Gødskningsstrategier for kvælstof og kalium til spisekartofler Jan Kofod Schjørring Laboratoriet for Planternes Ernæring Institut 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 top Lav NO3- : Relativ favorisering af knoldvækst Høj NO3- : Af topvækst 200 knolde rødder 150 g friskvægt 100 50 50 100 150 200 250 mg nitrat pr. dag Knoldudbytte: Optimum ved middel NO3- Knoldantal: Aftager (højt ved lav NO3-) Knoldvægt: stiger lineært Knoldvækst 25 140 Nitrattilførsel [mg pr. dag]: 8.3 1N 33 4N 100 12N 232 28N 20 100 friskvægt pr. knold Knoldantal og 15 total knoldvægt (g) 60 10 5 20 vægt pr. knold 50 100 150 200 250 250 antal knolde mg nitrat pr. dag total knoldvægt

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 6 84 d lav 57-84 d høj 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 5 4 3 2 Relativ tørstoftilvækst, % pr. dag 1 -1 hele planten knolde udløbere -2 blade stængler rødder -3 Konklusion Ved N begrænsning har knoldvækst højest prioritet. Men så snart N-forsyningen bedres brydes programmeringen og væksten af de vegetative plantedele opprioriteres 160 33 mg/dag i 57 dage 33 mg/dag 57-84 dage 133 mg/dag 57-84 dage 140 120 100 80 Slutvægt eller -antal 60 40 20 knoldudbytte knoldantal knoldvægt g g/knold

Ændring i vækstmønster og N-fordeling efter N tilførsel 10 20 30 40 50 60 70 % af total N i planten % af total C i planten blade stængler udløbere knolde rødder 84 dage lav N 57-84 dage høj N 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

Transport og fordeling af nyoptaget N-15 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 84 d, lav N 57 d, lav N % af optaget N % af optaget N blade stængler udløbere knolde rødder blade stængler udløbere knolde rødder 10 20 30 40 50  Nyoptaget N transporteres i unge planter primært til bladene 57-84 d, høj N  I N-begrænsede planter transpor-teres en relativ høj andel af nyoptaget N til knoldene % af optaget N Ved gentilførsel af N til N-begrænsede planter transporteres en relativ høj andel af nyoptaget N til bladene blade stængler udløbere knolde rødder

Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel. Hvordan responderer knoldmetabolismen? Nitrat 1,25 2,50 3,75 5,00 Nitrat, g / kg fvt 6,25 blade stængler knolde rødder 84 d lav 57-84 d høj % stigning i nitratindhold 100 200 300 400 500 blade stængler knolde rødder Størst stigning i NO3- indholdet i stængler og knolde Meget begrænset kapacitet for NO3- reduktion i knolde

Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel. Hvordan responderer knoldmetabolismen? 20 40 60 µmol / g fvt blade stængler knolde rødder 84 d lav 57-84 d høj Frie aminosyrer 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 µmol/ g FV Knolde top Asparagin Glutamin Tyrosin rødder 50 100 150 200 250 mg nitrat pr. dag

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 Relativ tilvækst i inkuberede kartoffelskiver 1 2 3 4 5 6 7 8 minus N glutamat glutamin aspartat asparagin nitrat ammonium Relativ tilvækst, g DM / 100 g DM / d Konklusion: Både uorganiske (NO3- og NH4+) og organiske N forbindelse (aminosyrer) inhiberer knoldtilvækst

Forløbet af 15N optagelse Tylstrup Forsøgsstation maj 2000 Forløbet af 15N optagelse og omlejring i kartoffelplanter (Sava), tilført N på forskellige udviklingstrin

1. Lægning (dag 0, NH4NO3) 2. 85% fremspiring (dag 27, Ca(NO3)2) 3. Beg. knolddan. (dag 43, Ca(NO3)2) A. 140 0 0 B. 70 70 0 C. 30 70 40 D. 105 0 0 E. 70 35 0 Delt N tilførsel Dage efter lægning

Knolddannelse og –udvikling ved delt N

og N-koncentration ved delt Forløbet af N optagelse og N-koncentration ved delt N-tilførsel

Genfindelse af tilført N Hele plante Genfindelse af tilført N efter delt N-tilførsel 140 70 + 40 30 + 70 + 40

Spektral reflektans ved forskellige N-niveauer, tilført samlet eller delt Fire N mængder ved lægning Delt N

Knolde efter kemisk nedvisning (udkogningskarakter 6) Tylstrup markforsøg: Knolde efter kemisk nedvisning (udkogningskarakter 6) D E Knoldstørrelsesklasser Knoldudbytte, t/ha kg N/ha Knoldudbytte, t/ha Delt N tilførsel negativ virkning på knoldudbytte (især klasse 40-55) dag 0 dag 27 dag 43 A 140 B 70 70 C 30 70 40 140 kg / ha 105 kg / ha dag 0 dag 27 D 105 E 70 35 D E

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