Los agricultores no pueden predecir con certeza su cosecha anual de maíz, pero con la ayuda de una nueva investigación de la Universidad Estatal de Michigan, ahora pueden identificar partes específicas de sus campos que producen consistentemente buenos o malos rendimientos. Esto no solo les ahorrará tiempo y dinero; Resolverá uno de los problemas ambientales más extendidos que enfrentan las regiones productoras de cultivos:la pérdida de nitrógeno.

"Esta es la primera vez que alguien ha podido cuantificar cuánta variabilidad de rendimiento a pequeña escala hay en el cinturón de maíz de los Estados Unidos, "dijo Bruno Basso, Profesor de ciencias de los ecosistemas de la MSU y autor principal del estudio. "Nuestros hallazgos permiten a los agricultores saber exactamente qué partes de sus campos agrícolas tienen rendimientos estables, lo que les permite administrar mejor sus campos variables para ahorrar dinero, reducir las pérdidas de fertilizantes y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ".

Basso y sus coautores de MSU:Guanyuan Shuai, Jinshui Zhang y Phil Robertson:descubrieron que casi todos los campos tienen ciertas áreas con rendimientos consistentemente bajos o altos, lo que significa que gran parte del fertilizante agregado a las áreas de bajo rendimiento no se utilizará y se perderá en el medio ambiente. Al mismo tiempo, El nitrógeno no utilizado se pierde en el medio ambiente en lugar de ser absorbido por el cultivo. El estudio muestra que la pérdida de nitrógeno de 10 estados del medio oeste asciende a casi mil millones de dólares en fertilizantes desperdiciados y 6,8 millones de toneladas métricas de emisiones de gases de efecto invernadero al año.

La investigación, publicado en Informes científicos , es el primero en cuantificar las pérdidas de nitrógeno de las áreas de baja producción de campos individuales. El equipo de Basso usó imágenes satelitales para medir ocho años de campos de sub-rendimiento para 70 millones de acres de tierras agrícolas en el Medio Oeste. El análisis proporcionó a los investigadores una imagen finamente resuelta de toda la producción de maíz del Medio Oeste, Dijo Basso.

Para validar las imágenes satelitales, el equipo comparó los datos satelitales con 10 años de datos de rendimiento de alta resolución recopilados por sensores montados en cosechadoras combinadas de más de 1, 000 granjas.

"Codificamos por colores los píxeles de las imágenes para ver dónde el cultivo era estable y de alto rendimiento, donde era estable y de bajo rendimiento y donde era inestable año tras año, "Dijo Basso." En total, aproximadamente el 50% de las áreas de subcampo que analizamos eran estables y de alto rendimiento. Las áreas de bajo rendimiento e inestables representaron cada una alrededor del 25% del total de tierras agrícolas ".

Al evaluar cuánto gastan los agricultores de Corn Belt en fertilizantes que no se utilizan, los autores concluyeron que el mejor resultado, tanto para los agricultores como para el medio ambiente, es evitar fertilizar las áreas de bajo rendimiento de cada campo. De hecho, Basso dijo:puede ser mejor desde un punto de vista económico dejar estas áreas sin cultivar, para plantarlos con pastos de conservación o en el futuro, con cultivos bioenergéticos perennes.

En todo caso, Basso dijo que el tiempo y los recursos deben centrarse en cultivar las porciones de los campos que son de alto rendimiento o que son inestables, de alto rendimiento algunos años, otros de bajo rendimiento. Las áreas inestables aún se pueden manejar bien con un manejo cuidadoso durante la temporada de fertilizantes nitrogenados, él dijo.

"Al poner Big Data al servicio de la sostenibilidad, ahora podemos proporcionar a los agricultores un mapa de prescripción (Rx) de fertilizantes nitrogenados para sus campos, que puede cambiar por completo cómo y dónde centran sus esfuerzos, ", Dijo Basso." Los agricultores quieren ser buenos administradores del medio ambiente, y estos hallazgos les brindan una forma adicional de hacerlo:evitar fertilizar en exceso las áreas de los campos que perderán la mayor cantidad de nitrógeno en el agua subterránea, Rios y corrientes. Nadie gana cuando se desperdicia fertilizante en áreas que no producen. Una vez que los agricultores identifican estas áreas, pueden ahorrar dinero y ayudar al medio ambiente ".

El trabajo se llevó a cabo en una variedad de escalas geográficas, que se extiende desde la investigación a pequeña escala en el sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la Estación Biológica Kellogg hasta las granjas individuales en la región y, en última instancia, todo el Medio Oeste.

"El trabajo demuestra que la fertilización excesiva de tierras de cultivo de bajo rendimiento constante es muy costosa para la industria y ofrece un enfoque valioso para cumplir con el objetivo de la industria agrícola de manejo de precisión del nitrógeno. Es importante destacar que, lo que es mejor para los agricultores también es mejor para el medio ambiente, "dijo Colette St. Mary, director del programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la National Science Foundation.

"Los hallazgos brindan recomendaciones prácticas basadas en un conjunto de datos convincentemente completo junto con sensores remotos para persuadir a los agricultores de que igualar los bajos rendimientos de cultivos de áreas estables de bajo rendimiento podría eliminar los excesos estacionales en nitrógeno reactivo, "dijo Jim Dobrowolski, Líder del Programa Nacional de Agua en USDA-NIFA. "Con esta investigación, El equipo de MSU ayuda a los resultados del agricultor, al mismo tiempo que se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y se mantiene la calidad del agua. Es una solución en la que todos ganan ".