محصولات زراعی: اندازه گیری نیتروژن در کودهای سبز

هم کود شیمیایی و هم پوشش محصولات می تواند به ایجاد محتوای نیتروژن در خاک کمک کند. اما محصولات زراعی مزایای دیگری نیز دارند ، مانند بهبود ساختار خاک و افزایش سودمندی میکروب ها.

محققان در دانشگاه کرنل به دنبال راه هایی هستند که به پرورش بهتر محصولات پوششی که به کودهای سبز نیز معروف هستند ، کمک کنند تا کشاورزان را در تلاش برای پرورش محصولات به پایدارترین راه یاری دهد. نتایج آنها در منتشر شد علوم زراعی, نشریه ای از انجمن علوم کشاورزی آمریکا.

کاترین مولر و تیمش روی استراتژی هایی برای اندازه گیری تثبیت نیتروژن در برنامه های تکثیر برای دو محصول پوششی رایج کار می کنند: شبدر زرشکی و راش مویی. هر دو محصول می توانند نیتروژن را از هوا بیرون بکشند تا به رشد آنها کمک کند. به این تثبیت نیتروژن می گویند.

مولر می گوید: کودهای سبز محصولاتی هستند که برای بهبود حاصلخیزی خاک استفاده می شوند. آنها با افزودن مواد مغذی به خاک کمک می کنند. ما به حبوبات نگاه می کنیم که به دلیل ارتباط همزیستی با باکتری ها نیتروژن را وارد خاک می کنند. "

استفاده از کودهای سبز حبوبات هزاران سال است که وجود دارد. با این حال ، پس از دهه 1950 ، کودهای شیمیایی منبع اصلی نیتروژن برای کشاورزان کشورهای توسعه یافته شد. این به این دلیل است که دو دانشمند ، هابر و بوش ، راهی برای بیرون کشیدن نیتروژن از هوا و تولید کود شیمیایی پیدا کردند.

اگرچه این نوع کود م isثر است ، اما برای تولید آن نیز انرژی لازم است - و اگر به درستی مدیریت نشود ، می تواند به راحتی وارد آبها شود.

"محصولات زراعی از ابزارهای مهم مدیریت زیست محیطی هستند. آنها جوامع میکروبی را پرورش داده و مواد مغذی را در خاک قرار می دهند. در اصل ، آنها به ساختن خاک حاصلخیز کمک می کنند که می تواند مواد مغذی را در زمان نیاز گیاهان تأمین کند. " - کاترین مولر

مولر می گوید: "محصولات زراعی از ابزارهای مهم مدیریت زیست محیطی هستند." آنها جوامع میکروبی را پرورش داده و مواد مغذی را در خاک قرار می دهند. در اصل ، آنها به ساختن خاک حاصلخیز کمک می کنند که می تواند مواد مغذی را در زمان نیاز گیاهان تأمین کند. "

استفاده از محصولات پوششی می تواند برای کشاورزان خطرناک باشد زیرا آنها نمی توانند مقدار دقیق نیتروژن مورد نیاز خاک را تعیین کنند. کودهای شیمیایی امکان محاسبه دقیق مقدار نیتروژن اعمال شده در محصول را فراهم می کنند. اما میزان نیتروژن مورد نیاز برای هر نوع پوشش پوششی عدد مشخصی نیست.

میزان نیتروژن تأمین شده توسط محصول پوششی حبوبات بستگی به میزان رشد خوب آن و میزان نیتروژن آن از تثبیت در مقابل جذب از خاک دارد. در حال حاضر ، بذرهای زراعی در دسترس فاقد پرورش انتخابی برای تثبیت نیتروژن هستند - این یک ویژگی ارزشمند است.

پرورش دهندگان گیاهان در حال توسعه انواع محصولات پوششی هستند که خطرات را کاهش داده و مزایای آن را برای کشاورزان افزایش می دهند. آنها امیدوارند که انواع بهتر باعث افزایش استفاده از محصولات پوششی به عنوان جایگزین کود شیمیایی شود. تثبیت نیتروژن یکی از اولویت های اصلی آنها برای کودهای سبز حبوبات است.

"ما قصد داریم به پرورش دهندگان گیاهان کمک کنیم تا استراتژی هایی را برای هدف قرار دادن نیتروژن در محصولات پوششی توسعه دهند. از آنجا که تثبیت نیتروژن یک ویژگی پیچیده است که با رشد گیاهان تغییر می کند ، زمان اندازه گیری مهم است. " - کاترین مولر

مولر توضیح می دهد: "هدف ما این است که به پرورش دهندگان گیاهان کمک کنیم تا استراتژی هایی را برای هدف قرار دادن نیتروژن در محصولات پوششی توسعه دهند." از آنجا که تثبیت نیتروژن یک ویژگی پیچیده است که با رشد گیاهان تغییر می کند ، زمان اندازه گیری مهم است. "

برای کشاورزان ، مهمترین اندازه گیری تثبیت نیتروژن زمانی است که محصول به پایان می رسد. کودهای سبز حبوبات معمولاً در اواخر مرحله گلدهی خاتمه می یابد. خاتمه زودهنگام به این معنی است که محصول ممکن است دوباره جوانه زده و به علف هرز تبدیل شود. با این حال ، برنامه های پرورش برای راش مویی و شبدر زرشکی نمی تواند این اندازه گیری را انجام دهد ، زیرا آنها باید گیاه را قبل از گرده افشانی متقابل حذف کنند.

مولر می گوید: "تیم ما آزمایش میدانی را با یک برنامه پرورش فعال انجام داد." "ما بافت های گیاهی را جمع آوری کردیم و تثبیت نیتروژن را اندازه گیری کردیم. ما توانستیم بگوئیم که چه مقدار از نیتروژن گیاه از تثبیت در مقابل خاک حاصل می شود. "

این تیم سه نوع نمونه را مورد آزمایش قرار داد که یک پرورش دهنده گیاه می تواند آنها را با نمونه ای که بیشتر برای کشاورزان مناسب است مقایسه کند. سپس تثبیت نیتروژن را با ارسال نمونه های خود به آزمایشگاهی که میزان نیتروژن کل و فراوانی یک ایزوتوپ پایدار طبیعی را اندازه گیری می کند ، اندازه گیری کردند.

نیتروژن از خاک معمولاً مقدار بیشتری از ایزوتوپ پایدار نیتروژن نسبت به نیتروژن ناشی از تثبیت دارد. این به محققان اجازه می دهد تا نسبت نیتروژن یک گیاه را از خاک در مقابل تثبیت تخمین بزنند.

مولر می گوید: "توصیه ما این است که ساقه های هر گیاه را در مرحله اولیه گلدهی جمع آوری کنیم تا میزان تثبیت نیتروژن از طریق ایزوتوپهای پایدار اندازه گیری شود." "این یک پروکسی خوب برای تثبیت نیتروژن در گیاهان کامل است ، اندازه گیری شده در اواخر مرحله گلدهی که بیشتر مربوط به کشاورزان است."

به گفته مولر ، اگر پرورش دهندگان قصد دارند یک اندازه گیری اضافه کنند ، باید این باشد. نسبت نیتروژن بدست آمده با تثبیت اغلب با اندازه گیاه یا اندازه گیری های دیگر ارتباط ندارد.

مولر می گوید: "اندازه گیری نیتروژن واقعی ثابت شده در محصول پوشش بسیار مهم است زیرا می تواند متفاوت باشد." "کشاورزان می خواهند بدانند چه مقدار نیتروژن در مزارع خود وارد می کنند. ما باید این اطلاعات را دقیق اندازه گیری و ارائه دهیم تا به کشاورزان در تصمیم گیری کمک کند. امیدواریم تحقیقات ما کشاورزان بیشتری را تشویق کند تا از محصولات حبوباتی به عنوان منبع نیتروژن استفاده کنند. "

کاترین مولر محقق فوق دکتری در دانشگاه کرنل است. این تحقیق در ارتباط با پروژه پرورش گیاهان حبوبات ، با بودجه وزارت کشاورزی ایالات متحده انجام شد.