extra 52.
KUKORICATERMESZTŐKNEK
A kukoricatermesztés agrotechnikai elemei: lehetőségek a fejlődési stresszek csökkentésére és növelésére Dr. Árendás Tamás, Dr. Berzsenyi Zoltán, Dr. Bónis Péter, Dr. Micskei Györgyi, Dr. Marton L. Csaba MTA Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézet, Martonvásár Amikor a múlt század ’30-as éveinek közepén Selye János „a szervezet ingerekre adott nem specifikus válasza”-ként írt a stressz lényegéről, mint orvos-vegyész humán élettani jelenségként fogalmazott az életünket nehezítő körülményekről. A hajdan Révkomáromból induló tudós meghatározását napjainkra széles körben kiterjesztette az élő szervezetekkel foglalkozó tudomány, így azt a növények fejlődését kedvezőtlenül befolyásoló élettelen (abiotikus) tényezők és élőlények (biotikus) által kiváltott hatásokra is alkalmazzuk. A kukoricatermesztésre ható stresszek mértékének egyfajta öszszesített – bár közel sem egzakt – jelzőszáma az éves termésátlag. Az elmúlt másfél évtized hazai adatait tekintve igen változatos, mondhatni hektikus a magyar kukoricatermesztés teljesítménye, hiszen annak ingadozása – a legjobb (7,69 t/ha) és legrosszabb (3,60 t/ha) év átlaga szerint – meghaladta az 50 %-ot. Továbbra sem mondhatjuk tehát, hogy Berzsenyi Zoltán fél évtizededdel ezelőtt, az Agrofórum hasábjain megjelent gondolata akár egy szemernyit is veszített volna aktualitásából: „A nagyobb stressztolerancia, kombinálva az egyenletesebb növényállománnyal stresszviszonyok között, valószínűleg továbbra is a kukorica termésnövelésének egyik legnagyobb lehetősége lesz az elkövetkező évtizedekben.” Azaz az új, nagyobb tűrőképességgel rendelkező fajták egyre jobb, kifinomultabb technológiával történő termesztése rejt
50
még tartalékokat az előrelépéshez változékony évjáratokban is. A jobbítás eszközeiként nem csupán az elkövetkezendő évek
új kutatási eredményeire kell gondolnunk és várnunk, hanem az eddig megszerzett ismeretek számbavételére és okszerű alkalmazására is. Az időjárás okozta, vagy helytelen technológiával kiváltott, azzal felerősödő hőmérséklet- és vízellátottság-stressz, tápelem-hiány kedvezőtlen hatásait számszerűsíteni, a mérséklés lehetőségeit megmutatni csak több, változatos évek eredményeit magukban foglaló, – de a kezelések csekély változását feltételező – ún. tartamkísérletek, és technológiai adaptációs kísérletek segítségével lehet leginkább. Martonvásáron számos ilyen létezik.
1. ábra A kukorica relatív szemtermés többletei vetésforgó kísérletben (Monokultúrában termesztett kukorica termése = 100 %) (Berzsenyi és Győrffy 2000) Monokultúra: 4.67 t/ha Monokultúra: 6.89 t/ha
KB: 2 év kukorica, 2 év őszi búza KL: 3 év kukorica, 5 év lucerna KLB: 3 év kukorica, 3 év lucerna, 2 év őszi búza NF: kukorica, tavaszi árpa, borsó, őszi búza (Norfolki-forgó)
2013. decemer
extra 52.
A növényi sorrend, a vetésforgó hatása A hazai kukoricatermesztés intenzív fejlesztésének kezdetén alapkérdés volt, hogy a monokultúrás termesztés arányának növelésével fokozható-e gabonatermesztés eredményessége. A Győrffy Béla által 1961-ben megkezdett vetésforgó vs. monokultúra kísérlet kezdeti időszakának eredményei azt igazolták, hogy a talajt N-ben gazdagító lucerna intenzív vízfelhasználása okán rosszabb előveteménye a kukoricának, mint az őszi búza és hazai viszonyaink között a kukoricaőszi búza dikultúra még összhozam tekintetében is versenyképes lehet a monokultúrában termesztett kukoricához viszonyítva. A három évtized adataival elkészített összehasonlító elemzések is megerősítették, hogy a kukorica termése monokultúrában – a kukoricabogár elterjedését, károsítását megelőző időszakot tekintve is – kevesebb, mint vetésforgóban, és minél kisebb a kukorica részaránya a vetésforgóban, annál nagyobb a vetésváltásból eredő előny (1. ábra). A termésnövelő hatás a norfolki típusú (kukorica-tavaszi árpa-borsó-őszi búza) forgóban a legnagyobb (NF: 0,904 t/ha). Csökkenő sorrendben ezt követi a kukorica-búza-lucerna trikultúra (KBL: 0,853 t/ha), a kukorica-búza dikultúra (KB: 0,490 t/ ha), és a kukorica-lucerna (KL: 0,376 t/ha) forgó. A búzához hasonlóan kukoricában a vetésforgó termésnövelő hatása műtrágyázás nélkül bizonyíthatóan nagyobb, mint a trágyázott parcellákon. Ugyanakkor a kalászos gabonától eltérően a kukoricában a trágyázás felére csökkenti a vetésforgónak tulajdonítható, ún. rotációs hatást (1. ábra). A monokultúrának a talajok vízgazdálkodására, tápanyag-forgalmára, a gyomosodásra és a kukorica egészségi állapotára gyakorolt kedvezőtlen hatásait is felülírta a kukoricabogár (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) magyarországi megjelenése és gyors elterjedése. Az azóta eltelt közel két évtizedben az intenzív kutatások, fejlesztések eredményeként létrehozott változatos technológiai metódusok és esz2013. december
kukoricatermesztőknek 2. ábra Az elővetemény hatása a kukorica szemtermésére kukoricabogárral fertőzött trágyázási tartamkísérletekben (Martonvásár, 2008) SzD5% = 1,59
SzD5% = 1,04
3. ábra A kukorica évjárattól és előveteménytől függő N-, P- és K-műtrágya reakciója (Martonvásár, 1960-2009) Őszi búza elővetemény
közök segítségével a hazai kukorica-
termesztők és kukoricák úgy tűnik
51
extra 52.
kukoricatermesztőknek megtanultak „együtt élni” ezzel a kártevővel. Trágyázási tartamkísérletekben elvégzett vizsgálataink azt igazolják, hogy a védekezés alapelemének továbbra is a vetésváltást tekinthetjük, hiszen ez a leghatékonyabb és leginkább környezetkímélő módja a növények víz- és tápanyagfelvételét – főként száraz, a gyökérregenerációnak nem kedvező években – csökkentő lárvakártétel kivédésének. Méréseink szerint – egy, a kukorica fejlődésének kedvező évjáratban – a bogár tojásaival „fertőzött” területen a biotikus (a lárva gyökér-, és az imágó biberágása) és az ezzel összefüggő abiotikus (gátolt víz- és tápanyagfelvétel) stressz még megfelelően trágyázott talajon is a szemtermés közel kétharmadának (9,59 t/ha 3,52 t/ha) elvesztését okozhatja (2. ábra). A csapadék, az elővetemény és a tápanyag-hatások Legfontosabb hazai szántóföldi növényeink víz- és tápanyag-felvételét vizsgálva a debreceni egyetem egykori professzora, Ruzsányi László, kutatási eredményei alapján 1993-ban a következő megállapítást tette: „A trágyázás a kukorica vízigényét, vízfelvételét kisebb mértékben módosította, mint az őszi búzáét. A trágyázott kukorica csak 15-25 mmrel használt fel több nedvességet a talajból.” A tétel megfordítva is igaz, vagyis: a trágyázatlan, kisebb termésű kukorica közel ugyannyi vizet használ („pocsékol”) el, mint a többet termő, jól táplált társai. Egy több, mint fél évszázada megkezdett, a N-, a P- és a K-tápanyagok kombinált hatásainak vizsgálatára alkalmas, őszi búza-kukorica dikultúrában (kétévenkénti váltással) végzett trágyázási tartamkísérlet eredményei szerint a csapadékellátottság és az elővetemény az esetek többségében jelentősen befolyásolják az évenként kiadott 160 kg/ha nitrogén, 80 kg/ha foszfor és 80 kg/ha kálium hatóanyagok „képességeit”. Az előveteménytől független, hogy – ezen a 2,7-3,0 % humuszt tartalmazó erdőmaradványos csernozjom talajon – a legnagyobb termésnövelő hatást a N-műtrágya eredményezi, és a javuló csapadék-
52
4. ábra A kukorica NPK-reakciója műtrágyázási tartamkísérlet sokéves átlaga (1988-2013) szerint és aszályos évben (2012)
ellátottság egyre nagyobb terméstöbbleteket biztosít (3. ábra). A kukorica szempontjából a kedvezőbb búza elővetemény után ugyanazon N-adag kisebb hatást vált ki. A kukorica nem tartozik a P-igényes szántóföldi kultúrák közé, így foszforral „közepesnél” jobban ellátott talajokon, búza-kukorica váltásban elegendő lehet számára az elővetemény alá adott P-trágya. Mégis fontos tudni, amit a 3. ábra P-hatásainál láthatunk: gyenge-közepes P-ellátottságú talajokon főként a foszfort jobban igénylő őszi búza után, szélsőséges időjárású években bizonyíthatóan termést növel a P-trágya. A tápanyagok oldhatóságát, felvehetőségét nehezítő száraz, vagy a gyökérműködést gátló, víztelítettséget, levegőtlenséget és lehűlést okozó, kora tavaszi csapadékbőséges időszakban felértékelődik a P-tartalmú startertrágyázás. Vannak olyan különleges évjáratok, amikor a termelő – és a kutató is – értetlenül áll a sokéves átlagok trendjétől eltérő tápanyag-reakciók előtt. Nem az olyan esetekre gondolunk, amikor pl. a N-trágyák 80-100-120 kg/ha-os adagját meghaladó mennyiségek már nemcsak hatástalanok, hanem akár terméscsökkentő hatásúak lehetnek, hanem az olyan ritkán előforduló jelenségre, amelyről Dr. Csathó Péter az Agrofórum korábbi kukoricás különszámában is említést tesz: „Egyes extrémen száraz években ugyanakkor a jó NPK ellátottság fo-
kozhatja is az aszálykárt. Ez történt a sújtóaszályos 1990. évben is, amikor a trágyázott parcellák jól fejlett növényei a talaj szűkös nedvességkészletét hamarabb felélték, és jóval kisebb termést adtak a trágyázatlan kezelés kevésbé fejlett, a tápanyag után kutatva gyökereit mélyebbre eresztő, az aszályt jobban átvészelő növényeihez képest.” A tápanyag-hatások efféle „pálfordulásával” a fent bemutatott trágyázási tartamkísérletben Martonvásáron a rendkívül aszályos 2012. évben mi is szembesültünk (4. ábra). Ez a jelenség az okszerűen kiadott tápanyagok egyenletes mélységi eloszlását és a csapadék befogadását, megtartását segítő agrotechnikai eljárások (minőségi talajművelés, szervesanyag-visszapótlás, talajvizsgálatokon alapuló tápelem-harmónia stb.) alkalmazásának fontosságára irányítja a figyelmet a kevés talaj- és légköri-nedvességet biztosító években. Növényszám és provokált aszály A beltenyésztéses kukorica hibridek megjelenésével egy időben a martonvásári kutatóintézet koordinálásával már az ’50-es évek elején országos kísérleti hálózat alakult a köztermesztésben használt fajták és hibridek sűríthetőségének vizsgálatára. Ezeknek és a Martonvásáron, Győrffy Béla által alkalmazott metodikával beállított kísérletek 2013. decemer
extra 52.
kukoricatermesztőknek 5. ábra
A növényszám és termés kapcsolata stabilitásanalízis alapján (Martonvásár, 1981-2002 /Berzsenyi és Lap 2003/)
eredményeinek köszönhetően a növényszám optimumok a negyvenes években javasolt 20.000 tő/ha (70 cm x 70 cm) állománysűrűségről az 1950-es években 35-40, a következő évtizedben jellemzően 50, az 1970es években pedig 55-60.000 tő/ha-ra nőttek. A martonvásári nemesítésű kukorica hibridekkel a legutóbbi három évtizedben folytatott kutatások – évenként legalább 20-30 hibrid vizsgálatával meghatározott – eredményei azt igazolják, hogy a túlsűrítés relatív víz- és tápanyaghiányt okoz, ami csökkenti a termést és a termésstabilitást, azaz a tervezhetőséget. A termésveszteség a növényállományok nagyobb heterogenitásával a növekvő arányú meddőséggel magyarázható. 22 év eredményeinek elemzése, a termésstabilitás vizsgálatok eredményei szerint öntözetlen körülmények között 60.000 tő/ha növényszámnál a legstabilabb a termés. 4,6 t/ha környezeti átlag alatt a 40.000 tő/ha növényszám stabilitása nagyobb, míg a 80.000 tő/ha növényszám csak azokon a táblákon, táblarészeken javasolható, ahol a reálisan tervezett termés meghaladja a 7,9 t/ha mennyiséget. A 100.000 tő/ ha növényszám stabilitása 13,6 t/ha környezeti átlag felett haladja meg a 80.000 tő/ha sűrűségű állományokét (5. ábra). Berzsenyi és Tokatlidis 2012-ben közreadott, és az 1981 és 2010 közötti időszak martonvásári adatait fel2013. december
ölelő elemzése szerint az évjáratnak jelentős hatása van mind a szemtermésre, mind pedig az optimális növényszámra. Száraz években az optimális növényszám 64.630 tő/ha, a hozzá tartozó maximális termés 6,639 t/ha, míg csapadékos években 80.790 tő/ha és 9,864 t/ha volt. A növényszám tartományok stabilitása a hibridek tenyészidejétől függően is változott. A legkedvezőbb növényszám tartomány a FAO 200-299-es csoportban volt a legszélesebb (5090.000 növény/ha), és a tenyészidő hosszabbodásával ez a tartomány szűkült és a ritkább állományok
irányába tolódott el (50-70.000 növény/ha). A vetés időzítése A Martonvásáron I’só István által megkezdett vetésidő vizsgálatok már az 1950-es évek végén igazolták, hogy az eltérő időben földbe került kukoricák termésére jelentős hatást gyakorol az időjárás. Az egyes kísérleti évek eredményei akár ellentmondásosak is lehetnek, hiszen a „szeszélyes” jelzővel is illetett kora tavasszal a talaj- és léghőmérséklet hirtelen változásai, a magágy túlzott, hosszan tartó átnedvesedése, vagy gyors kiszáradása és huzamos vízhiánya egyaránt lassítja a fiatal növények kezdeti fejlődését. A ’90-es évek kezdetén, három termesztési tényező (N-dózis x vetésidő x hibrid) együttes vizsgálatára alkalmas tartamkísérletet alakítottunk ki intézetünkben (1. kép). A legutóbbi időszak eredményeit tekintve a N-trágyázás minden évben felülmúlta a vetésidő és a fajta jelentőségét. Különböző időszakok eredménysorainak egymástól független elemzése egyöntetűen azt igazolta, hogy a termés mennyiségét befolyásoló tényezők jelentőségét tekintve ebben a kísérletben az évjárat hatása a legnagyobb, amit a N-műtrágyázás, a hibrid, majd a vetésidő követ (6. ábra).
6. ábra A kukorica szemtermésére ható tényezők jelentősége N-trágya x vetésidő x hibrid kísérletben (Martonvásár, 2008-2011)
53
extra 52.
kukoricatermesztőknek 1. ábra A kukorica gyomirtásának kritikus periódusai a versengő gyomfaj (A: szőrős disznóparéj; B: kakaslábfű) és a gyommentesítés függvényében (Berzsenyi és mtsai, 1993)
Kritikus periódus
Háromtényezős (N-dózis x vetésidő x hibrid) tartamkísérlet látképe (Martonvásár, 2013)
54
A kísérletben vizsgált korai (FAO 290-400) és középérésű (FAO 400500) hibridek átlaga szerint Martonvásáron 2008-2011 között a jelentős évhatások (legrosszabb év 6,74 t/ ha, legjobb év 10,84 t/ha) ellenére szűk intervallumban, április 18-25. között változott a legtöbb termést adó vetés időpontja. Az optimálisnál korábbi vetés kisebb termelési kockázatot jelentett a vizsgált időszakban, mint a vetés késése, ami az intenzívebb terméscsökkenésen túl a szemtermés betakarításkori szemnedvességét is jelentősen növelte. Versengés vízért, tápanyagokért A kukorica növényszám reakcióiról szólva már utaltunk a túlsűrítésnek a meddő növény arányt kedvezőtlenül befolyásoló hatásáról. A szántóföld víz- és tápanyag szolgáltatásának túlbecslése, az „eltartó-képesség” rossz megítélése száraz években, vízzel nem kellően feltöltött talajokon a csövet nem termő, de szomszédjai elől vizet és tápanyagot elhasználó, azaz ki nem irtható gyomként viselkedő kukoricák számát ugrásszerűen gyarapítja. Könnyebb, de nem könnyű helyzetben van a termesztő, amikor a „pátyolgatott” hibridnek szintén konkurenciát jelentő gyomok irtását kell megvalósítania. A gyomok jelenlétét befolyásoló agrotechnikai (pl. vetésváltás, trágyázás, vetésidő stb.), és biológiai (pl. természetes ellenségek) módszerek lehetséges alkalmazásán túl a konvencionális kukoricatermesztés alapvetően a vegyszeres és a mechanikai gyomirtást részesíti előnyben. Az egyes herbicidek használatának feltételrendszereit széleskörű vizsgálatokkal alakítják ki, amelyek – egyebek mellett – a felhasználható mennyiségről, a kukorica és a gyom kezeléskor elvárt fejlettségi állapotáról adnak követendő információkat. Az alkalmazható módszerek esetleges hatékonyság-csökkenése (bemosó csapadék hiánya, legérzékenyebb gyomfejlettségi állapot túllépése stb.) miatt fontos ismernünk, hogy a kukorica szempontjából melyek lehetnek azok a kritikus fejlődési periódusok, amelyekben a 2013. decemer
extra 52.
termés számottevő csökkenésének kivédése érdekében el kell végezni a gyommentesítést. Martonvásáron két gyomfajjal, az egyszikű kakaslábfűvel és a kétszikű szőrős disznóparéjjal elvetett két kísérletben vizsgáltuk a kukorica fejlődését a gyomirtás eltérő időpontja és a változó időtartamú gyommentesség függvényében. A 7. ábrán látható „gyommentes” jelölők (sárga színű rombuszok) azoknak a parcelláknak a terméseredményeit (t/ ha) mutatják, amelyeken a gyomirtás késésének hatásait mértük, azaz
2013. december
kukoricatermesztőknek amelyeken a kukoricát a kelésétől számított 3., vagy 6., vagy 9. stb. héten kapáltuk meg először, majd azt követően háromhetente folyamatosan gyommentesen tartottuk. A diagramokon zöld négyzetekkel jelölt „gyomos” parcellákon a kukorica kelésétől számított 3., vagy 6., vagy 9. stb. hétig háromhetente megkapált, majd azt követően nem gyomirtott állományok szemtermését mértük. Kétéves vizsgálatsorozatunk eredményei szerint a kétszikű gyommal fertőzött területen (7A. ábra) a ku-
korica kelésétől számított 4-6. hét, a kakaslábfűvel vetett parcellákon (7B. ábra) pedig a 6-8. hét közötti időszak volt kritikus. Ebben a periódusban megszüntetve a kukorica és a gyomok versengését, a tenyészidő későbbi szakaszában már nem alakult ki a kukorica termését bizonyítható mértékben csökkentő, a gyomok jelenlétével, – főként a víz és a tápanyagok elvonása által – kiváltott stressz. n
55
