Die gebruik van hierdie berokingsmiddels om grondgedraagde siektes te beheer, het positiewe uitwerking op die gewas buite siektebeheer gehad. Totale en bemarkbare opbrengs en knolset was hoër in persele wat met enige berokingsmiddel behandel is as wat dit was in die nie-berokte kontrole persele by al die stikstofhoeveelhede wat getoets is.
In Noord-Amerikaanse aartappellandbou word chemiese berokingsmiddels soos metamnatrium en chloropikrien dikwels gebruik om grondgedraagde siektes te beheer. Hierdie benadering tot siekte-onderdrukking kan egter 'n tweesnydende swaard wees.
Enersyds is beroking hoogs doeltreffend om grondgedraagde siektes soos gewone skurfte en aartappel vroeë dood te beheer, ten minste vir een groeiseisoen. Met minder grondgedraagde patogene kan aartappelplante gesonder, meer robuuste wortelstelsels ontwikkel, wat hulle beter maak om grondvoedingstowwe vas te vang en stikstofinsetbehoeftes te verminder. Alternatiewelik kan grondgedraagde siekte onderdrukking verhoog stikstof insetvereistes deur die maksimum opbrengs wat die gewas in staat is om te behaal, te verhoog.
Aan die ander kant het grondberokingsmiddels effekte op die grondmikrobiese gemeenskap verder as hul effekte op patogene. Daar is byvoorbeeld gevind dat berokingsmiddels die tempo van grondstikstofkringloop en mikrobiese respirasie verminder. Hulle kan ook populasies van sommige siekte-onderdrukkende mikrobes verminder, wat die graad verhoog waartoe die produsent op beroking moet staatmaak om patogene in die toekoms te beheer. Kortom, chemiese grondberoking kan 'n negatiewe uitwerking op grondgesondheid hê.
Ons benadering tot hierdie vraag
Ons het die woord "mag" baie in die laaste twee paragrawe gebruik. Tot op hede was daar baie min navorsing oor of beroking die optimale stikstoftempo in enige gewas verander. Dit is ook onbekend hoe lank dit neem vir die mikrobiese gemeenskap om te herstel van 'n berokingsbehandeling, of as dit ooit gebeur.
Ons stel voor om hierdie vrae in a veldstudie op Russet Burbank-aartappels wat in 2016 en 2017 uitgevoer is. In elke jaar het ons studiepersele in die herfs beroking gehad voordat aartappels met metamnatrium of chloropikrien geplant is. 'n Nie-berookte kontrole is ook ingesluit. In die volgende jaar is elke perseel in vyf subpersele verdeel, wat elk stikstof teen 'n ander tempo ontvang het. Alle subpersele het 40 pond stikstof per akker as DAP (18-46-0) ontvang tydens plant, en elkeen het óf 0, 80, 140, 200 of 260 pond per akker as ESN (44-0-0) by opkoms ontvang, vir totale stikstofkoerse van 40, 120, 180, 240 of 300 pond per akker.
Ons het gewasreaksies op hierdie berokings- en stikstoftempo-behandelings gemeet in terme van knolset, opbrengs, grootte en kwaliteit, simptome van vroeë dood van aartappels, die hoeveelheid stikstof wat per pond toegedien word, en die toename in opbrengs per pond toegediende stikstof, onder andere. Ons het grondmikrobiese reaksies gemeet in terme van Verticillium propagule-digtheid, respirasietempo's en grondnitraat- en ammoniumkonsentrasies.
Beroking onderdruk siekte, verbeter opbrengs
Soos verwag, het berokingsmiddels hul primêre doel suksesvol gedien om grondgedraagde patogene te beheer. Hulle het albei bevolkings van lewensvatbare verminder Verticillium dahliae voortplantings in die grond en die erns van blaar simptome van aartappel vroeë dood. Chloropikrien het ook die voorkoms van gewone skurfte in knolle verminder.
Die gebruik van hierdie berokingsmiddels om grondgedraagde siektes te beheer, het positiewe uitwerking op die gewas buite siektebeheer gehad. Totale en bemarkbare opbrengs en knolset was hoër in persele wat met enige berokingsmiddel behandel is as wat dit was in die nie-berokte kontrole persele by al die stikstofhoeveelhede wat getoets is. Hierdie effek op opbrengs het nie die agronomiese optimum stikstoftempo waarteen opbrengs gemaksimeer is betekenisvol verander nie.
Die hoeveelheid stikstof wat die gewas per akker en per pond toegediende stikstof opgeneem het, was albei hoër in persele wat met chloropikrien of metamnatrium berook is as in nie-berookte kontrolepersele. Die gebruik van enige berokingsmiddel het ook die hoeveelheid opbrengs wat geproduseer word per pond toegediende stikstof verhoog. Al hierdie verskille weerspieël die verskille tussen behandelings in knolopbrengs (biomassa) wat in die vorige paragraaf beskryf is. Hulle was nie te wyte aan verskille in knolstikstofkonsentrasie of die hoeveelheid stikstof wat in die stokke teenwoordig was net voor wingerdstok doodmaak nie.
Nie 'n Magic Bullet nie
Terwyl chloropikrien en metamnatrium beide voordele verskaf het in terme van siektebeheer, opbrengs en stikstofgebruiksdoeltreffendheid, was hul effek op mikrobiese aktiwiteit buite patogene oor die algemeen negatief. Gebaseer op CO2 emissies uit die grond, wat sterk verband hou met mikrobiese aktiwiteit, beide berokingsmiddels het algehele mikrobiese aktiwiteit onderdruk voor plant en in die middel van die seisoen. Die effek was na oes nie meer waarneembaar nie. In die voorplantmonster was metamnatrium se effek veral sterk.
Plotte wat met enige berokingsmiddel behandel is, het hoër grondammoniumkonsentrasies gehad as die nie-berookte kontrolepersele tydens plant en middelseisoen. Dit dui aan dat grondmikrobes nie ammonium doeltreffend na nitraat omgeskakel het onder beroking nie; hierdie effek was veral sterk wanneer chloropikrien die berokingsmiddel was. Dus, benewens die onderdrukking van mikrobiese aktiwiteit oor die algemeen, het beroking die tempo van stikstofsiklusse in die grond vertraag.
Wat Werk eintlik?
Ons resultate toon dat, terwyl grondberoking met metamnatrium of chloropikrien voordelig is vir die aartappelgewas op kort termyn, 'n newe-effek 'n afname in grond mikrobiese aktiwiteit en veranderde stikstofsiklusse is. Hoe dit grondgesondheid raak, is onseker, en dit sal 'n langertermynstudie neem om uit te vind - een wat grondgesondheid en die mikrobiese gemeenskap van naderby bekyk.
Dit is ook belangrik om ander maniere te oorweeg om grondgedraagde patogene te beheer, veral as daar gevind word dat chemiese berokingsmiddels op lang termyn nadelig vir grondgesondheid is. Is daar ander lewensvatbare opsies vir produsente om grondgedraagde patogene te beheer? Kan beroking minder gereeld of in kombinasie met inenting van voordelige mikrobes gebruik word? Die handhawing van grondgesondheid is noodsaaklik vir die langtermyn-oorlewing van 'n boerdery, maar strategieë om grondgesondheid te bevorder, moet nie so duur wees dat dit die boerdery se lewensvatbaarheid op kort termyn benadeel nie.
Om hierdie kwessies aan te spreek, werk ons saam met navorsers regoor die land in 'n multistaat-ondersoek na hoe grondgesondheid deur bestuursbesluite in aartappelverbouingstelsels beïnvloed word, of metodes vir die verbetering van grondgesondheid goed in hierdie stelsels werk, en hoe plant en inkorporering bioberokingsmiddel dekgewasse soos mosterd vergelyk met chemiese beroking om opbrengs te bevorder en siekte te onderdruk.
Hierdie spesialiteitsgewasnavorsingsinisiatief- en USDA/NIFA-befondsde projek is in sy vierde jaar, en die jaar wanneer ons die minste voorlopige antwoorde op hierdie vrae sal kry. Die verbetering van grondgesondheid is 'n stadige en komplekse proses, veral met 'n uitdagende gewas soos aartappels. Daarom sal hierdie studie na 2022 verleng moet word om te leer of doeltreffende strategieë steeds grondgesondheid verbeter terwyl grondgedraagde patogene oor veelvuldige rotasies en jare beheer word.
- Hierdie navorsing is ondersteun met befondsing van die Minnesota Area II Aartappelraad, Minnesota Landboukunsmisnavorsing en Onderwysraad, en TriEst Ag Group, Inc. Resultate is gepubliseer in die Amerikaanse Tydskrif vir Aartappelnavorsing September 2021.
- Studie skrywers sluit in James Crants, Carl Rosen en Linda Kinkel by die Universiteit van Minnesota; José Pablo Dundore-Arias by California State University, Monterey Bay; en Andy Robinson en Neil Gudmestad aan die North Dakota State University.