Kukoricatermesztés
kukoriatermesztes.indd 1
2006.12.19. 12:25:11
Nagy János
KUKORICATERMESZTÉS
AKADÉMIAI KIADÓ, BUDAPEST
kukoriatermesztes.indd 3
2006.12.19. 12:25:13
A kötet megjelenését a nádudvari KITE Zrt. támogatta.
Lektorok: Horváth József az MTA rendes tagja Németh János az MTA doktora Szász Gábor az MTA doktora
ISBN 978 963 05 8329 9 Kiadja az Akadémiai Kiadó, az 1795-ben alapított Magyar Könyvkiadók és Könyvterjesztők Egyesülésének tagja 1117 Budapest, Prielle Kornélia u. 19. www.akkrt.hu www.szakkonyv.hu Első magyar nyelvű kiadás, 2007 © Nagy János, 2007
Minden jog fenntartva, beleértve a sokszorosítás, a nyilvános előadás, a rádió- és televízióadás, valamint a fordítás jogát, az egyes fejezeteket illetően is. Printed in Hungary A kiadásért felelős az Akadémiai Kiadó Zrt. igazgatója Felelős szerkesztő: Polyánszky Piroska Szerkesztette: dr. Kerpel-Fronius Sándorné Termékmenedzser: Egri Róbert Műszaki szerkesztés: Agócs András A számítógépes tördelés a Papermoon 2006 Kft. munkája A nyomdai munkálatokat a Dürer Nyomda Kft. végezte Felelős vezető: Kovács János ügyvezető igazgató Gyula, 2007 Kiadványszám: KM060083 Megjelent 35,39 (A/5) ív + 16 oldal melléklet terjedelemben
kukoriatermesztes.indd 4
2006.12.19. 12:25:13
Ajánlom lányomnak, Orsolyának
kukoriatermesztes.indd 5
2006.12.19. 12:25:13
TARTALOMJEGYZÉK
ELŐSZÓ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 BEVEZETÉS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1. A KUKORICATERMESZTÉS JELENTŐSÉGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1. Világgazdasági jelentőség . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.2. A kukorica termesztése Magyarországon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.3. A kukorica felhasználásának lehetőségei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2. A KUKORICA PIACA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.1. A kukorica világkereskedelme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.2. Az európai és a hazai kukorica-piac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3. A KUKORICA SZÁRMAZÁSA ÉS TERMESZTÉSÉNEK TÖRTÉNETE . . 33 3.1. A kukorica származási helye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.2. Az ősi kukoricatermesztés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. A KUKORICA MORFOLÓGIÁJA ÉS FEJLŐDÉSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.1. Rendszertan, a fajták csoportosítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.1.1. A kukorica rendszertani helye és rokonai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.1.2. A kukoricafajták csoportosítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.2. A kukorica morfológiája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.1. Gyökérzet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.2.2. Hajtásrendszer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.3. A szár és a levelek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.4. A virágzat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2.5. A cső és a termés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.3. A kukorica fejlődése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.3.1. A csírázás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.3.2. A gyökérzet szerepe a növény táplálásában . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.3.3. A hajtásrendszer növekedése és fejlődése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.3.4. A kukorica virágzása, beltenyésztés és a heterózis . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.3.5. A kukorica tápanyagfelvételének dinamikája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.3.5.1. A tápelemek felvételének dinamikája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.3.5.2. A tápanyagok átrendeződése a kukoricában szemképződéskor . .64 4.3.5.3. A tápanyagellátottság szerepe a kukorica fejlődésében . . . . . . . 65
kukoriatermesztes.indd 7
2006.12.19. 12:25:13
4.3.5.4. A legfontosabb tápelemek szerepe a kukorica anyagcsere-folyamataiban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.3.5.5. Hiánytünetek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 4.3.6. A kukorica vízforgalma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.3.6.1. Vízigény, vízfogyasztás, vízellátottság . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4.3.6.2. A kukorica potenciális vízfogyasztása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.3.6.3. A kukorica tényleges vízfogyasztásának számszerű jellemzése. . 77 4.3.6.4. A kukoricaállományok víz által korlátozott evapotranszspirációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.4. A kukorica tenyészideje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.4.1. A kukorica hőigénye, hőmérsékleti összege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4.4.2. A szárazanyag-beépülés és a vízleadás dinamikája . . . . . . . . . . . . . . . . 102 5. A HIBRIDEK KIVÁLASZTÁSA, GENETIKAI HALADÁS . . . . . . . . . . . . . . 112 5.1. Érésidő . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 5.2. Termőképesség, termésbiztonság és minőség . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 5.3. Sűríthetőség, ellenállóképesség (szárazságtűrés, szárszilárdság, rezisztencia) 116 5.4. Vízleadás, szemnedvességtartalom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.5. Ökológiai igény . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5.6. Termésbiztonság, jövedelmezőség . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.7. Géntechnológia, koegzisztencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 6. VETŐMAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.1. A vetőmag minősége . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.2. A kukorica-vetőmagtermesztés jelentősége . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 6.3. A vetőmagtermesztés sajátosságai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 6.4. A fajtafenntartás módszere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 6.5. A vetőmagtermesztés technológiája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 6.5.1. Talajelőkészítés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 6.5.2. Tápanyagellátás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 6.5.3. Vetés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 6.5.4. Növényápolás, növényvédelem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 6.5.5. Szelekció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 6.5.6. Öntözés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.5.7. Címerezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 6.5.8. Betakarítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 7. A KUKORICA ÉGHAJLAT- ÉS TALAJIGÉNYE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 7.1. A kukorica éghajlatigénye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 7.2. A kukorica talajigénye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 8. A KUKORICA TERMESZTÉSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 8.1. Vetésváltás, monokultúra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 8.2. Talajművelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 8.2.1. A talajművelés hagyományai és a kísérletek eredményei . . . . . . . . . . 164
kukoriatermesztes.indd 8
2006.12.19. 12:25:14
8.2.2. A kukorica talajművelési rendszere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 8.2.2.1. Talaj-előkészítés korán betakarított elővetemények után . . . 172 8.2.2.2. Talaj-előkészítés későn betakarított elővetemények után . . . . 174 8.2.2.3. Másodvetésű növények talajművelési rendszerei . . . . . . . . . . 174 8.2.3. A talajművelés és a tápanyagellátottság . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 8.2.4. Talaj- és környezetkímélő művelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 8.2.5. Szerzőkről elnevezett talajművelési rendszerek . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 8.2.6. A minimális talajművelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 8.2.7. Az öntözött talajok művelése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 8.3. Vetés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 8.3.1. A vetés ideje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 8.3.2. A vetés mélysége és egyenetlensége . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 8.4. A növényszám . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.4.1. A növényszám kísérletek eredményei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.4.2. A növényszám és az eltérő genetikai adottságú kukoricahibridek . . . 202 8.4.3. A növényszám és a tápanyagellátottság . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 8.4.4. A növényszám és az évjárat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 8.4.5. A növényszám és a talajművelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 8.4.6. A növényszám, a termésképző elemek és a minőség . . . . . . . . . . . . . . 211 8.4.7. A növényszám, évjárat, egyedi levélterület (LA) és a levélterület index (LAI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 8.5. Trágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 8.5.1. Szervestrágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 8.5.1.1. Istállótrágyázás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 8.5.1.2. Zöldtrágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 8.5.1.3. Egyéb szervestrágyák . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 8.5.2. Műtrágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 8.5.2.1. A műtrágyázás kezdete és fejlődése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 8.5.2.2. A műtrágya-felhasználás Magyarországon . . . . . . . . . . . . . . . 232 8.5.2.3. A nitrogén-műtrágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 8.5.2.4. Foszforműtrágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 8.5.2.5. Kálium-műtrágyázás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.5.3. A műtrágyázás és egyéb növénytermesztési tényezők kölcsönhatása . 238 8.5.4. Műtrágyázás és az évjárat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 8.5.5. Műtrágyázás és minőség. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 8.5.6. A tápanyagellátás és módszerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 8.5.7. A trágyázás környezetvédelmi szempontjai, szaktanácsadás . . . . . . . . 257 8.5.7.1. A szervestrágyázás és a környezet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 8.5.7.2. A műtrágyázás és a környezet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 8.5.7.3. Műtrágyázás és környezetvédelem, szaktanácsadás. . . . . . . . . 264 8.6. A kukorica ápolása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 8.6.1. Az ápolási munkák típusai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 8.6.2. A kukorica kapálása, a talaj lazítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 8.6.3. A lazítás hatása a talaj nedvesség- és nitráttartalmára . . . . . . . . . . . . . 278 8.6.4. A lazítás hatása a talaj hőgazdálkodására . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
kukoriatermesztes.indd 9
2006.12.19. 12:25:14
8.6.5. A kukorica ápolásának gépesítése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8.6.5.1. Gyomirtás fogas boronával, hálóboronával, gyomfésűvel és küllőskapával . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8.6.5.2. A sorközművelő kultivátorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 8.7. A kukorica növényvédelme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8.7.1. Általános növényvédelmi feladatok a vetéskor és a keléskor . . . . . . . . 286 8.7.2. Általános növényvédelmi feladatok a fiatal és termésképző növény védelme során . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 8.7.3. A kórokozók és az ellenük történő védekezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 8.7.3.1. Kukorica csíkos mozaik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 8.7.3.2. Golyvás üszög . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 8.7.3.3. Rostos üszög . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.7.3.4. Kukoricafuzáriózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.7.3.5. A kukorica helmintosporiózisai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.7.4. A kártevők és az ellenük történő védekezés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 8.7.4.1. Amerikai kukoricabogár (Diabrotica virgifera virgifera) . . . . . . 290 8.7.4.2. Kukoricabarkó (Tanymecus dilaticollis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 8.7.4.3. Kukoricamoly (Ostrinia nubilalis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 8.7.4.4. Levéltetvek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 8.7.5. A kukorica gyomnövényei és gyomszabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 8.7.5.1. Leggyakoribb gyomfajok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8.7.5.2. Nehezen irtható magról kelő és évelő gyomfajok. . . . . . . . . . 298 8.7.5.3. Integrált gyomszabályozás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 8.7.5.4. Agrotechnikai gyomszabályozás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 8.7.5.5. Mechanikai gyomszabályozás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 8.7.5.6. Az árukukorica vegyszeres gyomszabályozása és gyomirtása . . 300 8.7.5.7. A gyomszabályozás módszerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 8.7.5.8. A kukorica vetőmagtermesztés gyomszabályozása . . . . . . . . . 311 8.7.5.9. A csemegekukorica gyomszabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 8.7.5.10. A herbicid-rezisztens kukorica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 8.7.5.11. Szulfonilureák: perspektivikus kukoricaherbicid-csoport (hatékonyság, szelektivitás, rezisztencia) . . . . . . . . . . . . . . . . 314 8.7.6. Genetikailag módosított kukoricafajták és hibridek . . . . . . . . . . . . . . 315 8.8. A kukorica öntözése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 8.8.1. Az öntözés jelentősége . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 8.8.2. A vízellátottság szerepe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 8.8.3. Az öntözés és a tápanyagellátottság összefüggései . . . . . . . . . . . . . . . . 324 8.8.4. Az öntözés és talajművelés összefüggései . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 8.8.5. Döntéstámogató rendszerek, szimulációs modellek alkalmazása az öntözéses kukoricatermesztésben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 8.8.6. Az öntözés környezetre gyakorolt hatása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 8.8.7. Az öntözés gazdasági vonatkozásai. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 8.8.8. Külföldi öntözési módszerek, rendszerek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
kukoriatermesztes.indd 10
2006.12.19. 12:25:14
9. A KUKORICA BETAKARÍTÁSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 9.1. Csöves betakarítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 9.2. A szemeskukorica betakarítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 9.3. A silókukorica betakarítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 9.4. Szem-csutka keverék betakarítás (CCM= corn-cob-mix) . . . . . . . . . . . . . . . 355 9.5. Csőzúzalék készítése (LKS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 9.6. A kukoricaszár betakarítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 10. A KUKORICA SZÁRÍTÁSA ÉS TÁROLÁSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 10.1. Szárítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 10.1.1. Meleglevegős szárítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 10.1.2. Szellőztetéses szárítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 10.1.3. Az anyagjellemzők és a szárítási paraméterek kapcsolata . . . . . . . . 360 10.1.4. A szárítási technológia megválasztásának szempontjai . . . . . . . . . . 361 10.2. Tárolás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 10.2.1. Tárolás betakarításkori nedvességtartalommal . . . . . . . . . . . . . . . . 364 10.2.2. A szemes kukorica tartósítószerrel való kezelése . . . . . . . . . . . . . . . 365 10.2.3. A szemes kukorica hűtve tárolása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 10.2.4. A silózás technikája. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 11. A KUKORICA FELDOLGOZÁSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.1. Malomipari feldolgozás humán célra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.2. Ipari feldolgozás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 12. KUKORICA – BIOETANOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 12.1. A bioetanol felhasználása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 12.1.1. A bioetanol Amerikában . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 12.1.2. A bioetanol Európában. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 12.1.3. A bioetanol Magyarországon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 12.2. A bioetanol előállításának technológiája . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 12.2.1. A bioetanol mint üzemanyag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 12.2.2. Az etanol kémiai előállítása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 12.2.3. Bioetanol előállítás kukoricából . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 12.2.4. Bioetanol előállítása kukoricacsutkából . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 12.2.5. A bioetanol környezeti hatásai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 12.3. A bioetanol gazdasági kérdései . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 12.4. A bioetanol üzemanyag felhasználásának előnyei és hátrányai . . . . . . . . . . 390 SZÍNES MELLÉKLET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
kukoriatermesztes.indd 11
2006.12.19. 12:25:14
ELŐSZÓ
A kedves olvasó talán a korszerű növénytermesztés egyik legérdekesebb és legtöbb ismeretet nyújtó könyvét tartja kezében. Bár csak egyetlen növényről szól, de ez valószínűleg hazánk mezőgazdaságának legfontosabb haszonnövénye. A kukorica nem csak az abraktakarmány mintegy háromnegyedét adja, hanem a kukoricaszilázs a kérődzők takarmányozásában is meghatározó szerepet játszik. Ezenkívül a hibridkukorica vetőmag iparág a hazai szükséglet kielégítése mellett, hasonló mennyiségben exportál vetőmagot a mérsékelt égöv számos kukoricatermelő országába. Meg kell említenünk az ipari és élelmezési célra felhasznált szemes kukoricát is, amely az össztermés mintegy 10%-át igényli. Nem csak a kukoricapehely, dara, liszt, olaj stb. játszik fontos szerepet mindennapi étkezésünkben, hanem a jelen és a jövő csomagolóanyagainak alapanyagaként is sikeresen hasznosítható, nem beszélve a különböző energiaformák forrásáról, ahol a kukorica szerepe egyre növekvő. Egyszóval a kukoricaszem az energia komplex csomagja, amellyel naponta találkozunk, és ez még inkább így lesz az elkövetkezendő évszázadban. Számos okot tudok még felsorakoztatni, hogy ezt az olvasmányos szakkönyvet a gyakorló művelt gazdákon és a felsőfokú képzésben részt vevő hallgatókon kívül az egyszerű kultúremberek is forgassák. Tanulmányozásával feltárul az olvasó előtt egy több ezer éves kultúrnövény (a legrégebbi archeológiai lelet kb. 6000 éves), amely az amerikai kontinens őslakóinak kultúráját és civilizációját döntően befolyásolta. Azért is érdekes Nagy János professzor könyve, mert rendkívül gazdag irodalmi forrásra támaszkodva, szemléletesen jeleníti meg a kukorica származását, nemesítésének és termesztésének legfontosabb korszakait. Henry A. Wallace, aki a múlt század húszas éveiben az USA-ban kezdte a kukorica hibridizációjának gyakorlati hasznosítását, 1955-ben a következőket mondta „Sokat hallunk manapság az atomenergiáról. Azonban meg vagyok győződve arról, hogy a történészek a hibridhatás kiaknázását majd ugyanolyan fontosságúnak ítélik meg.” Érdemes itt felhívni a figyelmet arra, hogy a hibridvigor hasznosításának európai úttörői a múlt század harmincas éveitől kezdve a magyar nemesítők voltak: Fleischmann Rudolf és Berzsenyi-Janosits László a fajtahibridek előállításában és elterjesztésében alkotott maradandót már a harmincas évektől kezdődően, Pap Endre pedig az Mv5 négyvonalas hibridjének 1953. évi állami minősítésével Európában elsőként teremtette meg a hibridkukorica sikeres korszakának – amely a mai napig is tart – nyitó fajtáját, több évvel megelőzve a francia és jugoszláv kutatókat. Immár több mint 80 esztendeje – világszerte – tanulmányozzák igen intenzíven az egyetemeken és kutatóintézetekben a kukoricát. Ezek közül is kiemelkedik Surányi János (1957), Győrffy Béla (1965) és Menyhért Zoltán (1985) munkássága. Ez nem csak a növény származását, botanikáját, élettanát érinti, hanem kiterjed a termesztési és
kukoriatermesztes.indd 13
2006.12.19. 12:25:14
14
Előszó
ökológiai tényezők, azok kölcsönhatásának alapos tanulmányozására is. Ez utóbbiban hazánk agrotechnikai kutatóinak, mindenekelőtt Nagy János professzornak új eredményei nélkülözhetetlenek a sikeres kukoricatermesztéshez. A könyv értékét növeli, hogy Nagy János több évtizedes kutatási eredményei, idősorai megbízható szántóföldi tartamkísérletekből származnak. A legfontosabb termesztési tényezők (talajművelés x műtrágyázás x növényszám x öntözés) kölcsönhatás eredményei Európában egyedülállóak, de a kukorica őshazájában, Amerikában is figyelemre méltóak. Olyan növényről szól e könyv, amelyik világviszonylatban is az elsők között van, összesen 135 millió hektáron 575 millió tonnát terem a szemeskukorica. Földünkön majdnem minden országban termelnek kukoricát, amelynek állandó nemesítésével évente szinte ingyen jutunk 1,0–1,7%-nyi többletterméshez. Az 1920-as évek 1,5 t/ha termésátlaga három-négyszeresére nőtt. Igen nagy mértékben növekedett az öntözéses termesztés, az intenzív művelés. Az első hazai beltenyésztéses hibrid megjelenését (1953) követően csak 11 év kellett ahhoz, hogy már 1964-től hazánk kukoricatermő területét 100%-ban hibrid vetőmaggal vessük be. (Ilyen gyors „hibridizáció” páratlan volt, bármely kontinenst vizsgáljuk. Ez a váltás pl. az USA-ban mintegy három évtizedig tartott.) Majd a hetvenes évektől sajátságos magyar integrált termesztési rendszerek jöttek létre (1970: CPS-IKR, 1972: BKR és KSZE, 1973: KITE), amelyek megfelelő keretet adtak a legkorszerűbb fajták, gépek és termesztési technológiák alkalmazására. Szerepük világviszonylatban is figyelemfelkeltőek voltak. Nagyrészt munkájuk eredményeként, a megalakulásukat követő 20 esztendőben évente 119 kg-mal nőtt hektáronként a hazai kukorica termésátlag. A magyar mezőgazdaság ezekben az években az újrarendeződés korszakát éli. Bármennyire is szerény a szántóterület nagysága és a produktum tömege, a hazai kukoricatermesztés Európában kivívta méltó helyét, és reméljük meg is tudja tartani. A vetőmagiparnak és a termesztési kutatások eredményeinek köszönhetően kukoricatermesztésünk világszerte ismert és elismert. Mint minden agrártermesztési tevékenységnek, a kukoricatermesztésnek is a fő célja egyszerű és világos: egy hektár kukorica a lehető legésszerűbb gazdálkodással, a lehető legkisebb ráfordítással, a legkisebb környezeti terheléssel a legnagyobb termést adja, biztosítva a jogosan elvárható hasznot. Ehhez ad szinte nélkülözhetetlen segítséget a nemzetközileg is ismert és elismert kutatóprofesszor, Nagy János könyve. Az ebből merített ismeretek nem csak az észt, a lelket, a tudást gazdagítják, hanem a gazdálkodás hasznát is bizton gyarapítják. Ezért ajánlom őszintén, jó szívvel az érdeklődők figyelmébe a tudás és szakismeret újabb tárházát. Dr. Németh János
kukoriatermesztes.indd 14
2006.12.19. 12:25:15
BEVEZETÉS
A kukorica az emberi szelekció következményeként már képtelen saját magját elhullajtva szaporodni, ezért függ az emberi gondoskodástól. Nem csak a növény puszta megjelenése csodálatos, hanem az élelmezésben betöltött kiemelt szerepe is. Egyfajta titokzatosság övezi, mert bár a leginkább tanulmányozott növény, mégsem tudjuk eredetét teljes bizonyossággal megállapítani. A kutatók abban már egyetértenek, hogy a növény hazája Amerika. Az utóbbi száz évben a kukorica eredetével kapcsolatos újszerű bizonyítékok körülbelül 20 évente láttak napvilágot. Vannak, melyek tartósnak bizonyulnak, míg mások egyszerűen elmosódnak az idők során. Minél homályosabbak a kukorica eredetével kapcsolatos információk (Weatherwax 1918), annál időtlenebbek a feltételezések. Minél konkrétabbak az ötletek, annál népszerűbbek rövid távon (Mangelsdorf és Reeves 1939). Egy évszázaddal ezelőtt a kukorica eredetével kapcsolatos feltevések alapjait a Mexikóban történt felfedezések alkották (Harshberger 1900). A vad Tb-l vonal és a Tga-l botanikai álom volt (kitűnő alkalmazkodó képességgel és a kukorica minden jellegzetességével), amíg ki nem derült, hogy az a kukorica x teoszinte hibridből származik és nem teljesen vad vonal. A következő 20 évben a teoszinte, illetve a kukorica x teoszinte hibridekkel kapcsolatos tudásunk kiszélesedett. Weatherwax (1918) megjelentette a közös származási vonallal kapcsolatos feltételezését, Collins (1920) pedig a hibridizációra vonatkozó teóriáit. Húsz évvel később Mangelsdorf és Reeves (1939) publikálták hármas feltételezésüket, miszerint a teoszinte egy hibrid, ezért kizárható, hogy ős vonalat képviselne. 1942-ben Edgar Anderson és Hugh Cutler kiadták közös munkájukat, amely vízválasztót jelentett a kukorica eredetkutatásokban. Újabb két évtizedes nyomozó munka kezdődött, hogy felderítsék a primitív kukorica változatait, illetve megkezdjék a vad vonalak, a teoszinte és a Tripsacum taxonómiai tanulmányozását. Az 1970-es években a hármas feltételezést felváltotta a teoszinte őselődként való megjelölése (Galinat 1971, Beadle 1972, Iltis 1972). Izoenzimes tanulmányok azt mutatják, hogy a Balsas-i teoszinte a legközelebbi változata lehet a kukorica elődjének (Deebley 1990). Mindezek mellett a kukoricának katasztrofális morfológiai transzmutációi is voltak (Iltis 1983). A kukorica gyors átalakulásához végül a teoszinte hibridizációjából kialakult nyolcsoros csőstruktúra vezetett (Galinat 2001). Ezekben a feltevésekben rengeteg igazság található, de még vannak rejtélyek, melyek feltáratlanok maradtak. A kutatómunka ma is töretlen és rendkívül izgalmas. Hazánk kukoricatermesztése évszázadokon keresztül nagyon lassan fejlődött, és a terméseredmény is alacsony volt, 1900–1950 között alig haladta meg hektáronként a 2 tonnát. 1982-re sikerült országos átlagban a kukorica termését 8,86 t/ha-ra növelni. A három évtized alatt a kukorica terméseredmény rekordszerű megháromszorozását a
kukoriatermesztes.indd 15
2006.12.19. 12:25:15
16
Bevezetés
genetikai haladás, a hibrid vetőmag általános használata, a műtrágya-felhasználás növekedése, a szántóföldi vízgazdálkodás és a termesztéstechnológia magas színvonala, valamint a kiemelkedő szaktudás eredményezte. Ezzel egyidejűleg a magyar növénytermesztés olyan kényszerpályára került, amely nem csak a környezetvédelem és az egészséges táplálkozás, hanem a termelés gazdaságossági problémáinak egész sorát hozta. Nagy gond, hogy a kukorica országos termésátlaga erősen ingadozik, pl. 2003-ban 3 940 kg/ha, 2004-ben ennek majdnem kétszerese, 7 000 kg/ha volt. A tőzsdei árak ezzel ellentétesek: 2003-ban tonnánként 33 000 Ft/t-ot is el lehetett érni, 2004-ben azonban az ár csak 17 600 Ft/t volt. 2003-ban a kukoricaexport az előző évekhez képest közel 40%-kal csökkent, nem nőtt a minőségi szaporítóanyagok használata, ugyanakkor csökkent a gazdaságok műtrágya- és növényvédőszer-felhasználása. A kukorica kitűnő takarmány, gazdaságosan előállítható energiaforrás és ipari alapanyag. Egy hektár kukorica 50–60 ember évi oxigénszükségletét állítja elő. A kukorica jól hasznosítja a nitrogént. 10 000 MJ nettó energia előállításához csak 20 kg nitrogén hatóanyag szükséges, ami 20–30%-kal kevesebb, mint a hasonló kultúrnövények igénye. A humán táplálkozásban a csemegekukorica és a pattogatott kukorica, valamint a kukoricakása jelentős. Ipari felhasználása egyre szélesedik, a kukoricából előállítható termékek száma mintegy négyezerre tehető. A keményítő a szeszgyártás, az étkezési (izo) cukorgyártás alapanyaga, de manapság a kukoricából már környezetbarát csomagolóanyagot is előállítanak. A kukoricaszem hasznosítása az élelmiszergyártásban – a táplálkozási szokások változásával – fellendült, amit a kukoricapehely iránti megnövekedett igény is alátámaszt. A kukoricaolaj összetevője a margarinnak, a kukoricaszirup édesíti a dzsemeket, illetve szolgáltatja a sűrítő anyagot a tejmentes tejszínhez. Kukorica található a csokiszeletben, sörben, whiskyben, hamburgerben, ipari vegyszerekben, etanolban, műanyagban, penicillinben és a fényezett magazinok enyveiben. Mellékterméke, a szár, takarmányozásra, fűtésre használható, vagy a talajba dolgozva a tápanyagvisszapótlásban van szerepe. A könyvben ismertetett tudományos munkám alapjául az általam alapított, Európában egyedülálló Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum szántóföldi multifaktoriális (vetésváltás x talajművelés x trágyázás x öntözés x növényszám x genotípus) tartamkísérletek eredményei szolgálnak (1–3. ábra, színes melléklet). A kutatási program épít Győrffy és Berzsenyi által Martonvásáron végzett, több évtizedet felölelő hasonló tematikájú kísérletek eredményeire. Kutatásaimban agroökológiai megközelítést alkalmazok, amely nemcsak a produkcióra összpontosít, hanem a termesztési rendszer fenntarthatóságára is. A fenntartható termesztést jellemzi: (a) nem csökkenő trend a termésben és a termelési faktorok produktivitásában, (b) megfelelő termésstabilitás és biztonság, (c) az agroökoszisztéma minőségének szinten tartása. A termesztés fenntarthatóságának megőrzéséhez megbízható indikátorok, tudományos eredmények kizárólag tartamkísérletekből nyerhetők. A több évtizedes szántóföldi kísérletek eredményei alapján folyamatosan számszerűsítjük a különböző genotípusú kukoricahibridek alkalmazkodó képességét és az egyes növénytermesztési tényezők kölcsönhatásait. Korszerű matematikai módszerekkel optimalizáljuk és választjuk ki
kukoriatermesztes.indd 16
2006.12.19. 12:25:15
Bevezetés
17
a növénytermesztési tényezők legjobb kombinációit (talajművelés x trágyázás x öntözés x növényszám x genotípus). Az új hibridek nemesítése, állami minősítése, valamint köztermesztésbe kerülése állandó igényként veti fel az új genotípusok bevonását a tudományos kísérletekbe. Ezért fontos a termőhelyre adaptált hibridspecifikus kukorica termesztéstechnológiák fejlesztése. Alkalmazásuk pozitívan befolyásolja a gazdasági eredményt, a termésbiztonságot, és a kémiai anyagok használatának csökkentésével kíméli a környezetet. A könyvben leírtak több évtizedes kutatómunkám eredményei. Ezért köszönetet szeretnék mondani munkahelyemnek, a Debreceni Egyetemnek és kollektívájának, külön is Széles Sándornénak, aki közvetlenül segítette kutatómunkámat. Ugyancsak köszönettel tartozom mindazoknak a hazai és nemzetközi kutatásfinanszírozó intézményeknek, programoknak (NKFP, OECD, PHARE), melyek anyagilag támogatták a könyv témáját képező kutatások elvégzését. Köszönöm a többéves kitűnő tudományos együttműködést a társ-agráregyetemek oktatóinak (Gödöllő, Kaposvár, Keszthely, Mosonmagyaróvár), a kutatóintézeti kollégáknak (Budapest, Martonvásár, Szeged). A könyv elkészítését nagyban segítette, hogy Széchenyi Professzori Ösztöndíjban részesültem, amely többszörösen ösztönzött tartamkísérleteim kutatási eredményeinek összefoglalására. Köszönettel tartozom a Fölművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztériumnak, az Oktatási és Kulturális Minisztériumnak, a Magyar Tudományos Akadémiának és az OTKA-nak. Külön köszönet illeti az Akadémiai Kiadót, a könyv szerkesztőjét és a könyv elkészítésében részt vevő valamennyi munkatársat gondos és odaadó munkájáért, amely lehetővé tette a könyv gyors megjelentetését. Köszönöm Heszky László és Horváth József akadémikusoknak, Németh Jánosnak és Szász Gábornak, az MTA doktorainak, Buvár Gézának, a KITE Zrt. vezérigazgatójának, hogy a könyv megírásában szakmai tanácsaikkal segítették munkámat. Bár igyekeztem az egész kukoricatermesztést összefoglalni, a könyv mégsem tárgyalja a termesztés minden részletét egyforma és arányos részletességgel. A munka középpontjában a termesztés áll, ezért a nem agrotechnikai fejezeteket csak növénytermesztési szempontból tárgyalja, mindig szem előtt tartva a gyakorlat igényeit is. Szándékaim szerint a könyv szakemberek, a gazdák széles körének nyújt nemcsak elméleti, hanem hasznos gyakorlati ismereteket is. Kérem a kedves olvasót, fogadja a könyvet szeretettel és jóindulattal, hasznosítsa a benne találtakat a maga és a nemzetgazdaság javára. Remélem, hogy a termelésben dolgozók, az oktatók, kutatók, az egyetemi hallgatók és a doktoranduszok egyaránt érdeklődéssel forgatják a könyv lapjait. Nagy János
kukoriatermesztes.indd 17
2006.12.19. 12:25:15
