Soja tvori naravno partnerstvo z bakterijami, ki kolonizirajo korenine rastline. Bakterije v zameno za sladkorje pretvorijo atmosferski dušik v obliko, ki jo rastlina lahko uporabi, s čimer zagotovijo velik del dušika, potrebnega za rast in razvoj zrn.
Zgodovinsko je veljalo, da ta oskrba, skupaj z dušikom iz tal, zadovoljuje potrebe rastline po dušiku, vendar vedno večji potencial pridelka postavlja vprašanje, ali je to še vedno tako, pravijo raziskovalci na Oddelku za rastlinske znanosti in Illinois Extension ; obe enoti sta del Visoke šole za kmetijske, potrošniške in okoljske znanosti (ACES) v Illinoisu.
Visoko donosna soja postavlja vprašanja o potrebah po dušikovih gnojilih
Soja je rastlina z visoko vsebnostjo beljakovin, beljakovine pa niso poceni. Dušik je ključna sestavina aminokislin, ki so gradniki beljakovin. Ko se pridelek soje poveča, mora rastlina proizvesti več beljakovin, kar posledično zahteva več dušika. Zato nekateri raziskovalci in kmetje verjamejo, da dodajanje dušikovih gnojil pomaga rastlini zadovoljiti to povečano povpraševanje.
"Neprekinjeno genetsko izboljševanje je vztrajno povečevalo potencial donosa soje in potrebo po dušiku, kar je sprožilo vprašanja o dopolnjevanju oskrbe z gnojili," je dejal Emerson Nafziger, zaslužni profesor rastlinskih znanosti. "Ljudje so se spraševali, ali soja ne bo mogla zagotoviti vse energije za visoke pridelke, pa tudi energije, potrebne za fiksiranje tako velike količine dušika."
To idejo spodbujajo zelo oglaševani "rekordni" donosi, ki se pogosto pripisujejo intenzivnim praksam, vključno z dušikovimi gnojili, pravi Nafziger. Te anekdotične trditve niso podprte z razpoložljivimi raziskavami in so deloma spodbudile Nafzigerja ter njegova kolega Giovania Preza Fontesa in Joshuo Vonka, da so se lotili tega vprašanja.
Terenski poskusi kažejo na minimalno korist pridelka zaradi uporabe dušika
Da bi preverili, ali se soja odziva na dodaten dušik, je ekipa U. of I. izvedla devet terenskih poskusov na štirih lokacijah v Illinoisu med letoma 2014 in 2017. Pregledali so pridelek soje, ko je bilo dušikovo gnojilo uporabljeno v vsaki od štirih stopenj rasti: sajenje, cvetenje , nastavitev strokov, polnjenje semen in na vseh teh štirih stopnjah.
Raziskovalci so ugotovili, da je uporaba dušika v vseh štirih fazah v večini primerov povečala pridelek, vendar ne dovolj, da bi pokrila stroške gnojila. Nafziger poudarja, da izboljšanje donosa, ki so ga opazili zaradi ponavljajočih se aplikacij, ni priporočilo, da bi kmetje sledili temu zgledu.
"Čeprav je bilo to povečanje zaradi ponavljajočih se aplikacij zanimivo, je vsako zdravljenje, ki stane dvakrat do trikrat več od vrednosti dodatne proizvodnje, zanesljiv način za izgubo denarja," je dejal. "Ljudje, ki poskušajo postaviti rekorde pridelka, bi to lahko vseeno storili, vendar tega nikoli ne bi smeli storiti na običajnih proizvodnih poljih."
V vseh letih in na vseh lokacijah so bili pridelki soje dobri do izjemni, ne glede na uporabo dušika. Enkratna uporaba dušika med cvetenjem, nastavitvijo strokov ali polnjenjem semen ni bila dosledna.
"Ugotovili smo malo odziva na uporabo dušika v posameznih reproduktivnih fazah, od cvetenja do polnjenja semen, kljub dejstvu, da pokrivajo obdobje, ko je povpraševanje po pridelku veliko, ko se oblikujejo stroki in se začne polnjenje semen. To je pokazalo, da je razpoložljivost dušika v kritičnih fazah nastajanje donosa ni bila pomembna omejitev pridelka," je dejala Preza Fontes, docentka za rastlinske vede.
Izjeme najdemo v posebnih tleh in pogojih sajenja
Vendar je bila ena izjema. Ena sama uporaba dušika ob sajenju je znatno povečala pridelek soje v dveh od treh let na ilovnati zemlji na polju kmeta blizu Chillicotheja v Illinoisu. To je bilo nepričakovano, saj so druge študije pokazale, da rastlina, ko se dušik uporablja med sajenjem, manj vlaga v svoj simbiotski odnos z bakterijami, ki vežejo dušik, kar včasih povzroči pomanjkljivosti pozneje v sezoni.
Nafziger to povečanje donosa delno pripisuje lažji teksturi tal na rastišču in nižji količini organske snovi, kar je bilo morda manj ugodno za zgodnjo rast v primerjavi z drugimi rastišči. V enem od dveh let se je zdelo tudi, da je enkratno zdravljenje z dušikom zmanjšalo simptome sindroma nenadne smrti, glivične bolezni, ki se prenaša s prstjo.
"Na to ne moremo računati za nadzor bolezni, vendar se je v tem primeru zdelo, da je to del razloga za povečanje donosa," je dejal Nafziger. "Majhna spodbuda zgodaj v sezoni bi morda zadostovala, da bi rastline in korenine pospešile rast ter jih ohranile v prednosti do konca sezone."
Ena sama uporaba ob sajenju bi lahko pomagala tlom z omejeno razpoložljivostjo hranil v zgodnji sezoni, vendar lahko kmetje v večini primerov zaupajo bakterijam, ki vežejo dušik, da bodo opravile svoje delo. Prostoživeče bakterije v tleh lahko prav tako prispevajo k zgodnji rasti s sproščanjem dušika iz organske snovi v tleh, kar lahko pojasni, zakaj je imel zgodaj uporabljen dušik majhen učinek v tleh z več organske snovi.
"Dušikova gnojila je treba upoštevati le na območjih, kjer se pridelek zaradi dejavnikov tal pogosto začne počasi. To je praksa, za katero menimo, da se ljudje ne bi smeli prenagliti," je dejal Nafziger. "Pravzaprav lahko tisti z lažjimi tlemi ročno nanesejo dušikovo gnojilo na majhno parcelo in opazujejo, ali pridelek tam bolje raste. Če ne, potem gnojilo ni pomagalo.
"Potrebujemo dušik za visoke pridelke koruze, vendar je ena od stvari, zaradi katerih je soja tako pomemben del kolobarjenja na večini kmetij v Illinoisu, ta, da daje visoke pridelke brez stroškov in okoljskih posledic uporabe dušikovih gnojil."
Avtorji so Joshua Vonk, Emerson Nafziger in Giovani Preza Fontes.
Več informacij:Joshua Vonk et al, Odziv soje na dušikova gnojila v različnih tleh,Upravljanje posevkov, krme in trave(2024). DOI: 10.1002/cft2.20304
Zagotovilo College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences na Univerzi Illinois Urbana-Champaign
Ta zgodba je bila prvotno objavljena na Phys.org. Naročite se na naše glasilo za najnovejše posodobitve znanstveno-tehnoloških novic.
