Gødskningsstrategier for kvælstof og kalium til spisekartofler

1. Gødskningsstrategier for kvælstof og kalium til spisekartofler Jan Kofod Schjørring Laboratoriet for Planternes Ernæring Institut for Jordbrugsvidenskab

2. 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.

3. Nitrattilførsel [mg pr. dag]: 8.3 1N 33 4N 100 12N 232 28N Planter dyrket med konstant NO3- forsyning top Lav NO3- : Relativ favorisering af knoldvækst Høj NO3- : Relativ favorisering Af topvækst knolde 200 rødder 150 g friskvægt 100 50 0 0 50 100 150 200 250 mg nitrat pr. dag Knoldudbytte: Optimum ved middel NO3- Knoldantal: Aftager (højt ved lav NO3-) Knoldvægt: stiger lineært Knoldvækst 140 25 20 100 15 Knoldantal og friskvægt pr. knold total knoldvægt (g) 60 10 5 20 0 250 0 50 100 150 200 vægt pr. knold 250 mg nitrat pr. dag antal knolde total knoldvægt

4. 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?

5. Timing af N-forsyningen: Høj NO3- forsyning til NO3--sultne planter 84 d lav 57-84 d høj 33 mg/dag i 57 dage 33 mg/dag 57-84 dage 133 mg/dag 57-84 dage 6 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 0 -1 hele planten knolde udløbere stængler blade -2 rødder -3 Konklusion VedN begrænsning har knoldvækst højest prioritet. Men så snart N-forsyningen bedres brydes programmeringen og væksten af de vegetative plantedele opprioriteres 160 140 120 100 80 Slutvægt eller -antal 60 40 20 knoldudbytte knoldantal knoldvægt g g/knold 0

6. 70 70 60 60 84 dage lav N 84 dage lav N 50 50 57-84 dage høj N 57-84 dage høj N 40 40 % af total C i planten % af total N i planten 30 30 20 20 10 10 0 0 blade blade stængler stængler udløbere udløbere knolde knolde rødder rødder 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

7. 50 50 40 40 57 d, lav N 30 30 20 20 10 10 0 blade blade blade stængler stængler stængler udløbere udløbere udløbere knolde knolde knolde rødder rødder rødder 50 40 57-84 d, høj N 30 20 10 0 Transport og fordeling af nyoptaget N-15 84 d, lav N % af optaget N % af optaget N 0  Nyoptaget N transporteres i unge planter primært til bladene  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

8. 84 d lav 57-84 d høj % stigning i nitratindhold 500 400 6,25 300 5,00 200 3,75 Nitrat, g / kg fvt 100 2,50 0 1,25 0 blade blade stængler stængler knolde knolde rødder rødder 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

9. 84 d lav 57-84 d høj 60 40 µmol / g fvt 20 0 blade stængler knolde rødder Knoldtilvækst relativt nedprioriteret efter øget N tilførsel. Hvordan responderer knoldmetabolismen? Frie aminosyrer • Niveauet faldt i alle plantedele • Fortyndingseffekt? (vægt øget – dog ikke i knoldene) • Frie aminosyrer anvendt til dannelse af andre N forbindelser?

10. Aminosyreindhold ved kontinuert stigende N µmol/ g FV Knolde top Asparagin Glutamin Tyrosin rødder 0 50 100 150 200 250 mg nitrat pr. dag

11. 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

12. 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?

13. 8 7 6 5 4 Relativ tilvækst, g DM / 100 g DM / d 3 2 1 0 nitrat glutamin asparagin aspartat glutamat ammonium minus N Direkte tilførsel af forskellige N kilder til knoldskiver Relativ tilvækst i inkuberede kartoffelskiver Konklusion: Både uorganiske (NO3- og NH4+) og organiske N forbindelse (aminosyrer) inhiberer knoldtilvækst

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

15. 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

16. Knolddannelse og –udvikling ved delt N

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

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

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

20. 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