Коришћење ових фумиганата за сузбијање болести које се преносе из земљишта имало је позитивне ефекте на усеве ван контроле болести. Укупни и тржишни принос и скуп кртола били су већи на парцелама третираним било којим фумигантом него што су били на нефумигираним контролним парцелама при свим тестираним количинама азота.
У северноамеричкој пољопривреди кромпира, хемијски фумиганти као што су метам натријум и хлоропикрин се често користе за контролу болести које се преносе из земљишта. Међутим, овај приступ сузбијању болести може бити мач са две оштрице.
С једне стране, фумигација је веома ефикасна у контроли болести које се преносе из тла, као што су обична краста и рано умирање кромпира, барем током једне вегетацијске сезоне. Са мање патогена који се преносе из земље, биљке кромпира могу развити здравије, робусније коренове системе, што их чини бољим у хватању хранљивих материја у земљишту и смањењу захтева за уносом азота. Алтернативно, сузбијање болести које се преносе земљиштем може Повећање захтеви за уносом азота повећањем максималног приноса који је култура способна да постигне.
С друге стране, фумиганти у тлу имају ефекте на микробну заједницу у земљишту изван утицаја на патогене. На пример, откривено је да фумиганти смањују стопу кружења азота у земљишту и микробног дисања. Они такође могу смањити популацију неких микроба који сузбијају болести, повећавајући степен до којег узгајивач мора да се ослања на фумигацију да би контролисао патогене у будућности. Укратко, хемијска фумигација земљишта може имати негативан утицај на здравље земљишта.
Наш приступ овом питању
Често смо користили реч „може“ у последња два пасуса. До данас је било врло мало истраживања о томе да ли фумигација мења оптималну количину азота у било ком усеву. Такође је непознато колико времена је потребно микробној заједници да се опорави од третмана фумигацијом, или да ли се то икада догоди.
Намеравали смо да одговоримо на ова питања у а теренска студија на кромпиру Руссет Бурбанк спроведено 2016. и 2017. године. Сваке године смо имали студијске парцеле фумигиране у јесен пре него што је кромпир засађен метам натријумом или хлоропикрином. Укључена је и нефумигирана контрола. У наредној години, свака парцела је подељена на пет подграђа, од којих је свака примала азот различитом брзином. Све подпарцеле су добиле 40 фунти азота по јутру као ДАП (18-46-0) приликом садње, а свака је добила или 0, 80, 140, 200 или 260 фунти по јутру као ЕСН (44-0-0) при ницању, за укупне количине азота од 40, 120, 180, 240 или 300 фунти по хектару.
Измерили смо одговоре усева на ове третмане фумигацијом и дозом азота у смислу скупа кртола, приноса, величине и квалитета, симптома раног одумирања кромпира, количине азота узетог по примењеној фунти и повећања приноса по фунти примењеног азота, између осталог. Мерили смо микробне реакције у тлу у смислу густине пропагула Вертициллиум, брзине дисања и концентрације нитрата и амонијума у земљишту.
Фумигација сузбија болести, побољшава принос
Као што се очекивало, фумиганти су успешно служили својој примарној сврси сузбијања патогена који се преносе у тлу. Обоје су смањили популацију одрживих Вертициллиум дахлиае пропагуле у земљишту и јачину фолијарних симптома раног одумирања кромпира. Хлоропикрин је такође смањио преваленцију обичне краставости у кртолама.
Коришћење ових фумиганата за сузбијање болести које се преносе из земљишта имало је позитивне ефекте на усеве ван контроле болести. Укупни и тржишни принос и скуп кртола били су већи на парцелама третираним било којим фумигантом него што су били на нефумигираним контролним парцелама при свим тестираним количинама азота. Овај ефекат на принос није значајно променио агрономску оптималну количину азота при којој је принос био максимизиран.
Количина азота коју је усев усвојио по хектару и по фунти примењеног азота била је већа на парцелама које су фумигиране хлоропикрином или метам натријумом него на контролним парцелама које нису фумигиране. Употреба оба фумиганта такође је повећала количину произведеног приноса по фунти примењеног азота. Све ове разлике одражавају разлике између третмана у приносу кртола (биомаса) описаним у претходном параграфу. Они нису настали због разлика у концентрацији азота у кртолама или количини азота присутног у виновој лози непосредно пре убијања винове лозе.
Није магични метак
Док су хлоропикрин и метам натријум обезбеђивале предности у погледу контроле болести, приноса и ефикасности коришћења азота, њихов ефекат на микробну активност изван патогена је генерално био негативан. На основу ЦО2 емисије из земљишта, које су снажно повезане са микробном активношћу, оба фумиганта су потиснула укупну микробну активност пре садње и усред сезоне. Ефекат се више није могао детектовати након жетве. У узорку пре садње, ефекат метам натријума био је посебно јак.
Парцеле третиране било којим фумигантом имале су веће концентрације амонијума у земљишту од нефумигираних контролних парцела током садње и средином сезоне. Ово указује да микроби у земљишту нису ефикасно претварали амонијум у нитрат под фумигацијом; овај ефекат је био посебно јак када је хлоропикрин био фумигант. Дакле, поред сузбијања микробне активности уопште, фумигација је успорила брзину кружења азота у земљишту.
Шта заправо ради?
Наши резултати показују да, иако је фумигација земљишта метам натријумом или хлоропикрином краткорочно корисна за усев кромпира, нуспојава је смањење микробне активности земљишта и измењено кружење азота. Како ово утиче на здравље земљишта је неизвесно и биће потребна дугорочна студија да би се открило - да се боље погледа здравље тла и микробна заједница.
Такође је важно размотрити друге начине за контролу патогена који се преносе у тлу, посебно ако се утврди да су хемијски фумиганти дугорочно штетни по здравље земљишта. Постоје ли друге одрживе опције за узгајиваче да контролишу патогене који се преносе у тлу? Може ли се фумигација користити ређе или у комбинацији са инокулацијом корисних микроба? Одржавање здравља земљишта је од суштинског значаја за дугорочни опстанак пољопривредне операције, али стратегије за унапређење здравља земљишта не смеју бити толико скупе да угрозе одрживост фарме у кратком року.
Да бисмо решили ова питања, сарађујемо са истраживачима широм земље у истрази са више држава о томе како на здравље земљишта утичу одлуке управљања у системима за узгој кромпира, да ли методе за побољшање здравља земљишта добро функционишу у овим системима и како садња и инкорпорација биофумигантне покровне усеве као што је горушица упореди са хемијском фумигацијом у промовисању приноса и сузбијању болести.
Овај пројекат Иницијатива за истраживање специјалних усева и финансиран од УСДА/НИФА је четврта година и година када ћемо добити најмање прелиминарних одговора на ова питања. Побољшање здравља земљишта је спор и сложен процес, посебно са захтевним усевом као што је кромпир. Због тога ће се ова студија морати продужити након 2022. године како би се сазнало да ли ефикасне стратегије настављају да побољшавају здравље тла док контролишу патогене који се преносе у тлу током више ротација и година.
- Ово истраживање је подржано средствима Савета за кромпир области Минесоте ИИ, Савета за истраживање и образовање за пољопривредна ђубрива Минесоте и ТриЕст Аг Гроуп, Инц. Резултати су објављени у Амерички часопис за истраживање кромпира Септембар КСНУМКС.
- Аутори студије су Џејмс Крантс, Карл Розен и Линда Кинкел са Универзитета у Минесоти; Јосе Пабло Дундоре-Ариас са Калифорнијског државног универзитета, Монтереи Баи; и Енди Робинсон и Нил Гудместад на Државном универзитету Северне Дакоте.