Eficiența utilizării azotului la porumb

Momentul potrivit și forma pentru un randament mai bun

Porumbul este o cultură C4, cu un metabolism evoluat pentru a optimiza creșterea în condiții aride calde. Înțelegerea modului în care funcționează acest metabolism ne poate oferi o perspectivă asupra obținerii unor randamente mai mari din aporturile noastre de îngrășăminte.

Ce este o cultură C4?

Pentru fotosinteză plantele trebuie să extragă carbon din CO2 pentru a face zaharuri, majoritatea plantelor folosesc un tip de fixare a carbonului numit C3 unde întregul proces are loc în celulele mezofilei, unde CO2 este fixat folosind enzimele RuBiSCO.

Porumbul folosește un sistem diferit numit C4, în care CO2 este încorporat în malatul acidului organic și este transportat la celulele fasciculare unde este eliberat și apoi este fixat cu RuBisCO.

Acest proces C4 folosește mai multă energie, dar protejează RuBisCO de fotorespirație (în timp ce RuBisCO se combină cu oxigenul în loc de CO2, ceea ce reduce eficiența sa).

Porumbul și alte plante C4 au dezvoltat acest mecanism ca o modalitate de adaptare la condițiile aride, deoarece fotosinteza C4 utilizează mai puțină apă cu 277 molecule de apă utilizate pentru fiecare moleculă de CO2 fixată, în loc de 833 molecule de apă utilizate în plantele C3 precum grâul. Prin urmare, procesul folosește mai multă energie, dar mai puțină apă pentru fixarea carbonului.

Deci, care este efectul asupra utilizării de azot?

Porumbul a dezvoltat fotosinteza C4 pentru a conserva apă și pentru a putea utiliza CO2 eficient în cazul în care accesul este limitat. Plantele care cresc în condiții de aride conservă apa prin limitarea accesului la CO2 prin stomate. Planta consideră eficiența apei o prioritate prin adoptarea unui mod mai eficient de procesare a CO2.

Forma azotului afectează, de asemenea, eficiența consumului de carbon, diferite forme de N necesitând niveluri diferite de carbon pentru procesare. Azotul azotat necesită 7,4 g de carbon pentru a crea 1 g de proteine, în timp ce azotul aminic și azotatul de amoniu necesită doar 0,6 g de C pentru a face 1g de proteine. Acest lucru se datorează sistemelor de enzime C reductază de azot ineficiente pe care plantele le utilizează pentru a transforma azotul în forme mai utilizabile de azot aminic.

Când hrănim culturile cu azot creștem cantitatea de carbon de care au nevoie pentru a crește. În culturi precum porumbul care au evoluat pentru a fi eficiente în materie de carbon, inversăm această eficiență atunci când le hrănim într-un mod care le face mai puțin eficiente, redirecționând energia din fotosinteză în conversia azotului.

Etapa de creștere influențează eficiența N în porumb

Porumbul răspunde diferit la formele de N în diferite etape de creștere. Dacă ne uităm la răspunsul la doză când vine vorba de aporturile de azot, observăm că există un răspuns de tip „platou liniar”. Inițial, adăugarea de N oferă un răspuns bun al randamentului cerealelor, dar acesta se aplatizează în cele din urmă, cu N suplimentar care nu se mai transformă în randament suplimentar.

Când ne uităm mai atent la stadiul de creștere, putem alege diferite răspunsuri la diferite tipuri de N, ceea ce ne oferă indicii despre cum să folosim agronomia pentru a crește randamentul.

La stadiile de creștere timpurie porumbul răspunde bine la azotat, deoarece creșterea vegetativă este esențială pentru etapele de creștere V1-V11. Cu toate acestea, după V12, azotul suplimentar începe să aibă un efect redus, ceea ce duce la acumularea de azotat în tulpină și nu se transformă în creștere sau randament.

Cercetările privind răspunsul la diferite forme de N între etapele de creștere V12 și V15 arată diferențe mari între răspunsul la azotat, azotat de amoniu și azot aminic. Azotatul are un efect mic sau deloc asupra greutății știuletelui la R1, dar, prin contrast, azotul aminic are un impact mare asupra greutății știuletelui la R1.

Porumbul poate prelua azotatul mai repede decât îl poate transforma în proteine, ceea ce duce la acumularea de azotat în tulpini și la un impact negativ asupra fotosintezei. Malatul se acumulează în frunze (malatul este acid organic pe care porumbul îl utilizează pentru a muta CO2 în celulele fasciculare pentru a fixa carbonul), deoarece planta redirecționează energia de la fotosinteză (folosind enzime RuBisCO) la asimilarea azotului (folosind enzime reductază de azotat) și creșterea boabelor.

Cercetările arată că aplicarea foliară a ureei, și în special urea stabilizată în timpul V12-V15 este mai eficientă decât de 10 ori cantitatea de azotat pentru îmbunătățirea dimensiunii știuletelui la R1.

Chimia LimiN a fost dezvoltată de Levity CropScience pentru a stabiliza N sub forma aminei. Produsele care folosesc LimiN, precum Lono, sunt mult mai eficiente în influențarea creșterii știuletelui decât produsele convenționale cu N aplicate la mai mult de 5 săptămâni după apariție.

Utilizarea Lono pe porumb permite culturii să folosească N suplimentar pentru creșterea reproducerii, mai degrabă decât să creeze un exces de N care trebuie să fie procesat. Cu Lono cultivatorii pot salva greutatea știuletelui în cazul în care îngrășământul convențional este ineficient.

Recomandări

Aplicați 2L pe hectar de Lono între V12 și V15 pentru a crește greutatea știuletelui. În condiții de secetă, aplicații suplimentare între V16 și R2 și între R3 și R5 vor proteja randamentul.