Για τη μεγιστοποίηση της ανάπτυξης και της παραγωγικότητας, τα φυτά χρειάζονται 17 διαφορετικά θρεπτικά συστατικά (Σχήμα 1).
Μερικά από αυτά τα θρεπτικά συστατικά (άνθρακας (C), υδρογόνο (H) και οξυγόνο (O)) λαμβάνονται από το νερό ή/και την ατμόσφαιρα. Τα υπόλοιπα 14 απαραίτητα θρεπτικά συστατικά απορροφώνται από το έδαφος και ταξινομούνται ως μακροθρεπτικά συστατικά ή μικροθρεπτικά συστατικά με βάση την ποσότητα που χρειάζονται τα φυτά. Τα μακροθρεπτικά συστατικά χρειάζονται σε συγκεντρώσεις 1000 µg g-1 ξηράς ουσίας ή περισσότερο, ενώ τα μικροθρεπτικά συστατικά χρειάζονται σε συγκεντρώσεις ίσες ή μικρότερες από 100 µg g-1 ξηράς ουσίας. Τα μακροθρεπτικά συστατικά είναι το άζωτο (N), ο φώσφορος (P), το κάλιο (K), το ασβέστιο (Ca), το μαγνήσιο (Mg) και το θείο (S). Τα μικροθρεπτικά συστατικά που χρειάζονται τα φυτά είναι ο σίδηρος (Fe), ο ψευδάργυρος (Zn), ο χαλκός (Cu), το μαγγάνιο (Mn), το βόριο (B), το χλωρίδιο (Cl), το μολυβδαίνιο (Mo) και το νικέλιο (Ni). Όταν τα φυτά καλαμποκιού έχουν επαρκείς ποσότητες μακροθρεπτικών συστατικών και μικροθρεπτικών συστατικών, έχουν συνήθως σκούρο πράσινο χρώμα (Σχήμα 2.)
Σχήμα 2. Φυτά καλαμποκιού σε σκούρο πράσινο χρώμα χωρίς κανένα οπτικό σημάδι συμπτωμάτων έλλειψης θρεπτικών συστατικών.
Η δειγματοληψία εδάφους είναι μια συνηθισμένη μέθοδος για να προσδιοριστεί εάν τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά των φυτών βρίσκονται σε επαρκείς ποσότητες. Δείγματα εδάφους συλλέγονται από το χωράφι και αποστέλλονται σε εργαστήριο για ανάλυση της περιεκτικότητας σε θρεπτικά συστατικά. Οι εργαστηριακές αναφορές εδάφους μπορούν να μας πουν εάν αυτά τα θρεπτικά συστατικά βρίσκονται σε επαρκείς ποσότητες για βέλτιστη ανάπτυξη και εξέλιξη των φυτών ή εάν χρειάζονται συμπληρωματικά θρεπτικά συστατικά. Με βάση αυτές τις αναφορές, εφαρμόζεται στο χωράφι ένα συνιστώμενο πρόγραμμα λιπασμάτων. Εκτός από τις δοκιμές εδάφους πριν από τη φύτευση, η παρακολούθηση των καλλιεργειών κατά τη διάρκεια της σεζόν για συμπτώματα έλλειψης θρεπτικών συστατικών κατά τη διάρκεια της σεζόν είναι σημαντική για να προσδιοριστεί εάν κάποια θρεπτικά συστατικά είναι κάτω από την επάρκεια για την καλλιέργεια. Η παρακολούθηση της καλλιέργειας μπορεί να γίνει με έναν από τους δύο τρόπους. Πρώτον, η παραδοσιακή μέθοδος είναι να περπατήσετε φυσικά μέσα από τα χωράφια και να αναζητήσετε οπτικά συμπτώματα έλλειψης θρεπτικών συστατικών. Δεύτερον, εργαλεία ακριβείας γεωργίας, όπως drones, αισθητήρες θόλου και δορυφόροι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη φωτογραφιών και την αξιολόγηση εάν υπάρχουν ελλείψεις θρεπτικών συστατικών. Αυτό το άρθρο θα παρουσιάσει εν συντομία αυτές τις δύο μεθόδους: 1) οπτική αναγνώριση συμπτωμάτων έλλειψης θρεπτικών συστατικών στο καλαμπόκι και 2) χρήση τεχνολογιών ακριβείας γεωργίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση συμπτωμάτων έλλειψης θρεπτικών συστατικών.
Μέθοδος Ι: Εντοπισμός Οπτικών Συμπτωμάτων Έλλειψης Θρεπτικών Συστατικών
Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ποια οπτικά συμπτώματα αναζητάτε κατά την αναζήτηση αγρών για ελλείψεις θρεπτικών συστατικών. Οι γενικοί τύποι συμπτωμάτων έλλειψης θρεπτικών συστατικών περιλαμβάνουν:
Χλώρωση (κιτρίνισμα) των φύλλων σε ομοιόμορφο μοτίβο ή ενδιάμεση νευραλγία, που συχνά αναφέρεται ως ραβδώσεις.
Νέκρωση ή θάνατος φυτικού ιστού.
Ο φυτικός ιστός αποκτά κόκκινο ή μοβ χρώμα.
Αναστολή της ανάπτυξης των φυτών.
Έλλειψη νέας ανάπτυξης.
Το πού εμφανίζονται αυτά τα συμπτώματα έλλειψης θρεπτικών συστατικών στο φυτό μπορεί επίσης να καθορίσει ποιο θρεπτικό συστατικό μπορεί να προκαλεί το σύμπτωμα. Οι ελλείψεις σε κινητά θρεπτικά συστατικά (N, P, K και Mg) εμφανίζονται συνήθως σε παλαιότερα φύλλα, καθώς αυτά τα θρεπτικά συστατικά κινητοποιούνται από τα παλαιότερα στα νεότερα φύλλα για να διατηρήσουν την ανάπτυξη των φυτών. Οι ελλείψεις σε μη κινητά θρεπτικά συστατικά (Zn, S, Ca, B, Fe, Mn, Cu, Mo, Cl) εμφανίζονται πρώτα στα νεότερα φύλλα, καθώς αυτά τα θρεπτικά συστατικά δεν μετακινούνται εύκολα από τα παλαιότερα στα νεότερα φύλλα. Οπτικά συμπτώματα για καθένα από τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά περιγράφονται παρακάτω. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι άλλες συνθήκες, όπως ο τραυματισμός από ζιζανιοκτόνα, η συμπύκνωση του εδάφους, το κλάδεμα των ριζών και τα παράσιτα, μπορούν να προκαλέσουν συμπτώματα που μιμούνται τα συμπτώματα έλλειψης θρεπτικών συστατικών. Επομένως, οι δοκιμές φυτικών ιστών σε συνδυασμό με δοκιμές εδάφους μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί εάν υπάρχει πραγματική έλλειψη θρεπτικών συστατικών.
Οπτικά συμπτώματα ανεπάρκειας θρεπτικών συστατικών
Μέθοδος II: Τεχνολογίες Ακριβούς Γεωργίας που Χρησιμοποιούνται για τον Εντοπισμό Συμπτωμάτων Έλλειψης Θρεπτικών Συστατικών
Ο προσδιορισμός των ελλείψεων θρεπτικών συστατικών χρησιμοποιώντας μόνο οπτικές και φυτικές μεθόδους δοκιμών είναι χρονοβόρος, δύσκολος και δαπανηρός. Οι τεχνολογίες ακριβούς γεωργίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση ελλείψεων θρεπτικών συστατικών νωρίτερα κατά τη διάρκεια της σεζόν και την πιο αποτελεσματική ανίχνευση μεγάλων εκτάσεων αγρού. Αυτά τα εργαλεία περιλαμβάνουν δεδομένα τηλεπισκόπησης, αισθητήρες φυλλώματος καλλιεργειών, όπως το GreenSeeker, και πολυφασματικούς αισθητήρες τοποθετημένους σε drones (Σχήμα 3). Για παράδειγμα, οι φασματικές πληροφορίες που συλλέγονται από δορυφόρους ή drones μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση συμπτωμάτων έλλειψης θρεπτικών συστατικών πριν αυτά γίνουν ορατά στο ανθρώπινο μάτι. Αυτή η έγκαιρη ανίχνευση μιας έλλειψης θρεπτικών συστατικών αυξάνει την πιθανότητα να πραγματοποιηθεί η εφαρμογή θρεπτικών συστατικών πριν μειωθεί η απόδοση.
Σχήμα 3. Drone που πετάει πάνω από ένα χωράφι με καλαμπόκι συλλέγοντας δεδομένα ανακλαστικότητας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό ελλείψεων θρεπτικών συστατικών.
Η διαίρεση των αγρών σε ζώνες διαχείρισης και η χρήση αισθητήρων φυλλώματος για τη χαρτογράφηση των αγρών είναι ένα άλλο εργαλείο ακριβούς γεωργίας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ακριβέστερη διαχείριση των εφαρμογών θρεπτικών συστατικών (Σχήμα 4). Αυτές οι ζώνες μπορούν να βασίζονται σε παράγοντες όπως η τοπογραφία, οι πληροφορίες δοκιμών εδάφους, οι αισθητήρες εδάφους, οι αισθητήρες φυλλώματος καλλιεργειών και οι δορυφορικές πληροφορίες. Οι πληροφορίες για κάθε ζώνη μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για την προσαρμογή του ρυθμού λιπασμάτων σε όλο το χωράφι. Η χρήση αυτών των εργαλείων ακριβούς γεωργίας έχει τη δυνατότητα να μας βοηθήσει να εντοπίσουμε και να διορθώσουμε τις ελλείψεις θρεπτικών συστατικών νωρίτερα κατά τη διάρκεια της σεζόν, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε αύξηση του οικονομικού κέρδους και στην ελαχιστοποίηση των πιθανών αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις υπερβολικές εφαρμογές λιπασμάτων. Συνολικά, αυτά τα εργαλεία ακριβούς γεωργίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν τους αγρότες να συλλέγουν, να επεξεργάζονται και να αναλύουν πληροφορίες που μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της ακρίβειας των πρακτικών διαχείρισης θρεπτικών συστατικών των καλλιεργειών.
Σχήμα 4. Ο χάρτης του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης διαφοράς (NDVI) ενός αγρού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση πιθανών ελλείψεων θρεπτικών συστατικών ανά ζώνες διαχείρισης.
Αναφορές
Διεθνές Ινστιτούτο Θρέψης Φυτών. 2011. Σειρά λεπτομερειών για τις πηγές θρεπτικών συστατικών . 10 Σεπτεμβρίου 2011.
Marschner, P. 2012. Η Μεταλλική Θρέψη Ανώτερων Φυτών του Marschner. Academic Press.
Επέκταση Πανεπιστημίου της Μινεσότα
Sawyer, J. 2004. Ελλείψεις θρεπτικών συστατικών και τραυματισμοί από την εφαρμογή σε καλλιέργειες. Στο Ολοκληρωμένη διαχείριση παρασίτων . IPM 42. Iowa State Extension. Ames, IA.
