Ερευνητές που ανέλυσαν ένα πείραμα αμειψισποράς με καλαμπόκι-σόγια- 30 ετών στο Μίσιγκαν διαπίστωσαν ότι ο χρόνος τερματισμού της καλυπτικής καλλιέργειας και η θερμοκρασία του αέρα ήταν οι ισχυρότεροι προγνωστικοί παράγοντες της διαθεσιμότητας αζώτου του εδάφους σε καλυμμένα αγροοικοσυστήματα, προσφέροντας στους καλλιεργητές νέες γνώσεις για την απελευθέρωση καλαμποκιού.
Η μελέτη, που διεξήχθη στον ιστότοπο Kellogg Biological Station Long-Term Ecological Research, χρησιμοποίησε τυχαία μοντέλα μηχανικής εκμάθησης δασών για να εξετάσει τη δυναμική της ανοργανοποίησης του αζώτου σε μειωμένα-συστήματα εισροής και οργανικής καλλιέργειας μεταξύ 1990 και 2020. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το ανόργανο άζωτο του εδάφους (NO3-Nitrate) αύξησε κάλυψη του τερματισμού της καλλιέργειας και συνήθως κορυφώθηκε περίπου 50 ημέρες αργότερα, ειδικά όταν οι μέσες ημερήσιες θερμοκρασίες υπερβαίνουν τους 12 βαθμούς .
Η έρευνα επικεντρώθηκε σε καλλιέργειες κόκκινου τριφυλλιού που χρησιμοποιούνται σε συστήματα παραγωγής καλαμποκιού και εξέτασε πώς οι καιρικές συνθήκες, η βιομάζα των καλλιεργειών, η υγρασία του εδάφους και οι πρακτικές διαχείρισης επηρέασαν την απελευθέρωση αζώτου. Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι ημέρες μετά τον τερματισμό της καλλιέργειας ήταν σταθερά ο πιο σημαντικός παράγοντας που επηρέαζε τόσο τη διαθεσιμότητα νιτρικών όσο και αμμωνίου, ενώ η θερμοκρασία κατετάγη δεύτερη σε σημασία στα περισσότερα μοντέλα. Η μελέτη έδειξε ότι η απελευθέρωση αζώτου οδηγήθηκε από την αλληλεπίδραση αυτών των παραγόντων και όχι από οποιαδήποτε μεμονωμένη μεταβλητή μόνη της.
Οι ερευνητές είπαν ότι τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αγρότες να συγχρονίσουν καλύτερα την απελευθέρωση αζώτου από καλλιέργειες κάλυψης με τη ζήτηση των καλλιεργειών, μειώνοντας πιθανώς την εξάρτηση από συνθετικά λιπάσματα και μειώνοντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως η έκπλυση νιτρικών αλάτων και οι εκπομπές οξειδίου του αζώτου. Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι οι συγκεντρώσεις νιτρικών αλάτων του εδάφους γενικά κορυφώθηκαν κατά τη διάρκεια του σταδίου ταχείας ανάπτυξης της καλλιέργειας καλαμποκιού προτού μειωθούν καθώς τα φυτά απορροφούσαν άζωτο.
Τα μοντέλα μηχανικής μάθησης εξήγησαν περίπου το 35% της διακύμανσης των επιπέδων νιτρικών αλάτων του εδάφους σε ανεξάρτητες καλλιεργητικές περιόδους, ενώ η ακρίβεια πρόβλεψης για τα επίπεδα αμμωνίου ήταν χαμηλότερη. Παρά τις διαφορές στην παραγωγικότητα μεταξύ της μειωμένης-εισόδου και των οργανικών συστημάτων, και τα δύο συστήματα εμφάνισαν παρόμοια εποχιακή δυναμική αζώτου, υποδηλώνοντας ότι η θερμοκρασία και ο χρονισμός παίζουν κυρίαρχο ρόλο στην ανοργανοποίηση του αζώτου ανεξάρτητα από τη διαχειριστική προσέγγιση.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η ίδια η βιομάζα της καλυπτικής καλλιέργειας είχε ασθενέστερη επίδραση στη διαθεσιμότητα αζώτου από ό,τι αναμενόταν, πιθανότατα επειδή τα επίπεδα βιομάζας διέφεραν σχετικά λίγο μεταξύ των ετών σε σύγκριση με τις καιρικές συνθήκες. Πρόσθεσαν ότι μελλοντικές εργασίες ενσωμάτωσης εμπειρικών δεδομένων με μοντέλα{1}}που βασίζονται σε διαδικασίες θα μπορούσαν να βελτιώσουν τις προβλέψεις σε διαφορετικά εδάφη και κλίματα.
Επικεφαλής της μελέτης ήταν ο Rabin KC με συν-συγγραφείς G. Philip Robertson και Sieglinde Snapp. Η χρηματοδότηση χορηγήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών Long-Term Ecological Research Program, το USDA Long-Term Agroecosystem Research Program και το Michigan State University AgBioResearch.
