Gødskningsstrategier for kvælstof og kalium

til spisekartofler

Jan Kofod Schjørring

Laboratoriet for Planternes ErnæringInstitut for Jordbrugsvidenskab

Strategier for delt N-gødskning af kartofler

En gødskningsstrategi baseret på placering af en del af N-gødningen i forbindelse med lægning og tilførsel af resten senere vil være en af fremtidens muligheder for at:

Optimere ressourceudnyttelsen af kvælstof i kartoffelproduktion. Ved at tildele en større del kvælstoffet efter fremspiring af planterne reduceres risikoen for udvaskning af kvælstof.

Desuden vil det alt andet lige øge muligheden for at matche kvælstofmængden med kartoffelplantens reelle behov i den aktuelle dyrkningssæson.

Planter dyrket med konstant NO3-

forsyning

Nitrattilførsel [mg pr. dag]:

8.31N

334N

10012N

23228N

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250mg nitrat pr. dag

g fr

iskv

ægt

topknolde rødder

Lav NO3- :

Relativ favorisering af knoldvækst

Høj NO3- :

Relativ favorisering Af topvækst

Knoldvækst

250vægt pr. knoldantal knoldetotal knoldvægt

Knoldudbytte:Optimum ved middel NO3

-

Knoldantal:Aftager (højt ved lav NO3

-)

Knoldvægt: stiger lineært

tota

l kno

ldvæ

gt (

g)

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150

Kno

ldan

tal o

g fr

iskv

ægt

pr.

knol

d

20

60

100

140

200mg nitrat pr. dag

250

Konklusion Knoldudbyttet steg med en faktor 2 og nåede en

tærskelværdi ved middel tilførselshastighed af nitrat

Friskvægten af den enkelte knold øgedes med en faktor 4, og steg lineært med nitrattilførslen

Knolddannelsen stimuleredes af lav N forsyning, men størrelsen af den enkelte knold var reduceret, sandsynligvis pga. N mangel.

Spørgsmål: Er det muligt at opnå mange og store knolde ved at

øge nitrattilførslen til N-begrænsede planter med mange små knolde?

Timing af N-forsyningen:Høj NO3

- forsyning til NO3--sultne planter

Kontinuerlig NO3- begrænsning

resulterede i negativ tilvækst for alle plantedele undtagen knolde

Tilvæksten af de vegetative plantedele blev positiv ved NO3

- tilførsel, hvorimod knoldenes tilvækst ikke ændredes. Knoldantallet faldt ikke ved N tilførsel

KonklusionVed N begrænsning har knoldvækst højest prioritet.

Men så snart N-forsyningen bedres brydes programmeringen og væksten af de vegetative plantedele opprioriteres

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Rel

ativ

tørs

tofti

lvæ

kst,

% p

r. da

g

84 d lav57-84 d høj

0

20

40

60

80

100

120

140

16033 mg/dag i 57 dage33 mg/dag 57-84 dage133 mg/dag 57-84 dage

hele

pla

nten

rødd

er

knol

de

udlø

bere

stæ

ngle

r

blad

e

knoldudbytte knoldantal knoldvægt g g/knold

Slut

vægt

elle

r -an

tal

010203040506070

% a

f tot

al N

i pl

ante

n

010203040506070

% a

f tot

al C

i pl

ante

n

blade stængler udløbere knolde rødder

blade stængler udløbere knolde rødder

84 dage lav N57-84 dage høj N

84 dage lav N57-84 dage høj N

Ændring i vækstmønster og N-fordeling efter N tilførsel

N begrænsning:Hovedparten af N og C befinder sig i knoldene (hhv. 2½ og 5 gange mere end i bladene)

Virkning af N tilførsel: Topvækst opprioriteres

Ændret N og C fordeling:

N ligeligt fordelt mellem blade og knolde C stadigt primært allokeret til knoldene

Nyoptaget N transporteres i unge planter primært til bladene

I N-begrænsede planter transpor-teres en relativ høj andel af nyoptaget N til knoldene

0

10

20

30

40

50

0

10

20

30

40

50

0

10

20

30

40

50

Transport og fordeling af nyoptaget N-15

blade stængler udløbere knolde rødder

blade stængler udløbere knolde rødder

57 d, lav N

57-84 d, høj N

blade stængler udløbere knolde rødder

84 d, lav N

% a

f opt

age t

N

% a

f opt

age t

N

% a

f opt

age t

N

Ved gentilførsel af N til N-begrænsede planter transporteres en relativ høj andel af nyoptaget N til bladene

Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel. Hvordan responderer

knoldmetabolismen?

Nitrat

Størst stigning i NO3- indholdet i

stængler og knolde

Meget begrænset kapacitet for NO3-

reduktion i knolde

% stigning i nitratindhold

0

100

200

300

400

500

blade stængler knolde rødder

0

1,25

2,50

3,75

5,00

Nitr

at, g

/ kg

fvt

6,25

blade stængler knolde rødder

84 d lav57-84 d høj

Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel. Hvordan responderer

knoldmetabolismen?

Frie aminosyrer

0

20

40

60

µmol

/ g

fvt

blade stængler knolde rødder

84 d lav

57-84 d høj

Niveauet faldt i alle plantedele

Fortyndingseffekt? (vægt øget – dog ikke i knoldene)

Frie aminosyrer anvendt til dannelse af andre N forbindelser?

Aminosyreindhold ved kontinuert stigende N

Knolde

top

rødder

µmol/ g FV

0 50 100 150 200 250mg nitrat pr. dag

Tyro

sin

Glu

tam

in

Asp

arag

i n

Enzymatisk brunfarvning ved overskud af N eller underskud af K

Årsag: Ophobning af aminosyren tyrosin og andre forbindelser med fenolgrupper,

der oxideres til quinoner og danner melanoider

Konklusion: Knoldstørrelse (tilvæksten i den enkelte knold)

kan ikke stimuleres ved øgning af N-tilførslen til N-begrænsede planter

På den anden side:

Knoldstørrelsen stiger lineært med N-forsyningen ved konstant N-tilgængelighed

Stigning i NO3- tilgængelighed efter knolddannelsen øger

vegetativ vækst og forsinker knoldtilvæksten.Spørgsmål: Hvis sen NO3

- tilførsel ikke er gavnlig for knoldvækst, kan væksten så stimuleres af ammonium eller aminosyrer som N-kilde?

Direkte tilførsel af forskellige N kilder til knoldskiver

Konklusion: Både uorganiske (NO3- og NH4

+) og organiske N forbindelse (aminosyrer) inhiberer knoldtilvækst

0

1

2

3

4

5

6

7

8

minus Nglutam

at

glutamin

aspart

at

aspara

ginnitr

at

ammoniumR

elat

iv ti

lvæ

kst,

g D

M /

100

g D

M /

d

Relativ tilvækst i inkuberede kartoffelskiver

Forløbet af 15N optagelse og omlejring i kartoffelplanter (Sava), tilført N på forskellige udviklingstrin

Tylstrup Forsøgsstation maj 2000

1. Lægning (dag 0, NH4NO3)

2. 85% fremspiring (dag 27, Ca(NO3)2)

3. Beg. knolddan. (dag 43, Ca(NO3)2)

A. 140 0 0B. 70 70 0C. 30 70 40D. 105 0 0E. 70 35 0

Kno

ldud

bytte

, kg

ha-1

0

20

40

60

80

Kno

ldud

bytte

, kg

ha-1

0

20

40

60

80

140 kg N ha-1

Top

FV, k

g ha

-10

5

10

15

20

25

30

35

14070+7030+70+40

Top

FV, k

g ha

-1

0

5

10

15

20

25

30

35

10570+35

105 kg N ha-1

a

b

c

d

Dage efter lægning

20 40 60 80 100 120 140

Spek

tral

refle

ktan

s, R

VI

0

3

6

9

12

15

Dage efter lægning

20 40 60 80 100 120 140

Spek

tral

refle

ktan

s, R

VI

0

3

6

9

12

15e fDage efter lægning

Delt N tilførsel

Knolddannelse og –udvikling ved delt N

Forløbet af N optagelse

og N-koncentration

ved delt N-tilførsel

Genfindelse af tilført N

efter delt N-tilførsel

140 70 + 40

30 + 70 + 40

Hele plante

Tylstrup markforsøg:Knolde efter kemisk nedvisning (udkogningskarakter 6)

Tuber Yield

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150

Fertilizer N [kg / ha]

tube

r yie

ld [t

ons

/ ha]

Tuber Yield after Split N Application

40

41

42

43

44

45

46

47

A B C A B

tube

r yie

ld [t

ons

/ ha]

Delt N tilførsel negativ virkning på knoldudbytte (især klasse 40-55)

tuber size classes

0

5

10

15

20

25

30

35

A B C A Bkg

/ pa

rcel

under 3535-4040-5555 op

D E

Knoldstørrelsesklasser

kg N/ha

Knoldudbytte, t/ha

Knoldudbytte, t/ha

D E

dag 0 dag 27 dag 43A 140B 70 70C 30 70 40

140 kg / ha 105 kg / ha dag 0 dag 27D 105E 70 35

Afsluttende bemærkninger:Delt kvælstofgødskning

til kartofler? Kvælstof tildelt ved eller efter fremspiring kan

optages i kartoffelplanter. En relativ stor andel af det sent optagne N forbliver dog i toppen.

Mindst 2/3 af kvælstoffet bør tildeles ved lægning til trods for at kartoffelplanter kun tager meget lidt kvælstof op før fremspiringen.

Placering af N kan øge N-effektiviteten og giver som regel godt merudbytte i kartofler