Stikstofbemesting van koring verbou onder bewaringsbewerkingstoestande in die Swartland

DR JOHAN LABUSCHAGNE, INSTITUUT VIR PLANTPRODUKSIE, DEPARTEMENT VAN LANDBOU: WES-KAAP

Kennis rakende die stikstofbehoefte van die koringplant is nodig om ‘n effektiewe stikstofbemestingsprogram te ontwikkel. Hierdeur kan seker gemaak word dat voldoende stikstof beskikbaar is gedurende die meer kritieke stadia in die ontwikkeling van die koringplant.

Graanopbrengs word deur verskeie opbrengskomponente asook omgewingstoestande gedurende die verskillende groeistadiums van die koringplant bepaal. Graanopbrengs word bepaal deur die aantal korrels per plant en die massa van die korrels, uitgedruk as duisendkorrelmassa.

Die aantal korrels per plant word deur die aantal are per plant en die aantal korrels per aar bepaal. Laastens word die aantal korrels per aar deur die aantal sy-are per aar en die aantal korrels per sy-aar bepaal. Samevattend dus: die massa van die korrels geproduseer per eenheidsoppervlakte.

Die voorsiening van stikstof speel ‘n belangrike rol tydens verskeie groeistadia van die koringplant en kan bogenoemde opbrengskomponente sterk beïnvloed.

Stikstofopname volg ‘n tipiese S-kromme. Net na opkoms is die stikstofbehoefte laag, gevolg deur ‘n periode van versnelde toename in stikstofopname, vanaf stoel tot blom, waarna daar weer ‘n afplatting voorkom namate rypwording genader word. Voorsiening van stikstof moet dus so bestuur word dat genoeg stikstof tydens die fase van versnelde stikstofopname beskikbaar sal wees.

Ontwikkeling van die koringplant

Daar moet kortliks na die ontwikkeling van die koringplant gekyk word om die effek van stikstofbemesting op die plant te verstaan. Neem kennis dat al die stikstof nie direk ná toediening beskikbaar is nie. Dien stikstof dus vroegtydig toe.

Ontkieming/Saailingfase (eerste drie tot vier weke ná plant)
Die aantal halms word bepaal en koel, vogtige toestande word vereis.

Stoelstadium (groeistadium 5)
Halmvorming duur voort en lewer die grootste bydrae tot potensiële opbrengs. Ongeveer sewe weke ná opkoms word die lengte en breedte van die potensiële aar bepaal. Dit duur nagenoeg twee weke. Die lengte van die aar gee ‘n aanduiding van die potensiële aantal sy-are (blompakkies), en die breedte – die aantal blommetjies per sy-aar wat gevorm kan word.

Pypstadium (groeistadium 10)
Die hoeveelheid halms wat kan oorleef asook die aantal korrels wat potensieel kan ontwikkel, word bepaal. Die pypstadium duur tot net voor die aar verskyn. Die vlagblaar, sekerlik die belangrikste blaar, maak ook aan die einde van hierdie stadium sy verskyning. By vlagblaarstadium is die aar fisiologies volwasse en besit die hoogste potensiaal in terme van aantal blommetjies per aar.

Aar- of baardverskyning
Die aar aan die hoofhalm verskyn eerste. Die res volg in dieselfde volgorde waarin hulle geïnisieer is. Deur aarsteelverlenging word die aar bokant die vlagblaar uitgestoot en blommetjies ontwikkel gelyktydig tot volwassenheid; dus is die vraag na voedingstowwe, veral stikstof, baie hoog. Die kritieke tyd vir stikstofopname is die vyf weke vanaf baardverskyning tot aan die einde van proteïenneerlegging. Die meeste proteïene word tussen ongeveer 15 tot 20 dae ná blom vasgelê.

Antese of blom
Styselproduksie, ‘n funksie van fotosintese, ná antese, dra grootliks by tot opbrengs. Om te verseker dat styselproduksie maksimaal is, moet fotosintese plaasvind, ‘n proses wat ‘n gesonde groen, stikstofryke blaar benodig. Die blare, veral vlagblaar, moet dus ten alle tye beskerm word. Stikstofvoorsiening is ‘n belangrike komponent van blaarfunksie en -oorlewing en moet optimaal bestuur word. Dit is belangrik om kennis te neem dat geen blare ná die vlagblaar kan ontwikkel nie. Indien daar nou fout kom, sal korrelvul en kwaliteit erg benadeel word. Stikstof vertraag die afsterf van blare en laat toedienings kan hierdeur graan van goeie kwaliteit verseker. Bestuiwing duur ongeveer vyf tot sewe dae.

Hierdie stadium is uiters sensitief vir ongunstige omgewingstoestande. Weens kompetisie sal al die blommetjies per sy-aar of blompakkie nie bestuif en bevrug word nie. Die aantal korrels per sy-aar gee dus ‘n aanduiding van groeitoestande tydens bestuiwing en bevrugting. Die aantal korrels per aar is een van die belangrikste bydraende komponente tot graanopbrengs. Meer as 40 korrels per aar dui op uitstekende voorafgaande groeitoestande. Daar moet gepoog word om die afspeen van blommetjies in die 14 dae tussen vlagblaar en blom (antese) so ver moontlik te verhoed. Voldoende stikstof is belangrik om hierdie afspeen van blommetjies te beperk. Reeds bestuifde blommetjies speen gewoonlik relatief moeilik af.

Korrelvul
Hierdie is die finale stadium waarin die bevrugte blommetjies korrels vorm. Korrelmassa is een van die belangrikste bydraers tot finale graanopbrengs. Onder ongunstige toestande sal kleiner, verkrimpte korrels gevorm word wat opbrengs en kwaliteit benadeel.

Proteïenneerlegging vind plaas gedurende die eerste twee tot drie weke ná bestuiwing, waarna styselneerlegging volg. Styselneer legging het veral te doen met hektolitermassa, dit wil sê hoe vet die pitte is. Die lengte van korrelvul word deur omgewingstoestande beïnvloed en kan wissel tussen 35 tot 65 dae. Stremming hier gaan gewoonlik gepaard met graan van hoë proteïen en lae hektolitermassa.

Stikstofbehoefte

Die effek van stikstofbeskikbaarheid gedurende kritieke groeistadia van die koringplant is deur verskeie navorsers bestudeer en kan soos volg saamgevat word:

• Stikstoftoediening tot en met groeistadium 10 (begin pyp) verhoog graanopbrengs; en toedienings ná groeistadium 10 wat vlagblaar, aarverskyning, antese en selfs graanvulstadium kan insluit, kan die stikstofinhoud van die graan verhoog.
• Vroeë stikstofbemesting (tot ongeveer groeistadium 10) verseker hoë graanproduksiepotensiaal, veral as gevolg van groter blaaroppervlaktes. Ná aarverskyning is dié effek egter minder prominent. Indien min of geen stikstofverliese voorkom nie, sal alle stikstof wat vroeg toegedien is dus die grootste potensiaal inisieer – gewoonlik gepaardgaande met groter blaaroppervlaktes (fotosintese-oppervlakte), insluitend die vlagblaar. Vroeë toediening van stikstof tydens groeistadiums 5 (stoel) tot 10 (begin van die pypstadium) verseker ook meer are per plant en indien genoeg stikstof beskikbaar is, beter oorlewing van sekondêre halms. Aarlengte word verhoog en in ‘n mindere mate die aantal sy-are asook die aantal pitte per sy-aar. Die netto effek van vroeë stikstoftoedienings is dus meer pitte per aar. Duisendkorrelmassa kan ook positief beïnvloed word.
• Dit is belangrik om egter nie na opbrengskomponente afsonderlik te kyk nie, maar opbrengs per oppervlakte-eenheid. Die produsent moet seker maak dat daar genoeg stikstof beskikbaar is tydens groeistadiums 5 tot 10 vir graanproduksie en ná groeistadium 10 (wat vlagblaar, groeistadium 15 en antese, groeistadium 20, insluit) om graanproteïen in stand te hou.
• Onthou: opbrengspotensiaal word vroeg vasgelê en oesverliese as gevolg van ongunstige omgewingstoestande (wat gebrekkige stikstofvoorsiening insluit), vind grootliks in die stadium van vlagblaar tot waar korrels meer as 40% vog bevat, plaas.
• Om die mees effektiewe benutting van stikstof te bewerkstellig moet stikstof as die regte bron, op die regte plek en tyd en teen die regte peil toegedien word. ‘n Belangrike produksie- en omgewingsuitdaging is om beskikbare grondstikstof in verhouding te bring met dit wat die plant kan benut sodat stikstofverliese (vervlugtiging en loging) tot ‘n minimum beperk kan word. In die praktyk is dit moeilik om alles reg te doen; daar moet verseker word dat genoeg plantopneembare stikstof in die wortelsone ten alle tye beskikbaar sal wees. Die doel moet nie net wees om hoë graanopbrengste te verseker nie, maar ook graan van aanvaarbare kwaliteit, veral die proteïeninhoud.

Die Wes-Kaapse Departement van Landbou

Navorsing deur die Wes-Kaapse Departement van Landbou in die Swartland het aangetoon dat 117 kg N/ha, 103 kg N/ha en 69 kg N/ha deur die koringplant (SST 027) verwyder word in onderskeidelik koring-medic-, koring na kanola- en koringmonokultuurstelsels waar geen stikstof (0 0 0) toegedien word nie (Tabel 1).

Daar kan dus aangeneem word dat bogenoemde hoeveelhede stikstof deur mineralisasie (die vrystelling van stikstof uit die organiese grondfraksie) beskikbaar gestel word.

Die nuutste neiging is om te bepaal hoeveel totale plantbeskikbare N met plant in die grondprofiel (wortelsone) beskikbaar is en stikstofbemesting daarvolgens te beplan. Hierdie studie het aangetoon dat die stikstofinhoud van die boonste 200 mm grond tussen verskillende wisselboustelsels deur die groeiseisoen verskil (Grafiek 1).

Weens lae grondtemperature gedurende die groeiseisoen is stikstofmineralisasie in die Swartland laag en word stikstofvlakke van ongeveer 40 kg/ha - 60 kg/ha minerale-N in die boonste 200 mm van die grond gedurende die groeiseisoen in braakpersele gemeet (Grafiek 1).

Hierdie persele is reeds sedert 1996 in stelselproewe, waar geenbewerking toegepas en maksimum behoud van oesreste bewerkstellig word. Bydraend tot bogenoemde, word verwag dat plant residuele stikstof sal verskil aangesien peulgewasse, grane en Brassica (kanola), waarvan die verhouding van C:N verskil, ingesluit word in verskillende wisselboustelsels.

Graanopbrengste van 3 939 kg/ha, 3 364 kg/ha en 2 191 kg/ha met ‘n proteïeninhoud van 12%, 11% en 10% het onderskeidelik binne die koring-medic-, koring na kanola- en koringmonokultuurstelsels waar geen stikstof
(0 0 0) toegedien is nie, gerealiseer (Tabel 2). Dit is dus duidelik dat stikstofmineralisasie tussen stelsels verskil, met gevolglike verskille in opbrengs en kwaliteit. Hierdie verskil moet in ag geneem word wanneer stikstofbemestingstrategieë bepaal word.

Dit is duidelik dat groter hoeveelhede stikstof in die koring-medic-, en koring na kanola-stelsels onttrek word as in koringmonokultuur. Volgens Lemon (2007) is die hoeveelheid stikstof wat deur ‘n peulgewasweiding gebind word proporsioneel tot die droëmassa geproduseer. Hoogs produserende medicweidings sal dus meer N na die daaropvolgende koring (nie-peulgewasfase) oordra, wat tot verlaging in die stikstofbemestingsbehoefte sal lei.

Volgens die Misstofvereniging van Suid-Afrika (MVSA), 2007, kan ‘n produsent sy stikstofpeil op koring na een tot drie jaar medic met 50% verminder, indien vergelyk word met die aanbeveling vir koring in ‘n konvensionele stelsel.

Ná vyf tot agt jaar lusern (Suid-Kaap) word geen stikstofbemesting in die eerste koringjaar aanbeveel nie. Met inagneming van omgewingstoestande word die aanbevole stikstofpeil geleidelik verhoog totdat dit weer 100% is in die vierde koringseisoen ná die lusernfase.

Dit is nie net die wisselboustelsel wat die finale stikstofpeil wat benodig word sal bepaal nie. Volgens die MVSA handleiding moet die volgende faktore ook in ag geneem word:

• Vir elke verwagte 500 kg opbrengsafwyking vanaf die kampgemiddeld, pas stikstofpeil dienooreenkomstig met 10 kg N/ha aan.
• Neem tekstuur in ag by bepaling van die stikstofpeil.
• Die aantal jare ná omskakeling na bewaringsbewerking, byvoorbeeld waar omgeskakel word van konvensionele koringmonokultuurstelsels na koringmonokultuur onder bewaringsbewerking, sal stikstofpeile eers in die derde en vierde jaar met 20% verminder word en in die daaropvolgende jare met 40% van die oorspronklike peil aanbeveel in die konvensionele stelsel.
• Effektiwiteit van die planter met plasing van stikstof tydens plant asook grondtoestande met plant.

Omdat die koringmonokultuurstelsels inherent lae stikstofvlakke toon, reageer hierdie stelsel dan ook beter op stikstofbemesting (is dus meer afhanklik van toegediende stikstof) indien vergelyk met die ander twee stelsels wat by die Swartland in die studie ingesluit is.

Gedurende die studietydperk was die gemiddelde agronomiese effektiwiteit (netto toename in kilogram graan geproduseer, per kilogram stikstof toegedien) 5 kg, 8 kg en 15 kg graan/kg N toegedien vir die koring/medic-, koring na kanola- en koringmonokultuurstelsels onderskeidelik.

Effektiwiteit ten opsigte van toegediende stikstof is van kardinale belang aangesien groot hoeveelhede toegediende stikstof verlore kan gaan as gevolg van loging, denitrifikasie, vervlugtiging en vaslegging, afhangende van omgewingstoestande en watter stikstofbron gebruik word.

Die vlak gronde van die Swartland en Suid-Kaap (meestal net 15 cm - 40 cm diep) en gepaardgaande winterreën kan veroorsaak dat stikstofverliese veral vroeg in die seisoen aansienlik kan wees. Daar word bereken dat ongeveer 50% - 60% van die toegediende stikstof verlore kan gaan en dus nie deur die plant benut word nie.

Aangesien die meeste van die opbrengskomponente in lentekoring ongeveer 60 dae ná plant reeds geïnisieer is (beskikbaarheid van stikstof baie belangrik) moet seker gemaak word dat voldoende stikstof tydens hierdie periode beskikbaar sal wees. Bepaling van profiel-beskikbare stikstof so kort as moontlik voor plant kan ‘n belangrike bestuurshulpmiddel wees.

Dit is belangrik dat voldoende stikstof later in die seisoen beskikbaar sal wees om graan met ‘n proteïeninhoud van minstens 12% te lewer. Grafiek 2 (a) toon duidelik dat proteïen in die koring-medic-stelsels relatief hoog is en reeds by 30 kg N/ha gemaklik bo 12% is. Daarenteen is die gemiddelde proteïenvlakke in die koring na kanola en koringmonokultuur laer as die 12% gestel vir B1 gradering. Die aanvanklike daling in proteïen in Grafiek 2 (b) en Grafiek 2 (c) is ‘n aanduiding dat te min stikstof in die stelsel beskikbaar is waar 30 kg N/ha of minder toegedien is.

Grafiek 2 (a) toon duidelik dat die koring-medic-stelsel selfs by 30 kg N/ha goed voorsien is van plantbeskikbare N. Differensiële toediening (verdeling) van stikstof moet gedoen word om proteïen te bestuur. Tabel 2 toon dat verskillende bestuurstrategieë binne ‘n gegewe peil graanproteïenvlakke beïnvloed. Waar die meeste van die stikstof vroeg in die seisoen toegedien word, ontstaan die gevaar dat graanproteïenvlakke kan daal met gepaardgaande afgradering veral in die koring na kanola en koringmonokultuurstelsels.

In sanderige grond kan stikstof wat vroeg in die seisoen toegedien is, loog en dieper as die bestaande wortelstelsel beweeg wat tot verlies in opbrengspotensiaal kan lei. Indien die wortelstelsel later dieper ontwikkel, kan dit moontlik hierdie geloogde N benut wat weer hoër graanproteïen tot gevolg kan hê. Die gronde van die Swartland en Suid-Kaap is egter vlak (15 cm - 40 cm) en bied nie bufferkapasiteit om diep wortelstelsels toe te laat wat foute met stikstofbemesting kan “versag” nie.

Gewoonlik daal die stikstofverbruiksdoeltreffendheid namate stikstofpeile verhoog word. Seisoen dra verreweg die meeste by tot variasie in graanproteïeninhoud, gevolg deur N-bemesting, die wisselboustelsel, grondtipe en planttyd asook ander faktore van mindere belang.

Dit is gewoonlik moeiliker om hoë graanproteïen te handhaaf onder toestande wat aanleiding gee tot hoë graanopbrengste. Blaarbespuiting met stikstof kan hierdie verdunningseffek beperk. Toestande wat graanvulling verhaas, beperk verder styselakkumulasie wat lei tot kleiner graan met ‘n verhoogde proteïeninhoud.

Deur dus laat te plant kan die graanvullingsperiode en dus graanopbrengs verlaag word, gewoonlik gepaardgaande met ‘n hoër proteïeninhoud. Die hoër proteïeninhoud vergoed egter nie vir die laer graanopbrengs nie, met ‘n gevolglike verlies aan inkomste.

Diep bewerking of versteuring van die grond het gewoonlik tot gevolg dat N-mineralisasie verhoog, wortels dieper indring en dus aan meer N blootgestel word. Die korttermyngevolg is verhoogde plantproduktiwiteit as gevolg van groter beskikbaarheid van grond-N. Verhoogde voorsiening van stikstof kan egter die transpirerende blaaroppervlakte in so ‘n mate verhoog dat vog teen graanvulling beperkend kan wees.

Die vlak gronde van die koringproduserende streke van die Wes-Kaap dra by tot hierdie risiko omdat gestoorde profielbeskikbare water meestal baie laag is. Indien diep bewerk word, moet die stikstofbemestingsprogram aangepas word. Diep bewerking is egter nie aan te beveel nie aangesien verhoogde versteuring aanleiding gee tot verlaging in grondkoolstofvlakke – ‘n belangrike aanwyser van grondproduktiwiteit.

Bestuur blaaroppervlakte reg

Stikstofbemesting moet so bestuur word dat stikstof beskikbaar is in hoeveelhede wat die plant optimaal kan benut. Te veel stikstof baie vroeg in die groeiseisoen stimuleer stoel, gevolglik ontwikkel meer syhalms met ‘n toename in transpirerende blaaroppervlakte. Onder droogtestremmingstoestande sal hierdie plante dus baie gouer onder stremming verkeer as plante wat aanvanklik minder stikstof ontvang het. Dit is dus veiliger om stikstof te verdeel en toe te dien soos “voorgeskryf” deur die seisoen.

Bestuur elkeen afsonderlik

Dit is dus baie moeilik om voortydig te voorspel watter stikstofbestuurstrategie die beste vir ‘n gegewe seisoen sal wees. Volgens Grafiek 3 a tot c is dit duidelik dat 60 kg N/ha, graan van aanvaarbare kwantiteit en kwaliteit in ‘n medic na koring-stelsel sal lewer, terwyl kwaliteit ‘n beperkende faktor raak in die koring na kanola- en koringmonokultuurstelsels.

Met toediening van 60 kg N/ha het die koring na kanola en koringmonokultuur 601 kg/ha en 1 195 kg/ha minder graan geproduseer as die vergelykbare opbrengs in die koring na medic-stelsel. Elke kamp/stelsel behoort dus as ‘n afsonderlike entiteit bestuur te word in plaas daarvan om stikstofbemesting op geheel plaasvlak te bestuur.

Verwysings

Lemon, J. 2007. Nitrogen management for wheat protein and yield in the Esparance Port Zone. Bulletin 4707, ISSN 1 833 - 7 236.
Smit, H. 2011. Die laaste kans om opbrengs te verhoog. Koringfokus Sept/Okt 2011. 8 - 9.
Smit, H., Malan, A. en Barnard, A. 2010. Die storie van die koringaar. Koringfokus Nov/Des 2010. P 22 - 23.
Tolmay, J. 2009. Waar kom “ons daaglikse brood” vandaan. Koringfokus. Mrt/Apr 2009. p 30.
Van Biljon, J.J. 1987. Die invloed van verskillende tye van stikstofbemesting op koring.
MSc Agric verhandeling. Universiteit van die Oranje Vrystaat.
Van der Linde, G., Goede, P., Haumann, P., Rabe, R., Swart, H, en Bornmann, J. (eds). 2007. Fertilizer Handbook. FSSA, PO Box 75510, Lynnwood Ridge, 0040.