研究发现管理区地图对玉米种植者没什么用
一项多年分析测试了基于土壤条件、地形或其他景观特征的管理区地图是否能够可靠地预测玉米田的哪些部分对更高的播种率或施氮量反应最好。研究发现，与常见的假设相反，田地对相同投入的反应每年都有很大差异。最不可预测的因素——天气——似乎对作物对这些投入的反应影响最大。
新发现发表在《农学杂志》上。
诺伊大学厄巴纳-香槟分校作物科学教授Nicolas Martin表示，管理区绘图源于人们对数字农业的兴趣激增，即使用新的数据收集和分析技术来更好地了解影响作物产量的因素之间的相互作用。他与前诺斯大学博士后研究员卡洛斯·奥古斯丁·阿莱索 (Carlos Agustin Alesso) 一起进行了分析。这些方法使用田间传感器、卫星数据和其他数字工具来跟踪作物对当地条件、肥料、播种量和其他投入的反应。马丁说，我们的目标是最大限度地减少浪费或破坏性做法，同时最大限度地提高产量。
这项新研究使用了一种不寻常的方法来测试管理区地图的预测。
“我们使用农场设备作为打印机，将投入物拼凑而成，就像不同颜色的被子一样，”马丁说。“我们使用完全随机的设计在多个网站上打印了我们的实验。”
研究人员在诺伊州七个典型的非灌溉玉米生产地点进行了这项工作，每个地点都被细分为数百个地块。每个地块都接受随机比例的玉米播种和施氮。每个地块还测量了其土壤成分、地形和其他特定地点的景观特征。除天气外的所有其他变量都在各个领域进行了标准化。试验于 2016 年至 2021 年进行。
通过测量多年来收获期间每个地块的产量，研究人员确定了每年哪些地块对投入最敏感。他们使用先进的随机森林算法来确定哪些因素(例如天气条件、土壤特征或坡度)可以最好地预测更高的施氮量或更高的播种率是否会提高产量。
“我们发现，天气变量是决定氮素用量或种子用量响应空间模式的最重要因素，其次是景观和土壤属性，”马丁说。“我们还发现，每年的反应都会因天气影响而有所不同。它们非常不一致，至少在我们测试的领域是这样。”
他说，这意味着，一年对较高施氮量反应良好的地块，下次种植玉米时可能反应不佳。这使得管理区绘图概念无法可靠地预测作物对投入的反应。
“我们认为这些发现可以部分解释为什么农民采用精准农业技术的程度不均衡，”马丁说。
研究人员相信，更多的多年数据和更好的现场传感器和分析工具最终可以提高管理区测绘的预测能力。
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