Pētnieki, analizējot 30 -gadu kukurūzas-sojas-kviešu rotācijas eksperimentu Mičiganā, atklāja, ka seguma ražas pārtraukšanas laiks un gaisa temperatūra bija visspēcīgākie augsnes slāpekļa pieejamības prognozētāji segumu agroekosistēmās, piedāvājot audzētājiem jaunu ieskatu kukurūzas slāpekļa ražošanas pārvaldībā.
Pētījumā, kas tika veikts Kellogg bioloģiskās stacijas ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu vietā, tika izmantoti nejauši meža mašīnmācīšanās modeļi, lai pārbaudītu slāpekļa mineralizācijas dinamiku samazinātās -izvadītās un organiskās augkopības sistēmās no 1990. līdz 2020. gadam. Pētnieki atklāja, ka augsnes neorganiskā slāpekļa, īpaši nitrātu, daudzums pēc }N3-{5} strauji palielinājās un pēc}N3-{5}. maksimumu sasniedza aptuveni 50 dienas vēlāk, īpaši, kad vidējā diennakts temperatūra pārsniedza 12 grādus.
Pētījumā galvenā uzmanība tika pievērsta sarkanā āboliņa segaugiem, ko izmanto kukurūzas ražošanas sistēmās, un tika pētīts, kā laika apstākļi, seguma kultūru biomasa, augsnes mitrums un apsaimniekošanas prakse ietekmē slāpekļa izdalīšanos. Saskaņā ar konstatējumiem dienas pēc segkultūras pārtraukšanas vienmēr bija vissvarīgākais faktors, kas ietekmēja gan nitrātu, gan amonija pieejamību, savukārt temperatūra lielākajā daļā modeļu ieņēma otro vietu pēc nozīmes. Pētījums parādīja, ka slāpekļa izdalīšanos noteica šo faktoru mijiedarbība, nevis kāds atsevišķs mainīgais.
Pētnieki teica, ka atklājumi varētu palīdzēt lauksaimniekiem labāk sinhronizēt slāpekļa izdalīšanos no segaugiem ar ražas pieprasījumu, potenciāli samazinot atkarību no sintētiskajiem mēslošanas līdzekļiem un samazinot ietekmi uz vidi, piemēram, nitrātu izskalošanos un slāpekļa oksīda emisijas. Pētījumā arī konstatēts, ka augsnes nitrātu koncentrācija parasti sasniedza maksimumu kukurūzas ražas straujās augšanas stadijā, pirms tā samazinājās, jo augi absorbēja slāpekli.
Mašīnmācīšanās modeļi izskaidroja aptuveni 35% no augsnes nitrātu līmeņa svārstībām neatkarīgos augšanas periodos, savukārt amonija līmeņa prognozēšanas precizitāte bija zemāka. Neskatoties uz produktivitātes atšķirībām starp samazināto -ievades un organisko sistēmu, abām sistēmām bija līdzīga sezonālā slāpekļa dinamika, kas liecina, ka temperatūrai un laikam ir dominējošā loma slāpekļa mineralizācijā neatkarīgi no pārvaldības pieejas.
Pētnieki atzīmēja, ka pašas segkultūras biomasai bija vājāka ietekme uz slāpekļa pieejamību, nekā gaidīts, iespējams, tāpēc, ka biomasas līmeņi dažādos gados mainījās salīdzinoši maz, salīdzinot ar laika apstākļiem. Viņi piebilda, ka turpmākais darbs, integrējot empīriskos datus ar procesu{1}}balstītiem modeļiem, varētu uzlabot prognozes dažādās augsnēs un klimatiskajos apstākļos.
Pētījumu vadīja Rabins KC kopā ar -līdzautoriem G. Filipu Robertsonu un Zīglindu Snapu. Finansējumu nodrošināja Nacionālā zinātnes fonda ilgtermiņa ekoloģisko pētījumu programma, USDA ilgtermiņa agroekosistēmas izpētes programma un Mičiganas štata universitāte AgBioResearch.
