Kedelai membentuk kemitraan alami dengan bakteri yang mengkolonisasi akar tanaman. Sebagai ganti gula, bakteri mengubah nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan tanaman, memasok sebagian besar nitrogen yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan biji-bijian.
Secara historis telah diterima bahwa pasokan ini, bersama dengan nitrogen dari tanah, memenuhi kebutuhan nitrogen tanaman, namun potensi hasil yang terus meningkat menimbulkan pertanyaan apakah hal ini masih terjadi, kata para peneliti di Departemen Ilmu Tanaman dan Penyuluhan Illinois. ; kedua unit tersebut merupakan bagian dari Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian, Konsumen dan Lingkungan (ACES) di Illinois.
Kedelai dengan hasil tinggi menimbulkan pertanyaan mengenai kebutuhan pupuk nitrogen
Kedelai merupakan tanaman berprotein tinggi, dan harga proteinnya tidak murah. Nitrogen adalah komponen kunci asam amino, yang merupakan bahan penyusun protein. Ketika hasil panen kedelai meningkat, tanaman perlu memproduksi lebih banyak protein, yang pada gilirannya membutuhkan lebih banyak nitrogen. Oleh karena itu, beberapa peneliti dan petani percaya bahwa penambahan pupuk nitrogen membantu tanaman memenuhi peningkatan permintaan ini.
“Perbaikan genetik yang sedang berlangsung terus meningkatkan potensi hasil kedelai dan kebutuhan nitrogen, sehingga menimbulkan pertanyaan tentang penambahan pasokan dengan pupuk,” kata Emerson Nafziger, profesor emeritus dalam ilmu tanaman. “Orang-orang bertanya-tanya apakah kedelai tidak akan mampu memasok seluruh energi untuk hasil panen yang tinggi serta energi yang dibutuhkan untuk memperbaiki nitrogen dalam jumlah besar.”
Gagasan ini didorong oleh “rekor” hasil panen yang sering dikaitkan dengan praktik intensif termasuk pupuk nitrogen, kata Nafziger. Klaim-klaim yang bersifat anekdot ini tidak didukung oleh penelitian yang ada dan menjadi salah satu alasan Nafziger dan rekan-rekannya Giovani Preza Fontes dan Joshua Vonk mengatasi masalah ini.
Uji coba lapangan menunjukkan manfaat hasil yang minimal dari aplikasi nitrogen
Untuk menguji apakah kedelai merespons terhadap nitrogen tambahan, tim U. of I. melakukan sembilan uji coba lapangan di empat lokasi di Illinois antara tahun 2014 dan 2017. Mereka mengamati hasil kedelai ketika pupuk nitrogen diterapkan pada masing-masing dari empat tahap pertumbuhan: penanaman, pembungaan. , pengaturan polong, pengisian benih, dan keempat tahap tersebut.
Para peneliti menemukan bahwa penggunaan nitrogen pada tanaman pada keempat tahap meningkatkan hasil dalam banyak kasus, namun tidak cukup untuk menutupi biaya pupuk. Nafziger menekankan bahwa peningkatan hasil yang mereka lihat dari penerapan berulang kali bukanlah rekomendasi yang harus diikuti oleh petani.
“Meskipun peningkatan dari penggunaan yang berulang-ulang ini merupakan hal yang menarik, pengobatan apa pun yang memerlukan biaya dua hingga tiga kali lipat dari nilai produksi tambahan pasti akan merugi,” katanya. “Orang-orang yang mencoba mencatat rekor hasil panen mungkin akan tetap melakukannya, namun hal ini tidak boleh dilakukan di lahan produksi normal.”
Di semua tahun dan lokasi, hasil panen kedelai baik hingga luar biasa, terlepas dari penggunaan nitrogen. Tidak ada manfaat hasil yang konsisten dari aplikasi nitrogen tunggal selama pembungaan, pembentukan polong, atau pengisian benih.
“Kami menemukan sedikit respons terhadap penerapan nitrogen pada tahap reproduksi individu mulai dari pembungaan hingga pengisian benih, meskipun faktanya hal ini mencakup periode ketika permintaan tanaman tinggi ketika polong terbentuk dan pengisian benih dimulai. Hal ini menunjukkan bahwa ketersediaan nitrogen selama tahap kritis pembentukan hasil panen bukanlah batasan yang signifikan terhadap hasil panen,” kata Preza Fontes, asisten profesor ilmu tanaman.
Pengecualian ditemukan pada tanah dan kondisi penanaman tertentu
Namun ada satu pengecualian. Penerapan nitrogen tunggal pada saat penanaman secara signifikan meningkatkan hasil kedelai dalam dua dari tiga tahun di tanah lempung di ladang petani dekat Chillicothe, Illinois. Hal ini tidak terduga karena penelitian lain menemukan bahwa ketika nitrogen diterapkan selama penanaman, tanaman akan melakukan lebih sedikit investasi dalam hubungan simbiosisnya dengan bakteri pengikat nitrogen, yang terkadang menyebabkan kekurangan nitrogen di akhir musim.
Nafziger sebagian mengaitkan peningkatan hasil ini dengan tekstur tanah yang lebih ringan dan bahan organik yang lebih rendah, yang mungkin kurang menguntungkan untuk pertumbuhan awal dibandingkan dengan lokasi lainnya. Dalam satu dari dua tahun terakhir, perlakuan tunggal dengan nitrogen juga tampaknya mengurangi gejala sindrom kematian mendadak, suatu penyakit jamur yang ditularkan melalui tanah.
“Kami tidak dapat mengandalkan hal ini untuk pengendalian penyakit, namun dalam kasus ini, tampaknya hal ini menjadi salah satu alasan peningkatan hasil panen,” kata Nafziger. “Sedikit dorongan di awal musim mungkin sudah cukup untuk mempercepat pertumbuhan tanaman dan akar serta menjaganya tetap unggul di sisa musim.”
Penerapan tunggal pada penanaman dapat membantu tanah dengan ketersediaan unsur hara yang terbatas pada awal musim, namun dalam banyak kasus, petani dapat mempercayai bakteri pengikat nitrogen untuk melakukan tugasnya. Bakteri tanah yang hidup bebas juga dapat berkontribusi terhadap pertumbuhan awal dengan melepaskan nitrogen dari bahan organik tanah, yang mungkin menjelaskan mengapa penerapan nitrogen lebih awal memiliki pengaruh yang kecil pada tanah yang memiliki lebih banyak bahan organik.
“Pupuk nitrogen sebaiknya hanya dipertimbangkan di daerah yang tanamannya sering lambat pertumbuhannya karena faktor tanah. Ini adalah praktik yang menurut kami tidak perlu dilakukan secara terburu-buru,” kata Nafziger. “Faktanya, mereka yang memiliki tanah lebih ringan mungkin akan memberikan pupuk nitrogen pada lahan kecil dan melihat apakah tanaman akan tumbuh lebih baik di sana. Jika tidak, maka pupuk tersebut tidak ada gunanya.
“Kita membutuhkan nitrogen untuk menghasilkan hasil jagung yang tinggi, namun salah satu hal yang menjadikan kedelai sebagai bagian penting dari rotasi tanaman di sebagian besar pertanian di Illinois adalah bahwa kedelai menghasilkan hasil yang tinggi tanpa biaya dan konsekuensi lingkungan dari penggunaan pupuk nitrogen.”
Penulisnya termasuk Joshua Vonk, Emerson Nafziger, dan Giovani Preza Fontes.
Informasi lebih lanjut:Joshua Vonk dkk, Respon kedelai terhadap pupuk nitrogen di berbagai tanah,Pengelolaan Tanaman, Makanan Hijau & Turfgrass(2024). DOI: 10.1002/cft2.20304
Disediakan oleh Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian, Konsumen dan Lingkungan di Universitas Illinois Urbana-Champaign
Cerita ini awalnya diterbitkan di Phys.org. Berlangganan buletin kami untuk mendapatkan pembaruan berita sains-teknologi terkini.
