga middagsgäster anländer, "säger Cook, för närvarande forskare vid North Carolina State University.

Forskarna fokuserade på kväve eftersom det "vanligtvis är det mest begränsande näringsämnet vid växtodling, men har mest potential för miljöpåverkan från förluster. "De två täcker grödor, hårig vicker och spannmålsråg, är två av de vanligast planterade täckgrödorna i Mellanvästern.

De fann att hårig vickning och spannmålsråg hade signifikant olika kvävefrisättningsdynamik.

"Vi förstår nu mängden och kvantiteten av kvävefrisättning från två av de mer populära täckgrödorna som för närvarande används, "säger Cook." Denna information kan hjälpa bönderna att uppskatta hur mycket kväve de kan förvänta sig att få från sin täckgröda och när det kommer att finnas tillgängligt. "

Studien visade att hårig vicka släppte mer kväve totalt sett jämfört med spannmålsråg. Kvävefrisättningen var också snabbare från håriga vickerväxter vars tillväxt hade stoppats.

"Hårig vickning släpper ut nästan allt tillgängligt kväve under de första fyra veckorna efter att det har avslutats, "säger Cook. Det var före den stora tiden för kväveupptagning av majs, vilket är runt vecka åtta efter plantering. "Så, Att avsluta hårig vickning för tidigt kan orsaka kväveförluster innan majsgrödan kan komma till det. "

Spannmålsråg, å andra sidan, frigör kväve långsamt under flera veckor. "Detta skulle vara fördelaktigt innan en kontantgröda med låga kvävebehov, säger Cook.

Studien utfördes på fälttestplatser vid Agricultural Research Center i Carbondale, Illinois. Studieplaner planterades med antingen spannmålsråg eller hårig vickning. Efter att täckgrödorna avslutats med herbicid, forskare planterade sojabönor eller majs, respektive.

Forskarna mätte tillväxten av de två täckgrödorna, hur snabbt de sönderdelades när de avslutades, och den efterföljande mängden och kvävehastigheten de släppte ut.

Övergripande, håriga vickerväxter släppte ut nästan tre gånger så mycket kväve jämfört med spannmålsrågsväxter. Mer än 70% av det totala kväve som frigörs av hårig vickning inträffade inom de första två veckorna efter avslutad behandling. I kontrast, kvävefrisättning från spannmålsråg inträffade senare, med nästan ingen kvävefrisättning under de första fyra veckorna efter avslutad.

Cook hoppas att mer information om hur olika täckgrödor släpper ut näringsämnen hjälper jordbrukare att fatta mer välgrundade beslut. "De kommer att kunna välja vilken täckgröda som fungerar bäst för deras gård och de specifika kontantgrödor de planterar, "säger hon." De kommer också att veta när de ska avsluta täckgrödan innan de planterar kontantgrödan. "

Täckgrödor gör också mer än att släppa ut näringsämnen efter att de har avslutats. De kan hjälpa till att hantera markkvalitet och erosion, till exempel.

"Långsiktiga studier med täckgrödor kommer att vara väldigt viktiga, "säger Cook." Dessa studier kan hjälpa oss att förstå hur täckgrödor kan förbättra markegenskaperna över tid och hur det kan förbättra avkastningen för kontantgrödor. "