Baja menyumbang 30-50% daripada jumlah kos berubah bagi pengurusan perladangan kelapa sawit dan getah. Nitrogen adalah makronutrien tunggal yang paling banyak digunakan di semua tanaman ladang tropika. Tanaman penutup bumi jenis legum menawarkan alternatif yang diperantarai secara biologi kepada nitrogen sintetik, yang telah didokumenkan selama berdekad-dekad penyelidikan lapangan di Malaysia, Indonesia, dan Filipina untuk memberikan pengurangan kos yang konsisten dan boleh diukur apabila ditanam dan diurus dengan betul. Artikel ini menerangkan sains di sebalik pengikatan nitrogen biologi, apa yang disokong oleh bukti yang diterbitkan untuk spesies utama, dan cara mengira pulangan kewangan ke atas pelaburan tanaman penutup bumi anda.
Biologi pengikatan nitrogen simbiotik
Tumbuhan legum menjalin hubungan simbiotik dengan bakteria tanah yang tergolong dalam genus Rhizobium, Bradyrhizobium, dan kumpulan yang berkaitan. Bakteria ini menjajah sistem akar tumbuhan, membentuk nodul akar ciri yang kelihatan dengan mata kasar. Di dalam nodul ini, bakteria menggunakan nitrogen atmosfera (N₂), yang membentuk 78% daripada udara, dan menukarkannya kepada ammonium (NH₄⁺), satu bentuk nitrogen yang boleh digunakan secara langsung oleh tumbuhan dan organisma tanah. Proses ini, yang dikenali sebagai pengikatan nitrogen biologi (BNF), tidak memerlukan input sintetik dan meninggalkan sisa kredit nitrogen dalam tanah selepas tanaman penutup bumi dipangkas atau menua secara semula jadi.
Kecekapan BNF bergantung kepada tiga faktor: spesies legum yang dipilih, kehadiran strain Rhizobium asli atau yang diinokulasi yang berkesan dalam tanah, dan keadaan tanah yang menyokong nodulasi (pH 4.5-6.5, fosforus yang mencukupi, pencemaran logam berat yang rendah). Di tanah ladang yang terdegradasi dengan pH berasid di bawah 4.5, kecekapan BNF menurun dengan ketara: pindaan kapur atau inokulasi dengan strain Rhizobium komersial meningkatkan kadar nodulasi dan pengikatan.
Apa yang disokong oleh bukti nitrogen, mengikut spesies
Angka nitrogen yang diterbitkan untuk spesies ini mengukur perkara yang berbeza: bahagian nitrogen tumbuhan yang berasal daripada udara (%Ndfa), nitrogen yang terkumpul dalam biojisim sepanjang setahun, dan nitrogen yang tersimpan dalam biojisim pada satu masa. Kami hanya memetik angka yang dikaitkan dengan kajian yang dinamakan, dan kami tidak menukar satu jenis angka kepada jenis yang lain:
- Mucuna bracteata: dalam kajian pencairan isotop 15N di bawah kelapa sawit berumur tiga tahun pada tanah siri Jawa di Malaysia, ia memperoleh 67 hingga 84% nitrogennya daripada pengikatan atmosfera (Cheah, Zaharah dan Aminuddin, 2010, MPOB Oil Palm Bulletin 60). Tiada kadar pengikatan tahunan rutin tunggal yang dinyatakan.
- Pueraria javanica: dalam satu percubaan di timur laut Thailand di bawah getah muda, penutup ini mengumpul sehingga 250 kg N/ha setahun dalam biojisim atas tanah, dengan 85 hingga 93% daripada nitrogen itu berasal daripada pengikatan (Clermont-Dauphin et al., 2016). Jangkakan lebih rendah di bawah kanopi yang semakin tertutup (cahaya berkurangan) atau di tanah yang terhad air dan mudah kemarau.
- Centrosema pubescens: tiada angka nitrogen khusus spesies yang disahkan diterbitkan untuk CP.
- Calopogonium mucunoides: tiada angka nitrogen khusus spesies yang disahkan diterbitkan untuk CM.
Sebagai rujukan, urea mengandungi 46% nitrogen, jadi setiap 100 kg nitrogen yang sampai kepada tanaman adalah setara dengan kira-kira 217 kg urea. Kiraan yang sama boleh digunakan untuk menilai apa jua nitrogen yang dibekalkan oleh tegakan anda sendiri.
Mengira pulangan kewangan
Untuk mengira pulangan ekonomi daripada pengikatan nitrogen tanaman penutup bumi, gunakan rangka kerja ini:
- Tentukan kadar aplikasi nitrogen semasa anda (kg N/ha/tahun dari semua sumber)
- Anggarkan nitrogen yang akan dibekalkan oleh tanaman penutup bumi anda kepada tanaman utama, daripada persampelan biojisim dan analisis daun anda sendiri atau dengan kalkulator nitrogen kami
- Tukarkan kepada urea: nitrogen yang dibekalkan (kg N/ha) ÷ 0.46 = setara urea (kg/ha); darabkan dengan harga urea anda per kg untuk penjimatan per hektar
- Tolak kos benih tahunan dan buruh penanaman/pengurusan daripada angka penjimatan
- Bandingkan hasilnya dengan kos penanaman sepanjang jangka hayat tegakan yang dijangkakan sebelum anda mengubah program baja
Sebagai contoh kiraan sahaja: pada harga urea RM 1,800 per tan, setiap 100 kg nitrogen yang sampai kepada tanaman bernilai kira-kira RM 391 sehektar (kira-kira 217 kg urea). Angka untuk ladang anda bergantung pada nitrogen yang benar-benar dibekalkan oleh tegakan anda sendiri, sebab itu kami mengesyorkan pengesahan melalui ujian tanah dan daun.
Kelayakan penting: ketersediaan nitrogen vs kadar pengikatan
Tidak semua nitrogen yang terikat segera tersedia kepada tanaman utama. Nitrogen dilepaskan secara beransur-ansur apabila biojisim tanaman penutup bumi mereput, satu proses yang mengambil masa 2-6 bulan bergantung kepada nisbah C:N, hujan, suhu, dan aktiviti mikrob. Dalam sistem pengurusan pangkas-dan-mulch, sebahagian besar pelepasan nitrogen berlaku 4-12 minggu selepas pangkasan. Menentukan masa kitaran pangkasan untuk mendahului permintaan nitrogen puncak tanaman utama (biasanya 2-3 bulan sebelum musim menuai atau semasa pertumbuhan vegetatif yang pesat) memaksimumkan penyegerakan antara pelepasan nitrogen dan pengambilan tanaman.
Sumbangan fosforus, kalium, dan mikronutrien
Pengikatan nitrogen biologi adalah manfaat utama, tetapi bukan satu-satunya. Biojisim tanaman penutup bumi legum juga menyumbang:
- Kitaran fosforus: Eksudat akar MB dan PJ melarutkan pecahan fosforus tanah yang sebaliknya tidak tersedia kepada tanaman, meningkatkan kecekapan penggunaan fosforus daripada rizab tanah sedia ada
- Pulangan kalium: Biojisim yang dipangkas mengembalikan 40-80 kg K/ha/tahun bergantung kepada spesies dan hasil, sebahagiannya mengimbangi keperluan aplikasi potash
- Kitaran mikronutrien: Akar dalam mengakses mikronutrien subsoil (Mg, Ca, Zn) dan mengitarnya ke lapisan permukaan melalui pereputan biojisim
Inokulasi: bila diperlukan?
Di tanah di mana tanaman penutup bumi legum telah ditanam sebelum ini (kebanyakan tapak ladang matang), populasi Rhizobium yang berkesan sudah ada dan inokulasi tidak diperlukan. Di tanah yang baru dibersihkan, tanah hutan yang telah ditebang, atau tapak yang sangat terganggu dengan sejarah pertanian yang terhad, aplikasi inokulan Rhizobium komersial (yang dipadankan secara khusus dengan spesies legum) semasa penanaman meningkatkan pembentukan nodul dan sumbangan BNF awal. Kos inokulasi biasanya RM 30-80/ha, rendah berbanding nilai nitrogen yang disampaikan pada tahun pertama.
Memulakan
Langkah pertama adalah pemilihan spesies yang betul untuk keadaan tapak anda, diikuti dengan perolehan benih yang disahkan dan penyediaan tapak. Gunakan Kalkulator Tanaman Penutup Bumi Lanjutan kami untuk mengenal pasti spesies mana yang paling sesuai dengan jenis tanah, tanaman, profil hujan, dan cerun anda. Untuk kumpulan benih tanaman penutup bumi legum yang disahkan dengan kadar percambahan yang didokumenkan, lawati koleksi benih tanaman penutup bumi Chemiseed.
