Các nhà nghiên cứu khoa học cây trồng tại trường Đại học Illinois quan tâm tới việc xác định và giảm khoảng cách về năng suất ngô hiện đang giải quyết vấn đề quan trọng này bằng cách đưa ra một cách tiếp cận có hệ thống tới vấn đề này. Một nghiên cứu mới đây của Phòng thí nghiệm về Sinh lý học cây trồng Illinois do Fred Below – nhà sinh lý học cây trồng của trường Đại học Illinois, đã đưa ra ước tính ban đầu về khoảng cách năng suất ngô của vành đai ngô ở Mỹ.

Để xác định số lượng khoảng cách năng suất ngô mà họ định nghĩa dưới hình thức là sự khác biệt giữa sản lượng thực tế của người nông dân và sản lượng tiềm năng cho lĩnh vực đó, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu sự kết hợp của năm yếu tố quản lý khác nhau trong các thử nghiệm ngô sau đậu tương để xác định ảnh hưởng của chúng tới năng suất. Bằng cách sử dụng một hệ thống quản lý tăng cường bao gồm gia tăng quần thể thực vật, biến đổi gien (đặc tính Bt) kháng côn trùng, thuốc diệt nấm chứa strobilurin, cân bằng dinh dưỡng cây trồng (phốt pho-sulfur - kẽm), và nitơ bổ sung, các nhà nghiên cứu đã nhận thấy một sự gia tăng năng suất của hơn 28% hạt ngô so với một hệ thống quản lý tiêu chuẩn.

Nghiên cứu này chỉ ra rằng sản lượng ngô ở Illinois có thể tăng khoảng 28% sử dụng các công nghệ thương mại và các giống lai. Quan trọng hơn, nghiên cứu kết luận rằng không có nhân tố hoặc công nghệ đơn lẻ nào chiếm mức gia tăng về sản lượng này; đúng hơn, nó là kết quả của một tác động cộng gộp được quan sát, hoạt động cùng nhau để cho ra sản lượng cao nhất. Tất cả các yếu tố, trừ quần thể thực vật, là cần thiết để tối đa hóa năng suất và giảm khoảng cách năng suất. "Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định phương pháp thực hành quản lý chung là hiệu quả nhất để tăng năng suất ngô", Laura Gentry, đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư trợ giảng tại trường Đại học Illinois, và là giám đốc nghiên cứu chất lượng nước cho Hiệp hội người trồng ngô Illinois cho biết.

Thiết kế nghiên cứu này kéo theo việc áp dụng một trong năm yếu tố quản lý (quần thể thực vật, đặc tính biến đổi gien, thuốc diệt nấm, phân bón nitơ, phân bón phốt pho – sulfur - kẽm) ở hai cấp độ (truyền thống và tăng cường). Thiết kế này cho phép hai phương pháp xử lý đối chứng quan trọng: công nghệ cao, trong đó tất cả các yếu tố quản lý được áp dụng ở mức độ tăng cường, và truyền thống, trong đó tất cả các yếu tố quản lý được áp dụng ở mức độ thấp hơn. "Xử lý bỏ sót" được tạo ra bằng cách áp dụng một yếu tố đơn lẻ ở cấp độ thấp hơn trong khi tất cả các yếu tố khác được duy trì ở mức cao. Tương tự như vậy, "phương pháp điều trị bổ sung" được tạo ra bằng cách áp dụng một yếu tố duy nhất ở cấp độ tăng cường trong khi duy trì tất cả các yếu tố khác ở cấp thấp hơn.

Nghiên cứu này cũng cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra một số so sánh quan trọng để đánh giá giá trị sản lượng của từng yếu tố công nghệ khi nó là một thành phần trong một hệ thống truyền thống thuộc đầu vào thấp hơn và khi đó là một thành phần của một hệ thống tiên tiến của các yếu tố đầu vào ở cấp cao hơn. Thử nghiệm thực địa được tiến hành trong mùa sinh trưởng năm 2009 và 2010 tại hai địa điểm: Trung tâm Giáo và dục Nghiên cứu Khoa học cây trồng ở Champaign-Urbana (CU), và Trung tâm Nghiên cứu Dixon Springs ở miền nam Illinois (DS). Ngoài việc xác định tác động đơn giản về năng suất, các nhà nghiên cứu cũng đánh giá hiệu quả điều trị đến nhân hạt và trọng lượng nhân hạt. Họ phát hiện ra rằng mỗi yếu tố tăng cường đã bị ngăn cản bởi các hệ thống công nghệ cao, số nhân hạt giảm.

Trọng lượng nhân hạt chỉ bị ảnh hưởng bởi sử dụng thuốc diệt nấm strobilurin. Trong khi đóng góp cho sản lượng của từng yếu tố đạt mức cao nhất khi được áp dụng như là một phần của toàn bộ các yếu tố đầu vào ở mức tăng cường, Gentry giải thích rằng hai yếu tố quản lý đã liên tục có ảnh hưởng nhiều nhất tới tăng sản lượng là tính trạng Bt và các loại thuốc diệt nấm chứa strobilurin. Khi dòng lai mang tính trạng Bt bị bỏ sót từ hệ thống công nghệ cao này, họ nhìn thấy một sự sụt giảm về sản lượng là 8,7% và tăng năng suất là 4,5% khi tính trạng Bt được bổ sung thêm vào hệ thống truyền thống. "Nông dân biết rằng đặc tính lai là rất quan trọng", Gentry nói. "Họ trả tiền nhiều hơn cho các hạt giống, nhưng nghiên cứu này cho thấy rằng họ đang được bồi thường về mặt sản lượng. Và, với môi trường, chúng tôi đang áp dụng thuốc trừ sâu ít hơn." Mặc dù nhân tố môi trường trong nghiên cứu này có thể hỗ trợ quần thể thực vật lớn hơn 32.000 cây trên một mẫu Anh, nghiên cứu kết luận rằng việc duy trì số lượng cây trồng ít hơn trong khi cung cấp các yếu tố đầu vào khác ở mức độ tăng cường không làm tăng hay giảm sản lượng.