3/27/2018 - By Harrell's

In the simplest of terms, turfgrass management is really stress management. I know that golf course superintendents are under a lot of stress, but they also can manage their own stress by making better decisions and not imposing more stress on the turfgrass through their management decisions.

Normally, when we think of stress we don’t think about it in terms of a turfgrass plant. In our minds, stress is an emotional issue in dealing with a problem or situation. One of the best descriptions of stress that I have heard was third party, but the great golfer Mr. Lee Trevino supposedly put stress so eloquently in saying “stress is when you have a $1,000 bet on a golf game with only $40 in your pocket”. Well, this article focuses on a different type of stress but I must agree with Mr. Trevino that would be stressful.

I have always viewed turfgrass management as stress management. If the turfgrass experiences excessive stress, whether it’s drought, heat, traffic, pests, etc., then we lose turfgrass plants. Sounds very simple, but that is the bottom line of what we do.

Stressed Turfgrass

I look at turfgrass management not only as stress management, but also as “carbohydrate management”. When stress is imparted on the turfgrass, the turfgrass plant’s ability to survive or overcome these stresses is related to the level of carbohydrate reserves and its ability to use that stored energy for recovery and survival. Consequently, the less stress that is placed on turfgrass plants, the fewer surplus carbohydrates are depleted. It is this depletion of stored carbohydrate reserves that results in the loss of turfgrass. There is no more food to provide energy, and the plants die – simple as that. 

Of course, turfgrass plants are going to use carbohydrates on a routine basis for the normal physiological processes that require energy. However, there are many turfgrass management practices that golf course superintendents carry out that impart additional stress upon the turfgrass that are not required or necessary, or may be done at an improper time.

Management practices such as low mowing heights, excessive rolling, vertical mowing, aerification, etc. all impart additional stress to the plants. Many of these are necessary evils and are required, but the timing of these practices is critical to minimize stress and/or allow for recovery without the complete depletion of food reserves.

Another necessary management practice that imparts stress on the turfgrass is fertilization. Every time we fertilize the turfgrass, we are requiring the turfgrass plants to use stored energy.

Nitrogen uptake and assimilation in plants is an “active” process, which means the plants have to spend energy to take up the nitrogen and use it to make food. This truth applies to either granular or foliar/liquid fertilizers.

You can apply any source of nitrogen fertilizer that you desire, but there are only two forms of nitrogen that plants can absorb or take up into the plant. All nitrogen fertilizers have to be converted to one of these two plant available forms. We refer to these plant available forms of nitrogen as “inorganic” nitrogen. The two forms of inorganic nitrogen are ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-).

A common question from superintendents about nitrogen fertility is, “is there a difference between ammonium and nitrate based fertilizers?” The answer is yes, but it is much more complicated than that given slow release fertilizers, organic fertilizers, etc.

If you consider the amount of energy required for plants to process nitrogen fertilizers, there is a big difference between the amount of energy required to process ammonium versus nitrate. For one unit of ammonium to be processed, the plant has to spend 5 mols of ATP (energy); for one unit of nitrate, the plant has to spend 15 mols of ATP.

So what does this mean in terms of turfgrass management or stress management?
If nitrate requires the turfgrass plants to spend three times (3x) more energy to process than ammonium, then if we apply nitrate based fertilizers to turfgrasses that are under stress, we are just imposing additional stress on those plants to simply process the nitrogen that we applied. The turfgrass plant is going to burn or utilize 3x more energy because we applied nitrate instead of ammonium. This is additional stress that could have been managed or reduced in our decision making process.

I have heard superintendents say “oh well that doesn’t make that much difference”. Yes, it could make a lot of difference and in fact, could be the “straw that breaks the camel’s back” if you made such a decision say for Poa or bentgrass greens during the middle of summer while the plants are under severe heat stress. This difference in energy requirement can be the difference between losing turfgrass or healthy turfgrass.

If we dig a little deeper into the uptake of ammonium versus nitrate when it comes to foliar/liquid applications, it makes even more sense not to apply nitrate based fertilizers during these stress periods.

Research has shown that the uptake of liquid/foliar fertilizers is primarily through the transcuticular pores of the turfgrass leaves. These pores are negatively charged. Given that fact, then the polarity of the liquid/foliar fertilizers that we apply could affect uptake through the leaves.

Remember playing with magnets as a child and being able to turn them end to end so they would repel each other? That is what happens when you put a negative charged molecule with another negatively charged molecule. For consideration, urea is a neutral molecule (no positive or negative charge) so theoretically we would get more uptake of urea through these transcuticular pores than we would with either ammonium (+ charged cation) or nitrate (- charged anion) based fertilizers. Consequently, we should get more uptake from ammonium (+ charged cation) than nitrate (- charged anion) through these transcuticular pores.

In fact, research shows that urea and ammonium uptake to be about the same with liquid/foliar applications in creeping bentgrass, yet significantly greater than nitrate (Figure 1).

Why is that given the dissertation above? Urea’s physical characteristics and the fact that it is converted to ammonium rather quickly in the environment make this understandable. Urea is highly water soluble, and nature’s way of protecting the environment from the leaching of urea is by rapidly converting it to a stable molecule – ammonium. Urea is converted to ammonium by an enzyme called Urease, which is deemed to be ubiquitous or everywhere. So, when we apply urea it is converted to ammonium which is the form taken up by turfgrass plants.

Figure 1. Nitrogen uptake at 1 and 8 hours after application of urea (UR), potassium nitrate (KN), and ammonium sulfate (AS) in creeping bentgrass.

What is one of the first things many golf course superintendents do when they get thin, weak turfgrass during stress periods? 

They apply a nitrogen based fertilizer with the logic of stimulating turfgrass growth and recovery to fill in the thin areas. This is simply putting more stress on the already stressed turfgrass plants. Also, if a nitrate based fertilizer source was used, then even more stress is placed on the plants due to the demand of 3x more energy to process the nitrate.

Maybe a better alternative in this situation would be to apply a “biostimulant” rather than a nitrogen based fertilizer. Biostimulants have been shown to produce turfgrass growth and recovery, but the growth is from the natural plant growth hormones in cytokinins and auxins from the biostimulants versus nitrogen.

Research has shown that the use of these biostimulants prior to the onset of stress will produce a much more stress tolerant and healthier plant than waiting to apply these biostimulants once the symptoms of stress have appeared.

In the development of the Harrell’s Max line of liquid/foliar fertilizers, we have taken this level of detail and knowledge into consideration with our product offerings.

Recently, we introduced Harrell’s Max 12-0-6 that is formulated with no nitrates using urea and UMAXX as the nitrogen sources, potassium citrate, iron citrate, manganese citrate, with 17% kelp extract and fulvic acid.

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This product and Harrell’s Max 12-0-0 would be great choices for liquid/foliar fertility during stress periods as neither contains nitrates.

Hopefully, information such as this will help you manage stress better this summer both for you and the turfgrass.

Fertilización y sus Impactos en Los Campos del Golfo de Estrés en Césped

In los términos más sencillo, el manejo de césped es la realidad el manejo del estrés. Yo sé que los gerentes de los campos de golf están bajo mucho estrés, pero pueden manejar su propio estrés tomando mejores decisiones y no imponiendo más estrés en el césped a través de las decisiones de sus manejos. Normalmente, cuando pensamos del estrés no le pensamos en términos de la planta de césped. En nuestras mentes, estrés es una situación emocional en tratar con problemas o situación. Una de las mejores descripción del estrés que he oído fue del tercero; el gran jugador de golf Sr. Lee Trevino supuestamente dispuso estrés tan elocuentemente en decir “estrés es cuando tiene $1,000 apostado en jun juego de golf con solo $40 en su bolsillo”. Bueno, este artículo se enfoca en los diferentes tipos de estrés, pero tengo que estar de acuerdo con el Sr. Trevino que esto es mucho estrés.

Yo siempre he visualizado el manejo de césped como un manejo del manejo del estrés. Si el césped del campo de golf experimenta estrés excesiva, se sequía, caliente, trafico, insectos, etc., entonces perdemos plantas de césped. Se oye muy simple, pero esto es lo sumo que queremos hacer.

Estrés de Cesped

Miro al manejo del césped no solo como manejo de estrés, pero también como “manejo de carbohidrato”.  Cuando el estrés es impartido en el césped del campo del golf, la habilidad de sobrevivir de la planta de césped o superar este estrés es relacionado al nivel de las reservas de carbohidrato y su habilidad de almacenar energía para la recuperación y sobrevivir. Consecuentemente, entre menos estrés que es puesta sobre la planta de césped, lo menos el exceso de carbohidrato son reducida. Es esta reducción de estas reservas del almacenamiento de carbohidrato en la perdida de césped.  No hay más alimento para proveer energía y las plantas mueren – así de sencillo.

Por supuesto, las plantas de césped van a usar carbohidrato a base de rutina para el proceso normal fisiológico que requiere energía. Sin embargo, hay muchas prácticas de manejo de campos de césped que los gerentes de campos de golf llevan a cabo que imparte estrés adicional en el césped que no se requieren ni son necesario, o puedan ser a un tiempo impropio.

Prácticas de manejos tal como cortar el césped baja, exceso rodante, cortacésped vertical, aerificación, etc. todo imparten estrés adicional a la plantas. Muchos de estos males necesarios son requerido, pero el tiempo de estas prácticas es crítico para mínimo estrés y/o permitir la recuperación sin la complete reducción de reservas de alimentos. Otra práctica de manejo necesaria que imparte estrés en el campo de césped es fertilización.  Todas la veces que fertilizamos la césped estamos requiriendo que la planta de césped que use energía almacenada.

Nitrógeno consumo y asimilación en las plantas es un proceso “active”, que significa las plantas tiene que agotar energía para tomar el nitrógeno y usarlo para hacer alimentos. Esta verdad es aplicable a granular o fertilizante liquido/follaje.  

Usted puede aplicar cualquier fuente de fertilizante nitrógeno que desea, pero solo hay dos formas de nitrógeno  que plantas pueden absorber o consumir en las plantas. Todo fertilizante tiene que ser convertido a uno de estas dos formas de plantas disponible.  Nos referimos a estas plantas disponibles en forma de nitrógeno como “inorgánica” nitrógeno. Las dos formas de inorgánico nitrógeno son amonio (NH4+) y nitrato (NO3-).

Una pregunta común de gerentes acerca de la fertilidad de nitrógeno es, “¿hay una diferencia entre fertilizantes de amonio y nitrato?”.  La repuesta es si, pero es mucho más complicado que el fertilizante de lenta liberación, fertilizante orgánico, etc.

Si usted considera la cantidad de energía requerida para que las plantas procesen el fertilizante de nitrógeno, hay una gran diferencia entre la cantidad de energía requerida para procesar amonio versus nitrato.  Para una unidad de amonio ser procesado, la planta tiene que gastar 5 moles de ATP (energía), para una unidad de nitrato, la planta tiene que gastar 15 moles de ATPF. 

¿Así que, qué significa esto en términos del manejo de estrés en el manejo de campos de césped?  
Si nitrato requiere que la planta de césped gaste tres (3x)  veces más que para procesos de amonio, entonces si aplicamos fertilizante con base de nitrato a los campos de césped que están bajo estrés, entonces estamos imponiendo estrés adicional en esa plantas para simplemente procesar el nitrógeno que aplicamos. La planta de césped va a quemarse o utilizara 3x mas energía porque le aplicamos nitrato en vez de amonio. Este estrés adicional que pudo haber sido manejado  o sido reducido en nuestro proceso de tomar la decisión.

He oído gerentes decir “bueno, esto hace ninguna diferencia”.  Si, puede hacer mucha diferencia y de hecho, puede ser “la paja que rompe el camello” si por ejemplo tomo esta decisión para el Poa o bentgrass durante a medio del verano mientras las plantas están bajo el severo estrés del caliente. Este requisito de diferencia en energía puede ser la diferencia entre la perdida de césped o césped saludable.

Si buscamos un poco más a fondo al consume de amonio versus nitrato en lo que concierne la aplicación de fertilizante de liquidó/follaje, hace más sentido no aplicar fertilizante con base de nitrato durante estos periodos de estrés.

Los estudios han mostrado que el consume del fertilizante de liquidó/follaje es principalmente a través de los poros transcuticular de la hojas del césped. Estos poros están cargados negativos.  Conociendo esto, entonces la polaridad del fertilizante que aplicamos puede afectar el consumo de las hojas.

¿Recuerda jugar con imanes cuando niño y poder poner los imanes en forma que se repelaban?  Esto es lo que sucede cuando pone cargo negativo de molécula con otra molécula que está cargado negativo.  Para consideración, urea es molécula neutral (no cargado positivo ni negativo) así que teóricamente obtendríamos más consumo del urea a través de estos poros transcuticular que lo que obtendríamos con un fertilizante con base de amonio (+cargo catión) o nitrato (-cargo anión). Ha consecuencia, debemos obtener más consumo del amonio (+ cargo catión) que nitrato (- cargo anión) a través de estos poros transcuticular.

De hecho, estudios han mostrado que urea y amonio consume es casi igual con la aplicación de liquidó/follaje en la césped bentgrass, más aun significante mayor que nitrato (Figura 1).

¿Porque es dada la tesis arriba?  Las características físicas de urea y el hecho que es convertida to amonio bastante rápido en el ambiente hacen esto comprensible. Urea es altamente soluble en agua, y es la forma en que la naturaleza de proteger el ambiente de lixiviación de urea es rápidamente convirtiéndole en un molécula estable – amonio. Urea es convertida a amonio por un enzima llamado Ureasa, el cual  es estimado ser ubicuo o en todo lugar. Así que, cuando aplicamos urea  es convertido a amonio cual es la forma tomada por la planta de césped.

Figure 1.

Nitrógeno consume a 1 a 8 horas después de la aplicación de urea (UR), potasio nitrato (KN), y amonio sulfato (AS) en la césped bentgrass.

¿Qué es unas de las primeras cosas que muchos gerentes de campos de golf hacen cuando tienen césped escaso, débil durante el periodo?

Ellos aplican un fertilizante con base de nitrógeno con la lógica de estimular el crecimiento del césped y recuperar y llenar las áreas escasas. Esto es simplemente poner más estrés en la planta de césped que esta ya estrés.  También, si un fertilizante con origen de base de nitrato es fue usado, entonces aún más estrés es puesto en la planta dado a la demanda de 3x mas energía para procesar el nitrato.

Quizás una mejor alternativa en esta situación seria aplicar un “biostimulante” en vez de un fertilizante con base de nitrógeno.

Biostimulante ha mostrado producir crecimiento y recuperación de la césped, pero el crecimiento es del crecimiento natural de la planta hormonas y cytokinins y auxinas del biostimulantes versus nitrógeno.

Los estudios han mostrados que el uso de biostimulantes antes del principio del estrés producirá  una tolerancia de estrés y plantan saludable en vez de espera aplicar estos biostimulantes ya que los síntomas del estrés se han presentado. .

En el desarrollo de la línea de fertilizante Max de liquidó/follaje, hemos tomado este nivel de detalle y conocimiento bajo consideración con el ofrecimiento de nuestros productos.

Recientemente, presentamos Max 12-0-6  de Harrells que es formulado sin nitrato usando urea y UMAXX como la fuente de nitrógeno,  potasio citrato, hierro citrato, manganeso citrato, con 17% extracto de alga marina y ácido fulvico.

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Este producto Max 12-0-0 sería una buena selección de fertilizante liquidó/follaje durante periodo de estrés ya que no contiene nitratos,

Con suerte, información tal como esta le ayudara manejar mejor el estrés este verano, el suyo tanto como el del césped.