Örtü bitkileri: Yeşil gübrelerde azot ölçümü

Hem kimyasal gübre hem de bitki örtüleri toprakta nitrojen içeriğinin oluşturulmasına yardımcı olabilir. Ancak örtü bitkileri, toprak yapısını iyileştirmek ve yararlılığı artırmak gibi başka birçok faydaya da sahiptir. mikrop.

Cornell Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, çiftçilerin mahsulleri en sürdürülebilir şekilde yetiştirme arayışlarında yardımcı olabilecek, yeşil gübre olarak da bilinen örtü bitkilerinin daha iyi yetiştirilmesine yardımcı olmanın yollarını arıyorlar. Sonuçları şurada yayınlandı: Ekin bilimi, bir yayını Amerika Bitki Bilimi Topluluğu.

Katherine Muller ve ekibi, iki yaygın örtü bitkisinin yetiştirme programlarında nitrojen fiksasyonunu ölçmeye yönelik stratejiler üzerinde çalışıyor: kızıl yonca ve tüylü fiğ. Her iki bitki de büyümelerine yardımcı olmak için havadaki nitrojeni çekebilir. Buna nitrojen fiksasyonu denir.

Muller, "Yeşil gübreler toprağın verimliliğini artırmak için kullanılan ürünlerdir" diyor. “Besin katarak toprağa yardımcı oluyorlar. Bakterilerle simbiyotik ilişkileri nedeniyle toprağa nitrojen kazandıran baklagillere bakıyoruz.”

Baklagil yeşil gübrelerinin kullanımı binlerce yıldır mevcuttur. Ancak 1950'li yıllardan sonra gelişmiş ülkelerde çiftçilerin temel azot kaynağı kimyasal gübreler haline geldi. Bunun nedeni, Haber ve Bosch adlı iki bilim insanının havadaki nitrojeni çekip kimyasal gübre üretmenin bir yolunu bulmasıdır.

Bu tür gübreler verimli olmasına rağmen aynı zamanda bunu yapmak için de enerji gerekir ve eğer doğru yönetilmezse kolayca su birikintilerine karışabilir.

“Örtü bitkileri önemli ekolojik yönetim araçlarıdır. Mikrobiyal toplulukları beslerler ve toprağa besin maddeleri koyarlar. Temel olarak, bitkilerin ihtiyaç duyduğu anda besin sağlayabilecek verimli toprakların oluşmasına yardımcı oluyorlar.” – Katherine Müller

Muller, "Örtü bitkileri önemli ekolojik yönetim araçlarıdır" diyor. "Mikrobiyal toplulukları besliyorlar ve toprağa besin koyuyorlar. Temel olarak, bitkilerin ihtiyaç duyduğu anda besin sağlayabilecek verimli toprakların oluşmasına yardımcı oluyorlar.”

Örtü bitkilerinin kullanımı çiftçiler için riskli olabilir çünkü toprağa sağlanan nitrojen miktarını tam olarak belirleyemezler. Kimyasal gübreler, bir ürüne uygulanan azot miktarının kesin olarak hesaplanmasına olanak sağlar. Ancak her bir örtü bitkisi türünün ne kadar nitrojen sağladığı bilinen bir sayı değildir.

Baklagil örtü bitkisinin sağladığı nitrojen miktarı, ne kadar iyi büyüdüğüne ve nitrojenin ne kadarının topraktan alıma karşı fiksasyondan geldiğine bağlıdır. Şu anda, mevcut örtü bitkisi tohumlarında, değerli bir özellik olan nitrojen fiksasyonu için seçici yetiştirme yoktur.

Bitki yetiştiricileri, riskleri azaltan ve çiftçilere faydayı artıran örtü bitkisi çeşitleri geliştirmek için çalışıyor. Daha iyi çeşitlerin, kimyasal gübreye alternatif olarak örtü bitkilerinin kullanımını artıracağını umuyorlar. Baklagil yeşil gübrelerinde azot fiksasyonu en önemli önceliklerden biridir.

"Bitki yetiştiricilerinin örtü bitkilerinde nitrojen fiksasyonunu hedef alacak stratejiler geliştirmelerine yardımcı olmayı amaçlıyoruz. Azot fiksasyonu bitkiler büyüdükçe değişen karmaşık bir özellik olduğundan ölçümlerin zamanlaması önemlidir." – Katherine Müller

Muller, "Bitki yetiştiricilerinin örtü bitkilerinde nitrojen fiksasyonunu hedef alacak stratejiler geliştirmelerine yardımcı olmayı amaçlıyoruz" diye açıklıyor. "Azot fiksasyonu bitkiler büyüdükçe değişen karmaşık bir özellik olduğundan ölçümlerin zamanlaması önemlidir."

Çiftçiler için nitrojen fiksasyonunun en önemli ölçümü mahsulün sonlandırıldığı zamandır. Baklagil yeşil gübreleri genellikle geç çiçeklenme aşamasında sonlandırılır. Daha erken sonlandırma, mahsulün yeniden filizleneceği ve yabani ot olacağı anlamına gelir. Ancak tüylü fiğ ve kızıl yonca yetiştirme programları, çapraz tozlaşmadan önce bitkinin çıkarılması gerektiğinden bu ölçümü alamaz.

Muller, "Ekibimiz aktif bir yetiştirme programıyla bir saha deneyi yaptı" diyor. "Bitki dokularını topladık ve nitrojen fiksasyonunu ölçtük. Bitkideki nitrojenin ne kadarının topraktan ziyade fiksasyondan geldiğini söyleyebildik.”

Ekip, bir bitki yetiştiricisinin çiftçilere en uygun örnekle karşılaştırmak için alabileceği üç tür örneği test etti. Daha sonra numunelerini toplam nitrojen içeriğini ve doğal olarak oluşan stabil izotopun bolluğunu ölçen bir laboratuvara göndererek nitrojen fiksasyonunu ölçtüler.

Topraktaki nitrojen genellikle fiksasyondan kaynaklanan nitrojenden daha fazla nitrojen kararlı izotop bolluğuna sahiptir. Bu, araştırmacıların bir bitkinin topraktan elde ettiği nitrojen oranını fiksasyona göre tahmin etmesine olanak tanır.

Muller, "Bizim önerimiz, stabil izotoplar yoluyla nitrojen fiksasyonunu ölçmek için erken çiçeklenme aşamasında her bitkiden sap toplamaktır" diyor. "Bu, çiftçiler için daha uygun olan geç çiçeklenme aşamasında ölçülen, tüm bitkilerde nitrojen fiksasyonu için iyi bir gösterge sağlıyor."

Muller'e göre eğer yetiştiriciler bir ölçü ekleyecekse o da bu olmalı. Sabitleme yoluyla elde edilen nitrojenin oranı çoğu zaman bitki boyutu veya diğer ölçümlerle ilişkili değildir.

Muller, "Örtü bitkisinde sabit olan gerçek nitrojenin ölçülmesi önemlidir, çünkü değişiklik gösterebilir" diyor. "Çiftçiler tarlalarına ne kadar nitrojen getirdiklerini bilmek istiyor. Çiftçilerin karar vermesine yardımcı olmak için bu bilgiyi doğru bir şekilde ölçmemiz ve sağlamamız gerekiyor. Araştırmamızın daha fazla çiftçiyi nitrojen kaynağı olarak baklagil örtü bitkilerini benimsemeye teşvik edeceğini umuyoruz.”

Katherine Müller Cornell Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacıdır. Bu araştırma, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı tarafından finanse edilen Baklagil Örtü Bitkileri Yetiştirme Projesi ile birlikte yapıldı.