LJ Venter, Hortoloog en
Markus van Renssen, Hortoloog
Die uitdaging van versouting
Versouting van gronde is ’n ernstige probleem in areas met ’n semi-droë klimaat. Versoute grond veroorsaak menige komplikasies, veral by sitrus, wat ’n produsent op direkte en indirekte wyse geld uit die sak kan jaag.
Waar gronde met hoë-soutgehalte water (hoë EG) besproei word, verlaag die gewas se produksiepotensiaal met elke besproeiing, al is die effek nie dadelik sigbaar nie. Hoë natriumvlakke in die grond reageer met grond-kolloïdes en veroorsaak ’n wanbalans in die katioonvlakke in die grond, wat lei tot dispergering. Dispergering van die grond verhoed dat water effektief na die wortelsone filtreer en kan ook gronderosie veroorsaak. Korsvorming, swak dreinering en kompaksie is alles uitdagings wat geassosieer kan word met gronde wat dispergeer het.
Water is een van die belangrikste substrate in die fotosintese reaksie en is die hulpbron wat elke plant nodig het om te groei. By sitrus veroorsaak hoë natriumvlakke in die water verskeie negatiewe fisiologiese gevolge op die plante.
Impak van versouting op die grond en op sitrusproduksie
Wanneer natrium-molekules die grond-kolloïdes domineer, veroorsaak dit ’n wanbalans in die beskikbaarheid van die ander belangrike katione in die grond – hoofsaaklik kalsium, magnesium en kalium. Genoemde katione word vanaf die grondkolloïde verplaas en deur die vloei van water uit die wortelsone geloog. Natrium domineer die grondkolloïdes sowel as die grondwater suspensie, wat die opname van die ander katione onderdruk.
Sitrus het slegs ’n matige-tot-lae weerstand teen hoë-sout toestande. Natrium en chloor veroorsaak skade aan sitrusbome deur middel van ioon-toksisiteit en osmotiese druk op wortels.
Natrium- en chloor ioon-toksisiteit
Die groen pigment, chlorofil, wat ligenergie vasvang, is ’n belangrike organel wat gebruik word vir fotosintese, selfs in die klein groen vruggies. Natrium- en chloor ioon-toksisiteit verwys na die opbou van hierdie ione in ’n lokale deel van enige plantorgaan. Waar die konsentrasie van hierdie ione te hoog raak, veroorsaak dit dat daardie gedeelte van die plantorgaan brand.
Hierdie nekrotiese deel van die plantorgaan kan dan nie meer die nodige funksie uitvoer nie welke impak die boom se potensiaal om koolhidrate te produseer en te akkumuleer, verminder. Hierdie tipe nekrose word gewoonlik op die blaarpunte waargeneem omdat chloor plantmobiel is en dus saam met die vloei van water translokeer tot by die blaarpunte (Figuur 1).
Wortels ondergaan soortgelyke ioon-toksisiteit, wat veroorsaak dat haarwortels brand en verdroog. Ioon toksisiteit kan veroorsaak dat tot 30% van elke blaar brand, of selfs dat die hele blaar afgegooi word. Haarwortels wat natrium-toksisiteit ondergaan verdroog en verloor ten volle funksie, wat die volume opname van water en nutriënte drasties verlaag.
Die potensiaal vir koolhidraatproduksie, opname van noodsaaklike elemente (kalsium, kalium, magnesium), en uiteindelik ook die oespotensiaal, word dus beduidend verlaag as gevolg van ioon-toksisiteit. Hoë natrium wat akkumuleer in vrugte veroorsaak ook skildefekte soos vrugsplitsing (“splitting”) en kraakskil (“creasing”), wat ’n verdere negatiewe impak op die produsent se oespotensiaal tot gevolg het.
Natrium en kalium is antagonisties in die plant, waar hoë konsentrasies van natrium die opname van kalium onderdruk (Kronzucker et al. 2013). Kalium beheer die oop- en toemaak van die sluitselle van die huidmondjies tydens transpirasie. Wanneer die hoë natriumkonsentrasie die kaliumvlakke onderdruk, is minder kalium beskikbaar vir gebruik deur die sluitselle. Natrium is onbevoeg om die regulering van die sluitselle te beheer en gevolglik transpireer die boom vrylik, wat lei tot waterverlies.
Osmotiese druk op wortels en die opname van water
Versouting van grond word meestal veroorsaak deur besproeiingswater met ’n hoë soutgehalte (hoë elektriese geleidingsvermoë of EG). Die EG-waarde hang af van die water se temperatuur en die opgeloste soutkonsentrasie. ’n Baie hoë EG-waarde in die water (EG > 1 mS.cm-1) is ’n indikasie dat die water ’n lae osmotiese potensiaal het (hipertonies) wat uiteindelik die waterpotensiaal (Ψ) beïnvloed.
Die osmotiese potensiaal van water is van groot belang wanneer dit kom by die wyse waarop water in bome opgeneem word.
Die vloei van water vanuit die grond na die haarwortel is teen die gradiënt van waterpotensiaal, wat beteken water beweeg van ’n lae na ’n hoë waterpotensiaal. In ’n gesonde siklus waar versouting nie ’n probleem is nie, is die wortel meer sout as die omliggende grondwater suspensie. Die water beweeg dus maklik vanuit die grond, deur die wortelselmembraan tot in die wortel, waar dit deur die xileem in die plant vervoer word.
Hierdie watertranslokasie word gedryf deur die osmotiese drukpotensiaal. In gevalle waar die grond versout is (of die water se EG konstant hoog is), word hierdie proses egter verhinder. Vir water om steeds deur die membraan in die wortel in te beweeg, is dit nodig dat die boom die wortels se waterpotensiaal verlaag. Die boom doen dit deur komplekse molekules soos koolhidrate en ander nutriënte in die wortels te stoor.
Hierdie koolhidrate is dus nie beskikbaar om gebruik te word vir ander metaboliese prosesse in die boom nie, met die gevolg dat die boom se produksiepotensiaal verlaag. Indien die grond se EG te hoog raak sal wateropname nie meer kan plaasvind nie en die wortels sal ioon-toksisiteit ervaar.
Voorkom hoë natriumvlakke
Die natriumvlakke in die grond moet eerstens deur akkurate grondmonitering bepaal word. Deur gereelde ITEST™SOIL-presisiekartering van die grond te doen, kan natriumvlakke bepaal en gemoniteer word, vir tydige regstelling. Met behulp van die MYFARMWEB™-funksie wat dit moontlik maak om kaarte te vergelyk (“Comparing Tool”) is dit vir produsente moontlik om die natriumvlakke in die grond oor tyd te vergelyk om te bepaal of die konsentrasie styg of daal. Indien die vlakke toeneem, is dit belangrik om verdere ondersoek in te stel om sodoende die oorsaak te identifiseer.
Algemene oorsake van hoë natriumvlakke is die teenwoordigheid van natrium in besproeiingswater, ondergrondse water en ook in moedergesteentes. Die natriumvlakke van besproeiingswater moet gereeld getoets word deur tydige ITEST™WATER-ontledings aangesien
waterkwaliteit aanhoudend fluktueer.
Indien besproeiingswater nie die oorsaak van hoë natriumvlakke is nie, moet die fisiese eienskappe van die grond en die vloei van ondergrondse water ook ondersoek word. Agri Technovation se MYSOIL CLASSIFICATION™-diens kan aangewend word om die fisiese eienskappe van die grond te bepaal, wat dan ook ’n moontlike oplossing tot die soutverwante probleem kan bied.
Verantwoordelike bestuurstrategie vir hoë-natrium gronde
Sodra die oorsaak van die hoë natriumvlakke geïdentifiseer is, moet ’n strategie in plek gesit word om die probleem effektief aan te spreek. Soos hier bo genoem, kan versouting deur ’n wye reeks faktore veroorsaak word.
Agri Technovation se benadering en fokus is om elke individuele geval met ’n unieke, effektiewe strategie te takel en op te los. ’n Paar strategieë word hieronder uiteengesit.
a. ITEST™SOIL-presisiekartering en grondchemie regstellings
Op grond van die ITEST™SOIL presisie chemiese kartering, word ’n presisie-regstellingskaart gegenereer wat die fokus slegs op die areas plaas waar natriumvlakke begin hoog raak.
Gips word gebruik om die natrium uit die grondprofiel te loog. Wanneer gips toegedien word waar daar ’n akkumulasie van soute is, sal die volgende reaksie plaasvind (Vergelyking 1): Uitruilbare soute (Na+) sal met die swael in gips bind en kalsium sal met natrium plekke ruil op die grondkolloïde. Gips reageer met beide Na2CO3 en die geabsorbeerde natrium en word uit die grond uitgeloog as natriumsulfaat.
b. MYSOIL CLASSIFICATION™
In areas waar ’n fisiese keerlaag in die grond swak dreinering veroorsaak, sal die loging van natrium uit die grondprofiel nie moontlik wees nie.
Dus, om effektiewe loging te verseker, moet die keerlaag eers gebreek word voor gips toegedien word. In areas waar ondergrondse water die bron van die natrium is, of waar water ondergronds akkumuleer, moet dreinering geïnstalleer word om die water weg te voer.
MYSOIL CLASSIFICATION™-grondkaarte word saam met ITEST™SOIL-presisiekaarte gebruik om die mees effektiewe strategie te bepaal vir die loging van die natrium.
c. Lae-natrium bemestingstrategie
Die eerste stap tot suksesvolle natriumbestuur is om die oorsprong van die probleem op te los. Indien die probleem onafwendbaar is, moet ’n natrium-vriendelike bemestingsprogram gevolg word, met ander woorde, die program sal verseker dat bome optimale opbrengste lewer, sonder om te veel addisionele soute tot die grond toe te voeg.
NutriCast™ speel ’n integrale rol in hierdie program. NutriCast™ is ’n organiese bemesting wat erdwurmmis-ekstrakte bevat en is hoog in fosfor, kalium, kalsium en magnesium.
Dit bevat ook gips, wat help om die natrium te loog. Deur NutriCast™ te gebruik in stede van anorganiese stikstof-, fosfor-, kalium- en kalsiumbemesting, word die toediening van onnodige addisionele soute in die grond verhoed. Anorganiese kunsmis sal slegs gedurende kritieke fenologiese stadiums toegedien word om sleutelprosesse te teiken. Rootfood Ca+S™ wat as vloeibare gips dien, word ook in die bemestingsprogram gebruik om natrium uit die wortelpot te loog, wat die direkte impak van sout op die boom se wortels verminder asook om die ioon-toksisiteit sover as moontlik te voorkom.
Soos uitgelê deur Y. Liang et al., (2007) speel silikon ook ’n baie belangrike rol in die verligting van soutstres by plante, deurdat silikon:
a. Wortelaktiwiteit verhoog, wat opname van voedingstowwe vermeerder;
b. Transpirasie inhibeer en so minder osmotiese stres veroorsaak; en
c. ATPase en PPase ensiemaktiwiteit in die tonoplast verhoog, wat kaliumopname bevorder en dus natriumopname onderdruk.
Deur produkte soos Si – RELEASE LPH™ (wat fulviensuur en orthosilikaat bevat) in die bemestingsprogram te inkorporeer, word genoegsame silikon toegevoeg om potensiële natriumstres aan te spreek. Fulviensuur verhoog die organiese koolstofkonsentrasie in die grond, wat op sy beurt haarwortel-produksie stimuleer en so die natrium ioon-toksisiteit teenwerk. Die organiese koolstofverhoging in die grond verbeter die natuurlike bufferkapasiteit en werk die opname van natrium teë. Dit verhoog die vrylating van katione vanuit die kleipartikels in die grond en so word die natrium in die suspensie se konsentrasie effektiewelik verlaag.
Aangesien die opbou van soute in die wortelsone die opname van belangrike voedingselemente onderdruk, is dit noodsaaklik dat ’n volledige blaarvoedingsprogram gevolg word. Gedurende sekere kritieke tye is die plant se behoefte aan nutriënte groter as dit wat die wortels kan voorsien. Versouting verlaag die potensiaal van nutriëntopname selfs verder. Dus is dit belangrik om ’n effektiewe blaarvoed dingsprogram te volg wat daarop fokus om spesifieke elemente toe te dien op die tye wanneer die boom dit benodig.
Tydige ingryping is die geheim tot sukses
Die versouting van gronde speel dus ’n groot rol in terme van wateropname, koolhidraatproduksie, groei en uiteindelik die oespotensiaal van die bome. Oor die langtermyn is die benadering om die stappe te volg en kostes aan te gaan wat dit moontlik maak om tydige regstellings te doen, meer ekonomies as die verliese in opbrengs en kwaliteit wat gely kan word as gevolg van versouting. Die sukses van effektiewe natriumbestuur lê daarin om die spesifieke situasie betyds te evalueer en die probleem dan met ’n unieke gepaste strategie te takel.
- Daszkowska-Golec, and Szarejko, I. (2013) “Open or close the Gate – stomata action under the control of phytohormones in drought stress conditions,” Frontiers in Plant Science, 4. Available at: https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00138.
- Liang, et al. (2007) “Mechanisms of silicon-mediated alleviation of abiotic stresses in higher plants: A Review,” Environmental Pollution, 147(2), pp. 422–428. Available at: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2006.06.008.
