hrvatski

Prilagodba klimatskim promjenama optimizacijom gnojidbe ratarskih usjeva dušikom

Stabilnost i visina prinosa osnova su isplative poljoprivredne proizvodnje, a optimizacija gnojidbe pretpostavka je ekonomske i ekološke prihvatljivosti i održivosti poljoprivrede. S druge strane, klimatska nestabilnost i promjene u vidu povećanih prosječnih temperatura i sve češćih i izraženijih odstupanja, posebice u pogledu količine i dinamike oborina, značajno utječu na potrebne agrotehničke mjere. Pored neophodne otpornosti genotipova usjeva na nedostatak i/ili suvišak vode, potrebno je optimizirati raspoloživost hraniva tijekom vegetacije. Posebnu pozornost pri tome treba posvetiti gnojidbi dušikom jer dušik kao glavni prinosotvorni element uslijed nedovoljne gnojidbe može limitirati visinu prinosa, a uslijed prekomjerne gnojidbe može opteretiti okoliš i smanjiti isplativost proizvodnje. Cilj istraživanja planiranih u okviru ovog projekta bio je kreiranje sustava racionalizacije gnojidbe dušikom s aspekta stvarnih proizvodnih uvjeta tijekom vegetacije. Takav sustav uvažavao bi specifičnosti tla s aspekta mineralizacije, sortnu specifičnost usjeva, stanje usjeva i vremenske prilike tijekom vegetacije. Za izgradnju takvog sustava bilo je potrebno tijekom dvogodišnjeg istraživanja prikupiti što je više moguće informacija o razlici u produkciji suhe tvari i u prinosu visokoprinosnih i visokokvalitetnih kultivara, o utjecaju optimalne, reducirane i prekomjerne gnojidbe dušikom na prinos kultivara, o interakciji N gnojidbe (optimalna, nedostatna i previsoka), raspoloživosti vode i prinosa, o raspoloživim metodama utvrđivanja optimalne gnojidbe dušikom. Prikupljene istraživačke rezultate planirano je iskoristiti za izradu optimalne strategije praćenja utjecaja raspoloživosti dušika na vegetacije pšenice i kukuruza. Također, planirano je izgraditi sustav pogodan za različite proizvođače, ali i osjetljiv na klimatske promjene i stanje usjeva tijekom vegetacije. U pravcu realizacije navedenih ciljeva provedeni su dvogodišnji vegetacijski pokusi s različitim gnojidbenim tretmanima pšenice i kukuruza. U vegetacijskom pokusu pšenice tijekom obje vegetacije uzgajana je sorta Srpanjka (kvalitetna grupa B1, I.–II. razred kakvoće) kao standard u RH za visinu prinosa. U prvoj je vegetaciji sa Srpanjkom uspoređena nova sorta Lucija (kvalitetna grupa B1, I.-II. razred kakvoće), vrlo slične rodnosti i kvalitete Srpanjki, ali nešto više stabljike što ju čini potencijalno manje otpornom na polijeganje. U drugoj je vegetaciji sa Srpanjkom uspoređena sorta Renata (farinografska kvalitetna grupa A1, I. razred kakvoće), sorta kvalitetnija od Srpanjke, a približno iste visine stabljike. Pokusi su provedeni na proizvodnim površinama Novi Agrar d.o.o. na lokalitetima Josipin Dvor i Kolođvar u 2013. godini te Josipin Dvor i Ernestinovo u 2014. godini. pH vrijednosti tala bila je u rasponu 6, 1-8, 4 (pHH2O) i 4, 9 -7, 5 (pHKCl) uz sadržaj humusa u rasponu 1, 72-3, 63 %, što rezultira značajnim rasponom potencijalne godišnje mineralizacije dušika. Provedena su četiri različita gnojidbena tretmana: 1. kontrola (78 kg/ha N u prvoj vegetaciji i 0 kg/ha N u drugoj vegetaciji), 2. reducirana gnojidba (140 i 105 kg/ha N), 3. optimalna gnojidba (160 i 140 kg/ha N) i 4. prekomjerna gnojidba (184 i 175 kg/ha N). Pred osnovnu gnojidbu provedena je analiza mineralnog dušika u tlu (Nmin kao suma NH4-N i NO3-N) te je praćen utjecaj gnojidbenih tretmana na dinamiku raspoloživih oblika dušika u vrijeme prve i druge prihrane pšenice, a na kraju vegetacije utvrđen je preostali mineralni dušik u tlu. Također je u vrijeme busanja, vlatanja, klasanja i žetve tijekom vegetacije pšenice utvrđen utjecaj gnojidbe na dinamiku alokacije suhe tvari u nadzemne organe pšenice, koncentraciju dušika te na ukupno usvajanje dušika. U fenofazi klasanja provedeno je nedestruktivno mjerenje SPAD indeksa (pokazatelj koncentracije klorofila utvrđen nedestruktivnim mjerenjem lista zastavičara pomoću SPAD 502 Plus klorofilmetra) i egzaktna koncentracija fotosintetskih pigmenata (klorofili i karotenoidi) analizom svježe tvari istih listova zastavičara. Nakon žetve izmjerena su agronomska svojstva (visina biljke, duljina klasa, broj fertilnih i sterilnih klasića) i komponente prinosa (broj klasova i zrna po klasu, masa 1000 zrna). U vegetacijskom pokusu kukuruza u prvoj je vegetaciji uzgajan hibrid BC 344 (FAO 300) na lokalitetu Josipin Dvor i hibrid KWS 2376 (FAO 350) na lokalitetu Kolođvar, a u drugoj vegetaciji (2014.) hibrid BC 678 (FAO 670) na lokalitetu Ankin Dvor i hibrid Agister (FAO 570) na lokalitetu Ernestinovo. Pokusi su provedeni na proizvodnim površinama pH vrijednosti tala u rasponu 6, 1-8, 1 (pHH2O) i 4, 9 -7, 4 (pHKCl) uz sadržaj humusa u rasponu 1, 66-3, 54 %. Provedena su četiri različita gnojidbena tretmana: 1. kontrola (0 kg/ha N), 2. reducirana gnojidba (127, 5 kg/ha N), 3. optimalna gnojidba (170 kg/ha N) i 4. prekomjerna gnojidba (212, 5 kg/ha N). Pred osnovnu gnojidbu provedena je analiza mineralnog dušika u tlu (Nmin kao suma NH4-N i NO3-N) te je praćen utjecaj gnojidbenih tretmana na dinamiku raspoloživih oblika dušika u vrijeme predsjetvene gnojidbe i prihrane kukuruza, a na kraju vegetacije utvrđen je preostali mineralni dušik u tlu. U fazi 5-6 listova provedeno je nedestruktivno mjerenje SPAD indeksa, ali zbog izraženog žilnog tkiva na listu kukuruza ponovljivost rezultata nije bila dobra, podatci nisu bili homogeni i nisu se mogli statistički obraditi, te nisu obrađeni u okviru analize rezultata. Nakon berbe izmjereni su prinosi zrna kukuruza, nadzemne mase te koncentracija N u listu, stabljici i zrnu kukuruza. Glavni očekivani rezultat istraživanja je izgradnja optimalnog sustava praćenja dinamike statusa ishranjenosti usjeva (pšenice i kukuruza) dušikom. Osnovna nova karakteristika takovog sustava je optimizacija gnojidbe dušikom (osnovna gnojidba, predsjetvena gnojidba, prihrane) usklađivanjem sa svojstvima tla, stanjem usjeva te dinamikom temperature i raspoloživosti vode. Elementi usklađivanja optimalne gnojidbe i stanja agroekosustava su sljedeći: 1. dinamika mineralnog dušika u tlu i uvjeti mineralizacije tijekom vegetacije, 2. dinamika produkcije suhe tvari usjeva i status ishranjenosti usjeva dušikom 3. odstupanje temperatura i oborina (količina i raspored) od optimalnih vrijednosti. Za kreiranje ovog sustava korišteni su rezultati prethodno opisanih vegetacijskih pokusa ovog istraživanja (dinamika mineralnog dušika u tlu, utjecaj gnojidbe dušikom na komponente prinosa i prinos pšenice i kukuruza, status ishranjenosti pšenice dušikom, dinamika temperatura i oborina) te ostala istraživačka i stručna iskustva iz prethodnih projekata. Utvrđena je značajna korelacija ukupne količine mineralnog dušika u tlu (Nmin) i gnojidbenih tretmana, kako tijekom vegetacije, tako i u vrijeme žetve/berbe jer je količina Nmin u tlu nakon žetve korespondirala s ostvarenim prinosima pšenice ili kukuruza. Provedena su istraživanja pokazala da na Nmin, kao pokazatelj raspoloživosti N u tlu, vrlo značajno utječe provedena gnojidba dušikom. Stoga je koristan podatak za planiranje gnojidbe prije sjetve i korekcije planirane gnojidbe prihranama tijekom vegetacije. Gnojidba je značajno utjecala i na ishranjenost usjeva dušikom, tj. na koncnetraciju dušika u nadzemnim organima biljke tijekom vegetacije. Ovaj rezultat potvrđuje da se korekcija gnojidbe, tj. prihrane dušikom tijekom vegetacije može provoditi na temelju statusa dušika u listu biljke tijekom vegetacije. Nedestruktivna metoda utvrđivanja SPAD vrijednosti također se može koristiti u istu svrhu kod strnih žitarica. Nedestruktivna je metoda brža, ali je manje precizna i neophodna je kalibracija prema sortama (ili grupi sorata) i prema fenofazama. Podatci utvrđeni u ovom projektu nisu bili dovoljni za navedenu kalibraciju jer je potreban veći broj sorata, veći broj gnojidbenih tretmana i višegodišnje istraživanje s različitim vremenskim prilikama tijekom vegetacija. Međutim, utvrđeni rezultati i odnosi bili su dostatni za kreiranje modela koji pruža mogućnost korekcije gnojidbe na temelju rezultata nedestruktivnih metoda. Gnojidba dušikom značajno je utjecala na agronomska svojstva usjeva, komponente prinosa te visinu prinosa i priroda. Prosječno, kontrolna varijanta rezultirala je najnižim vrijednostima, reducirana gnojidba rezultirala je nižim prinosom od optimalne gnojidbe, a najvećim vrijednostima optimalna ili povećana gnojidba. Povećana gnojidba nije statistički značajno povećala prinose zrna niti prirode slame i kukuruzovine, ali je zbog povećane koncentracije dušika rezultirala prosječno većim iznošenjeme dušika. Posljedično, najveća agronomska učinkovitost gnojidbe dušikom utvrđena je za reduciranu, a najmanja za povećanu gnojidbu. Istraživane vegetacije razlikovale su se u pogledu ukupne količine i rasporeda oborina, te su različito utjecale na visinu prinosa. Tijekom vegetacije 2012./2013. bile su prevelike količine oborina u prvom dijelu vegetacije koji je bio topliji od prosjeka, nepovoljan raspored u drugom dijelu vegetacije, što može objasniti manju masu 1000 zrna i hektolitarsku masu zbog izraženijeg busanja i intenzivnije pojave bolesti. Vegetacija 2013./2014. imala je povoljniji raspored oborina, a vegetacija 2014. bila je povoljnija od 2013. godine za kukuruz i zbog veće količine oborina. Na temelju rezultata provedenih istraživanja kreiran je sustav racionalnog proračuna gnojidbe pšenice i kukuruza dušikom. Sustav uključuje dvije osnovne faze: 1. proračun osnovne jesenske gnojidbe dušikom i planirane prihrane (kod kukuruza i startne gnojidbe) 2. proljetna korekcija planirane prihrane (i startne gnojidbe kod kukuruza). Sustav uključuje niz različitih stupnjeva raspoloživosti podataka za racionalizaciju gnojidbe: 1. osnovni stupanj raspoloživih podataka (neophodno je koristiti realan ciljni prinos za planirani usjev i prosječne vremenske prilke te osnovne podatke o tlu, tj. sadržaj humusa i pH radi procjene mineralizacije) 2. agrotehnički podatci za racionalizaciju gnojidbe (podatci o vrsti, gnojidbi i ostvarenom prinosu predusjeva ; podatak o mineralnom dušiku u tlu prije gnojidbe te specifičnost kultivara u pogledu potrebe za dušikom) 3. podatci za racionalizaciju gnojidbe na temelju stanju usjeva tijekom vegetacije, tj. korekcija planiranih prihrana i startne gnojidbe dušikom (podatci o mineralnom dušika u tlu u vrijeme prihrane ili pred startnu gnojidbu kukuruza, podatci o koncentraciji N u listu, podatci o ostvarenom sklopu i podatci o SPAD vrijednosti). 4. podatci za racionalizaciju gnojidbe na temelju vremenskih prilika tijekom vegetacije (korak racionalizacije na temelju korekcija predviđene mineralizacije na temelju evidentiranih vremenskih prilika tijekom vegetacije). Sustav je kreiran tako da se koriste postavljene prosječne (tzv. „default“) vrijednosti ako korisnik ne raspolaže traženim podatcima, a pripremljen je u obliku html dokumenta koji se vrlo lako i razumljivo može koristiti svim programima iz kategorije internetskih preglednika.

pšenica ; kukuruz ; gnojidba ; dušik ; Nmin ; iznošenje ; bilanca

nije evidentirano