Verbeter voedingsopname vir hoër opbrengste

Fertasa se grondsuurheidswerkgroep* in samewerking met Graan SA, kyk in hierdie reeks artikels na die oorsake, slaggate, in­vloed van en oplossing vir grondsuurheid. In hierdie agtste artikel in die reeks kyk Kobus van Zyl, senior landboukundige by Omnia, na die beperkende invloed van grondsuurheid op opbrengste.

Voedingsopname uit die grond of toegediende kunsmis is ’n proses wat deur grondchemiese, -fisiese en -mikrobiese aktiwiteit bepaal word. Die belangrikste aspek vir voedingsopname is dat die voedings­elemente in ’n plantopneembare vorm en voldoende hoeveelhede beskikbaar moet wees. Water, wat as draer van die opgeloste voedingstowwe dien, is net so belangrik.

Prosesse van voedingsopname
Om die prosesse te verduidelik wat tydens voedings­opname plaasvind, moet eers na die plant en dan na die grond gekyk word. Opname van voedingstowwe deur die plant word hoofsaaklik deur drie opnameprosesse gedryf, naamlik massavloei (wateropname), diffusie (konsentrasiegradiënt, byvoorbeeld: kunsmisband met hoë konsentrasie en plantwortels met lae konsentrasie) en wortelonderskepping (wortels groei na die kunsmisband).

Die fisiese opname van voedingstowwe vind plaas deur middel van ioonuitruiling sodat ladings (positief en negatief) gebalanseer kan word. Die opname van kalsium (Ca²⁺) deur plantwortels sal byvoorbeeld veroorsaak dat twee waterstofione (H⁺) afgeskei word. Katioonopname (positief gelaaide ione – Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, NH⁴⁺, Mn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺ en Zn²⁺) gaan gepaard met die afskeiding van waterstofione (H⁺).

Anioonopname (negatief gelaaide ione – NO₃^–, SO₄^–, MoO₄^2-, HPO₄^2- en Cl^–), gaan gepaard met hidroksiedioonafskeiding (OH–afskeiding) deur die plantwortels. Katioonopname is dus ’n versurende proses, terwyl anioonopname die pH laat toeneem. Die netto effek is gewoonlik effens versurend.

In die grond word die chemiese prosesse hoofsaaklik deur die klei-inhoud en -soort beheer. Hoe hoër die klei-inhoud, hoe meer ladings is beskikbaar en hoe meer katione kan dus geadsorbeer word.

In Figuur 1 word die katioonsamestelling op die kleikompleks (grondkomponente) in die grond voorgestel by verskillende pH-vlak­ke in die grond. Die aantal negatiewe ladings word ook deur die pH van die grond beïnvloed, beter bekend as pH-afhanklike ladings.

’n Hoër grond-pH skep dus meer negatiewe ladings sodat noodsaaklike plantvoedingstowwe­ soos kalsium, magnesium en kalium kan adsorbeer en uitruil om sodoende deur die plantwortels opgeneem te word. Namate die pH toeneem, sal die hoeveelheid waterstofione verminder en die oplosbaarheid van aluminium sal afneem.

Aluminium is toksies vir plantwortels en moet verkieslik nie vir wortelopname beskikbaar wees nie. By pH(KCl)-vlakke hoër as 4,5 behoort aluminium nie meer skadelik te wees vir plante nie. Fosfaat en molibdeen se beskikbaarheid neem ook toe met ’n toename in pH, maar veral fosfaat kan by ’n te hoë grond-pH negatief beïn­vloed word, soos voorgestel in Grafiek 1 (slegs ter illustrasie en die skaal is nie noodwendig korrek nie).

Invloed van pH op mikrobiese samestelling
Grondsuurheid het verder ’n baie groot invloed op die mikrobiese aktiwiteit van die grond. Die vraag is uiteraard wat die invloed van swamme en bakterieë op voedingsopname is.

Verskeie swamme en bakterieë het simbiotiese verhoudings met die meeste plantwortels, maar ook met spesifieke plantwortels. Die simbiotiese verhouding tussen sojaboonwortels en Rhizobium-bakterieë is ’n goeie voorbeeld hiervan.

Die invloed van die grond-pH op die mikrobiese samestelling word in Figuur 2 getoon. Verskeie gespesialiseerde bakterieë, swamme en mikorisas het ’n voordelige invloed op voedingstof­opname, mits die pH van die grond optimaal is.

Minder gunstige grondsuurheid (lae pH) kan aanleiding gee tot die opbou van wortelpatogene asook ’n afname in goeie bakterieë en mikorisas. Verder kan suurgrond ook ’n groot invloed hê op die mineralisasietempo van organiese materiaal. Dit kan die natuurlike stikstof-, swael-, fosfaat- en kaliumlewering van gronde (uit organiese materiaal) drasties verlaag en beperk.

Die beskikbaarheid van voedingstowwe vir opname deur die wortels word dus deur ’n reeks van komplekse interaksies tussen die grond, grondoplossing (grondwater) en mikroörganismes beïnvloed. Gereelde grondontledings is die beginpunt om seker te maak dat grondsuurheid nie tot oesverliese lei nie.

Grondsuurheid lei ook tot baie swak benutting van kunsmis en opgeboude grondvrugbaarheid. Grafiek 2 gee ’n aan­duiding van die benutting van stikstof, fosfaat en kalium asook die persentasie ondoeltreffende kunsmisverbruik by verskillende pH-vlakke in die grond.

Uit Grafiek 2 is dit duidelik dat voeding­stowwe baie ondoeltreffend in suurgronde benut word. By ’n pH(KCl) van 4 word 54% van die voedingstowwe ondoeltreffend opgeneem. Slegs 53% van die stikstof word opgeneem, terwyl slegs 34% van die fosfaat en kalium opgeneem word. Daarteenoor word voedingstowwe baie effektief by ’n pH(KCl) ≥ 5,5 opgeneem.

Grondsuurheid kan verder lei tot geïnduseerde tekorte, selfs as die grond voldoende voedingstowwe bevat. Plantwortels sukkel weens die grondsuurheid om voeding­stowwe op te neem. Foto 1 toon kritieke fosfaattekortsimptome op die blare van ’n jong mielieplant. Foto 2 toon fosfaat- en magnesiumtekorte.

By nadere ondersoek is bevind die grond is baie suur met besonder lae vlakke van kalsium, magnesium en kalium. Fosfaat was egter in voldoende hoeveelhede beskikbaar, maar kon weens die lae pH nie goed benut word nie. Tabel 1 toon die grond­ontledingsresultate.

As ’n hoë volume kunsmis vooraf diep (20 cm tot 40 cm) in suur ondergrond gebandplaas word, sal die benutting van dié kunsmis, maar veral die fosfaat, baie swak wees. Doeltreffende voedingsopname wat ’n optimale opbrengs op die belegging in bemesting bied, sal slegs effektief wees as die pH optimaal bestuur word. Gereelde grondmonsterneming en ’n korrekte bekalkingsprogram is hier van deurslaggewende belang.

Gesels gerus met ’n ervare landboukundige oor ’n geskikte bekalkingsprogram.

Bronne

1. Cazey, C & Azam, G. 2018. Effects of soil acidity: Nutrient availability. Department of Primary Industries and Regional Development’s Agriculture and Food division, Western Australia.
2. Haumann, P. 2020. Grondsuurheid is nie meer onsigbaar nie. SA Graan/Grain, September 2020.
3. Snyders, C. Efficient fertilizer use. Soil pH management.
4. Sullivan, TS & Lewis, RW. 2017. Soil acidity impacts beneficial soil microorganisms. WSU Extension bulletin.
5. Van Zyl, K. 2020. Grondontledings speel ’n groot rol in moderne boerdery. SA Graan/Grain, Augustus 2020.