Ορθολογική Λίπανση : Επίδραση στην παραγωγή και στην ποιότητα του Καλαμποκιού

Το καλαμπόκι εξαιτίας της υψηλής παραγωγικότητάς του τόσο σε βιομάζα όσο και σε καρπό, απομακρύνει σημαντικές ποσότητες θρεπτικών στοιχείων από το έδαφος, οι οποίες είναι αναγκαίο να αντικατασταθούν μέσω λιπασματικών εισροών σε κάθε καλλιεργητικό κύκλο.

Το καλαμπόκι-αραβόσιτος (Zea mays (L.)) θεωρείται ένα από τα πιο σημαντικά δημητριακά στον κόσμο, αφού αποτελεί βασικό είδος διατροφής για περίπου 400 εκατομμύρια ανθρώπους στις αναπτυσσόμενες χώρες και όχι μόνο.

Η παγκόσμια παραγωγή και κατανάλωση καλαμποκιού παρουσιάζεται στον Σχήμα 1, ενώ σύμφωνα με προβλέψεις του Διεθνούς Συμβουλίου Δημητριακών (IGC) για το 2016/2017 αναμένεται αύξηση (1, 2).

Στην Ευρωπαϊκή Ένωση το καλαμπόκι καλλιεργείται στις περισσότερες χώρες, με υψηλές μέσες στρεμματικές αποδόσεις. Στην Ελλάδα, οι καλλιεργούμενες εκτάσεις φτάνουν κάθε χρόνο τα 1,5-2,1 εκατομμύρια στρέμματα, με μέσες στρεμματικές αποδόσεις τις μεγαλύτερες στον κόσμο (περίπου 1.500 κιλά/ στρέμμα) (3).

Η καλλιέργεια του καλαμποκιού στη χώρα μας απαντάται σε όλους σχεδόν τους νομούς της Ηπειρωτικής Ελλάδας, με κύριο νομό το νομό Έβρου. Η Ελλάδα είναι η χώρα της Ευρωπαϊκής Ένωσης με την πιο πρώιμη παραγωγή καλαμποκιού, η οποία σχεδόν κάθε χρόνο εξάγεται σε ικανοποιητικές τιμές. 

Το καλαμπόκι έχει υψηλή θρεπτική αξία και από πλευράς σύστασης, ο σπόρος του αραβοσίτου περιέχει κατά μέσο όρο 61% άμυλο, 13,5% νερό, 10% πρωτεΐνη, 6% πεντοζάνες, 4% λάδι, 2,3% κυτταρίνες, 1,4% σάκχαρα, 1,4% ανόργανες ύλες και 0,4% διάφορες άλλες ουσίες (4).

Σχήμα 1: Παγκόσμια παραγωγή και κατανάλωση καλαμποκιού (1, 5)

Το ιδανικό έδαφος για την ανάπτυξη του καλαμποκιού είναι μέσης σύστασης (πηλώδες ή ιλυοπηλώδες), με βάθος τουλάχιστον 50 εκατοστά, καλή στράγγιση, αλλά και ικανοποιητική συγκράτηση υγρασίας, με υψηλή περιεκτικότητα σε οργανική ουσία, ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων μεγαλύτερη από 20meq/100g εδάφους,  ποσοστό κορεσμού με βάσεις μεταξύ 75-90% και ηλεκτρική αγωγιμότητα όχι μεγαλύτερη από 1 mmhos/cm (6, 7).

Το εύρος pH για ιδανικές αποδόσεις είναι 6-6,8, ενώ η μείωση των αποδόσεων του καλαμποκιού σε ισχυρά όξινα εδάφη μπορεί να φτάσει και το 50% (8). Επίσης ο συνδυασμός χαμηλής οργανικής ουσίας και pH άνω του 7 διαμορφώνουν μη ικανοποιητικές αποδόσεις. Επίσης, το καλαμπόκι δεν αναπτύσσεται καλά σε αλατούχα εδάφη (7).

Οι επικρατέστερες σήμερα ποικιλίες καλαμποκιού (απλά υβρίδια υψηλής παραγωγικότητας) είναι πολύ απαιτητικές σε θρεπτικά στοιχεία, ιδιαίτερα σε άζωτο το οποίο απορροφάται από την καλλιέργεια με αμείωτο ρυθμό σε όλα τα στάδια ανάπτυξής του φυτού (8).

Τα θρεπτικά στοιχεία όμως συνήθως δεν είναι σε επαρκείς ποσότητες στο έδαφος, για αυτό για να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση και η βέλτιστη ποιότητα θα πρέπει να προστεθούν συμπληρωματικές ποσότητες των στοιχείων αυτών με την ορθολογική λίπανση για να καλύπτονται οι ανάγκες θρέψης του φυτού σε όλα τα στάδια ανάπτυξης (Σχήμα 2).

Η επιλογή της κατάλληλης ποσότητας λιπάσματος είναι αναγκαίο να προσδιορίζεται με βάση τις εδαφικές ιδιότητες, τα επίπεδα θρεπτικών στο έδαφος, το είδος της προηγούμενης καλλιέργειας, τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής, τις συνολικές απαιτήσεις της καλλιέργειας σε θρεπτικά στοιχεία, τον τύπο και την πρωιμότητα του υβριδίου, τη χρήση της καλλιέργειας (αν προορίζεται για καρπό ή ενσίρωση), καθώς και την αναμενόμενη απόδοση της καλλιέργειας του καλαμποκιού. Η εδαφολογική ανάλυση είναι ένα σημαντικό εργαλείο για την εκτίμηση των θρεπτικών στοιχείων που απαιτούνται για την καλλιέργεια και αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο για την κατάρτιση ενός καλά σχεδιασμένου προγράμματος λίπανσης.

Έρευνες έχουν δείξει ότι οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν την παραγωγή, την απόδοση και την ποιότητα του καλαμποκιού είναι η διαθεσιμότητα του νερού και η λίπανση (9).

Σχήμα 2: Εποχιακές ανάγκες Ν, Ρ, Κ κατά τη διάρκεια ανάπτυξης του καλαμποκιού

Στο παρελθόν οι αποδόσεις της καλλιέργειας ήταν χαμηλές (630kg περίπου κατά στρέμμα) και οι μέσες απαιτούμενες μονάδες σε Ν-Ρ-Κ ήταν αντίστοιχα 14,14-2,5-12,5 μονάδες κατά στρέμμα.

Από στοιχεία του Ινστιτούτου Σιτηρών Θεσσαλονίκης, σήμερα που οι αποδόσεις έχουν αυξηθεί κατά πολύ, αυξήθηκαν και οι μέσες απαιτήσεις των φυτών σε λιπάσματα.

Έτσι, για αποδόσεις περίπου 1300 με 1700kg ανά στρέμμα, οι ανάγκες ανέρχονται σε 25-35kg Ν, 4-6kg Ρ και 19-24kg Κ ανά στρέμμα (6).

Η συνολική ποσότητα θρεπτικών στοιχείων που προσλαμβάνεται από το καλαμπόκι για να παράγει 1000 κιλά σπόρου και η κατανομή του στα διάφορα φυτικά μέρη διαφέρει ανάλογα με το θρεπτικό στοιχείο (Πίνακας 1) (6, 10).

Άζωτο

Το άζωτο είναι το σπουδαιότερο θρεπτικό στοιχείο για το καλαμπόκι, γιατί ρυθμίζει την ανάπτυξη, την απόδοση και την ποιότητα (8).

Αποτελεί επίσης, βασικό συστατικό για τη σύνθεση των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων.

Οι απαιτήσεις του καλαμποκιού σε άζωτο είναι ιδιαίτερα υψηλές και η έλλειψη του οδηγεί σε μείωση του αριθμού και του βάρους των σπόρων, καθώς και σε μείωση της βιομάζας, με αποτέλεσμα να μικρότερες αποδόσεις και υποβάθμιση των ποιοτικών χαρακτηριστικών της καλλιέργεια (11).

Πίνακας 1: Ποσότητες σε κιλά θρεπτικών στοιχείων που προσλαμβάνεται η καλλιέργεια καλαμποκιού για παραγωγή 1000 κιλών καρπού /στρέμμα και κατανομή στα διάφορα φυτικά του μέρη (6).

Η καμπύλη της συσσώρευσης ξηρής ουσίας στο καλαμπόκι σε σχέση με το χρόνο από τη σπορά είναι σχεδόν ίδια με την καμπύλη απορρόφησης αζώτου από την καλλιέργεια, για αυτό και απαιτείται να υπάρχει διαθεσιμότητα Ν από την αρχή της καλλιέργειας και σε όλα τα στάδια ανάπτυξής της (12).

Οι μέγιστες ανάγκες του καλαμποκιού σε άζωτο είναι από την 75η έως 90η ημέρα από τη βλάστηση, στο χρονικό διάστημα δηλαδή μεταξύ της άνθησης της φόβης και των στυλών, το οποίο συμπίπτει με το μέγιστο ρυθμό αυξήσεως του ξηρού βάρους των φυτών (Σχήμα 3, α) (12).

Σε αυτό το διάστημα προσλαμβάνεται το 60-65% της συνολικής ποσότητας αζώτου. Ωστόσο η πρόσληψη του αζώτου συνεχίζει και μετά την 90η ημέρα.

Ειδικότερα, υψηλές ανάγκες σε άζωτο παρατηρούνται στο στάδιο γεμίσματος του σπόρου, και έλλειψη αζώτου σε αυτή την περίοδο οδηγεί σε σημαντική μείωση της παραγωγής (6).

Το σύνολο σχεδόν του αζώτου αποθηκεύεται στον καρπό, συνεπώς με τη συγκομιδή απομακρύνεται το άζωτο που έχει προστεθεί στην καλλιέργεια.

Είναι λοιπόν αναγκαία η εφαρμογή αζώτου σε κάθε καλλιεργητικό κύκλο.

Η συνολική ποσότητα αζώτου που θα προστεθεί για όλη την καλλιεργητική περίοδο συνιστάται να εφαρμόζεται 1/2 - 2/3 με τη βασική λίπανση, ενώ το υπόλοιπο άζωτο εφαρμόζεται επιφανειακά όταν τα φυτά έχουν ύψος 50-60εκατοστά.

Στην περίπτωση που υπάρχει έλλειψη αζώτου, ακόμη και αν τα άλλα θρεπτικά στοιχεία βρίσκονται σε επαρκείς ποσότητες στο έδαφος, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά από την καλλιέργεια.

Εικόνα 1: Έλλειψη αζώτου στα φύλλα και στον καρπό του καλαμποκιού

Η έλλειψη ή ανεπάρκεια αζώτου είναι η πιο συχνή τροφοπενία που απαντάται στην καλλιέργεια του καλαμποκιού.

Εκδηλώνεται με κιτρίνισμα στα κατώτερα φύλλα που αρχίζει από την κορυφή του φύλου και προχωράει κατά μήκος του κεντρικού νεύρου προς τη βάση του φύλου σε σχήμα V αφήνοντας δυο πράσινες πλευρές, ενώ σημαντικές είναι και οι συνέπειες στον καρπό (8).

Σχήμα 3: Η πρόσληψη αζώτου (α) και φωσφόρου (β) κατά τη διάρκεια του βιολογικού κύκλου του καλαμποκιού (12).

Φώσφορος

Ο φώσφορος είναι απαραίτητος για τη φωτοσύνθεση, την αναπνοή, τη σύνθεση υδατανθράκων, την κυτταρική διαίρεση και τη μεταφορά ενέργειας.

Η πρόσληψη φωσφόρου είναι πιο σταθερή σε σχέση με την αντίστοιχη πρόσληψη του αζώτου και ακολουθεί μια συνεχή ανοδική τάση κατά τη διάρκεια της βλαστικής ανάπτυξης (13).

Υψηλότερες ανάγκες σε φώσφορο το καλαμπόκι εμφανίζει στο στάδιο μεταξύ εμφάνισης της φόβης και του μεταξώματος και στην αρχή γεμίσματος του κόκκου (Σχήμα 3, β) (12).

Επάρκεια φωσφόρου στα πρώτα στάδια ανάπτυξης ευνοεί την άρτια ανάπτυξη του ριζικού συστήματος του φυτού.

Επίσης ο φώσφορος αυξάνει την αντοχή των φυτών στις ασθένειες και στο πλάγιασμα (8).

Η έλλειψη φωσφόρου στα αρχικά στάδια ανάπτυξης του φυτού έχει ως συνέπεια τη μείωση του ρυθμού αύξησης της καλλιέργειας και εκδηλώνεται με σκοτεινό πράσινο χρώμα και εμφάνιση ρόδινης απόχρωσης στα φύλλα και στο βλαστό. 

Εικόνα 2: Έλλειψη φωσφόρου στα φύλλα και στον καρπό του καλαμποκιού

Κάλιο

Το κάλιο απαιτείται για την ενεργοποίηση πολλών ενζύμων και συμβάλει σημαντικά στην υδατική ισορροπία των φυτών. Το καλαμπόκι έχει υψηλές απαιτήσεις σε κάλιο, ιδιαίτερα μεταξύ της 50ης και 80ης ημέρας από τη σπορά, όπου προσλαμβάνεται το 75% των συνολικών αναγκών της καλλιέργειας.

Τροφοπενίες καλίου παρατηρούνται συνήθως σε εδάφη με προβλήματα στράγγισης και σε περιόδους ξηρασίας.

Η έλλειψη καλίου προκαλεί επιβράδυνση της ανάπτυξης, μείωση της φωτοσυνθετικής ικανότητας του φυτού και της αντίστασης τους στο υδατικό στρες, ενώ συχνά προκαλεί και νανισμό.

Επίσης οι βλαστοί γίνονται αδύναμοι, το ριζικό σύστημα δεν αναπτύσσεται επαρκώς και τα φυτά εμφανίζουν ευπάθεια σε ασθένειες του λαιμού (8). Στα φύλλα εκδηλώνεται με περιφερειακή νέκρωση του ελάσματος και ανοιχτό πράσινο χρώμα.  

Εικόνα 3: Έλλειψη καλίου στα φύλλα και στον καρπό του καλαμποκιού

Θείο

Το Θείο (S) είναι το τέταρτο σημαντικό θρεπτικό στοιχείο, μετά το Ν, Ρ και Κ.

Το θείο είναι βασικό συστατικό των αμινοξέων, της λυσίνης και της τρυπτοφάνης.

Η έλλειψη του S στην καλλιέργεια καλαμποκιού οδηγεί σε μείωση των αποδόσεων, ακόμη και αν η περιεκτικότητα των υπόλοιπων θρεπτικών στοιχείων είναι σε επάρκεια (8).

Η τροφοπενία θείου μπορεί να εμφανιστεί σε αμμώδη εδάφη, με περιεκτικότητα σε οργανική ουσία μικρότερη του 3%.

Εικόνα 4: Έλλειψη θείου στα φύλλα του καλαμποκιού

Μαγνήσιο

Το μαγνήσιο πολλές φορές δημιουργεί προβλήματα στη καλλιέργεια του καλαμποκιού κυρίως σε όξινα ή αμμώδη εδάφη.

Τα συμπτώματα της έλλειψης μαγνησίου εκδηλώνονται αρχικά με μεσονεύρια χλώρωση στα φύλλα, η οποία στη συνέχεια εξελίσσεται σε νέκρωση (8).

Συνιστάται η προσθήκη 4-6 kg/στρ μαγνησίου σε χοδρόκοκκα, εκπλυμένα και όξινα εδάφη.

Εικόνα 5: Έλλειψη μαγνησίου στα φύλλα του καλαμποκιού

Ψευδάργυρος

Το καλαμπόκι έχει ιδιαίτερες απαιτήσεις σε Ψευδάργυρο (Zn) και γενικά είναι ευαίσθητο στην έλλειψή του.

Θεωρείται μάλιστα ως φυτό «δείκτης» του Zn. O Zn ευνοεί την ανάπτυξη και την αύξηση της ξηράς ουσίας (βιομάζας) (14).

Η έλλειψη Zn στο καλαμπόκι παρουσιάζεται περισσότερο στο βλαστικό στάδιο του φυτού και εκδηλώνεται αρχικά με μεσονεύριο κιτρίνισμα στα ανώτερα φύλλα, ενώ όσο αυξάνεται η έλλειψή του εμφανίζονται ζώνες με χλωρωτικές κηλίδες και το φύλλο μπορεί τελικά να πάρει ένα σχεδόν λευκό χρώμα (8).

Συνιστάται η χρήση λιπασμάτων εμπλουτισμένων με Zn, προφυτρωτικά ή με διαφυλλικούς ψεκασμούς.

Εικόνα 6: Έλλειψη ψευδαργύρου στα φύλλα του καλαμποκιού

Βόριο

H έλλειψή βορίου προκαλεί μείωση της επιμήκυνσης των ανώτερων μεσογονάτιων διαστημάτων και οι φόβες και σπάδικες δεν  αναπτύσσονται επαρκώς. Ισχυρή έλλειψη βορίου καταλήγει στο σχηματισμό μικρών και στραβών σπαδίκων με πενιχρή ανάπτυξη κόκκων.

Στα νεαρά φύλλα εμφανίζεται με λευκές κηλίδες μεταξύ των νεύρων, ενώ όσο αυξάνεται η έλλειψή του σχηματίζονται χλωρωτικές ζώνες και τα φύλλα εμφανίζουν έντονη συστροφή (8).

Ωστόσο τα συμπτώματα της έλλειψης βορίου δεν είναι πάντα ορατά. Η τροφοπενιά ευνοείται κυρίως σε αμμώδη εδάφη, με υψηλό pH και σε συνθήκες ξηρασίας.

Συνιστάται ενσωμάτωση βορίου στο έδαφος ή/ και διαφυλλικοί ψεκασμοί με ειδικά σκευάσματα βορίου.

Εικόνα 7: Έλλειψη βορίου στα φύλλα και στον καρπό του καλαμποκιού

Σίδηρος

Η έλλειψη σιδήρου στο καλαμπόκι αρχικά εμφανίζεται με μεσονέυριο κιτρίνισμα στα ανώτερα φύλλα που καλύπτει όλο το μήκος του φύλλου.

Καθώς η έλλειψη εντείνεται οι μεσονέυριες κίτρινες ζώνες στα ανώτερα φύλλα γίνονται λευκές και το μεσονέυριο κιτρίνισμα επεκτείνεται και στα κατώτερα φύλλα (8).

Η έλλειψη σιδήρου στο καλαμπόκι μπορεί να εμφανισθεί σε αλκαλικά εδάφη, σε αμμώδη, καθώς και νωρίς την άνοιξη με χαμηλές θερμοκρασίες εδάφους.

Εικόνα 8: Έλλειψη σιδήρου  στα φύλλα του καλαμποκιού

Μαγγάνιο

Η έλλειψη μαγγανίου στο καλαμπόκι εμφανίζεται στα ανώτερα αναπτυγμένα φύλλα με χαρακτηριστικό το μεσονεύριο κιτρίνισμα (8).

Μπορεί να εμφανισθεί σε καλλιέργεια που αναπτύσσεται σε αμμώδη εδάφη με ρΗ πάνω από 6,5.

Εικόνα 9: Έλλειψη μαγγανίου στα φύλλα του καλαμποκιού

Οι εταιρείες μέλη του ΣΠΕΛ παρέχουν στον παραγωγό εξειδικευμένα προϊόντα προσαρμοσμένα στις ανάγκες θρέψης του φυτού. Ωστόσο στην Ελλάδα, σύμφωνα με στοιχεία του ΣΠΕΛ, παρατηρείται τα τελευταία έξι χρόνια σημαντική σταθερή μείωση της κατανάλωσης λιπασμάτων.

Η συστηματική μείωση στη χρήση λιπασμάτων επιφέρει πλήθος αρνητικών επιπτώσεων στην καλλιέργεια καλαμποκιού και στα παραγόμενα προϊόντα, με κυριότερα τη μείωση των αποδόσεων και την υποβάθμιση της ποιότητας.

Όταν ακολουθείται ορθολογική λίπανση κάθε ευρώ που επενδύεται για την αγορά των λιπασμάτων από τον παραγωγό αξίζει και του ανταποδίδεται σε πολλαπλάσιο βαθμό. 

Βιβλιογραφία

1. ΥΠΠΑΤ, 2016, Η Παγκόσμια Αγορά των Δημητριακών, Βραχυπρόθεσμες εκτιμήσεις για τις αροτραίες καλλιέργειες της ΕΕ το 2016 και 2017.
2. Διεθνές Συμβούλιο Δημητριακών (IGC) www.igc.int
3. Eλληνική Στατιστική Αρχή 2016.  Δελτίο Τύπου, Ετήσια Γεωργική Έρευνα Έτους 2013.
4. Π. Θ. Παπαστυλιανού, Δ. Μπιλάλης, Η. Τραυλός, Αικ. Γ. Παπαθεοχάρη, 2015, Ειδική Γεωργία II, Εαρινά σιτηρά-βιομηχανικά-ελαιούχα φυτά και εαρινά ζιζάνια, ΣΕΑΒ.
5. USDA, 2016, June report https://www.usda.gov/
6. Ινστιτούτο Σιτηρών Θεσσαλονίκης www.
7. Α. Καραμάνος, 1999, Τα Σιτηρά των θερμών  κλιμάτων, Αραβόσιτος- σόργο-ρύζι- κεχρί Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Παπαζήση, σελ. 21-197.
8. J. Benton Jones, Jr, 2002, Agronomic  handbook : management of crops, soils, and their fertility, Chapter 2: Corn 26-56,  CRC Press LLC.
9. S.V Archontoulis, P.C. Struik, J. Vos, N.G. Danalatos, 2010, Maize and Sorghum Biomass and Protein Accumulation Under Adequate and Limited Supply of Water and Nitrogen in Greece, Proccedings of the 11th European Conference of Agronomy, Monepellier, France, p. 569–570.
10. Ν. Κατσαντώνης, Γ. Ευγενίδης, Σ. Μπλαδενοπούλου, Α. Σιμώνης, 1997, Θρέψη καλαμποκιού: Πρόσληψη και κατανομή των στοιχείων N,P,K στα φυτικά μέρη  τριών υβριδίων καλαμποκιού, Γεωτεχνικά Επιστημονικά Θέματα, Τόμος 8-Τεύχος 3. pp 17-31.
11. Hartwig H. Geiger, 2009, Handbook of Maize: Its Biology, Chap: Agronomic Traits and Maize Modifications: Nitrogen Use Efficiency, 405-419, Springer, LLC 
12. M.M. Alley, M.E. Martz, P.H. Davis, J. L. Hammons, 2009, Nitrogen and phosphorus fertilization of Corn. Virginia Cooperative Extension Publication. Virginia Polytechnic Institute and State University, pp. 1-5. 
13. C. Calderón-Vázquez, F. Alatorre-Cobos, J. Simpson-Williamson, L. Herrera-Estrella, 2009, Handbook of Maize:Its Biology, Chap: Maize Under Phosphate Limitation  381-404, Springer Science+Business Media, LLC.
14.I.  Αrnon, 1975, Mineral nutrition of corn, International Potazh Institute, Bern, Switzerland.

Πηγή: ΣΠΕΛ , blog.farmacon