Increasing applications of potassium fertiliser to barley crops grown on deficient sandy soils increased grain yields while decreasing some foliar diseases

Resumo

A maioria dos solos arenosos usados para o cultivo no sudoeste da Austrália (SWA) tornou-se deficiente em potássio (K) devido à remoção de K no feno e nos grãos, pelo que agora é rentável aplicar fertilizante K na maioria das culturas de cevada (Hordeum vulgare L.) na região. As doenças foliares das culturas de cevada na região têm aumentado nos últimos anos, particularmente nas áreas médias a altas (350-600 mm de precipitação média anual) da SWA. Dezessete experimentos de campo foram realizados para determinar o efeito das aplicações do fertilizante K, seja a fonte de cloreto (KCl) ou sulfato (K2SO4), sobre os aumentos da produtividade de grãos e sobre a porcentagem de área foliar doente (%LAD) quando as doenças foram controladas ou não controladas por sprays fungicidas.  O rendimento máximo de grãos da cevada foi alcançado quando fertilizante K adequado (~8-22 kg K/ha) foi aplicado e as doenças foliares foram controladas por fungicida. Aplicando quantidades crescentes de fertilizante K aplicado (0-120 kg K/ha) para a cevada diminuiu o %LAD pelo oídio (Blumeria graminis f. sp. hordei.Syn.) e mancha reticular (Pyrenophora teres f. maculata (Sacc.) Shoem.) e aumentou o rendimento de grãos. Por outro lado, quando a ferrugem das folhas (Puccinia hordei G. Otth) estava presente o %LAD não foi afetado pela aplicação de K. Quando o oídio era a principal doença, maiores aumentos nos rendimentos de grãos e maiores reduções em % LAD foram obtidos quando KCl foi usado em vez de K2SO4. Cerca de duas vezes mais fertilizante K do que K2SO4 foi necessário para 90% de rendimento máximo de grãos em comparação com KCl onde oídio em pó estava presente. A aplicação de quantidades maiores (>40 kg K/ha) de fertilizante K do que as necessárias para alcançar o rendimento máximo de grãos não reduziu ainda mais o %LAD pelo oídio. Não houve diferenças significativas entre as 2 fontes de fertilizante K no %LAD por mancha reticular.  Geralmente, o teor percentual de proteína e o peso hectolitro de grãos não foram afetados pelo fertilizante K. O fertilizante de potássio diminuiu a porcentagem de grãos < 2,5 mm (conhecido localmente como triagem) e o controle das doenças foliares por aplicação de fungicida resultou em uma diminuição no teor de proteínas e triagem e aumento do peso hectolitro de grão de cevada.  A concentração de K em brotos secos que estava relacionada com 90% do rendimento máximo de broto (diagnóstico crítico K) diminuiu à medida que a planta amadureceu, e foi de ~41 g/kg no Z22, ~30 g/kg no Z32, ~20 g/kg no Z40 e ~15 g/kg no Z59. A concentração de K em brotos secos, relacionada com 90% do rendimento de grãos (prognóstico crítico K), diminuiu à medida que as plantas amadureceram e foi semelhante aos valores diagnósticos críticos de K. A doença foliar teve pouco efeito sobre as concentrações críticas de K nos estágios iniciais do crescimento (Z22 e Z32).

Abstract

Most sandy soils used for cropping in south-western Australia (SWA) have now become potassium (K) deficient due to removal of K in hay and grain, so it is now profitable to apply K fertiliser to most barley (Hordeum vulgare L.) crops in the region. Leaf diseases of barley crops in the region have increased in recent years particularly in the in medium to high (350–600 mm annual average rainfall) areas of SWA. Seventeen field experiments were undertaken to determine the effect of applications of K fertiliser, either the chloride (KCl) or sulfate source (K₂SO₄), on grain yield increases and on the percentage leaf area diseased (%LAD) when diseases were controlled or not controlled by fungicide sprays. Maximum grain yield of barley was achieved where adequate K fertiliser (~8–22 kg K/ha) was applied and leaf diseases were controlled by fungicide. Applying increasing amounts of applied K fertiliser (0–120 kg K/ha) to barley decreased the %LAD by powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. hordei Syn.) and spot-type net blotch (Pyrenophora teres f. maculata (Sacc.) Shoem.) and increased grain yield. By contrast, when leaf rust (Puccinia hordei G. Otth) was present the %LAD was unaffected by K application. When powdery mildew was the major disease, larger increases in grain yields and larger reductions in %LAD were obtained when KCl was used instead of K₂SO₄. About twice as much K fertiliser as K₂SO₄ was required for 90% maximum grain yield compared with KCl where powdery mildew was present. Applying larger amounts (>40 kg K/ha) of K fertiliser than required to achieve maximum grain yields did not further reduce %LAD by powdery mildew. There were no significant differences between the 2 sources of K fertiliser on the %LAD by spot-type net blotch. Generally, the percentage protein content and hectolitre weight of grain were unaffected by K fertiliser. Potassium fertiliser decreased the percentage grain < 2.5 mm (known locally as screenings) and control of the foliar leaf diseases by applications of fungicide resulted in a decrease in protein content and screenings and increased hectolitre weight of barley grain. The concentration of K in dried shoots that was related to 90% of the maximum shoot yield (critical diagnostic K) decreased as the plant matured, and was ~41 g/kg at Z22, ~30 g/kg at Z32, ~20 g/kg at Z40, and ~15 g/kg at Z59. The concentration of K in dried shoots which was related to 90% of the grain yield (critical prognostic K) decreased as plant matured, and was similar to critical diagnostic K values. Leaf disease had little effect on critical concentrations of K at early growth stages (Z22 and Z32).