一組超過150份來自美國及其他地區(qū)的數(shù)據(jù)顯示，以特定比例攝取關(guān)鍵營養(yǎng)的生產(chǎn)系統(tǒng)可以帶來玉米的高產(chǎn)——氮和磷的比例是5：1，氮和鉀的比例是1：1，不考慮玉米的產(chǎn)地，高產(chǎn)與營養(yǎng)元素?cái)z取比例直接相關(guān)。

“農(nóng)業(yè)科學(xué)家往往重視氮素的作用，將其視為增產(chǎn)的一種手段，但是這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了營養(yǎng)均衡更為重要。”普渡大學(xué)農(nóng)學(xué)教授tonyvyn說，“如果不能提供充分均衡的營養(yǎng)，產(chǎn)量將無法持續(xù)增加，食品安全也將無法實(shí)現(xiàn)。”

一直以來，美國主要依賴氮肥來提高玉米的產(chǎn)量，在vyn看來，種植者也不應(yīng)該輕視磷、鉀等其他營養(yǎng)元素的作用。

“種植者應(yīng)該像關(guān)注氮素一樣關(guān)注玉米可獲得的鉀的數(shù)量，”vyn說，“玉米對氮和鉀的需求是一樣的，我們要關(guān)注氮和鉀的均衡。這是我們在實(shí)際生產(chǎn)中最大的不足，特別是在東部玉米種植帶。”

美國堪薩斯州立大學(xué)的農(nóng)學(xué)助理教授lgnaciociampitti說，在世界范圍內(nèi)縮小玉米產(chǎn)量的差距，即挖掘特定土壤和氣候條件下的生產(chǎn)潛力的最主要障礙在于，肥料的費(fèi)用高且難以獲取，以及缺乏土壤中固有營養(yǎng)物。

“從全球來看，營養(yǎng)均衡攝取對增產(chǎn)效果顯著，”ciampitti說，“美國之外的種植者也應(yīng)該重視建立兼顧最優(yōu)種植日期、種植密度和害蟲管理等因素的綜合管理系統(tǒng)。”

這項(xiàng)研究揭示了美國與其他地區(qū)在土壤的氮供給上的顯著差別。舉例來說，在沒有額外氮肥料供給的條件下，美國種植的玉米平均每英畝攝取120磅氮肥，相比之下，其他地區(qū)種植的玉米平均每英畝只攝取52磅氮肥。vyn認(rèn)為，美國土壤中氮的高含量與多種因素相關(guān)，比如土壤中固有的較大量的有機(jī)物、玉米帶施肥的歷史以及超級玉米雜交品種的使用。

盡管美國土壤中氮的含量更高，但是美國的玉米在吸收氮肥料時(shí)并沒有比其他地區(qū)更有效率，氮素營養(yǎng)效率這個(gè)測量植物（地表以上）吸收土壤中氮素多少的指標(biāo)在美國和其他地區(qū)都是48%。

vyn認(rèn)為，美國玉米的氮素營養(yǎng)效率之所以不高于其他地區(qū)，部分原因在于：越來越多的肥料使用量會導(dǎo)致“回報(bào)率下降”，肥料使用越多，從玉米中提取同比例的營養(yǎng)也更困難。

“優(yōu)化氮肥使用的時(shí)間和發(fā)展氮素的替代資源或許能夠提高美國玉米生產(chǎn)系統(tǒng)的回報(bào)效率。”vyn說。

1976年至2012年的數(shù)據(jù)顯示，雖然玉米以更高的密度種植，但是單個(gè)玉米吸收利用的氮素、鉀素和磷素的效率是相對穩(wěn)定的。

“從單個(gè)植株來看，相比于之前，玉米作物并沒有吸收更多的養(yǎng)分，”ciampitti說，“因?yàn)榉N植得更為緊密，它們可能還吸收了更少的養(yǎng)分，不過它們以同樣的養(yǎng)分?jǐn)z取生產(chǎn)了更多的果實(shí)。”

不過，vyn表示，種植者需要注意收獲時(shí)節(jié)土壤中養(yǎng)分的減少，維持土壤養(yǎng)分的含量，確保未來的產(chǎn)量不受影響。

“種植者不應(yīng)該過于依賴現(xiàn)代基因技術(shù)來增產(chǎn)，而應(yīng)花費(fèi)相當(dāng)?shù)呐θケ３种参锷L季節(jié)中均衡營養(yǎng)的獲取。”