Fallapplicerad vattenfri ammoniak kanske inte fyller så mycket av majsens kvävebehov som tidigare antagits. Enligt en ny studie från University of Illinois, effektiviteten av praktiken beror på jorden.

Studien använde en "märkt" form av ammoniak för att bestämma hur mycket av kvävet i majskorn och växtmaterial som kommer från gödningsmedel, kontra kväve som tillförs naturligt av marken.

"Det har gjorts ett antal studier för att jämföra skörden med höst- kontra vårapplicerad ammoniak eller andra behandlingar. Men vår studie är annorlunda eftersom vi spårar kvävet från gödselmedlet ammoniak in i antingen spannmålen eller hela majsväxten ovan jord. Det är det som gör detta unikt, " säger Richard Mulvaney, professor vid Institutionen för naturresurser och miljövetenskaper i Illinois.

Mulvaney och hans doktorand, Kelsey Grieshiem, använde en stabil isotop av kväve, 15N, vid formulering av den märkta ammoniaken. De använde det med en typisk hastighet av 200 pund per hektar i mitten till slutet av november i sex Illinois-fält 2016 och 2017.

Åkrarna skilde sig åt i jordart och växtföljd. Fyra var molisoler, som Mulvaney beskriver som präriejordar:rik, svart, och produktiv. De två andra var Alfisols, eller träjordar, som vanligtvis är sämre i jämförelse med mollisoler. Två av Mollisolfälten odlades till kontinuerlig majs, medan resten var en under en majs-soja rotation.

Efter höstens ammoniakapplicering, forskarna letade efter 15N-isotopen i majsväxt- och spannmålsmaterial vid skörd under följande växtsäsong. Allt kväve som inte är märkt med isotopen antogs ha kommit från naturliga kvävelager i marken, snarare än från gödselmedlet.

"Precis som vi förväntade oss, den fattigaste jorden visade den högsta upptagseffektiviteten medan de rikare jordarna var mycket lägre, " säger Griesheim. "I genomsnitt, endast 21 % av det tillförda kvävet återvanns i spannmålen, allt från 34 % för den fattigaste Alfisolen till 12 % för den rikaste Mollisolen.

"Bönderna använder ammoniak på hösten och tror att de har tillfört kväve till sin majsskörd för det kommande året. Men baserat på våra resultat, det mesta av gödselkvävet kommer inte att tas upp av grödan."

Om det var upp till Mulvaney, han skulle rekommendera kväve applicerat som sidoförband, som levererar gödseln när plantan är aktivt växande. "Du kämpar mot tiden med höstansökningar, " säger han. "Du räknar med att behålla kvävet i jorden i sex månader innan nästa gröda behöver ta upp det."

Studien utvärderade också effektiviteten av N-serve (nitrapyrin), en nitrifikationshämmare som vanligtvis appliceras på hösten med vattenfri ammoniak. Denna produkt är avsedd att bromsa den mikrobiella omvandlingen från ammonium, som är orörlig i jorden, att nitrat, som, under en blöt vår, kan läcka bort eller gå förlorad som en gas.

"Nitrapyrin har länge använts i kombination med fallapplicerad ammoniak med motivet att öka upptagningseffektiviteten. Vi fann inte att det var fallet alls. Och faktiskt, i vår studie, den enda signifikanta effekten av produkten var en minskning av skörden på kontinuerlig majs, " säger Mulvaney.

Ska bönder applicera vattenfri ammoniak på hösten?

Griesheim säger:"Med tanke på den låga upptagseffektiviteten som observerades i vår studie, bönder bör tänka två gånger innan de sätter på kväve på hösten. Låg återvinning av gödselmedel innebär mindre avkastning från bondens gödselinvestering och en högre risk för miljöföroreningar."

Lägger till Mulvaney, "För att göra saken värre, lantbrukare har under årtionden lärt sig att de bör följa avkastningsbaserade rekommendationer, så att de jordar som ger högst skörd behöver mest gödning. Men det vänder på verkligheten. De jordar som ger högst avkastning behöver minst gödningsmedel. Vår forskning stödjer det."