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Accès ouvert déclaré 2025 article

How is Nitrogen Use Efficiency Impacted by Varying Contributions from Fertilizer, Manure, and Biological Fixation in U.S. and Global Croplands?

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Highlights NUE response to N addition is dependent on N source (fertilizer, manure, and biological fixation). Random forest models captured 71% and 47% NUE variance for CONUS and global croplands. Contribution from biological N fixation was most important for explaining NUE variance, followed by manure and fertilizer contributions. ABSTRACT. Nitrogen use efficiency (NUE) is a useful indicator of the tradeoffs among cropland harvest nitrogen (N) and total N fertilization. Total N fertilization can be fulfilled by different sources depending on local availability, livestock production, land use and crop distribution, and economics, all of which change drastically in space and time. While NUE assesses crop harvest N response to total N fertilization, it typically does not distinguish between N fertilization sources, and thus little is known on how varying contributions from diverse N inputs impact NUE achieved in a region and year. Here, we use long-term (1961–2020) N budgets combined with random forest modeling to address this knowledge gap for global croplands, with a finer spatial emphasis on conterminous United States (CONUS) croplands. Random forest models using fractional fertilization contributions (Ffert, Fmanure, and Fbnf for synthetic fertilizers, livestock manure, and biological N fixation, respectively) and captured 71% and 47% of space-time variance in NUE for CONUS and global croplands, respectively. Fbnf was the most important predictor for explaining variance in county/country-year NUE, followed by Fmanure, and Ffert. Contributions from each of the input sources exerted distinct controls on NUE through its observed ranges and these controls were visualized using partial dependence plots for NUE. The models establish that regions and years where a higher proportion of total N fertilization is met by biological N fixation (relative to fertilizers and manure) have higher NUE. Overall, our findings improve understanding of how NUE may be optimized by managing diverse N sources with the aim of meeting economic and sustainability goals. Keywords: Chemical fertilizers, Livestock, Nitrogen cycle, Nutrient budgets, Nutrients.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
How is Nitrogen Use Efficiency Impacted by Varying Contributions from Fertilizer, Manure, and Biological Fixation in U.S. and Global Croplands?
Date Crossref
01/01/2025
Éditeur
American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Missouri pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Pennsylvania State University Department of Agricultural and Biological Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • College of Southern Idaho pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Plant (United States) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • University of California Department of Plant Sciences pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Idaho Twin Falls Research and Extension Center pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Collection Research pays non établi dans la notice
    Institution

University of Missouri, Department of Agricultural and Biological Engineering — Pennsylvania State University et College of Southern Idaho, avec 4 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Crop Yield and Soil FertilityPhosphorus and nutrient managementSoil Carbon and Nitrogen Dynamics

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