İyi şeylerin fazlası da bir süre sonra kötü bir şeye neden olabilmektedir. Bu kesinlikle azotlu gübreler için de geçerli bir durumdur. Yeterli azot olmadan, mahsuller iyi gelişmez. Verimler önemli ölçüde azalır. Öte yandan, azotlu gübrenin çok fazla uygulanması, çevreye zarar verebilir. Azot havzaya girerek sucul ekosistemleri kirletebilir. Ayrıca mikroplar, aşırı azotu; iklim değişikliğine karışan bir sera gazı olan azot okside dönüştürebilir.
Minnesota Üniversitesi Tarım Uzmanı Yuxin Miao: “Azot yönetimi küresel gıda güvenliği için hayati öneme sahiptir. Kirliliği ve iklim değişikliğini azaltmak için de çok önemlidir.”
Miao ve meslektaşları, tarımdaki azotu etkin bir şekilde yönetmenin yollarını araştırmaktadır. Araştırmacılar, birkaç yaklaşımı karşılaştırarak; aktif bir gölgelik sensörü tabanlı azot yönetiminin, en etkili yaklaşım olduğunu tespit etti.
Sensör bazlı azot yönetimi; mahsul sağlığını ve canlılığını aktif olarak izlemek için ışık sensörlerini kullanır. Sensörler, mahsul yapraklarından gelen farklı ışık dalga boylarını ölçer. Bu ölçümler, mahsul sağlığı için bir vekil gibi hizmet eder. Tarla ölçümlerine dayanarak, sensörlerdeki yazılım; mahsulün ne kadar azota ihtiyacını olduğunu hesaplayabilir. Çiftçiler bu verileri bitkilere en uygun miktarda azot uygulamak için kullanabilirler.
Miao; hedefin “mahsul azot talebiyle azot arzını eşleştirmek” olduğunu söyledi. Bu, bitkilerin azotlu gübrelere tam olarak en çok ihtiyaç duyduklarında erişmelerini sağlar. Buna karşılık, bu verimi artırabilir. Bu yaklaşımın diğer azot yönetimi stratejileriyle karşılaştırıldığında birçok avantajı vardır.
Miao: “Genel azotlu gübre uygulamasını azalttı. Ayrıca çevreye azot kaybını azalttı ve azot oksit emisyonlarını düşürdü.”
Kanopi (gölgelik) sensörü tabanlı sistemler de başka birçok avantaja sahiptir; sensörleri kullanmak hızlı ve tahribatsızdır. Ayrıca sensörleri satın almanın ötesinde hiçbir ek maliyet yoktur. Bununla birlikte, en yeni sensör modelleri çevresel ışıktan etkilenmez. Bu, üreticilerin hava durumuna bakmaksızın hassas bir ölçüm yapabilmeleri anlamına gelir.
Miao: “Bu teknoloji azotlu gübrelerin kullanımını azaltabilir. Çiftçiler üretim maliyetlerini düşürebilir ve ekonomik getirilerini artırabilir.”
Farklı azot yönetimi stratejilerini test etmek için, Miao ve meslektaşları 2008’den 2012’ye kadar saha deneyleri yaptılar. Çalışma sahası Kuzey Çin’deki Hebei Eyaletindeydi. Araştırmacılar, bir kış buğdayı ve yaz mısırının döndürme sistemi üzerindeki farklı stratejileri test ettiler.
Miao tarafından, test edilen diğer azot yönetim stratejilerinden bazıları da gübre kullanımını azaltmıştır. Fakat hepsinin dezavantajları vardı. Örneğin, bir sistem toprağı, azot seviyeleri için test etmeyi gerektiriyordu. Ancak, bu sistemin emek, zaman ve maliyet kısıtlamaları vardı.
Miao şimdi iyileştirmeler yapmak için çalışıyor. Yeni sistemlerden bazıları, yüksek verimli kırpma sistemleri için daha uygun olacaktır. Diğerleri mevcut elde tutulanlardan daha verimli olabilir. Bu sensör sistemlerinin dünya çapına erişebileceğine inanan Miao’ya göre; bu azot yönetim stratejisi birçok ülkede başlıca ürünlerle birlikte çalışacaktır.
Ancak çiftçilerin bunu yalnız yapamayacağı düşünülmektedir. Çiftçilerin, araştırmacıların ve hizmet sağlayıcıların birlikte çalışması gerekecektir. Bu, özellikle gelişmekte olan ülkelerde, bu sistemin yaygın olarak benimsenmesini kolaylaştırabilir.