Sojabonen vormen een natuurlijk partnerschap met bacteriën die de wortels van de plant koloniseren. In ruil voor suikers zetten de bacteriën stikstof uit de lucht om in een vorm die de plant kan gebruiken, waardoor een groot deel van de stikstof wordt geleverd die nodig is voor de groei en de graanontwikkeling.
Historisch gezien is het geaccepteerd dat dit aanbod, samen met stikstof uit de bodem, voldoet aan de stikstofbehoefte van de plant, maar het steeds grotere opbrengstpotentieel roept de vraag op of dit nog steeds het geval is, zeggen onderzoekers van het Department of Crop Sciences en Illinois Extension. ; beide eenheden maken deel uit van het College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) in Illinois.
Hoogproductieve sojabonen roepen vragen op over de behoefte aan stikstofmeststoffen
Soja is een eiwitrijk gewas en eiwit is niet goedkoop. Stikstof is een belangrijk onderdeel van aminozuren, de bouwstenen van eiwitten. Naarmate de opbrengst van sojabonen toeneemt, moet de plant meer eiwitten produceren, waarvoor op zijn beurt meer stikstof nodig is. Daarom zijn sommige onderzoekers en boeren van mening dat het toevoegen van stikstofkunstmest de plant helpt aan deze toegenomen vraag te voldoen.
"Voortdurende genetische verbeteringen verhoogden gestaag het opbrengstpotentieel van sojabonen en de behoefte aan stikstof, wat vragen opriep over het aanvullen van het aanbod met kunstmest", zegt Emerson Nafziger, emeritus hoogleraar gewaswetenschappen. "Mensen vroegen zich af of sojabonen niet alle energie zouden kunnen leveren voor hoge opbrengsten, evenals de energie die nodig is om zo'n grote hoeveelheid stikstof vast te leggen."
Dit idee wordt aangewakkerd door de veelbesproken ‘record’-opbrengsten die vaak worden toegeschreven aan intensieve praktijken, waaronder stikstofbemesting, zegt Nafziger. Deze anekdotische beweringen worden niet ondersteund door beschikbaar onderzoek en zijn gedeeltelijk de aanleiding voor Nafziger en zijn collega's Giovani Preza Fontes en Joshua Vonk om het probleem aan te pakken.
Veldproeven duiden op een minimaal opbrengstvoordeel van stikstoftoepassingen
Om te testen of sojabonen reageren op extra stikstof, heeft het team van de U. of I. tussen 2014 en 2017 negen veldproeven uitgevoerd op vier locaties in Illinois. Ze keken naar de opbrengst van sojabonen wanneer stikstofmeststof werd toegepast in elk van de vier groeifasen: planten, bloeien , het zetten van de peul, het vullen van het zaad en in alle vier deze fasen.
De onderzoekers ontdekten dat het toepassen van stikstof op het gewas in alle vier de stadia de opbrengst in de meeste gevallen verhoogde, maar niet genoeg om de kosten van de kunstmest te dekken. Nafziger benadrukt dat de opbrengstverbeteringen die zij zagen bij herhaalde toepassingen geen aanbeveling zijn voor boeren om dit voorbeeld te volgen.
"Hoewel deze toename door herhaalde toepassingen interessant was, is elke behandeling die twee tot drie keer de waarde van de extra productie kost een zekere manier om geld te verliezen", zei hij. "Mensen die opbrengstrecords proberen te vestigen, zouden dit hoe dan ook kunnen doen, maar dit zou nooit in normale productievelden mogen gebeuren."
In alle jaren en locaties waren de opbrengsten aan sojabonen goed tot uitstekend, ongeacht de stikstoftoepassing. Er was geen consistent rendementsvoordeel bij het toedienen van afzonderlijke stikstof tijdens de bloei, het zetten van de peulen of het vullen van de zaden.
"We hebben weinig respons gevonden op het toepassen van stikstof in individuele voortplantingsstadia, variërend van de bloei tot het vullen van zaden, ondanks het feit dat deze de periode bestrijken waarin de vraag naar gewassen hoog is wanneer peulen worden gevormd en het vullen van zaden begint. Dit gaf aan dat de beschikbaarheid van stikstof tijdens kritieke stadia van opbrengstvorming was geen significante beperking van de opbrengst", zegt Preza Fontes, assistent-professor in de gewaswetenschappen.
Uitzondering gevonden in specifieke bodems en plantomstandigheden
Er was echter één uitzondering. Een enkele stikstoftoepassing bij het planten verhoogde de sojabonenopbrengst in twee van de drie jaar aanzienlijk in een leemgrond op een boerenveld nabij Chillicothe, Illinois. Dit was onverwacht omdat uit ander onderzoek is gebleken dat wanneer stikstof wordt toegediend tijdens het planten, de plant minder investeert in de symbiotische relatie met stikstofbindende bacteriën, wat later in het seizoen soms tot tekorten kan leiden.
Nafziger schrijft deze opbrengststijging gedeeltelijk toe aan de lichtere bodemtextuur en het lagere organische stofgehalte van de locatie, wat mogelijk minder gunstig was voor de vroege groei in vergelijking met de andere locaties. In een van de twee jaar leek de enkele stikstofbehandeling ook de symptomen van het plotselinge doodssyndroom, een door de bodem overgebrachte schimmelziekte, te verminderen.
"We kunnen hier niet op rekenen voor de ziektebestrijding, maar in dit geval leek het een deel van de reden te zijn dat de opbrengst toenam," zei Nafziger. "Een kleine impuls vroeg in het seizoen zou genoeg kunnen zijn geweest om de plant- en wortelgroei op gang te krijgen en ze de rest van het seizoen voorop te houden."
Een enkele toepassing bij het planten zou bodems met een beperkte beschikbaarheid van voedingsstoffen in het vroege seizoen kunnen helpen, maar in de meeste gevallen kunnen boeren erop vertrouwen dat stikstofbindende bacteriën hun werk doen. Vrijlevende bodembacteriën kunnen ook bijdragen aan vroege groei door stikstof vrij te maken uit organisch materiaal in de bodem, wat zou kunnen verklaren waarom vroeg toegepaste stikstof weinig effect had in bodems met meer organisch materiaal.
"Stikstofmeststof mag alleen worden overwogen in gebieden waar de oogst vaak traag op gang komt vanwege bodemfactoren. Het is een praktijk waarvan we vinden dat mensen er niet overhaast aan moeten beginnen", aldus Nafziger. "In feite kunnen mensen met lichtere gronden met de hand stikstofmest op een klein perceel aanbrengen en kijken of het gewas daar beter groeit. Als dat niet het geval is, heeft de kunstmest geen nut gehad.
"We hebben stikstof nodig voor hoge maïsopbrengsten, maar een van de dingen die ervoor zorgen dat sojabonen zo'n groot deel uitmaken van de vruchtwisseling op de meeste boerderijen in Illinois, is dat het hoge opbrengsten oplevert zonder de kosten en gevolgen voor het milieu van het toepassen van stikstofkunstmest."
Auteurs zijn onder meer Joshua Vonk, Emerson Nafziger en Giovani Preza Fontes.
Meer informatie:Joshua Vonk et al., Reactie van sojabonen op stikstofmeststoffen in verschillende bodems,Gewas-, voeder- en grasgrasbeheer(2024). DOI: 10.1002/cft2.20304
Geleverd door het College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences van de University of Illinois Urbana-Champaign
Dit verhaal werd oorspronkelijk gepubliceerd op Phys.org. Abonneer u op onze nieuwsbrief voor de laatste sci-tech nieuwsupdates.
