יעילות שימוש בנוטריינטים (NUE) היא מושג מפתח בחקלאות המודרנית. משמעותו של מושג זה היא יכולתם של צמחים להשתמש בדשן ביעילות לצורך גדילה והתפתחות. NUE מתייחס לעתים קרובות באופן ספציפי לחנקן. יעילות השימוש של זרחן (P) ואשלגן (K) נקראים בדרך כלל PUE ו-KUE בהתאמה.
בחקלאות, שיפור NUE הוא חיוני לייצור יבול בר-קיימא, מכיוון שחנקן הוא נוטריינט חיוני להתפתחות הצמח. אך יישום עודף של דשני חנקן יכול להוביל לבעיות סביבתיות, כמו גם הפסדים כלכליים. לכן, שיפור NUE חיוני להגדלת התפוקה החקלאית תוך מזעור טביעת הרגל הסביבתית של החקלאות.
יעילות השימוש בנוטריינטים היא גורם קריטי בפרקטיקות חקלאיות בנות-קיימא. היא מאפשרת לחקלאים למקסם את תפוקת היבול תוך הפחתת ההשפעות הסביבתיות השליליות. חקלאות בת-קיימא שואפת לענות על הביקוש הגובר למזון תוך צמצום השימוש במשאבים שאינם מתחדשים וצמצום טביעת הרגל הסביבתית של החקלאות.
לדשנים יש תפקיד משמעותי בחקלאות המודרנית. שיפור יעילות השימוש בנוטריינטים מסייע לשימוש אופטימלי בדשן, להגדלת תפוקת היבול ושמירת פוריות הקרקע, ובכך שיפור החוסן של מערכות חקלאיות.
שיטות חקלאיות בנות-קיימא, (כגון חקלאות מדויקת, גידולי כיסוי, ומחזורי זרעים), נועדו לשפר את יעילות השימוש בנוטריינטים, על ידי קידום מחזור טבעי של נוטריינטים וכן הפחתת הפסדים תזונתיים. על ידי שיפור יעילות השימוש בנוטריינטים, פרקטיקות חקלאיות בנות-קיימא יכולות לשפר את הכדאיות הכלכלית, את השוויון החברתי ואת הקיימות הסביבתית של החקלאות.
בסופו של דבר, חלק מההגדרה של יעילות השימוש בנוטריינטים היא כמות הנוטריינטים שנלקחו על ידי הצמח ומשמשים למטרות המיועדות להם, כגון סינתזת חלבונים או פוטוסינתזה, ביחס לכמות הנוטריינטים המיושמים.
חישוב יעילות השימוש בנוטריינטים
חישוב יעילות השימוש בנוטריינטים הוא שלב מפתח באבחנה כיצד ניתן לשפר אותו.
יעילות השימוש בנוטריינטים יכולה לבוא לידי ביטוי בדרכים שונות, כאשר המדויקות ביותר הן יעילות אגרונומית (AE), יעילות פיזיולוגית (PE) ויעילות ספיגה (ARE).
יעילות אגרונומית (AE) מודדת את כמות היבול המיוצרת ליחידת דשן שיושם, בעוד יעילות פיזיולוגית (PE) מודדת את כמות התשואה המיוצרת ליחידת נוטריינט שנלקחה על ידי הצמח. יעילות ספיגה (ARE) מודדת את שיעור הדשן שנלקח על ידי הצמח. עבור כל הפרמטרים האלה יש צורך לתקן את כמות הנוטריינטים המיושמים בהשקייה ובקרקע עצמה, דבר המחייב שימוש בחלקות ללא דישון (חלקת ביקורת). מסיבה זו, פרמטרים אלה נפוצים למטרות מחקר וניסוי, אך לא עבור חקלאים רגילים. אינדיקטור מציאותי יותר הוא – Partial Factor Productivity – PFP, הדומה ל-AE, אך ללא תיקון כמות הנוטריינטים שמגיעים מהאדמה והמים.
יחס יעילות נוטריינטים
יחס יעילות נוטריינטים (NER) הוא כלי שימושי להערכת יעילות השימוש בנוטריינטים הכוללת של גידולים, שכן הוא לוקח בחשבון את יחסי הגומלין בין הנוטריינטים השונים ואת ההשפעה של חוסר איזון נוטריינטים על הצמח.
NER הוא מדד ליעילות בה צמחים משתמשים בנוטריינטים מרובים בו זמנית לייצר ביומסה. חישוב NER כרוך בחלוקת תנובת החומר היבש של צמח בסכום של כמויות הנוטריינטים המרובים שנלקחו על ידי הצמח, כגון חנקן, זרחן ואשלגן.
NER גבוה יותר מצביע על כך שהצמח משתמש בנוטריינטים ביעילות רבה יותר לייצור ביומסה, בעוד NER נמוך יותר מצביע על כך שהצמח אינו משתמש בנוטריינטים ביעילות ועשוי להיות מוגבל על ידי נוטריינט אחד או יותר. ניתן להשתמש ביחס היעילות התזונתית על מנת להעריך את היעילות של שיטות ניהול נוטריינטים וכן לזהות הזדמנויות לשיפור יעילות השימוש בנוטריינטים.
גורמים המשפיעים על יעילות השימוש בנוטריינטים
ישנם מספר גורמים אשר עשויים להשפיע על יעילות השימוש בנוטריינטים, בין היתר: תנאי קרקע, מזג אוויר, גנטיקת הצמחים ושיטות הניהול. תנאי קרקע כגון רמת חומציות, יכולת חילופי הקטיונים (CEC) מרקם ומבנה, יכולים להשפיע על זמינות וספיגת נוטריינטים על ידי צמחים. לדוגמה, קרקעות חומצתיות עשויות להגביל זמינות של זרחן, ואילו קרקעות בסיסיות יגבילו את הזמינות של מיקרו-נוטריינטים, בעוד שאדמות דחוסות עשויות להגביל את צמיחת השורשים ואת ספיגת הנוטריינטים.
תנאי מזג אוויר כגון טמפרטורה, לחות ואור יכולים גם הם להשפיע על יעילות השימוש בנוטריינטים ועל הצמיחה, על ספיגת נוטריינטים, ואובדן נוטריינטים כתוצאה משטיפה או אידוי. גנטיקה גם משחקת תפקיד משמעותי ביעילות השימוש בנוטריינטים, שכן לזנים שונים של יבולים עשויים להיות דרישות תזונתיות או יכולות ספיגה שונות.
אסטרטגיות לשיפור יעילות השימוש בנוטריינטים בצמחים
בהתחשב בחשיבותה של יעילות השימוש בנוטריינטים, אין זה פלא שחקלאים ואגרונומים מחפשים כיצד לשפר אותה על אדמתם.
ישנן מספר דרכים בהן חקלאים יכולים לשפר את יעילות השימוש בחנקן על אדמתם, כולל:
- אופטימיזציה של שיעורי יישום דשן – כרוכה ביישום הכמות הנכונה של דשן והתאמתו לביקוש של הצמח, בהתבסס על גורמים כגון סוג הקרקע, סוג היבול ויעדי התשואה. זה יכול להיעשות באמצעות בדיקות קרקע, בדיקות רקמות צמח, או מודלים לחיזוי צרכי היבול ולהתאמת שיעורי הדשן.
- שימוש בטכניקות דישון מדויקות – כרוך ביישום דשנים באופן התואם את הביקוש של היבול וממזער הפסדים, כגון על ידי דישון ברצועות או דישון-צידי ליד שורשי הצמחים. טכניקה זו יכולה לסייע בהפחתת כמות הנוטריינטים שאבדו כתוצאה מאידוי או שטיפה ולשפר את יעילות השימוש בדשן. אסטרטגיה חשובה נוספת היא השימוש בדשנים בעלי יעילות משופרת (EEF) כגון דשנים בשחרור מבוקר (CRF), אשר מציעים את היעילות הגבוהה ביותר על ידי הפחתת כל ההפסדים בו זמנית.
- אימוץ פרקטיקות עיבוד אדמה עם הפרעה מופחתת – כגון אי פליחה (no tillage) או עיבוד מינימאלי, יכולות לעזור לשפר את יעילות השימוש בחנקן על ידי הפחתת הפגיעה בקרקע וקידום הצטברות של חומר אורגני באדמה. פרקטיקות אלו יכולות לשפר את מבנה הקרקע, להגדיל את קיבולת המים בקרקע, ולקדם מחזור נוטריינטים, מה שמוביל לצמיחה משופרת של ההצמחים ושיפור יעילות השימוש בנוטריינטים.
- שילוב גידולי כיסוי – יכול גם כן לעזור לשפר את יעילות השימוש בחנקן על ידי קידום קיבוע חנקן, הפחתת שחיקת הקרקע ושיפור בריאות הקרקע. גידול כיסוי יכול לעזור ללכוד חנקן שיורי באדמה ולמנוע ממנו ללכת לאיבוד באמצעות שטיפה או נגר, תוך שיפור מבנה הקרקע וזמינות הנוטריינטים לגידולים הבאים.
באופן כללי, יעילות השימוש בנוטריינטים מושפעת ממספר גורמים, ושיפור זה דורש גישה הוליסטית אשר בוחנת את האינטראקציות בין הקרקע, הצמח, מזג האוויר ושיטות הניהול.
חדשנות ICL ליעילות השימוש בנוטריינטים
ICL מתמקדת מזה זמן רב ביצירת פתרונות בני-קיימא לתמיכה בחקלאות בהזנת אוכלוסייה הולכת וגדלה. באמצעות חידושים בתחום הביו-סטימולנטים ודשנים בשחרור מבוקר, ICL מאפשרת לחקלאים לעשות קפיצת מדרגה בשיפור יעילות השימוש בנוטריינטים בגידולים.
ביוסטימולנטים
מעוררים את פעילות הקרקע להגדלת זמינות הנוטריינטים ליבול, במיוחד בתנאים שבהם חום, בצורת או לחץ מחלות מגבילים או מונעים זמינות של נוטריינטים לשורשי הצמח. באמצעות הגברת הפעילות המיקרוביאלית בקרקע להמרצת צמיחת השורשים והתפתחותם, קיים יותר שטח שורש והצמח יכול לגשת ליותר נוטריינטים מהקרקע.
הביוסטימולנטים של ICL הוכחו כמגבירים את תפוקת היבול ומשפרים את איכותו תוך הפחתת השימוש בדשנים כימיים. ניתן להשתמש בהם בשילוב עם דשנים קונבנציונליים או מוצרים אחרים להגנה על היבול, מה שהופך אותם לכלי רב-תכליתי עבור חקלאים לייעול תהליך הגידול.
הביו-סטימולנטים של ICL מציעים פתרון בר-קיימא ויעיל לשיפור יעילות השימוש בנוטריינטים בחקלאות. על ידי תמיכה בצמיחה והתפתחות טובים יותר, חומרים ביו-סטימולנטים יכולים לעזור לחקלאים להגדיל את היבול ולשפר את הקיימות של השיטות החקלאות.
דשנים בשחרור מבוקר
דשנים בשחרור מבוקר (CRFs) יעילים מאוד באספקת נוטריינטים לגידולים ויכולים לשחרר אותם בהדרגה לאורך תקופה ממושכת. בניגוד לדשנים קונבנציונליים שמתמוססים מיד לאחר יישומם ודורשים יישומים חוזרים, דשנים בשחרור מבוקר מפחיתים את הפסדי הנוטריינטים לסביבה ותומכים ביעילות שימוש טובה יותר בנוטריינטים. על ידי התאמת הצרכים התזונתיים של היבול עם הנוטריינטים שמשתחררים, ניתן להגיע לצמיחה אופטימלית, והפחתת שטיפת נוטריינטים, אידוי, דניטריפיקציה ונגר. בנוסף, דשנים בשחרור מבוקר יכולים לאפשר גידול יבול זהה או גדול יותר עם תשומות תזונתיות נמוכות יותר, מה שהופך אותו לפתרון חשוב באזורים שבהם התקנות מגבילות תשומות חנקן.
בזרעי תפוחי אדמה, הטיפול ב-Agromaster Coated N סיפק ,תשואה משוערת של 12% יותר יבול ליחידה של נוטריינט מיושם ותשואה גבוהה ב-14% על החזר על ההשקעה. מחקר זה ורבים אחרים מדגישים את היתרונות הברורים של דשנים בשחרור מבוקר בשיפור יעילות השימוש בנוטריינטים בגידולים.
NUE וחדשנות לעתיד טוב יותר
NUE הוא מדד קריטי לחקלאות בת-קיימא. שיפור NUE יכול לסייע בצמצום ההשפעה הסביבתית הפוטנציאלית של החקלאות תוך שמירה או הגדלת היבול. שיטות חקלאיות בנות-קיימא, כגון דישון מדויק או שימוש בביו-סטימולנטים או דשנים בשחרור מבוקר, יכולות לתמוך בשיפור NUE. מחקר מתמשך וחדשנות בנושא יעילות השימוש בנוטריינטים חיוניים על מנת לסייע לחקלאים לשפר את שיטות העבודה שלהם. מחקרים יכולים לזהות טכנולוגיות ושיטות עבודה חדשות אשר מייעלות את השימוש בחנקן תוך מזעור ההשפעה הסביבתית. ICL גאה להוביל את המשימה לזיהוי דרכים חדשות וחדשניות לשיפור NUE ולשמירה על עולם בריא לכולנו
