Η λίπανση στο ρύζι

Θρεπτικά στοιχεία και η σημασία τους στην καλλιέργεια του ρυζιού

Άζωτο

Το άζωτο αποτελεί αναμφισβήτητα το πιο σημαντικό θρεπτικό στοιχείο για την καλλιέργεια ρυζιού, επηρεάζοντας άμεσα την ανάπτυξη του φυτού, το αδέλφωμα και τελικά την παραγωγή. Ωστόσο, οι συνθήκες κατάκλυσης δημιουργούν σημαντικές προκλήσεις στη διαχείρισή του:

• Η αποδοτικότητα του αζώτου σε ορυζώνες κυμαίνεται μόλις στο 30-40%, γεγονός που υπογραμμίζει την ανάγκη για στρατηγική εφαρμογή. Σύμφωνα με τους Cassman et al. (2002), η αποδοτικότητα χρήσης αζώτου στο ρύζι παραμένει σε χαμηλά επίπεδα, με σημαντικό μέρος του εφαρμοζόμενου αζώτου να χάνεται μέσω εξαέρωσης, έκπλυσης και απονιτροποίησης [1].
• Ο κατάλληλος χρόνος εφαρμογής αποτελεί το κλειδί για την επιτυχία. Σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία (Peng et al., 2010), συνιστάται:
  • 40-50% της συνολικής ποσότητας αζώτου να εφαρμόζεται πριν την κατάκλιση.
  • 30-40% στο στάδιο του σχηματισμού της φόβης
  • 20-30% κατά την περίοδο της ανθοφορίας [2]
• Η χρήση λιπασμάτων με αναστολέα ουρέασης όπως το NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide) έχει αποδειχθεί εξαιρετικά αποτελεσματική, καθώς μειώνει σημαντικά τις απώλειες αζώτου λόγω εξαέρωσης. Σύμφωνα με έρευνα των Linquist et al. (2013), η χρήση αναστολέων ουρέασης μπορεί να μειώσει τις απώλειες αμμωνίας έως και 40% σε κατεκλυσμένα εδάφη [3].

Φώσφορος

Ο φώσφορος επίσης σημαντικό ρόλο στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης του ρυζιού, επηρεάζοντας την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος και τη συνολική ζωτικότητα του φυτού:

• Απαραίτητος για την πρώιμη εγκατάσταση της καλλιέργειας, καθώς ενισχύει την ανάπτυξη ενός εκτεταμένου και ισχυρού ριζικού συστήματος. Οι Fageria και Baligar (1997) τεκμηρίωσαν ότι επάρκεια φωσφόρου στα αρχικά στάδια ανάπτυξης ενισχύει σημαντικά την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος, βελτιώνοντας την απορρόφηση νερού και θρεπτικών στοιχείων [4].
• Επηρεάζει καθοριστικά την άμυνα του φυτού. Μελέτες των Spann και Schumann (2009) έδειξαν ότι η επάρκεια φωσφόρου συμβάλλει στην ενίσχυση των μηχανισμών άμυνας του φυτού έναντι παθογόνων [5].
• Η διαθεσιμότητα φωσφόρου σε κατεκλυσμένα εδάφη δεν είναι απλή υπόθεση. Σύμφωνα με έρευνα των Kirk et al. (1990), η κατάκλυση αρχικά αυξάνει τη διαθεσιμότητα φωσφόρου λόγω αναγωγής των οξειδίων σιδήρου, αλλά μακροπρόθεσμα μπορεί να οδηγήσει σε δέσμευσή του [6].

Κάλιο

Η συμβολή του καλίου στην καλλιέργεια ρυζιού συχνά υποτιμάται, παρά τον κρίσιμο ρόλο του στη διαχείριση του υδατικού δυναμικού και την αντοχή στο στρες:

• Βελτιώνει τη διαχείριση του νερού στο φυτό, γεγονός ιδιαίτερα σημαντικό στα στάδια ανάπτυξης όπου μπορεί να παρατηρηθούν διακυμάνσεις στην στάθμη του νερού. Οι Cakmak et al. (2005) απέδειξαν ότι το κάλιο παίζειι κεντρικό ρόλο στην οσμωρύθμιση των κυττάρων, συμβάλλοντας στην αντοχή στην ξηρασία [7].
• Ενισχύει την αντοχή σε εχθρούς και ασθένειες. Έρευνα των Wang et al. (2013) έδειξε ότι η ορθή θρέψη με κάλιο μειώνει την ευαισθησία σε ασθένειες όπως η πυρικουλάρια (Pyricularia oryzae) στο ρύζι [8].
• Συμβάλλει στην ποιότητα του καρπού, βελτιώνοντας το βάρος 1000 σπόρων και τη συνολική ποιότητα του κόκκου. Οι Zörb et al. (2014) επιβεβαίωσαν ότι επάρκεια καλίου βελτιώνει την ποιότητα των σπόρων και την αντοχή τους μετασυλλεκτικά[9].

Ψευδάργυρος

Ο ψευδάργυρος αναδεικνύεται ως το πλέον κρίσιμο ιχνοστοιχείο στην καλλιέργεια ρυζιού, ιδιαίτερα στα αλκαλικά και κατεκλυσμένα εδάφη:

• Η έλλειψη ψευδαργύρου είναι συχνό φαινόμενο στους ορυζώνες λόγω των συνθηκών κατάκλυσης που μειώνουν τη διαθεσιμότητά του. Σύμφωνα με μελέτη των Alloway et al. (2009), η διαθεσιμότητα ψευδαργύρου μειώνεται σημαντικά σε κατεκλυσμένα εδάφη λόγω αλλαγών στο δυναμικό οξειδοαναγωγής [10].
• Η προσθήκη ψευδαργύρου έχει παρουσιάσει εντυπωσιακά αποτελέσματα. Έρευνα των Rehman et al. (2012) έδειξε ότι η εφαρμογή ψευδαργύρου σε καλλιέργειες ρυζιού αύξησε την παραγωγή κατά 8-12%, ενώ παράλληλα βελτίωσε την περιεκτικότητα των κόκκων σε πρωτεΐνη [11].
• Ο ψευδάργυρος εμπλέκεται σε πολλαπλές μεταβολικές διεργασίες. Οι Broadley et al. (2007) αναφέρουν τον κρίσιμο ρόλο του ψευδαργύρου σε πάνω από 300 ένζυμα και πρωτεΐνες που εμπλέκονται στον μεταβολισμό των φυτών [12].

 

Λιπάσματα με αναστολείς ουρέασης στο ρύζι

Η τεχνολογία των λιπασμάτων με αναστολείς ουρέασης αποτελεί μια από τις σημαντικότερες εξελίξεις στη θρέψη του ρυζιού:

• Ο αναστολέας ουρέασης NBPT παρεμποδίζει τη δράση του ενζύμου ουρεάση που είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή του ουρεϊκού αζώτου σε αμμωνιακό. Σύμφωνα με τους Cantarella et al. (2018), η χρήση NBPT μπορεί να μειώσει τις απώλειες αμμωνίας κατά 50-70% σε καλλιέργειες ρυζιού [13].
• Η τεχνολογία επιτρέπει πιο ευέλικτη εφαρμογή λιπασμάτων. Οι Soares et al. (2012) έδειξαν ότι η χρήση αναστολέων ουρέασης επιτρέπει τη μείωση του αριθμού των εφαρμογών λιπάσματος χωρίς απώλεια αποτελεσματικότητας [14].
• Ο εμπλουτισμός με ψευδάργυρο προσφέρει συνεργιστικά οφέλη. Έρευνα των Shivay et al. (2008) έδειξε ότι ο συνδυασμός αζώτου με ψευδάργυρο αυξάνει την αποδοτικότητα χρήσης αζώτου κατά 15-20% σε καλλιέργειες ρυζιού [15].

 

Η χρονική στιγμή εφαρμογής αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την αποτελεσματική λίπανση του ρυζιού σε κατακλυσμένα εδάφη:

• Βασική Λίπανση: Οι Dobermann και Fairhurst (2000) προτείνουν την εφαρμογή του συνόλου της ποσότητας φωσφόρου, 40-50% του αζώτου και 50% του καλίου κατά την προετοιμασία του εδάφους, πριν την κατάκλυση [16].
• Επιφανειακή Λίπανση: Ο IRRI (International Rice Research Institute) συνιστά τον διαχωρισμό της επιφανειακής λίπανσης σε δύο εφαρμογές: μία στο στάδιο του αδελφώματος και μία κατά την έναρξη της άνθησης [17].
• Διαχείριση στάθμης νερού: Οι Savant και De Datta (1982) τεκμηρίωσαν τη σημασία της διαχείρισης της στάθμης του νερού για τη μεγιστοποίηση της απορρόφησης των θρεπτικών στοιχείων, συνιστώντας μείωση της στάθμης κατά τις επιφανειακές λιπάνσεις [18].

Ολοκληρωμένη Προσέγγιση Μέσω Διαφυλλικής Θρέψης

Η διαφυλλική εφαρμογή θρεπτικών στοιχείων αποτελεί συμπληρωματική αλλά εξαιρετικά αποτελεσματική στρατηγική:

• Αντιμετώπιση τροφοπενιών ιχνοστοιχείων: Οι Cakmak et al. (2010) έδειξαν ότι ο διαφυλλικός ψεκασμός ψευδαργύρου σε συγκέντρωση 0,5-1% είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός για την ταχεία αντιμετώπιση συμπτωμάτων τροφοπενίας [19].
• Ενίσχυση σε κρίσιμα στάδια: Σύμφωνα με τους Fageria et al. (2011), εφαρμογές διαλυμάτων πλούσιων σε κάλιο κατά την περίοδο της άνθησης ενισχύουν τη γονιμοποίηση και τπ γέμισμα του κόκκου [20].

Αποτελέσματα

Με βάση δεδομένα από επιστημονικές μελέτες, μια ολοκληρωμένη στρατηγική λίπανσης που συνδυάζει τις παραπάνω αρχές μπορεί να επιφέρει:

• Αύξηση παραγωγής κατά 10-15% σε σύγκριση με συμβατικές πρακτικές λίπανσης, όπως επιβεβαιώνεται από μετα-ανάλυση των Qiao et al. (2018) [21].
• Βελτίωση της ποιότητας του κόκκου με αύξηση του ποσοστού ολόκληρων κόκκων κατά την επεξεργασία, σύμφωνα με έρευνα των Bhattacharyya et al. (2018) [22].
• Οικονομικό όφελος που υπερβαίνει το αυξημένο κόστος των εξειδικευμένων λιπασμάτων. Οι Shivay et al. (2016) υπολόγισαν ότι η χρήση προηγμένων τεχνολογιών λίπανσης μπορεί να αυξήσει το καθαρό κέρδος των παραγωγών έως και 20% [23].

Βιβλιογραφικές Αναφορές

[1] Cassman, K.G., Dobermann, A., Walters, D.T. (2002). Agroecosystems, nitrogen-use efficiency, and nitrogen management. AMBIO: A Journal of the Human Environment, 31(2), 132-140.

[2] Peng, S., Huang, J., Zhong, X., Yang, J., Wang, G., Zou, Y., Zhang, F., Zhu, Q., Buresh, R., Witt, C. (2010). Improving nitrogen fertilization in rice by site-specific N management. A review. Agronomy for Sustainable Development, 30(3), 649-656.

[3] Linquist, B.A., Liu, L., van Kessel, C., van Groenigen, K.J. (2013). Enhanced efficiency nitrogen fertilizers for rice systems: Meta-analysis of yield and nitrogen uptake. Field Crops Research, 154, 246-254.

[4] Fageria, N.K., Baligar, V.C. (1997). Phosphorus-use efficiency by corn genotypes. Journal of Plant Nutrition, 20(10), 1267-1277.

[5] Spann, T.M., Schumann, A.W. (2009). The role of plant nutrients in disease development with emphasis on citrus and huanglongbing. Proceedings of the Florida State Horticultural Society, 122, 169-174.

[6] Kirk, G.J.D., Ahmad, A.R., Nye, P.H. (1990). Coupled diffusion and oxidation of ferrous iron in soils. II. A model of the diffusion and reaction of O2, Fe2+, H+ and HCO3- in soils and a sensitivity analysis of the model. Journal of Soil Science, 41(3), 411-431.

[7] Cakmak, I. (2005). The role of potassium in alleviating detrimental effects of abiotic stresses in plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 168(4), 521-530.

[8] Wang, M., Zheng, Q., Shen, Q., Guo, S. (2013). The critical role of potassium in plant stress response. International Journal of Molecular Sciences, 14(4), 7370-7390.

[9] Zörb, C., Senbayram, M., Peiter, E. (2014). Potassium in agriculture–status and perspectives. Journal of Plant Physiology, 171(9), 656-669.

[10] Alloway, B.J. (2009). Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans. Environmental Geochemistry and Health, 31(5), 537-548.

[11] Rehman, H., Aziz, T., Farooq, M., Wakeel, A., Rengel, Z. (2012). Zinc nutrition in rice production systems: a review. Plant and Soil, 361(1-2), 203-226.

[12] Broadley, M.R., White, P.J., Hammond, J.P., Zelko, I., Lux, A. (2007). Zinc in plants. New Phytologist, 173(4), 677-702.

[13] Cantarella, H., Otto, R., Soares, J.R., de Brito Silva, A.G. (2018). Agronomic efficiency of NBPT as a urease inhibitor: A review. Journal of Advanced Research, 13, 19-27.

[14] Soares, J.R., Cantarella, H., de Campos Menegale, M.L. (2012). Ammonia volatilization losses from surface-applied urea with urease and nitrification inhibitors. Soil Biology and Biochemistry, 52, 82-89.

[15] Shivay, Y.S., Kumar, D., Prasad, R. (2008). Effect of zinc-enriched urea on productivity, zinc uptake and efficiency of an aromatic rice–wheat cropping system. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 81(3), 229-243.

[16] Dobermann, A., Fairhurst, T. (2000). Rice: Nutrient disorders & nutrient management. Potash & Phosphate Institute (PPI), Potash & Phosphate Institute of Canada (PPIC) and International Rice Research Institute (IRRI).

[17] International Rice Research Institute (IRRI). (2015). Rice Knowledge Bank: Nutrient management. http://www.knowledgebank.irri.org/step-by-step-production/growth/nutrient-management

[18] Savant, N.K., De Datta, S.K. (1982). Nitrogen transformations in wetland rice soils. Advances in Agronomy, 35, 241-302.

[19] Cakmak, I., Kalayci, M., Kaya, Y., Torun, A.A., Aydin, N., Wang, Y., Arisoy, Z., Erdem, H., Yazici, A., Gokmen, O., Ozturk, L. (2010). Biofortification and localization of zinc in wheat grain. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(16), 9092-9102.

[20] Fageria, N.K., Baligar, V.C., Jones, C.A. (2011). Growth and mineral nutrition of field crops. CRC Press.

[21] Qiao, J., Yang, L., Yan, T., Xue, F., Zhao, D. (2018). Rice dry matter and nitrogen accumulation, soil mineral nitrogen, and nitrogen balance after over 20 years of fertilizer application. Field Crops Research, 215, 135-142.

[22] Bhattacharyya, P., Bisen, J., Bhaduri, D., Mishra, S. (2018). Enhancing rice grain quality through balanced nutrient application. Indian Journal of Fertilisers, 14(5), 36-49.

[23] Shivay, Y.S., Prasad, R., Rahal, A. (2016). Enhancing rice productivity and soil fertility through integrated nutrient management in the Indo-Gangetic plains of India. International Journal of Tropical Agriculture, 34(3), 895-901.