Optimization of Soil and Foliar Zinc and Iron Application for Enhanced Growth and Yield of Mungbean under Agronomic Biofortification in an Arid Region

In veel delen van de wereld vertrouwen mensen zwaar op een dieet van granen en peulvruchten, die uitstekende bronnen zijn van energie en eiwitten. Deze voedingsmiddelen bevatten echter vaak onvoldoende hoeveelheden essentiële sporenelementen zoals ijzer en zink. Wanneer de bodem zelf arm is aan deze voedingsstoffen, kunnen de planten die erin groeien niet genoeg absorberen om hun zaden voedzaam te maken, wat leidt tot een toestand die bij de mensen die ze eten vaak "verborgen honger" wordt genoemd. Dit is met name het geval in aride regio's waar de bodem alkalisch is, wat betekent dat deze een hoge pH-waarde heeft die deze vitale mineralen vastlegt, waardoor ze onbeschikbaar zijn voor plantenwortels. Om dit op te lossen, hebben wetenschappers een strategie ontwikkeld genaamd agronomische biofortificatie. In plaats van te wachten tot de bodem de voedingsstoffen van nature aanlevert, voegen boeren deze direct toe aan het gewas. Dit kan door mineralen aan de bodem toe te voegen of door een voedingsoplossing direct op de bladeren te spuiten, waardoor de plant ze snel kan absorberen. Het doel is om zowel de hoeveelheid voedsel die een plant produceert als de nutritionele kwaliteit van de zaden te verhogen.

Onderzoekers in de droge westelijke vlaktes van Rajasthan, India, zetten zich in om de meest effectieve manier te vinden om deze voedingsstoffen toe te dienen aan mungbonen, een kortdurend peulvruchtesgewas dat vaak het "vlees van de armen" wordt genoemd vanwege het hoge eiwitgehalte. Ze voerden een veldexperiment uit over twee groeiseizoenen om te testen hoe verschillende methoden van het toevoegen van ijzer en zink de groei en opbrengst van het gewas beïnvloedden. Het team werkte met twee verschillende variëteiten mungbonen, waarvan er één bekend staat om de kortere groeiperiode en een andere die iets langer nodig heeft om te rijpen. Ze verdeelden hun veld in secties om een combinatie van behandelingen te testen. Voor ijzer vergeleken ze het niets doen met het aanbrengen van een specifieke hoeveelheid ijzersulfaat aan de bodem, gevolgd door het besproeien van de bladeren met een verdunde ijzeroplossing op twee kritieke momenten: wanneer de bloemen voor het eerst verschenen en wanneer de peulen begonnen te vormen. Voor zink testten ze een reeks benaderingen, waaronder niets doen, het toevoegen van zinksulfaat aan de bodem, en het gebruik van een speciale bacteriële inoculant die helpt om zink in de bodem op te lossen, gecombineerd met bladsprays.

De resultaten lieten zien dat de manier waarop voedingsstoffen werden toegediend evenzeer uitmaakte als de hoeveelheid die werd gebruikt. De onderzoekers ontdekten dat de variëteit mungbonen bekend als GM-4 consequent beter presteerde dan de andere variëteit, GM-7, door groter te groeien en meer biomassa te produceren. De meest significante winsten kwamen echter voort uit de specifieke combinatie van behandelingen. De planten die een matige hoeveelheid ijzer aan de bodem kregen, gevolgd door twee sprays op de bladeren, groeiden aanzienlijk groter en ontwikkelden meer vertakkingen dan de planten die geen ijzer of een hogere dosis zonder de sprays ontvingen. Op dezelfde manier was de meest succesvolle benadering voor zink het behandelen van de zaden met een zink-oplosende bacterie, het aanbrengen van een matige hoeveelheid zinksulfaat aan de bodem, en het besproeien van de bladeren met een zinkoplossing. Deze geïntegreerde methode produceerde de hoogste planten, de meeste droge stof en het hoogste aantal vertakkingen.

Wat betre de uiteindelijke oogst betreft, waren de voordelen van deze behandelingen duidelijk. De percelen die de gecombineerde zink- en ijzerbehandelingen ontvingen, leverden aanzienlijk meer zaad en stro op dan de onbehandelde percelen. De hoogste geregistreerde zaadopbrengst was meer dan 1.000 kilogram per hectare, een substantiële toename vergeleken met de controlegroepen. De studie toonde aan dat simpelweg meer meststof toevoegen niet het antwoord was; in plaats daarvan waren de timing en de methode van toepassing cruciaal. De combinatie van bodemtoepassing en bladspray maakte het mogelijk voor de planten om toegang te krijgen tot voedingsstoffen wanneer ze die het hardst nodig hadden, waardoor de beperkingen van de alkalische bodem werden overwonnen. Het onderzoek suggereert dat voor boeren in soortgelijke droge, alkalische regio's, het gebruik van een specifieke variëteit mungbonen samen met een op maat gemaakte strategie voor het aanbrengen van ijzer en zink zowel de hoeveelheid van de oogst als de nutritionele waarde van de zaden aanzienlijk kan verbeteren, wat een praktisch pad naar betere voedselzekerheid biedt.