Beter resultate met laer stikstofpeile

Gepuliseer: 10 Julie 2020

1244

Dr Pieter Swanepoel,
Departement Agronomie, Universiteit Stellenbosch
Charné Viljoen,
Departement Agronomie, Universiteit Stellenbosch

Janke van der Colf,
Wes-Kaapse Departement van Landbou, Outeniqua-navorsingsplaas, George

Stikstof (N) word op weidings toegedien om produktiwiteit in suiwelproduksiestelsels te verseker. Ongelukkig is dit ’n duur inset en stikstof kan boonop nadelige gevolge vir die omgewing inhou wanneer dit oormatig gebruik word.

Die huidige riglyne en algemene praktyk is om tussen 300 kg en 500 kg N/ha/jaar toe te dien, afhangend van die produksiepotensiaal, spesiesamestelling en verskeie ander stelseleienskappe. Die bemestingsriglyne wat tans gebruik word, is gebaseer op resultate afkomstig van navorsingspersele wat van hedendaagse bestuurspraktyke verskil. Aspekte soos diere wat stikstof deur urine deponeer asook minimumbewerking kan die vloei en beskikbaarheid van stikstof in die stelsels beïnvloed. Dit lei tot die vermoede dat stikstofoorbemesting ’n realiteit in produksiestelsels is.

’n Navorsingstudie is op die Outeniqua-navorsingsplaas naby George uitgevoer met die doel om die doeltreffendheid van stikstofbemesting op ’n tipiese kikoejoe-raaigrasweiding te bepaal. Verskillende stikstofpeile is toegedien om die effek van stikstof op die beweging en beskikbaarheid van grondstikstof waar te neem, asook om die invloed van stikstof op produksie en kwaliteit van die weiding vas te stel. Vyf vaste stikstofpeile (0 kg, 20 kg, 40 kg, 60 kg en 80 kg/ha) is toegedien na elke beweiding. ’n Veranderlike peil, gebaseer op die nitraatkonsentrasie in die grondwateroplossing, is ook ingesluit (Tabel 1). Jersey-koeie het ongeveer elke 28 dae in die somermaande en 35 dae in die wintermaande na die proefarea teruggekeer om dit te bewei. Tydens elke jaar van die tweejaarstudie is eenjarige raaigras deur middel van minimumbewerkingsmetodes in die kikoejoebasis ingesaai.

Resultate
Die resultate het aangedui dat ’n afwaartse aanpassing vanaf die huidige riglyne ’n gunstige ruproteïeninhoud in die weidingsmateriaal kan handhaaf, sonder dat weidingsproduksie in gedrang kom. Ruproteïen is as ’n kwaliteitsaanwyser gebruik, omdat dit belangrik vir melkproduksie by suiwelkoeie is. Te min ruproteïen in die dieet lei tot lae melkproduksie. Te veel kan melkproduksie egter inkort, omdat meer energie aan die uitskeiding van oormatige proteïene bestee word. Wanneer minder as 20 kg N/ha toegedien is na elke beweiding, kon die optimale ruproteïenkonsentrasie van tussen 16% en 19% meestal gehandhaaf word. Gedurende herfs en winter was die ruproteïenkonsentrasie gewoonlik hoër as in die ander seisoene.

Kikoejoe-raaigrasweiding met witklawer wat vrywillig gevestig het.

Alhoewel weidingsproduksie, gemeet as droë materiaal (DM) per hektaar, deur seisoene gewissel het, is dit minimaal deur stikstofbemesting beïnvloed. Laer winter- en herfsproduksie is waargeneem teenoor hoër produksie in die somer en lente. Alhoewel hoër weidingsopbrengs in sommige seisoene teen hoër stikstofpeile (60 kg en 80 kg N/ha na elke beweiding) behaal kon word, moet die finansiële implikasie daarvan krities ondersoek word. Byvoorbeeld, die jaarlikse produksiepotensiaal was 19,9 t DM/ha wanneer geen stikstof gedurende die jaar toegedien is nie, teenoor 23,5 t DM/ha waar 80 kg N/ha na elke beweiding toegedien is. Die vraag is of dit die moeite werd is om die prys van die hoeveelheid van 800 kg N/ha te betaal vir 3 t DM/ha se verhoging in produksie (Grafiek 1).

Grafiek 1: Die gemiddelde jaarlikse produksie (t DM/ha) van ’n kikoejoe-raaigrasweiding blootgestel aan stikstofbehandelings van N0, N20, N40, N60, N80 (0 kg, 20 kg, 40 kg, 60 kg en 80 kg N/ha na elke beweiding) asook N-variasie (afhangend van die nitraatkonsentrasie in die grondwateroplossing). Die lettertjies bo elke kolom dui aan of die behandelings statisties van mekaar verskil het – geen ooreenstemmende letter dui op ’n statisties beduidende verskil.

Soortgelyk aan opbrengs is die botaniese samestelling van die weiding ook meestal deur die seisoen beïnvloed, eerder as deur stikstofbemesting. Soos verwag, was raaigras meer dominant in die winter en lente (koeler maande), terwyl die kikoejoe sterk teruggekom het tydens die warmer maande (somer en herfs). Witklawer is nie op die persele geplant nie, maar het vrywillig gevestig – meestal by die lae stikstofpeile van 20 kg N/ha of minder. Witklawer is ’n peulplant en bied addisionele voordele soos biologiese stikstofbinding asook hoër voedingswaarde vir die beeste, wat kan lei tot hoër melkproduksie.

Daar was geen verskille tussen die behandelings wanneer die weiding se stikstofverbruiksdoeltreffendheid vergelyk is nie. Dit was onverwags, aangesien daar tipies gevind word dat ’n toename in voedingstoftoediening geassosieer word met ’n afname in verbruiksdoeltreffendheid.

In die studie was dit dus moeilik om ’n optimale punt te bepaal – alle stikstofbehandelings was ewe (on)doeltreffend. Die resultate het ’n stelsel getoon wat met stikstof versadig is.

Grondwater onttrek vanaf ’n Full-Stop Wetting Front DetectorTM sodat nitraat­konsentrasie vir die veranderlike stikstofbehandeling bepaal kon word.

Sekere grondmikrobes skei ensieme af wat stikstof in die grond van een vorm na ’n ander omskakel. Urease is een van die ensieme wat van kritieke belang in die stikstofkringloop is. Urease-aktiwiteit is gebruik om die potensiaal van die grond om organiese stikstof na plantbeskikbare stikstof om te skakel, te kwantifiseer. Daar is gevind dat die grond in staat was om stikstof beter vry te stel deur mineralisasie teen lae stikstofpeile, wat dan deur die weidingsgewasse gebruik kan word. Totale minerale stikstof in die grond, wat bestaan uit ammonium en nitraat – beide plantbeskikbaar – het opgebou by stikstofpeile bo 40 kg N/ha. Meer anorganiese stikstof as wat die plante kon gebruik, was dus in die grond. Dit verhoog die risiko vir verliese aan die omgewing deur byvoorbeeld loging. Vir die veranderlike stikstofbehandeling moes die nitraatkonsentrasie in die grondwater laer as 75 mg/ℓ gewees het voor enige stikstof volgens protokol toegedien kon word, maar in die meeste gevalle was die nitraatinhoud hoër en was dit nie nodig vir stikstofbemesting nie. Dit is ’n verdere aanduiding dat die grond met stikstof versadig is.

Samevatting
Weidings in die Suid-Kaap kan produktief bestuur word teen ’n stikstofbemestingspeil van minder as 200 kg N/ha/jaar. Stikstofbemesting sal aangepas kan word volgens ’n spesifieke seisoen. Dit is omdat die stikstofbehoefte van die weiding asook die grond se vermoë om stikstof vry te stel, tussen seisoene verskil. Stikstof kan tydens die winter en lente toegedien word om die grondmikrobes by te staan wat minder N kan lewer tydens die koeler maande. Die grond het ’n aansienlike stikstofreserwe wat deur die weiding gebruik kan word om produktiwiteit te handhaaf. Met ’n buigsame bemestingstelsel (om net N toe te dien wanneer ’n reaksie verwag word), kan produsente die winsgewendheid en volhoubaarheid van die omgewing verhoog met ’n verlaagde stikstofinset – sonder om produksiepotensiaal in te boet.

Die totale koste vir die produksie van ’n kikoejoe-raaigrasweiding beloop ongeveer R12 000/ha/jaar. Die kunsmiskoste is ongeveer 30% wanneer 350 kg N/ha/jaar toegedien word. ’n Aansienlike hoeveelheid word gespaar as stikstofpeile verlaag word, wat die stelsels meer winsgewend kan maak. ’n Ekonomiese evaluering van die stikstofgebruik in die Suid-Kaap se suiwelstelsels was buite die omvang van hierdie studie, maar verdien verdere ondersoek.

Klik op die QR-kode om die vollengte wetenskaplike artikel met meer detail gratis af te laai.

Langtermyngevolge van verskillende stikstofpeile en die vermoë van die grond­reserwes om organiese stikstof na plantbeskikbare stikstof om te skakel, moet verder oor die lang termyn ondersoek word. Dit is nie duidelik of lae stikstofpeile tot die ontginning van voedingstowwe sal lei nie, en of die grondbiologie van tipiese Suid-Kaapse gronde die weidingsproduksie sal kan handhaaf met ’n laer mineralestikstofinset nie. ’n Buigsame bemestingsbestuurstelsel behoort egter ook voordelig te wees in die sin van bemesting volgens produksiepotensiaal en reaksie tot bemesting. Studies soos hierdie is die eerste stap in die herevaluering van stikstofbemestingsriglyne onder die huidige bestuurstelsels en ’n beginpunt vir navorsing wat bemestingsriglyne verder kan verfyn. Die doel is om in die toekoms te beweeg na ’n stelsel waar voedingstowwe slegs toegedien word waar nodig en teen ’n toedieningspeil wat gemik is daarop om die stelsel aan te vul en produktiwiteit te behou.

Bron

  1. Viljoen, C, Van der Colf, J & Swanepoel, PA. 2020. Benefits are limited with high nitrogen fertiliser rates in kikuyu-ryegrass pasture systems. Land, 9:173.