Sojabønner danner et naturligt partnerskab med bakterier, der koloniserer plantens rødder. Til gengæld for sukker omdanner bakterierne atmosfærisk kvælstof til en form, planten kan bruge, og leverer meget af det nitrogen, der er nødvendigt for vækst og kornudvikling.
Det har historisk været accepteret, at denne forsyning sammen med kvælstof fra jorden opfylder plantens kvælstofbehov, men et stadigt stigende udbyttepotentiale rejser spørgsmålet om, hvorvidt dette stadig er tilfældet, siger forskere ved Institut for Afgrødevidenskab og Illinois Extension ; begge enheder er en del af College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) i Illinois.
Højtydende sojabønner rejser spørgsmål om behovet for nitrogengødning
Sojabønner er en højproteinafgrøde, og protein er ikke billigt. Nitrogen er en nøglekomponent i aminosyrer, som er byggestenene i proteiner. Efterhånden som udbyttet af sojabønner stiger, skal planten producere mere protein, som igen kræver mere nitrogen. Derfor mener nogle forskere og landmænd, at tilsætning af kvælstofgødning hjælper planten med at imødekomme denne øgede efterspørgsel.
"Igangværende genetiske forbedringer øgede støt sojabønneudbyttepotentialet og behovet for nitrogen, hvilket rejste spørgsmål om at supplere forsyningen med gødning," sagde Emerson Nafziger, professor emeritus i afgrødevidenskab. "Folk spekulerede på, om sojabønner ikke ville være i stand til at levere al energien til høje udbytter såvel som den nødvendige energi til at fikse så stor en mængde nitrogen."
Denne opfattelse er ansporet af meget publicerede "rekord" udbytter, der ofte tilskrives intensiv praksis, herunder nitrogengødning, siger Nafziger. Disse anekdotiske påstande er ikke understøttet af tilgængelig forskning og er til dels det, der fik Nafziger og hans kolleger Giovani Preza Fontes og Joshua Vonk til at tackle problemet.
Markforsøg tyder på minimal udbyttefordel ved nitrogenanvendelser
For at teste, om sojabønner reagerer på ekstra nitrogen, kørte U. of I.-teamet ni markforsøg på fire steder i Illinois mellem 2014 og 2017. De undersøgte sojabønnerudbyttet, når nitrogengødning blev tilført i hvert af fire vækststadier: plantning, blomstring , bælgsætning, frøfyldning og på alle fire af disse stadier.
Forskerne fandt ud af, at tilførsel af nitrogen til afgrøden i alle fire stadier øgede udbyttet i de fleste tilfælde, men ikke nok til at dække omkostningerne ved gødningen. Nafziger understreger, at de udbytteforbedringer, de så ved gentagne ansøgninger, ikke er en anbefaling for landmændene om at følge trop.
"Selvom denne stigning fra gentagne applikationer var interessant, er enhver behandling, der koster to til tre gange værdien af den ekstra produktion en sikker måde at tabe penge på," sagde han. "Folk, der forsøger at sætte udbytterekorder, gør det måske alligevel, men det bør aldrig gøres i normale produktionsområder."
I alle år og lokaliteter var udbyttet af sojabønner gode til fremragende, uanset kvælstoftilførsel. Der var ingen ensartet udbyttefordel ved enkelt nitrogenpåføring under blomstring, bælgsætning eller frøfyldning.
"Vi fandt kun lidt respons på at tilføre nitrogen på individuelle reproduktionsstadier lige fra blomstring til frøfyldning, på trods af at disse dækker den periode, hvor efterspørgslen efter afgrøder er høj, da bælge dannes og frøfyldning begynder. Dette indikerede, at nitrogentilgængeligheden i kritiske stadier af Udbyttedannelsen var ikke en væsentlig begrænsning af udbyttet," sagde Preza Fontes, assisterende professor i afgrødevidenskab.
Undtagelse fundet i specifikke jorde og planteforhold
Der var dog én undtagelse. En enkelt nitrogenpåføring ved plantning øgede markant sojabønneudbyttet på to ud af tre år i en lerjord på en landmands mark nær Chillicothe, Illinois. Dette var uventet, da andre undersøgelser har fundet ud af, at når nitrogen tilføres under plantning, investerer planten mindre i sit symbiotiske forhold med kvælstoffikserende bakterier, hvilket nogle gange fører til mangler senere på sæsonen.
Nafziger tilskriver delvist denne stigning i udbyttet stedets lettere jordstruktur og lavere organiske stof, hvilket kan have været mindre gunstigt for tidlig vækst sammenlignet med de andre lokaliteter. I et af de to år syntes den enkelte nitrogenbehandling også at mindske symptomerne på pludselig dødssyndrom, en jordbåren svampesygdom.
"Vi kan ikke regne med dette for sygdomsbekæmpelse, men i dette tilfælde så det ud til at være en del af grunden til, at det øgede udbyttet," sagde Nafziger. "Et lille løft tidligt på sæsonen kunne have været nok til at få plante- og rodvækst frem og holde dem foran resten af sæsonen."
En enkelt applikation ved plantning kan hjælpe jord med begrænset tilgængelighed af næringsstoffer i den tidlige sæson, men i de fleste tilfælde kan landmænd stole på, at nitrogenfikserende bakterier gør deres arbejde. Fritlevende jordbakterier kan også bidrage til tidlig vækst ved at frigive kvælstof fra jordens organiske stof, hvilket kan forklare, hvorfor tidligt tilført kvælstof havde ringe effekt i jorde med mere organisk stof.
"Kvælstofgødning bør kun overvejes i områder, hvor afgrøden ofte får en langsom start på grund af jordbundsfaktorer. Det er en praksis, som vi ikke mener, folk skal skynde sig ind i," sagde Nafziger. "Faktisk kan dem med lettere jorde måske håndgødning på en lille jord og se, om afgrøden vokser bedre der. Hvis den ikke gør det, så gav gødningen ingen nytte.
"Vi har brug for nitrogen til høje majsudbytter, men en af de ting, der gør sojabønner til en så stor del af afgrødeskiftet på de fleste gårde i Illinois, er, at det giver høje udbytter uden omkostningerne og miljømæssige konsekvenser af at anvende kvælstofgødning."
Forfatterne inkluderer Joshua Vonk, Emerson Nafziger og Giovani Preza Fontes.
Flere oplysninger:Joshua Vonk et al., Sojabønnerespons på kvælstofgødning i forskellige jordarter,Håndtering af afgrøder, foder og græs(2024). DOI: 10.1002/cft2.20304
Leveret af College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences ved University of Illinois Urbana-Champaign
Denne historie blev oprindeligt offentliggjort på Phys.org. Abonner på vores nyhedsbrev for at få de seneste videnskabs-teknologiske nyhedsopdateringer.
