INLIGTINGSENTRUM

Technology [photo] 

Tegnologie

Die geskiedenis en voordele van plantsap

Geskiedenis

Plantsap-ontleding, of S.A.P. – spesiale analitiese prosedure, het 'n lang geskiedenis en dateer terug na die 1930s. Plantsap-ontleding is egter eers sedert die laat 1970s as 'n vinnige plantvoedingstoets gebruik. Teen die vroeë 1980s het standaardisasie van plantdele vir monsternemingsdoeleindes plaasgevind en plantsap-ontleding het as 'n alternatief vir normale weefsel-ontleding byval begin vind. In die Verenigde Koninkryk het Omex Agrifluids al sedert 1976 plantsap-ontleding gebruik en dit het vinnig na die VSA en Kanada uitgebrei. In Australië gebruik Agvita hierdie tegnologie al vir meer as 20 jaar as 'n hulpmiddel vir vroeë opsporing van voedingswanbalanse en -tekorte. Tans bied vele gerespekteerde laboratoriums en kunsmismaatskappye soos NovaCrop Control in Nederland sowel as Hortus en Crop Health Laboratories in Ohio, VSA plantsap-ontleding. NovaCrop Control bied die diens in meer as 15 lande wêreldwyd.

In Suid-Afrika (SA) het Omnia Kunsmis die saptegnologie in die laat 1990s van Omex bekom en as OmniSap® geregistreer, waar dit die bynaam "die bloedtoets vir plante" gekry het. By Omnia word die OmniSap®-diens aan alle Suid-Afrikaanse besigheidseenhede gebied, asook aan Zambië, Zimbabwe, Mosambiek en Australië deur middel van die uitgekontrakteerde CSBP Laboratories in Perth.

Figuur 1: Omnia se wêreldklas sap-persaanleg by Chemtech Laboratoriums, Sasolburg
Figure 1Figure 1

Voordele van plantsap-ontleding, met spesifieke verwysing na OmniSap®

Plantsap-ontleding gee 'n oorsig van die plant se huidige voedingstatus en watter elemente beskikbaar is vir groei en plantvoedingsreserwes in vergelyking met 'n gewone blaarweefselontleding waarmee slegs ingeboude voedingstowwe of voedingsgeskiedenis gesien kan word. Daarom is 'n sapontleding die finale uitslag van grond- en plantwisselwerkings en 'n waardevolle hulpmiddel vir gewasbestuur gedurende die seisoen.

Met OmniSap® is die standaard toetsverskeidenheid nitraat (NO3), ammonium (NH4), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), swael (S), sink (Zn), boor (B), natrium (Na), koper (Cu), mangaan (Mn), yster (Fe), aluminium (Al) en silikon (Si). Elkeen van hierdie elemente word as 'n persentasie van die norm op genormaliseerde grafieke uitgedruk sodat die voedingswanbalanse of grondwisselwerkings maklik gesien kan word. Elke voedingstof word ook teen die seisoenale norm geplot om 'n aanduiding te gee van toekomstige voedingsbehoeftes van die spesifieke gewas (sien Figuur 2 op bladsy 20).

Figuur 2: Die OmniSap®-verslag wat die resultate van voedingsvlakke en -balanse op die eerste bladsy, en opnamekurwes op die tweede bladsy toon. Elke voedingstof is teen die opnamekurwes en 'n spesifieke punt in tyd geplot wat insig gee in hoe die gewas vorder, asook van toekomstige vereistes, soos op die derde en vierde bladsye van die verslag gesien kan word.
Figure 2

By Omnia fokus ons op voortdurende monitering van gewasgroei en -lewenskragtigheid om die risiko vir die produsent te verlaag en om opbrengs te optimaliseer. In Figuur 3 (bladsy 20) is 'n opsomming van hierdie konsep. Die seisoen word met 'n grondontleding en 'n kunsmis-aanbeveling begin om die grondslag reg te kry. OmniSap® word daarna ingebring en gedurende die seisoen op kritiese stadiums gebruik om voedingsvlakke te kontroleer en om tekorte reg te stel. Die siklus word dan met 'n algehele weefselontleding voltooi om die voedingsvlakke aan die einde van die seisoen in oënskou te neem en om probleem-elemente te identifiseer wat dan in die volgende seisoen se plantermengsel aangespreek sal word. Dié konstante monitering verseker optimale produksie en dat grond nie gemyn of oorbemes word nie en verseker daardeur die langtermyn volhoubaarheid van boere.

Figuur 3: Die konsep van voortdurende gewasmonitering om langtermyn volhoubaarheid te verseker
Figure 3

‘n Verdere voordeel van OmniSap® is dat met die toepassing van 'n bietjie plantfisiologie en statistiek, 'n hele nuwe wêreld oopgemaak word. Dit sluit stikstofmetabolisme en bestuur, peulplant-knopvorming, suikerproduksie (Brix), plantgesondheid en lewenskragtigheid in die vorm van insek- en swamstimulasie, wortelsiektes, osmotiese potensiaal en besproeiingskedulering, grondkompaksie en -versuring, ammoniumtoksisiteit en opbrengsklassifikasie in, om net 'n paar te noem. Omnia het die laaste twee ingesluit deur die diskriminante en hoofkomponentontleding in modelle in te sluit wat vroeë-seisoen identifisering van ammoniumtoksisiteit en opbrengsbeperkings moontlik maak. Met OmniSap® word voedingstofvlakke, ammoniumtoksisiteit- en opbrengsvoorspellingsmodelle alles in een verslag saamgevat (Figure 3, 4 en 5) en daardeur word die produsent se risiko verlaag. Die toepassing van OmniSap® optimaliseer die opbrengs en lei ook tot die verantwoordelike gebruik van hulpbronne en daardeur die bewaring van die omgewing.

Figuur 4: Opbrengsklassifikasiemodel wat diskriminante en hoofkomponent-ontleding gebruik
Figure 4

Figuur 5: Ammoniumtoksisiteitsmodel (a) en uitkoms (b)
Figure 5

Die opbrengsklassifikasiemodelle wat in OmniSap® gebruik word, is 'n redelike nuwe konsep wat ontwikkel is om produsente by te staan om opbrengsbeperkings as gevolg van plantvoeding vroeg in die seisoen te identifiseer en aan te spreek, en daardeur risiko te verlaag en wins te verbeter. Die huidige mielie- en koringmodelle gebruik diskriminante en hoofkomponentontleding om voedingstowwe te groepeer, opbrengs te voorspel en die gewas in lae- of hoë-potensiaalgroepe in te deel om gemiddelde langtermyn opbrengsdata te verkry. Dit stel die produsent in staat om regstellings te maak om sy gewasopbrengs van 'n lae na 'n hoë opbrengspotensiaal te verbeter, indien dit nie reeds die geval is nie.

Nog 'n redelike onlangse bekendstelling met betrekking tot OmniSap® is die gebruik van modelle wat die potensiële ammoniumtoksisiteit beraam. Die doel hiervan is om produsente met stikstofbestuur te ondersteun, veral met die gebruik van nitraatstikstof wat die N-bron is wat deur die meeste gewasse verkies word. Die model is op die verhouding tussen ammonium-N en nitraat-N in die plantsap, sowel as op katioonvlakke, gebaseer. Dit gee 'n aanduiding van lae, medium of hoë ammoniumtoksisiteitstoestande en waarsku die produsent daardeur om regstellende aksies te neem om opbrengsverliese te beperk aangesien die ammoniumtoksisiteit- en opbrengsklassifikasiemodelle saamwerk. Ammoniumtoksisiteit kom voor wanneer die balans tussen ammonium-N en nitraat-N verhoog is, gewoonlik as gevolg van die gebruik van slegs ureum-gebaseerde produkte en koue, nat grondtoestande. Dit lei tot 'n daling in katioonopname en groei-inhibeerde geel plante as gevolg van 'n verskuifing van loot- na wortelbiomassa, en grootskaalse translokasie van suiker na die wortels om die hoë ammoniumvlakke teë te werk.

Databestuur en navorsing

Die data van 'n paar honderdduisend OmniSap®-monsters in die databasis word gebruik om na langtermyn voedingstendense vir spesifieke gewasse en gebiede te kyk. Figuur 6 wys byvoorbeeld hoe vyf jaar se data gebruik is om swaeltendense in droëlandmielies in die Vrystaat te karteer. Die verslae verskaf waardevolle inligting rakende produkontwikkeling vir sekere gebiede, sowel as vir die voedingsinhoud van blaarbespuitingsprodukte en voeg daardeur 'n verdere dimensie aan OmniSap®. Wanneer hierdie OmniSap®-tendense met langtermyn grondontledingstendense verenig word, kan dit ook as 'n waarskuwing vir produsente dien wanneer voedingstowwe uit die grond gemyn word.

Figuur 6: Kartering van OmniSap®-swaeltendense vir mielies op vyf jaar se data gebaseer
Figure 6

Figuur 7: OmniSap® se nuwe Bellingham & Stanley-bankrefraktometer wat vir Brix-metings gebruik sal word.
Figure 7

Huidige voortgesette OmniSap®-navorsing sluit dus die ontwikkeling van nuwe gewasnorme (fokus op weidings), uitbreiding van opbrengs- en ammoniumtoksisiteitmodelle, ontleding van laevlak voedingstowwe en sekondêre toedienings van plantsap-ontleding in. Glashuis-opsporingsproewe word ook voortdurend gedoen om te verseker dat ons OmniSap®-tegnologie relevant bly. Die insluiting van Brix in die sapontleding is die nuutste projek wat amper gereed is. Die diens behoort vanaf vroeg 2015 beskikbaar te wees.

Brix is die persentasie (%) van opgeloste vastestowwe in die sap. 'n Hoë Brix sap het 'n verminderde wateraktiwiteit. Met hierdie lae sap-aktiwiteit het 'n hoë Brix 'n verminderde vriespunt en daarom ook 'n hoër rypweerstand. Elke bykomende Brix-eenheid beskerm 'n plant met 'n verdere 0.5 oC. In die ander uiterste lei hierdie verminderde wateraktiwiteit weer tot 'n proporsionele hoër neiging om vog te behou en dus sal plante se weerstandigheid teen hitteverwelking ook verhoog. Hoër Brix-vlakke voorkom bakteriese en swaminfeksies en verbeter dus die raklewe. Die meeste bakterieë groei byvoorbeeld nie teen wateraktiwiteit van laer as 0.91 nie (omtrent 9 molaar % opgeloste vastestowwe, aangepas vir molekulêre gewig) en meeste skimmels hou op groei by wateraktiwiteite van onder 0.8 (oor 20 molaar % opgeloste vastestowwe). Wateraktiwiteit is dus 'n kritiese faktor in die bepaling van raklewe, sowel as sukses op die land. Boonop sorg 'n hoë Brix-vlak dienooreenkomstig vir 'n hoër voedingstofinhoud van voedsel en verseker 'n goeie, outydse, egte natuurlik-rypgemaakte geur.

Deur Willem Jonker: Landboukundige Spesialis - OmniSap®