INLIGTINGSENTRUM

Nutriology [photo] 

 

Makro voedingstowwe

Die “nuwe” fosfor bemestingsriglyne vir mielies deur FERTASA. ‘n Beter wetenskaplike alternatief of bron van verwarring?

Deur Dr J.J. Bornman: Algemene Bestuurder, Solution Marketing, Augustus 2018

Oor die afgelope drie maande is daar herhaardelik in populêre landboutydskrifte kritiek gelewer oor die kunsmisaanbevelingsnorms wat die kunsmisbedryf gebruik. Die  primêre verwysing is die nuwe agtste uitgawe (2016) van die Misstofvereniging van Suid-Afrika (FERTASA) se Bemestingshandleiding. Dit is veral die nuutste fosforbemestingsriglyne vir mielies in genoemde handleiding wat onder die vergrootglas is.

In die handleiding is tabelle geplaas wat fosfortoedienings aanbeveel met die doel om graanonttrekking aan te vulen om grond fosforvlakke te verhoog sodat 95% van die potensiële opbrengs van enige seisoen verseker kan word. Daar word beweer dat die 95% relatiewe opbrengsvlak naby aan die ekonomiese optimum is. Toedienings van tot 246 kg ha-1 fosfor (P) (ongeveer die huidige koste-ekwivalent van 3.5 ton witmielies) word aanbeveel, afhangend van die opbrengsverwagting, toedieningsmetode, grondtekstuur en effektiewe monsternemingsdiepte. Dié riglyne is gegrond op werk wat Schmidt in 2003 in sy PhD-tesis gepubliseer het, asook ‘n verwante artikel wat in Plant en Grond verskyn het (Schmidt, Adriaanse en Du Preez, 2007). Dié werk deur Schmidt is gedoen terwyl hy in diens van die Landbounavorsingsraad (LNR) was.

Die doel van hierdie artikel is om die dinamiek verwant aan die saamstel en interpretasie van hierdie riglyne, en riglyne oor die algemeen, te beklemtoon en die verwarring wat dit vir die amateur kan skep uit te lig. Dit is veral van toepassing as ekonomiese optima nie die primêre oorweging vir finale aanbevelings is nie. Praktiese voorbeelde uit Schmidt se tesis (2003) en soortgelyke navorsingswerk deur die outeur is gebruik om van die konsepte uit te lig wat tot hierdie verwarring mag bydra.

Die impak van gevolgtrekkings uit navorsingsdata, en die subtiliteit rakende die interpretasie van hierdie tipe geformuleerde riglyne vir finale ekonomiese en risikobewuste aanbevelings, word onder twee opskrifte bespreek.

Interpretasie van reaksiedata

Die hoeveelhede wat aanbeveel word vir mielies in sanderige grond, dit wil sê grond met ‘n klei- plus slikinhoud van tien tot twintig persent (Schmidt, 2003), kan kritiek uitlok indien dit buite konteks geïnterpreteer word. In die skrywe word spesifiek na ‘n Viljoenskroon perseel verwys (bladsy 135 van Schmidt se tesis).

Indien daar na die produksiefunksie  gekyk word wat gebruik is om die norm af te lei, word gemerk dat die passing van ‘n kwadratiese reaksiekurwe van relatiewe opbrengs teenoor grondfosfor (kg P ha-1) nie die variansie in data baie goed verklaar nie (‘n R2- van 48% word aangedui). Die “ekonomies optimale punt” nodig om elke seisoen ‘n 95% relatiewe opbrengsvlak te bereik, word as 82 kg beskikbare P per ha (150 mm diepte), of ‘n grond P-konsentrasie van 36 mg per kg (Bray 1), soos aangedui in Tabel 5.4.4.4. in die FERTASA handleiding.

In Figuur 1 het die outeur van die artikel die data waarna daar in die vorige paragraaf verwys word gerepliseer. Drie produksiefunksies word weergegee in die figuur, die een wat Schmidt in sy tesis gebruik het, asook ‘n vierkantswortel en ‘n “dubbel lineêre”-passing (“broken stick”) wat deur die outeur bereken is. Die R2 van die kurwes verskil van 48% tot 59% waar die vierkantswortel passing die beste is, en die kwadratiese funksie inderdaad die swakste is.


Figuur 1: Data uit die PhD-tesis van Schmidt, 2003, bladsy 135, toon die relatiewe mielie-opbrengs teenoor grond P uitgedruk as kg P per ha. Die kwadratiese produksiefunksie van Schmidt (R2 = 48%) word in blou aangedui. Die vierkantswortelfunksie deur die outeur (Bornman J.J.) voorgestel, is donkergroen (R2 = 59%). ‘n Dubbel linieêre passing word ook in liggroen aangetoon (R2 = 55%). Die data is by ‘n perseel naby Viljoenskroon (Vrystaat) versamel.

Dit is opvallend dat daar inderdaad verskeie optima uit hierdie produksiefunksies, afhanklik van die benadering, afgelei kan word.

Talle publikasies stel ‘n optimale grond P-vlak voor om 90% relatiewe opbrengs te verkry, terwyl ander die gebruik van ‘n 95% relatiewe opbrengspunt voorskryf. Schmidt het beide opsies in sy tesis oorweeg, maar dit is slegs die grondvlakke om die 95% relatiewe opbrengsvlak te bereik wat in die Bemestingshandleiding (2016) weergegee word.

Indien hierdie twee alternatiewe in berekening gebring word en die gegewe produksiefunksies gebruik word, kan die ”optimum” grond P van 30 kg ha-1 na 90 kg ha-1 wissel, afhangend van die gekose funksie en keuse van norm. Die internasionale voorkeur passing vir fosfor reaksiekurwes is gewoonlik die vierkantswortelfunksie, en in hierdie geval verklaar dit inderdaad 10% meer van die variasie in relatiewe opbrengs en verteenwoordig dit amper 20 kg P ha-1 minder as die optimum wat in die tesis en Tabel 5.4.4.4 weergegee word.

Die aangee van grond P-ontledingsvlakke as kilogram beskikbare fosfor per hektaar en die afleiding van ekonomiese optima uit relatiewe opbrengs teenoor grond P is nie nuut in Suid-Afrika nie. Onder andere het die  outeur verskeie referate gelewer en publikasies gepen uit navorsingsprojekte in die verband met mielies, koring en suikerriet gelewer (Bornman met verskeie mede-outeurs, 1988-2008). In etlike publikasies (Bornman, 1991ab&c) is mielie produksiefunksies teenoor grond-P vir ligte gronde gemeld en ook spesifiek in die Noordwes-droëlandproduksiegebied (bv. Wesselsbron). Uit die produksiefunksie vir laasgenoemde lokaliteit(R2 van 95%) wat oor twee jaar op grond met ‘n 6% klei-inhoud afgelei is, is die optimale grond P om ‘n 95% relatiewe opbrengs te verkry, 35 kg P ha-1 (150 mm diepte). Opbrengste van tussen 5 en 6 ton mieliesaad per ha het oor die twee seisoene realiser.Genoemde grond P-waarde stem redelik ooreen met die uiteindelike waarde van 32 kg P ha-1 wat in Tabel 5.4.4.6 van die FERTASA publikasie aanbeveel word, indien dit gebandplaas sou word onder “lae” produksietoestande op ‘n lae P-houdende grond. vir ‘n verwagte opbrengs van 6 ton mielies per ha. In tabel 5.4.4.7 waar aanbevelings vir hoë produksietoestande gemaak word, is die aanbeveling egter 194 kg P ha-1 vir ‘n verwagte opbrengs van 7 ton mielies per ha.

Die afleiding van ekonomie optimale aanbevelingsvlakke

Die instandhouding van grondfosfor is een oorweging, of ‘n moontlike vertrekpunt, maar die strategie om dit te vermag kan van geval tot geval dramaties verskil, soos hierbo illustreer. Vrae wat gevra kan word is wat die doeltreffendheid van die inherente grond-P sou wees; of inkrementele verhogings in grond-P oorweeg sou word; of bandplaas, uitstrooi, of ‘n kombinasie daarvan van toepassing sal wees; of dit ‘n P-vasleggende grond is en vele meer. Die sleutel lê in die uiteindelike ekonomiese oorwegings.

Indien ekonomies verantwoordelike aanbevelings gemaak gaan word, moet verskeie parameters oorweeg word, soos genoem. ’n Riglyn dien slegs as ‘n vertrekpunt, maar die heersende prysverhoudings en die produsent se vastekoste struktuur bepaal die opsies. Die produsent se risiko-aanvaarding  gee natuurlik die finale deurslag wanneer ‘n besluit geneem word.

As ‘n voorbeeld, indien die vierkantswortel reaksiekurwes met die beste passing van beide Schmidt en die outeur gebruik word (met ‘n verwagte opbrengs van 6 ton mielies per ha) en indien ‘n prysverhouding van 14 toegepas word (betekende 14 kg mielies betaal vir een kg fosfor), sal die ekonomies optimale toediening (maksimum marge bo P-koste) met geen P teenwoordig in die grond, 55 kg P ha-1 en 48 kg P ha-1 onderskeidelik wees. Die marge bo P-koste sal amper R 9,000 per ha wees. Dit is gelykstaande aan ‘n optimum grond P-vlak in ‘n sanderige grond van 23 mg kg-1 en 20 mg kg-1 P tot ‘n diepte van 150 mm.

Daar moet nou gelet word op die betekenis van laasgenoemde: Indien grond P-vlakke in ‘n sanderige grond bo 23 mg kg-1 is (vir hierdie spesifieke voorbeeld), sal dit teen die huidige prysverhoudings teoreties nie ekonomies lewensvatbaar wees om meer fosfor toe te dien nie, mits net die fosfor vervang word wat deur die verwagte of vorige oes verwyder is of gaan word. Dit is ook natuurlik slegs indien die produsent so ‘n laasgenoemde belegging lewensvatbaar ag. By hoër grond P-vlakke kan veel laer toedienings oorweeg word. Dit is egter herhaaldelik bewys dat ‘n hoeveelheid “nuwe of vars” P in die band met plant altyd vroë groeikragtigheid vir die plant verseker, veral gedurende koue, nat of winderige toestande en veral indien hoër opbrengste ondersteun moet word. Dit is egter ‘n absolute vereiste vir saadmielies en mielies onder besproeiing. 

Om by te dra tot die verwarring, wanneer die relatiewe produksiefunksies vir verskillende verwagte absolute opbrengsvlakke toegepas word, verskil die ekonomiese optima weereens Dit is natuurlik weens  die helling van die produksiefunksie wat verander. Wanneer die vierkantswortel reaksiekurwe wat op Schmidt se data gepas is op ‘n absolute opbrengsverhoging van 6 na 8 ton ha-1 mieliesaad toegepas word, sal die ekonomiese toedieningspeil met 7 kg ha-1 P per ha verhoog. Dit word nagenoeg in Tabel 5.4.4.6 weerspieël, waar ‘n verhoging van 8 kg ha-1 P iaanbeveel word vir die 2 ton toename in opbrengsverwagting. Die ooreenstemming is egter toevallig, aangesien die toename in die tabel gegrond op verwydering en nie ‘n fisiese berekening uit ‘n produksiefunksie nie.

Laastens word daar gereeld in die media verwys na opbrengs of rendement op belegging (ROB of ROI in Engels) in terme van kunsmisinsette. Wat ongelukkig nie verder gesê word nie, is dat wanneer ROB oorweeg word, die totale kostestruktuur van ‘n scenario in ag geneem moet word.

Omnia Nutrilogie® het aansienlike beleggings in modelle gegrond op lokaliteit- spesifieke produksiefunksies gemaak waaruit verskeie ekomoniese optima bereken kan word wanneer ‘n belegging in kunsmis oorweeg word. Daar is in ‘n vorige uitgawe van die Nutrilogie® Nuus hierna verwys (Bornman, 2016). Wanneer hierdie tipe berekenings gemaak word en Schmidt se vierkantswortelpassing van die model vir sanderige gronde gebruik word vir ‘n opbrengsdoelwit van 6 ton ha-1, sal die ROB vir fosforbemesting oor ‘n ongewone lae vaste koste (ander produksiekostes benewens fosforbemesting) van gelykstaande aan 3 ton mielies per ha, 43% (bo totale koste) teen ‘n toediening van 50 kg P wees (as daar geen grond-P teenwoordig is nie). Wanneer dieselfde berekening met ‘n hoër, meer realistiese vaste kostestruktuur van 5 ton ha-1 gedoen word, sal die maksimum ROB, ironies genoeg, weer by die punt van maksimum marge, of 60 kg P ha-1 wees. Die ROB in hierdie scenario (as daar geen grond-P teenwoordig is nie), sal noodwendig ‘n verlies van 7% beteken.

Met al die bogenoemde berekenings, is dit noodsaaklik dat die inherente grond-P-waardes in daardie tydstip altyd in aanmerking geneem word. Met ander woorde, die bydrae van inherente grond-P moet afgetrek word van die ekonomiese optima wat verkry is uit produksiefunksies wat op gronde met baie lae inherente grond-P ontwikkel is. Dit is daarom geen wonder dat “ekonomiese toedienings” (marge slegs op P-belegging) van so min as 3 kg P ha-1 in die populêre pers berig word nie. Die probleem egter, soos hierbo verduidelik, is die feit dat vaste koste gedek moet word, of in uiterste gevalle, dat ‘n minimale verlies in belegging ten minste deur nugter oorweging van kunsmistoedieningsvlakke gehandhaaf word.

Om op te som kan daar gesê word dat daar soveel faktore is wat ‘n invloed op riglyne en uiteindelike aanbevelings het, afhangend van die vertrekpunt asook die uiteindelike ekonomies laagste risiko-oorwegings wat in ag geneem word, dat dit geen wonder is dat daar soveel teenstrydige opinies  in die populêre pers gelug word nie.

Om af te sluit, dit word ten sterkste aanbeveel dat ‘n gekwalifiseerde, professioneel geregistreerde wetenskaplike, soos ‘n Omnia Nutrilogie® landboukundige, geraadpleeg word om ‘n betroubare, ekonomies-gebaseerde, risiko-bewuste kunsmisaanbeveling te verkry.

Primêre verwysings

KILIAN, W H & BORNMAN, J J, 1988. Phosphorus fertilization guidelines for wheat in the summer rainfall area. Proceedings of the FSSA Phosphorus Symposium, Pretoria. 164-167.

BORNMAN, J J & VENTER, G C H, 1988. Application of different techniques in the evaluation of P response data in maize. Proceedings of the Phosphorus symposium (international) published by the Fertilizer Society of South Africa and the Dept. of Agriculture and Water supply – Pretoria  195-197

BORNMAN, J J, & VENTER, G C H, 1989. Deriving optimum economic phosphorus guidelines for maize on the Eastern Highveld. Combined congress of the South African Crop Society and the Soil Science Society of South Africa. January, Transkei.

BORNMAN, J J, 1991a. The use of agronomy research data for deriving optimum economic phosphorus recommendations for grain crops in South Africa. IFA Regional Conference for Sub-Saharan Africa. Harare, Zimbabwe.

BORNMAN, J J, 1991b.  Agronomy research data for determining optimum economic phosphorus recommendations on wheat. Better Crops International by PPI. December issue. 16-18

BORNMAN, J J, 1991c. Calculating optimum P rates in South Africa. Fertilizers and Agriculture, April, 3.

BORNMAN, J J & BESTER, J T, 1991. The interpretation of a long-term phosphorus depletion trial. Proceedings of a combined congress of the South African Crop Science Society and Soil Science Society. January, Stellenbosch.

BORNMAN, J J, 1992. Maize fertilization in South Africa. Published in IFA World Fertilizer Use Manual,  Halliday D J, Trenkel M E and Wichman W (editors). International Fertilizer Industry Association, Paris. 63 - 64.

BORNMAN J J & BESTER J T, 1998. Five-year response of Western Cape rainfed wheat to phosphorus levels and sources. Proceedings of the joint meeting of the SA Society of Crop Production and Soil Science Society of SA. 26.

BORNMAN, J J, 1991. The use of agronomy research data for deriving optimum economic phosphorus fertilizer recommendations for grain crops in South Africa. Proceedings of the medal holders function presented by the Fertilizer Society of South Africa. Midrand, Johannesburg. 26-49.

BORNMAN, J.J. 2008. Phosphorous nutrition of sugarcane. Currently a delicate balance between cost and benefit. SASA Sugar Agronomists annual meeting. Mount Edgecombe, October.

BORNMAN, J.J. 2016. Plant nutrition under drought conditions with special reference to grain production in central South Africa. http://www.fertilizer.co.za/knowledge-centre/sustainability/261-plant-nutrition-under-drought-conditions-with-special-reference-to-grain-production-in-central-south-africa. Omnia Nutriology® News, Summer edition.

FERTASA, 2016. Bemestingshandleiding (Fertilizer Handbook). Eighth edition. ISBN 0-909071-87-X

PRINS, A, BORNMAN, J J & MEYER, J H, 1997. Economic fertilizer recommendations for sugarcane in KwaZulu-Natal, incorporating risk quantification using a computer program. Proc. S Afr Sug Technol Ass 38-41.

SCHMIDT, C.J.J., 2003.  Changes in the phosphorus status of soils and the influence on maize yield.  PhD-thesis. University of the Free State, Bloemfontein

SCHMIDT, C.J.J., ADRIAANSE, F.G. & DU PREEZ, C.C., 2007.  Extractable soil phosphorus threshold values for dryland maize on the South African Highveld. S. Afr. J. Plant Soil 24(1),37-46.