Tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztés fejlesztésében

Tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztés fejlesztésében

Martonvásár, 2009. október 15.

A kiadvány az Új Magyarország Fejlesztési Terv és az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával (TÁMOP 4.2.3/08/1)

valamint a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal

támogatásával készült.

Tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztés fejlesztésében

Jubileumi tudományos konferencia Martonvásár, 2009. október 15.

Lektorok Árendás Tamás Bónis Péter Izsáki Zoltán Molnár Dénes Tóth Zoltán Angol nyelvi lektor Harasztos Barbara A kötetben megjelent tudományos dolgozatok lektoráltak.

ISBN:978-963-8351-36-4

Kiadja: A Magyar Tudományos Akadémia Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár Felelős kiadó: Bedő Zoltán Felelős szerkesztők: Berzsenyi Zoltán Árendás Tamás A könyv anyaga nem másolható a kiadó írásos engedélye nélkül.

TARTALOM Bevezetés ............................................................................................................................. 1

PLENÁRIS ÜLÉS A szabadföldi tartamkísérletek eredményeinek tér- és időbeni kiterjeszthetősége Várallyay Gy. ........................................................................................................... 7 A tápanyagellátás és a vízgazdálkodás kölcsönhatásának értékelése debreceni tartamkísérlet alapján Nagy J. ................................................................................................................... 21 A tartamkísérletek szerepe a növénytermesztési kutatásban és oktatásban Jolánkai M., Nyárai H. F. és Kassai K. .................................................................. 31 Az ötven éves martonvásári tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztés fejlesztésében Berzsenyi Z. ............................................................................................................ 37

NÖVÉNYTERMESZTÉS SZEKCIÓ Az időjárási szélsőségek hatása a kalászos gabonák terméshozamára és a szemtermés minőségére Bencze Sz., Balla K., Varga B. és Veisz O. ............................................................. 53 A kukorica (Zea mays L.) hibridek N-műtrágya-reakciójának vizsgálata növekedésanalízissel tartamkísérletben Berzsenyi Z. ............................................................................................................ 59 Herbicid kezelések hatása a gyomnövényzet tömegviszonyaira a martonvásári tartamkísérletben Berzsenyi Z., Solymosi P., Árendás T. és Bónis P. ................................................. 67 A talajművelési gyakorlat átalakulását segítő tartamkísérleti eredmények Birkás M. ................................................................................................................ 77 A vetésidő hatása az őszi búza gyomviszonyaira tartamkísérletben Bónis P., Balázs F., Balázs J. és Kismányoky T. .................................................... 83 Őszi búza fajták minősége a mátraaljai régióban az országos adatok tükrében Fodor L., Fodorné Fehér E. és Pethes J. ............................................................... 89 Műtrágyázás hatása az őszi búza termésére és minőségére Fodorné Fehér E., Fodor L. és Ambrus A. ............................................................. 95 Tartamkísérletek jelentősége a klímaváltozás hatásainak tanulmányozásában Harnos N., Erdélyi É. és Árendás T. .................................................................... 101 A tartamkísérletek jelentősége a talajtermékenység kutatásában Kismányoky T. ...................................................................................................... 107 Alternatív gabonafélék ökológiai termesztése Kovács G. ............................................................................................................. 115 A martonvásári kukoricakutatások szerepe a hazai kukoricatermés átlagok alakulásában. 1950-2000. Marton L. Cs. ....................................................................................................... 121 Az istálló- és műtrágya hatása a kukorica szemtermésére és terméskomponenseire a martonvásári monokultúra tartamkísérletben Micskei Gy., Jócsák I., Árendás T., Bónis P. és Berzsenyi Z. ............................... 127 Debreceni növénytermesztési tartamkísérletek Pepó P. ................................................................................................................. 133 A vetésváltás és az NPK tápanyagellátás hatása a kukorica termésére tartamkísérletben Sárvári M. és Boros B. ......................................................................................... 139 Őszi búza fajták minőségstabilitásának vizsgálata tartamkísérletben Sipos P., Pongráczné Barancsi Á., Tarján Zs. és Győri Z. ................................... 147 Tartamkísérletben alkalmazott herbicidek különböző gyomfajokra gyakorolt hatásai Solymosi P., Berzsenyi Z., Árendás T. és Bónis P. ............................................... 153

Őszi búzafajták növekedésdinamikája és termésprodukciója eltérő N-tápelemszinteken Sugár E. és Berzsenyi Z. ....................................................................................... Nitrogén műtrágyázási tartamkísérlet Tisza menti réti öntéstalajon Széll E, Ácsné Bozóky E, Dévényi K. és Győri Z. ................................................. Vetésforgók, trágyázási rendszerek és a fenntartható növénytermesztés összefüggései Tóth Z. és Kismányoky T. ..................................................................................... A kukoricahibridek N-ellátottságának értékelése különböző tápanyag szinteken Ványiné Széles A. ..................................................................................................

159 165 175 181

AGROKÉMIA SZEKCIÓ A kukorica és az őszi búza műtrágya reakciója az évjárat és az elővetemény függvényében Árendás T., Bónis P., Csathó P., Molnár D. és Berzsenyi Z. ................................ 191 A növény-mikroba stratégiák és a tartamhatású nehézfém szennyezettség Bíró B. .................................................................................................................. 197 A kálium utóhatása mészlepedékes csernozjom talajon Csathó P. és Árendás T. ....................................................................................... 203 Integrált növénytermesztési és talajtermékenység-növelő kutatások Duna-Tisza közi lepelhomok talajon, tartamkísérletekben Cserni I. ................................................................................................................ 209 Műtrágyázás hatása az őszi búza és kukorica szemtermésére tápelemhiány és tápelemfelesleg kialakulásakor, az országos műtrágyázási tartamkísérletekben Debreczeni B-né ................................................................................................... 215 Tartamkísérletek szerepe a gabona minőségvizsgálatokban Győri Z. ................................................................................................................ 221 A talaj termékenységének változása szerves és műtrágyázás hatására egy 46 éves szántóföldi tartamkísérletben Hoffmann S. .......................................................................................................... 227 A tartós szerves- és műtrágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, csernozjom barna erdőtalajon Holló S., Pethes J. és Ambrus A. .......................................................................... 235 A talaj könnyen oldható foszfortartalmának változása tartamkísérletekben, Kompolton Holló S., Pethes J. és Ambrus A. .......................................................................... 241 Tartamkísérleti eredmények felhasználása a kukorica tápanyag-visszapótlásának tervezésére Huzsvai L. ............................................................................................................. 247 Csernozjom réti talaj N-forgalma műtrágyázási tartamkísérletben Izsáki Z. ................................................................................................................ 253 A nyírlugosi tartamkísérlet tanulságai Kádár I. ................................................................................................................ 259 Az időjárási tényezők és az elővetemény hatása az őszi búza, a kukorica és a borsó terméseredményeire a Mosonmagyaróváron végzett kísérletekben (1967-2008) Kajdi F., Győri T. és Schmidt R. ........................................................................... 265 A 0,01 m kalcium-klorid oldattal kivonható nitrogén frakciók mennyiségének alakulása a Westsik vetésforgó kísérletben Lazányi J. és Loch J. ............................................................................................ 271 Műtrágyázás és a csapadékváltozékonyság hatásának vizsgálata a nyírlugosi szántóföldi tartamkísérletben Márton L., Kádár I. és Benedek Sz. ...................................................................... 277 Feldolgozott vágóhídi melléktermékek többéves utóhatása tritikálé terméshozamára Ragályi P. és Kádár I. .......................................................................................... 281 Mikroelem-terhelés hatása a lucerna termésére és összetételére szabadföldi tartamkísérletben Rékási M. ............................................................................................................... 287 Kukorica arbuszkuláris mikorrhiza diverzitásának vizsgálata hosszú időtartamú kísérletekben Sasvári Z., Csima G., Hernádi I. és Posta K. ....................................................... 293

CONTENTS Introduction ............................................................................................................ 1 PLENARY SESSION Territorial and temporal extension of the results of long-term field experiments G. Várallyay ............................................................................................................. 7 Evaluation of the interaction between nutritive supply and water management on the basis of a long-term experiment in Debrecen J. Nagy ................................................................................................................... 21 Impact of long term trials on crop production research and education M. Jolánkai, F.H. Nyárai, and K. Kassai ............................................................... 31 Significance of the 50-year-old long-term experiments in Martonvásár in improving crop production Z. Berzsenyi ............................................................................................................ 37

PLANT PRODUCTION SESSION Effect of climate extremes on the grain yield and quality of cereals S. Bencze, K. Balla, B. Varga and O. Veisz ............................................................ 53 Use of growth analysis to describe the N fertiliser responses of maize (Zea mays L.) hybrids Z. Berzsenyi ............................................................................................................ 59 Effect of herbicide treatments on the weed mass in a long-term experiment in Martonvásár Z. Berzsenyi, P. Solymosi, T. Árendás and P. Bónis ............................................... 67 Results and findings of long term experiments aimed to help improve tillage practices M. Birkás ................................................................................................................ 77 Effect of sowing date on the weed infestation of winter wheat in long-term experiments P. Bónis, F. Balázs, J. Balázs and T. Kismányoky .................................................. 83 Quality of winter wheat varieties in Mátraalja region compared to national data L. Fodor, E. Fodorné Fehér and J. Pethes ............................................................. 89 Effect of fertilization on grain yield and quality of winter wheat E. Fodorné Fehér, L. Fodor and A. Ambrus ........................................................... 95 Importance of long term experiments in studying the effects of climate changes N. Harnos, É. Erdélyi and T. Árendás .................................................................. 101 The importance and necessity of long-term field experiments T. Kismányoky ...................................................................................................... 107 Organic production of alternative cereals G. Kovács ............................................................................................................. 115 Role of maize research in Martonvásár on trends in hungarian maize yields from 1950 to 2000 L. C. Marton ......................................................................................................... 121 Effect of farmyard manure and mineral fertiliser on the yield and yield components of maize in a long-term monoculture experiment in Martonvásár G. Micskei, I. Jócsák, T. Árendás, P. Bónis and Z. Berzsenyi .............................. 127 Long-term experiments on crop production at Debrecen University P. Pepó ................................................................................................................. 133 Effect of crop rotation and NPK fertilization on the yield of maize in the long-term experiment M. Sárvári and B. Boros ....................................................................................... 139 Investigation of quality stability of winter wheat in long term field experiment P. Sipos, Á. Pongráczné Barancsi, Z. Tarján and Z. Győri .................................. 147 Effect of herbicides on various weed species in long-term experiments P. Solymosi, Z. Berzsenyi, T. Árendás and P. Bónis .............................................. 153 Growth dynamics and yield of winter wheat varieties grown at diverse nitrogen levels E. Sugár and Z. Berzsenyi .................................................................................... 159

Long-term N-fertilization trial on meadow alluvial soil near the river Tisza E. Széll,, E. Ácsné Bozóky, M. Dévényi, and Z. Győri .......................................... 165 Role of crop rotation and plant nutrition in the sustainable land use Z. Tóth and T. Kismányoky ................................................................................... 175 Evaluation of the level of N supply in maize hybrids at different nutritional levels A. Ványiné Széles .................................................................................................. 181

AGRICULTURAL CHEMISTRY SESSION Fertiliser responses of maize and winter wheat as a function of year and forecrop T. Árendás, P. Bónis, P. Csathó,D. Molnár and Z. Berzsenyi .............................. 191 Plant-microbe strategies and the long-term heavy-metal stress B. Biró .................................................................................................................. 197 Residual effect of potassium fertilization on a calcareous chernozem soil P. Csathó and T. Árendás ..................................................................................... 203 Integrated agriculture and investigation to improve soil fertility in long term trials on mantle sand soils between the Danube and the Tisza I. Cserni ................................................................................................................ 209 Efficiency of fertilization on the grain yield of winter wheat and maize in nutrient-deficient and nutrient-surplus treatments in the longterm fertilization trial network (OMTK) K. Debreczeni ....................................................................................................... 215 Role of long term field experiments in the quality analysis of cereals Z. Győri ................................................................................................................ 221 Soil fertility depending on organic and mineral fertilization in a 46-year long-term field experiment S. Hoffmann .......................................................................................................... 227 The impact of long-term organic and mineral fertilization on the easily soluble phosphorus content of the soil in the case of chernozem brown forest soil at Kompolt S. Holló, J. Pethes, A. Ambrus .............................................................................. 235 Changes in the easily soluble phosphorus content of the soil in long-term experiments in Kompolt S. Holló, J. Pethes, A. Ambrus .............................................................................. 241 Using long-term experiment results to plan the nutritional replenishment of maize L. Huzsvai ............................................................................................................. 247 Nitrogen turnover of chernozem meadow soil in a long-term mineral fertilisation trial Z. Izsáki ................................................................................................................ 253 What we can learn from Nyírlugos experiment I. Kádár ................................................................................................................ 259 The effect of meteorological factors and the preceding crop on the yield of winter wheat, maize and pea crops in long-term experiments carried out in Mosonmagyaróvár (1967-2008) F. Kajdi, T. Győri and R. Schmidt ........................................................................ 265 Amount of organic and inorganic nitrogen extracted by 0.01 M calcium-chloride solution in Westsik crop rotation experiment J. Lazányi and J. Loch ......................................................................................... 271 Effect of precipitation and fertilization on crop yield in long-term experiment at Nyírlugos L. Márton, I. Kádár and S. Benedek ..................................................................... 277 Long-term residual effect of processed slaughterhouse by-products on triticale yield P. Ragályi and I. Kádár ........................................................................................ 281 Effect of microelement load on alfalfa yield and element composition in a long term field experiment M. Rékási .............................................................................................................. 287 Diversity of arbuscular mycorrhiza fungi in long-term crop production experiments with maize Z. Sasvári, G. Csima, I. Hernádi and K. Posta ..................................................... 293

Tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztésben

BEVEZETÉS Az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetében, Martonvásáron, az 1950-es évek végén és az 1960-as évek elején Győrffy Béla állította be azokat a tartamkísérleteket, amelyek az országban a legrégebbiek közé tartoznak és teljes mértékben megfelelnek a módszertani követelményeknek. A mai napig folyamatosan fenntartott és nemzetközileg is nyilvántartott 14 martonvásári tartamkísérlet parcellaszáma közel 700, területe 15 ha. A ma már 50 éves tartamkísérletek élő szabadföldi kísérleti laboratóriumok és a nemzeti vagyon részének tekintendők. Felbecsülhetetlen a tudományos értékük a kutatásban és oktatásban, valamint a kutatók képzésében és a szaktanácsadásban. A legfontosabb martonvásári tartamkísérletek közé tartoznak a vetésforgó vs. monokultúra kísérletek, a trágyázási rendszerek összehasonlító vizsgálatára, a szerves- és műtrágyák kölcsönhatásának és utóhatásának vizsgálatára beállított kísérletek, műtrágyázási dóziskísérletek, valamint a polifaktoriális kísérletek. Növénytermesztésben a vitás kérdések eldöntésére leginkább az egzakt tartamkísérletek alkalmasak. E kísérletek alapján lehet megalapozottan értékelni a földművelési és növénytermesztési rendszereket. Kizárólag tartamkísérletekből nyerhetők megfelelő indikátorok a termesztés fenntarthatóságáról. A martonvásári tartamkísérletek az intézetben a kukorica- és búzakutatások integrált részét képezik és tesztelő helyet biztosítanak a martonvásári kukorica hibridek és búzafajták agronómiai reakcióinak vizsgálatához. E kutatások fontosságát jelzi, hogy a hazai tartamkísérletek adatainak felhasználásával az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézete és az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete közösen számítógépes trágyázási szaktanácsadási rendszert dolgozott ki, amely elnyerte a 2007. évi innovációs nagydíjat. Felelősek vagyunk az ország különböző kísérleti helyein (Martonvásár, Keszthely, Nagyhörcsök, Debrecen, Kompolt, OMTK hálózat stb.) meglévő tartamkísérletek megőrzéséért és folytatásáért, hogy azok szolgálhassák a következő évtizedek kutató generációit is. „A tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztés fejlesztésében” c. tudományos konferencia megrendezése lehetőséget nyújt a hazai tartamkísérletekben folyó kutatások áttekintésére, értékelésére és a jövőbeni kutatási prioritások megvitatására. A Szervező Bizottság nevében köszönetünket fejezzük ki mindazoknak, akik a konferencia megrendezésében közreműködtek. Martonvásár, 2009. szeptember 18.

Dr. Bedő Zoltán igazgató

Dr. Árendás Tamás tudományos főmunkatárs

Dr. Berzsenyi Zoltán tudományos osztályvezető

1

Győrffy Béla (1928-2002)

PLENÁRIS ÜLÉS


A SZABADFÖLDI TARTAMKÍSÉRLETEK EREDMÉNYEINEK TÉR- ÉS IDŐBENI KITERJESZTHETŐSÉGE VÁRALLYAY GYÖRGY MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST Az agronómiai kísérletek tulajdonképpen a növénnyel, a talajjal, illetve a kísérleti médiummal folytatott párbeszédet jelentenek. A szabadföldi kísérletekben nyert adatok egy, az adott terület adott termőhelyére, illetve a megfigyelési időszakra vonatkozó információkat jelentenek. Ezeket viszont egy nagyobb területre és hosszabb időszakra vonatkozó talajhasznosítási/agrotechnikai szaktanácsadás egzakt tudományos alapjaként kívánjuk felhasználni. Ehhez nélkülözhetetlen a pontszerű és pillanatszerű információk megbízható tér- és időbeni kiterjesztése. A közlemény e kiterjesztés nélkülözhetetlen fontosságára hívja fel a figyelmet. Összegezi ennek problémáit, s elemzi megoldási lehetőségeit. Kulcsszavak: pontszerű és pillanatszerű adatok; tér- és időbeni kiterjesztés; reprezentativitás; termőhelyi adottságok

TERRITORIAL AND TEMPORAL EXTENSION OF THE RESULTS OF LONG-TERM FIELD EXPERIMENTS G. VÁRALLYAY RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL CHEMISTRY (RISSAC) OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST Agronomical experiments are like conversations with the plant, the soil and the studied medium in general. The results of long-term field experiments are valid for a given territorial unit and a given time interval, but we want to use this information as an exact scientific basis in agronomical/agrotechnical advisory services for a larger area and for a longer period. Consequently, the extension and validation of the measured point and minute information in space and time is obligatory. The paper emphasizes the unavoidable necessity of this extension, summarizes the limitations and difficulties, introduces various alternative solutions for this extension, and discusses their practical applicability. Key words: point and minute information, territorial and temporal extension, representativeness, land site characteristics

Bevezetés Az ember vágya és törekvése kezdettől fogva az, hogy minél jobb és kellemesebb életéhez megfelelő feltételeket teremtsen. Az ösztönös, majd egyre tudatosabbá váló növénytermesztés során is ehhez kereste a lehetőségeket, módszereket. A „jó” és kellemes élet kritériumai természetesen változtak a történelem során, s a változások az utóbbi évszázadban, évtizedekben, években 7

VÁRALLYAY GY.

pedig különösen felgyorsultak. A változó kihívásoknak minél inkább megfelelni kívánó növénytermesztésnek ugyanakkor egyre több eszköz állt rendelkezésére céljai megvalósításához. Gondoljunk itt csak az utóbbi évek robbanásszerű technikai fejlődése által kínált hihetetlenül gazdag eszköztárra, például az analitika, számítógép-technika, távérzékelés, informatika, vagy genomika területén. E lehetőségeknek jelenleg csupán szerény – s azok gyors fejlődésének furcsa paradoxonjaként egyre csökkenő – hányadát tudjuk ésszerűen kihasználni, racionálisan hasznosítani. A növénytermesztés célja kezdettől (a legprimitívebb földművelési rendszerektől) fogva az volt, hogy miként tudunk különböző beavatkozásokkal minél nagyobb és egyre többféle célra hasznosítható növényi produktumot (biomasszát) minél egyszerűbben, olcsóbban, hatékonyabban és biztonságosabban előállítani, mégpedig minél kevesebb és kisebb kedvezőtlen, káros, esetleg a jövőt veszélyeztető, katasztrofális mellékhatás nélkül. A célok ezen belül – az adott kor és hely társadalmi kihívásainak megfelelően – sokszor módosultak, átsúlypontozódtak. A nagyobb élelmiszer- és takarmány-célú biomasszahozamokra irányuló (a végén helyenként már-már gigantomániává fajuló) törekvést kiegészítették, néhány esetben megelőzték sőt felváltották a sokcélú biomassza-felhasználás (ipari nyersanyag, alternatív energia) törekvései, az egyre szigorodó és egyre szigorúbbá váló minőségi követelmények, valamint a fenntarthatóságot biztosító környezetvédelmi szempontok (Láng et al. 2003). A változó célok megvalósításához rendelkezésre álló lehetőségek minél teljesebb körű kihasználását csak tudatosan felépített kísérletezéssel lehet megvalósítani. Ez is kezdettől fogva ismert, legfeljebb különböző ismereti szinteken megvalósult törekvés. Forrása pedig a tapasztalatcsere, párbeszéd a növénnyel, talajjal, vízzel, eszközzel. Akkor is, ha ez esetleg kezdetben nehéz, vagy megoldhatatlannak tűnik – de nem lehetetlen! Párbeszéd a növénnyel Minden növénykísérlet tulajdonképpen egy párbeszéd a növénnyel (ill. a vizsgált médiummal, a talajjal, vízzel, anyaggal, eszközzel). Megkérdezzük Tőle: – Hogy érzi magát adott (ismert) körülmények között? Miért érzi magát jól, vagy miért rosszul, esetleg a pusztulás szélén állva katasztrofálisan? – Mit kíván vagy kívánna (életfeltételek, ökológiai igények)? – Milyen beavatkozásokra miként reagál (pl. „trágya-reakció”, öntözéshatás stb.)? – Ha kívánságát teljesítjük, igényeit kielégítjük, azt mivel hálálja meg, vagy annak elmaradását mivel bünteti (termés mennyisége, minősége, ökotolerancia stb.)? Nagyon egyszerűnek tűnő kérdéssor ez, amelynek megválaszolásához azonban a növénykísérletezés szinte minden elemére szükség van. 8

TARTAMKÍSÉRLETEK EREDMÉNYEINEK KITERJESZTHETŐSÉGE

Mindenekelőtt meg kell tanulni a párbeszédet a növénnyel, jól kérdezni és megérteni válaszait, kezdve a mag csírázásától a növekedés és fejlődés különböző időszakainak fenológiai megfigyeléséig, esetleg anyagcseréjének in vivo nyomon követéséig. A növényi tápelemek hiányának vagy túlzott, esetleg toxikus mennyiségének, növényi betegségek, ill. kártevők okozta elváltozásoknak a morfológiai tüneteiről készített, gazdagon illusztrált monográfiák értékes „szótárt” jelentenek a párbeszédhez. S ezt egyre inkább kiegészíti (sőt esetleg felváltja) az in vivo mérések és megfigyelések egyre gazdagodó eszköztára. Ha megértjük a növény közérzetének jelzéseit, akkor kísérletezhetünk annak – most már céltudatos – jobbá tételére. Ugyanúgy, mint az idegennyelv-tanulást, célszerű e párbeszédet is lépésről lépésre folytatni: bioteszt–„tejfölös pohár”–tenyészedény–kisparcella–tábla. Sok munka, pénz, és idő megtakarítható ezzel, s lehetővé válik a párbeszéd felsőfokát jelentő szabadföldi tartamkísérletek tudatos és racionális tervezése, kivitelezése, és minél sokoldalúbb (multidiszciplináris) értékelése. A párbeszéd első lépését azonban nekünk kell megtennünk a növénnyel szembeni elvárásaink (termelési célkitűzése) pontos megfogalmazásával, mert okos választ csak okos kérdésre várhatunk. Párbeszéd önmagunkkal és a környezettel A kísérletezés öncélúságától csak a céltudatosság óv. Mindenekelőtt nekünk kell az adott idő, hely és körülmények elvárásainak, a kor kihívásainak megfelelő célkitűzést megfogalmazni. Ezután kell a következő kérdéseken gondolkoznunk: – Tudja (vagy tudhatja) ezeket az elvárásokat az adott növény (talaj, eszköz, anyag) teljesíteni? – Ha igen, mit kíván érte (termesztési feltételek)? – Tudjuk vagy akarjuk-e ezeket a feltételeket biztosítani, felmérve az elméleti lehetőségeket (lehet-e?); racionalitást (van-e értelme?); és gazdaságosságot (megéri-e?)? – Mit szól mindehhez a környezet (mellékhatások, fenntarthatóság)?, s a termesztési célkitűzések vagy a környezeti állapot megóvása kap-e prioritást? A kísérletezés (párbeszéd) legfontosabb területei a következők: – Növény és fajtamegválasztás (Kreybig: „termeljünk mindent ott, ahová való!”) – fajtakísérlet; – Vetésszerkezet (monokultúra → vetésforgó) – növényállomány kísérlet; – Talajművelés – talajművelési kísérlet; – Agrotechnika egyéb elemei (növényvédelem, gyomirtás, öntözés/drénezés, egyéb) – specifikus agrotechnikai kísérlet; – Talajjavítás (meloráció) – Remediáció („méregtelenítés”); – Harmonikus növényi tápanyagellátás – trágyázási tartamkísérlet. 9

VÁRALLYAY GY.

A kísérletek tervezésénél, beállításánál, végrehajtásánál, valamint eredményeinek regisztrálásánál és statisztikai értékelésénél is fontosabb, nehezebb, igazi tudományos feladat, hogy a kapott eredményeket mire vonatkoztatjuk, miként értékeljük és interpretáljuk, azokból milyen (érvényű, valószínűségű) következtetéseket vonunk le, s ezek alapján milyen intézkedésekre teszünk javaslatokat. A kísérletek túlnyomó része „csupán” pontos ténymegállapításra szorítkozik: „itt, ekkor, ilyen jelzőnövénnyel, ilyen agrotechnikával, ilyen kezelésekkel, ilyen elrendezésű és ismétlésszámú parcellával, ilyen és ilyen eredményeket kaptunk.” Ezek vitathatatlan és megismételhetetlen tények, de ok-feltáró elemzések nélkül nem adnak lehetőséget általános(ítható) következtetések levonására, így nem adnak választ arra a kérdésre sem, hogy a kísérleti eredmények térben és időben milyen érvényességgel és valószínűséggel terjeszthetők ki más területekre, ill. más évjáratú időszakokra. Márpedig a kísérleteknek a széleskörű gyakorlati hasznosíthatóság érdekében éppen ez lenne a rendeltetése (id. Várallyay 1954, Debreczeniné és Németh 2009, Várallyay 1997). A kísérleti adatok tér- és időbeni kiterjeszthetősége. Reprezentativitás. A korszerű talajtannal szembeni legnagyobb (de megkerülhetetlen) kihívás a pontszerű (egy adott talajszelvényre, vagy annak egy adott rétegére vonatkozó) és pillanatszerű (a mérés vagy mintavétel időpontjára vonatkozó) adatok érvényességének kiterjesztése térben és időben, az érvényességi valószínűség megjelölésével. S tulajdonképpen ezzel a kihívással állunk szemben a szabadföldi kísérletek esetében is. Az igazán megfelelő megoldáshoz három alapvető dolog szükséges: – az adott területi „pont” (talajszelvény, talajfúrás vagy talajréteg; átlagmintavétel esetén a megmintázott, s homogénnek tekintett tábla vagy talajfolt), ill. az adott időpontban előforduló helyzet (időjárás, nedvességállapot, növényzet stb.) pontos ismerete; – az adattal jellemezni kívánt terület vagy időszak hasonló tényezőinek pontos ismerete; – az adott minta vagy mérés reprezentativitása, ami feltételezi, hogy a minta vagy mérés hűen reprezentálja azt a közeget vagy időszakot, amelynek jellemzésére az információk tér- és időbeni kiterjesztése során fel kívánjuk használni. A reprezentativitás alapvető követelmény, de a valóságban soha nem lehet 100%-os érvényű, csak bizonyos valószínűségig. Az „interpretátor” tapasztalatától és – feltehetően ezen alapuló – szakmai bátorságától függ, hogy mennyire bízik a reprezentativitás követelményének teljesülésében, s mit tesz a megbízhatóság növelése érdekében. A reprezentativitás érvényességében történő hit (ill. megalapozott bizalom) nélkülözhetetlen, hisz nem lehet egy egész 10


tömeget megmintázni, nem lehet egy egész régiót vagy országot szabadföldi kísérletekkel lefedni, hanem a jellemzéseket és levont következtetéseket egy reprezentatív mérés, mintavétel vagy kísérlet alapján kell megalapozni. A talajvizsgálatok, talajtérképezés és talajmonitoring esetén „csak” a helyszíni mérés vagy a begyűjtött talajminta reprezentativitása a nélkülözhetetlen előfeltétel. Ennek biztosítása azonban egy 3(4)-fázisú, nagy horizontális és vertikális variabilitást mutató (foltos és rétegezett), s időben is folyamatosan változó rendszer, mint a talaj esetében nehéz feladat. A szabadföldi kísérletek esetében a kiválasztott kísérleti terület „termőhelyének” kell reprezentatívnak lenni ahhoz, hogy az eredményeket „hasonló” termőhelyi adottságú területekre tudjuk – egy elvárt megbízhatósággal – kiterjeszteni. A reprezentativitás biztosítása ilyen esetben különösen nehéz, hisz a termőhelyi tényezők (geológiai alap, domborzat, talaj, nedvességviszonyok, felszín közeli légkör) eltérő tér- és időbeni mozaikjaival kell szembenéznünk. Ez az oka annak, hogy a szabadföldi kísérletezők jelentős része megelégszik a regisztrált tények leírásával (legfeljebb azokat elemzi statisztikailag, azokról készít szemléletes ábrákat), de adós marad az adatok oknyomozó elemzésével, és annak megállapításával, hogy a kísérleti hely milyen termőhelyi adottságú területeket milyen valószínűséggel reprezentál, s ily módon a nyert adatok és következtetések mely területekre, s milyen valószínűséggel érvényesíthetők megbízhatóan. Pedig az ilyen munkára – az érintett tudományágak (agrogeológia, meteorológia, hidrológia, hidrogeológia, természeti földrajz) képviselőinek összefogásával és koordinált együttműködésével lehetőség adódna, s a különböző szintű döntéshozók felé az egyik legmeggyőzőbb érvet jelenthetné a szabadföldi tartamkísérletek fenntartása, számának növelése, megfigyeléseinek diszciplináris gazdagítása érdekében. Hisz a korszerű tartamkísérletekkel szembeni elvárás jóval szélesebb körű, mint egy-egy fontos agronómiai/agrotechnikai részletkérdésre adott válasz. Legáltalánosabban talán úgy fogalmazható meg, hogy: „A kísérlet adjon választ arra, hogy bizonyos termesztési vagy egyéb célokat (mennyiség, minőség, gazdaságosság, nedvesség-megőrzés, környezetvédelem, hulladék-elhelyezés és/vagy -ártalmatlanítás) milyen beavatkozásokkal, technológiákkal lehet káros mellékhatások nélkül vagy azok minimalizálásával elérni, várhatóan milyen eredménnyel, hatékonysággal, ill. következményekkel (Debreczeniné és Németh 2009). Mindehhez természetesen egy sokoldalú elemzésekre lehetőséget nyújtó korszerű, integrált, multidiszciplináris adatbázis nyújtana lehetőséget (Baranyai et al. 1987, Kovács és Csathó 2005). Ennek megalkotásában az első lépést például a szabadföldi kísérleti hálózat, a meteorológiai, felszíni és felszín alatti hidrológiai, talajtani és ökológiai mérőhálózat vagy monitoring rendszer megfelelő pontjainak területi összehangolása (optimális esetben összerendezése) jelenthetné, amely sajnos eddig – jó néhány ez irányú javaslat ellenére – elmaradt, s még szavakban sem jelent meg az országos és nemzetközi programok prioritás-listáján. 11

VÁRALLYAY GY.

A kísérleti adatok tér- és időbeni kiterjesztésének lehetőségei A kiterjesztés feltételezi a kísérleti területek reprezentativitását, vagyis azt, hogy az országban vagy egy adott régióban hol fordulnak elő olyan területek, ahol a termőhelyi adottságok megegyeznek vagy hasonlóak, mint a kísérleti területen. A hasonlóságnak egyaránt kell érvényesülnie a termőhelyi adottságok minden fontosabb tényezőjében, de legalább a talajviszonyokban, meteorológiai viszonyokban, domborzatban és a nedvességellátás körülményeiben. A hasonlóság megállapításához természetesen szükség van arra, hogy mind a kísérleti területre, mind az országra vagy régióra, hasonló adatbázisok álljanak rendelkezésre (ehhez kellene a megfigyelő hálózatok előbb említett összehangolása). A hasonlóság mértéke természetesen megszabja a kísérletből nyert információk megbízhatóságát, érvényességét, beválási valószínűségét. Ilyen elemzések alapján lenne megállapítható például, hogy az ország mely területeire állnak rendelkezésre kísérleti adatok, hol vannak hiányterületek, ill. esetleges átfedések, amit a kísérleti hálózat racionális fejlesztésénél feltétlenül célszerű figyelembe venni. Az adatok tér- és időbeni kiterjesztését lehetővé tevő „hasonlóságelemzésekhez” szükséges mindkét adatbázis létezik: a) A kísérleti helyekre vonatkozó részletes adatbázis legutóbb a Debreczeni Béláné és Németh Tamás által szerkesztett „Az Országos Műtrágyázás Tartamkísérletek (OMTK) kísérleti eredményei (1967–2001)” című monográfiában került összefoglalásra. Ebben azonban sajnos csak a 9 OMTK állomás (Nagyhörcsök, Karcag, Kompolt, Hajdúböszörmény, Mosonmagyaróvár, Keszthely, Iregszemcse, Bicsérd, Putnok) adatai szerepelnek (1. ábra). Sajnos a többi tartamkísérlet (pl. Martonvásár, Őrbottyán, Nyírlugos, Nyíregyháza, Józsefmajor stb.) csak széttagoltan hozzáférhetőek (?). S változatlanul hiányzik egy országos szabadföldi kísérleti regiszter is, amelyben tematikától és tartalomtól függetlenül minden szabadföldi kísérlet adatai összefoglalásra kerülnének. b) Megfelelő részletességű adatbázisok, térképek, információs és monitoring rendszerek állnak rendelkezésre és szolgáltatnak adatokat (Magyarország Nemzeti Atlasza, 1987) az ország – agrogeológiai viszonyaira (MÁFI); – meteorológiai viszonyaira (OMSz); – felszíni vizeire (VITUKI); – felszín alatti vizeire (MÁFI); – talajviszonyaira (lásd következő fejezet) vonatkozóan.

12


1. ábra. OMTK kísérleti helyek az ország középtájain

Ezek különböző sűrűségű és gyakoriságú tér- és időbeni mérések/megfigyelések különböző hosszúságú idősorait és tematikai tartalmú adatanyagát tartalmazzák, de sajnos külön-külön, nem összehangoltan és nem konverzatív kapcsolatban lévő networkké szervezve. Máshol van a meteorológiai állomás, máshol a talajvíz-észlelő kút, máshol a talajszelvény, és megint máshol a szabadföldi kísérletek. A helyzet így „a legközelebbi helyről” származó adatok átvételére, vagy verifikált (?) modellek által szolgáltatott virtuális adatok felhasználására kényszerít, amelyek érvényessége számos esetben joggal megkérdőjelezhető, s rontja a kísérleti adatok kiterjesztésének megbízhatóságát. A tér- és időbeni kiterjesztés talajtani alapjai A kísérleti eredmények érvényességének megbízható tér- és időbeni kiterjesztésére megfelelő alapot nyújtó „termőhely-hasonlóság” elemzéséhez sajnos nem áll rendelkezésre egy minden termőhelyi tényezőre kiterjedő, összehangolt „meta-adatbázis”. Végeredményben Magyarország Kistájainak Katasztere (1990) (Láng et al., 1983) betölthetné e szerepet, de a kistájak sem homogén termőhelyek, természetföldrajzi jellemzésük pedig csupán szóbeli leírásokra szorítkozik. Ezért az 1. ábrán közölt megoldás csak illusztráció értékű. Közelebb visz a célhoz a talajok hasonlóság-vizsgálatára alapozott elemzés. Ugyanis mind a szabadföldi kísérletek, mind az ország területére megfelelő részletességű talajtani adatok állnak rendelkezésre. A kísérleti területekre 13

VÁRALLYAY GY.

vonatkozóan például a legutóbbi monográfia részletes adatbázisa, amelyhez hasonlóak a többi szabadföldi tartamkísérlet túlnyomó részére is léteznek. Az ország, illetve egyes régiók talajviszonyaira vonatkozóan pedig több forrás is felhasználható. Ezek közül a legfontosabbak a következők: 1. 1935–1955 között az ország egész területére elkészített 1:25 000 méretarányú Kreybig-féle átnézetes talajismereti térképek (Kreybig 1932), amelyek reambulálása, adatainak aktualizálása, kiegészítése és a felfrissített adatanyag korszerű digitális adatbázisba szervezése (KDTIR) az MTA TAKI Térinformatikai Laboratóriumának egyik kiemelt feladata (Szabó et al. 2007). 2. Magyarország 1:200 000 és 1:500 000 méretarányú Genetikus Talajtérképe, s az erre épülő céltérképek sorozata (Stefanovits 1963). 3. Az ország mezőgazdasági területének közel kétharmadára elkészített nagyléptékű (M:1:10 000) genetikus üzemi talajtérképek, amelyek a talajtermékenység szempontjából legfontosabb tulajdonságokat tematikus térképeken, kartogramokon ábrázolják (Szabolcs 1966). 4. „Magyarország agroökológiai potenciáljának felmérése” Program keretében elkészített 1:100 000 méretarányú térkép és részletes adatanyag (Várallyay et al. 1979, 1980) a termőhelyi adottságokat meghatározó legfontosabb talajtani tényezőkről: talaj típusa és altípusa; talajképző kőzet; kémhatás és mészállapot; fizikai talajféleség; vízgazdálkodási tulajdonságok; szervesanyag-készlet; termőréteg vastagsága. A térkép további két tényezővel (agyagásvány-összetétel; talajértékszám) agrotopográfiai térképként került forgalomba, szerveződött digitális AGROTOPO Adatbázissá. Ennek alapján – egyelőre kéziratban – olyan Atlasz került összeállításra, amely Magyarország hét nagytájának (Dunai Alföld; Tiszai Alföld; Kisalföld; Nyugat-magyarországi peremvidék; Dunántúlidombvidék; Dunántúli-középhegység; Észak-magyarországi-középhegység) 8–8 1:100 000 méretarányú tematikus talajtérképét tartalmazza (genetikai típus; kémhatás és mészállapot; fizikai talajféleség; vízgazdálkodási tulajdonságok; vízháztartási típusok; szervesanyag-készlet; főbb anyagforgalmi típusok; termékenységet gátló tényezők), a csatlakozó digitális adatbázisban pedig ezen tulajdonságok, illetve bármely kombinációjuk területi adatai találhatóak, mégpedig megyei és agroökológiai körzeti bontásban. Az Atlasz tartalmát a 2. ábra térképén foglaltuk össze. A 3. és 4. ábrán pedig – példaképpen – két nagytáj, a Tiszai Alföld és a Dunai Alföld talajainak vízgazdálkodási tulajdonságait ábrázoló tematikus térképeket mutatjuk be.

14


2. ábra. Magyarország nagytájainak talajai

3. ábra. A Tiszai Alföld talajainak vízgazdálkodási tulajdonságai

15

VÁRALLYAY GY.

4. ábra. A Dunai Alföld talajainak vízgazdálkodási tulajdonságai

Ez a térképsorozat és adatbázis már jól felhasználható a szabadföldi kísérletek helyével történő összehasonlításra, illetve hasonlóság-vizsgálatra. Hisz a termőhelyre vonatkozó legfontosabb talajtani adatokat tartalmazza. Sajnos, a domborzatra és a (mikro)klímára vonatkozó információkat azonban nem. 5. A Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer (TIM) adatbázisa (Magyarország talajainak állapota, 2009). A rendszer 1236 reprezentatív ponton mér talajtulajdonságokat, azok változékonyságától függően 1-, 3vagy 6-évenként, ill. induláskor egyetlen alkalommal. A pontok közül 864 van mezőgazdasági területen, 183 erdővel borított területen, 189 pedig speciális, környezeti szempontból problematikus területeken. A mérés valamennyi fontosabb talajtulajdonságra kiterjed, fizikai, vízgazdálkodási, kémiai és biológiai talajjellemzőkre egyaránt. A mérési adatok 2009-ben igényes „Atlaszként” kerültek összefoglalásra. A TIM mérési pontjait mutatjuk be az 5. ábrán. Ez az adatbázis tartalmilag igen gazdag, időbeni változásokat is regisztrál, de a mérési pontok érvényességi tartománya nem jelenik meg kontúrral elhatárolt mozaikként, ami a területre vonatkoztatást megnehezíti.

16


5. ábra. A Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer (TIM) pontjai

Adatbázisok tehát vannak, rendelkezésre állnak. Talajtani információtartalmuk nemzetközi összehasonlításban is páratlanul gazdag. S éppen e tartalmi gazdagság veti fel a kérdést, hogy a sok mért talajtulajdonságból melyiket vagy melyeket használjuk fel a szabadföldi kísérletek eredményeinek kiterjesztésénél. A természeti földrajzi kistájak ez irányú felhasználhatóságának korlátait már megemlítettük. Egy másik lehetőségként a genetikai talajtípus (altípus, változat) felhasználása kínálkozik. Hisz ez tükrözi a talajképződési tényezők összhatásának eredményeképpen végbemenő talajfolyamatokat. Sajnos azonban nem (mindig) nyújt tájékoztatást a talajtulajdonságokról, amelyre pedig a kísérleti adatok területi kiterjesztésénél feltétlenül szükség van. Ennek bizonyítására mutatjuk be a 6. ábrát, amelyen azt tüntettük fel, hogy a különböző genetikai talajtípusok milyen megoszlást mutatnak a termőhelyi adottságokat meghatározó talajtulajdonságok tekintetében (Várallyay et al., 1979; Láng et al., 2003). Az ábráról jól látható, hogy néhány talajtípus tulajdonságok tekintetében homogén vagy közel homogén (pl. a futóhomokok, rendzinák, síkláp talajok), mások azonban egy vagy több talajtulajdonság esetében igen változatos tulajdonság-megoszlást mutatnak: pl. az agyagbemosódásos barna erdőtalajok, csernozjomok, öntéstalajok, de különösen a réti talajok. Ilyen esetekben a talajtípus nem fejez ki egy talajtulajdonság-együttest, s így nem fogható fel a talajtulajdonságok „hordozójaként”. Az alacsonyabb talajosztályozási egységek vagy bizonyos talajosztályozási rendszerek (pl. a WRB) – igaz gyakran nagyon komplikált és idegenszerű – elnevezései és pontosításai („qualifier”) tompítják ugyan ezt a hiányt, de nem szüntetik meg. Az is biztos viszont, hogy a talajfolyamatokra utaló genetikai talajtípus megjelölése segít a talajtulajdonságok értékelésénél, különböző célokra történő interpretációjánál. Ezért célszerű a talajtípust is és a talajtulajdonságokat is megjelölni, mint ez az előbbiekben felsorolt 3., 4. és 5. adatforrásnál egyaránt megtörtént. 17

VÁRALLYAY GY.

6. ábra. Genetikai talajtípusok megoszlása talajtulajdonságok szerint

Természetes, hogy a mérési adatok térbeli „sűrűségének” és időbeni gyakoriságának fokozásával csökkenthető a kísérleti adatok kiterjesztésének bizonytalansága, nő beválási valószínűsége. Mindez azonban költséges, idő- és munkaigényes. Számos és egyre több új technikai lehetőség áll viszont rendelkezésre a bekövetkező változások folyamatos in situ vagy in vivo regisztrálására, vagy a pontos és pillanatszerű mérési vagy megfigyelési eredmények közvetett úton történő tér- és időbeni kiterjesztésére. Ilyenek például a geostatisztikai módszerek; a különböző szimulációs modellek; a távérzékelés robbanásszerűen gazdagodó eszköztára (a hiperspektrális űrfelvételekig); vagy a növény-indikáció felhasználása. Az utóbbi években belépett ezek közé a termőhely-specifikus precíziós növénytermesztéshez (Németh et al., 2007) egyébként is nélkülözhetetlen „foltelemzések” lehetősége. Ez tulajdonképpen egy új szabadföldi kísérletezési lehetőséget kínál. Mégpedig igen sok helyen és igen sok időpontban. A foltelemzés végre összerendeli a termőhelyi adottságok különböző tényezőinek megfigyelését, ami nagyon sok következtetés levonására nyújt lehetőséget. A tartamkísérletek dilemmái A rögtön felmerülő első kérdés: Miért és meddig érdemes folytatni? A válasz három fő érve: 18


– – –

mert értékes új információkat szolgáltat; pótolhatatlan muzeális, nemzeti értéket képvisel; értékes prognosztizálási segédeszköz: „a jövő előrejelzése a múlt történéseinek elemzése alapján”. A második kérdés a stabilitás vagy rugalmasság dilemmája. Az abszolút változatlanság nem lehetséges vagy nem racionális, hisz számos tényező óhatatlanul és kivédhetetlenül változik. Például a légkör és a csapadék kémhatása, kémiai összetétele. A klasszikus Rothamsted-i tartamkísérletek kontrollparcellái például a savas esők hatására annyira elsavanyodtak, hogy a növényzet életben tartása érdekében kénytelenek voltak a kezeletlen kontrollparcellákon is meszezni. De változik a növény is; új betegségek és kórokozók jelennek meg (vagy tűnnek el); s változik az agrotechnika eszköztára is. A túlzott rugalmasság viszont épp a tartamkísérlet lényegét szünteti meg. Az új kihívásokra történő gyors reagálást nem, vagy csak bizonyos határig lehet parcella-felezésekkel megoldani, már csak a racionális parcellaméret fenntartása miatt is. Így megválaszolatlan marad a „stabil rugalmasság” ellentmondása. Következtetések, javaslatok

1. A kísérleti adatok szakszerű és megbízható tér- és időbeni kiterjesztése nélkülözhetetlen! A megalapozatlan kiterjesztés azonban túlzott és indokolatlan általánosításokhoz („szabványosításokhoz”) vezethet, ami viszont igen nagy károkat okozhat. 2. A kísérletekben szét kell tudni választani – a térbeli heterogenitást (ami az egységes agrotechnika szempontjából ugyan hátrány, de a termésbiztonság szempontjából előny is lehet); – az időbeni dinamizmust; – és a kezelés-hatást. Sajnos a különböző időpontban gyűjtött átlagminta elemzése erre nem (mindig) ad lehetőséget. 3. Óvatosan kell kezelni az átlagokat, mert ezek elfed(het)ik a variabilitást (pl. időjárási tényezők átlagai; átlagminta; átlagminőség stb.). 4. Prioritást követelő multidiszciplináris kutatási feladatként kell megfogalmazni a meglévő kísérleti eredmények érvényességének tér- és időbeni kiterjesztését, megjelölve azok „beválási valószínűségét”.

Irodalom Baranyai, F., Fekete, A., Kovács, I. (1987): A magyarországi talajtápanyag-vizsgálatok eredményei. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. Debreczeni, B.-né, Németh, T. (szerk.) (2009): Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (1967–2001). Akadémiai Kiadó. Budapest. Kovács, G.J., Csathó, P. (szerk.) (2005): A magyar mezőgazdaság elemforgalma 1901 és 2003 között. Agronómiai és környezetvédelmi tanulságok. MTA TAKI. Budapest.

19

VÁRALLYAY GY. Kreybig, L. (1932, 1938): Általános magyarázó a talajtani térképekhez. Magyar Királyi Földtani Intézet kiadványa. Budapest. Láng, I., Bedő, Z., Kerekes, S. (szerk.) (2003): Magyar Tudománytár. III. kötet. Kossuth Kiadó. Budapest. Láng, I., Csete, L., Harnos, Zs. (szerk.) (1983): A magyar mezőgazdaság agroökológiai potenciálja az ezredfordulón. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. Magyarország Kistájainak Katasztere. I. és II. MTA Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest. Magyarország Nemzeti Atlasza. Kartográfiai Vállalat. Budapest, 1989. Magyarország talajainak állapota a Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer (TIM) adatai alapján. Földművelési és Vidékfejlesztési Minisztérium. Budapest. 2009. Németh, T., Neményi, M., Harnos, Zs. (szerk.) (2007):. A precíziós mezőgazdaság módszertana. JATEPress – MTA TAKI. Szeged. Stefanovits, P. (1963): Magyarország talajai. 2. kiadás. Akadémiai Kiadó. Budapest. Szabolcs, I. (szerk.) (1966): A genetikus üzemi talajtérképezés módszerkönyve. OMMI. Budapest. Szabó, J., Pásztor, L., Bakacsi, Zs., László, P., Laborczi, A. (2007): A Digitális Kreybig Talajinformációs Rendszer alkalmazása térségi szintű földhasználati kérdések megoldásában. Agrokémia és Talajtan. 56. 5–20. id. Várallyay, Gy. (1954): Az egyszerű tápanyagvizsgálatoktól az üzemi talajtérképezésig. Agrokémia és Talajtan. 3. 289–298. Várallyay, Gy. (1997): Soil and landsite databases for the interpretation and extension of the results of long-term field experiments. Agrokémia és Talajtan. 46. 39–56. Várallyay, Gy., Szűcs, L., Murányi, A., Rajkai, K., Zilahy, P. (1979): Magyarország termőhelyi adottságait meghatározó talajtani tényezők 1:100 000 méretarányú térképe. I. Agrokémia és Talajtan, 28. 363-384. Várallyay, Gy., Szûcs, L., Murányi, A., Rajkai, K., Zilahy, P. (1980): Magyarország termõhelyi adottságait meghatározó tényezõk 1:100 000 méretarányú térképe II. Agrokémia és Talajtan, 29. 35-76.

20


A TÁPANYAGELLÁTÁS ÉS A VÍZGAZDÁLKODÁS KÖLCSÖNHATÁSÁNAK ÉRTÉKELÉSE DEBRECENI TARTAMKÍSÉRLET ALAPJÁN NAGY JÁNOS DEBRECENI EGYETEM AGRÁR- ÉS MŰSZAKI TUDOMÁNYOK CENTRUMA, DEBRECEN Az éghajlat nagyfokú változékonysága a termelés egyik legnagyobb kockázati tényezője, amellyel folyamatosan számolni kell a korszerű mezőgazdaság keretén belül is. A változó éghajlati feltételekhez történő alkalmazkodás egyik − egyben legfontosabb – lehetősége a klimatikus adottságokhoz viszonylag jól illeszkedő tulajdonságokkal rendelkező fajták, genotípusok termőképesség és igények szerinti elemzése. Az évjárat hatását a kukorica termésére huszonnégy éves terméssor felhasználásával vizsgáltuk. A vizsgált időszak alatt az időjárás nagyon eltérő volt, ezért a műtrágyázás hatása is igen változatos. A téli félévben és a tenyészidőszakban lehullott összes csapadék mennyisége, valamint a nem trágyázott kezelések termései közötti összefüggés jól felismerhető. A kvantitatív összefüggés a két változó között közepes, mert a csapadék összes mennyisége mellett annak időbeli megoszlása is jelentős termésalakító tényező. A feltűnően kis termésekhez nem mindig tartozik a legkevesebb csapadék (1994, 1995). Magasabb termések viszont csak nagy csapadékösszegek mellett alakultak ki (1980, 1998, 1999, 2001, 2004, 2005, 2008). Jól megfigyelhető, hogy hasonló csapadékmennyiség mellett, különböző nagyságú termések képződnek, a csapadék időbeli megoszlása miatt. A talajszelvény hasznos tavaszi vízkészletét a téli félév csapadékmennyisége döntően befolyásolja. Kutatási eredményeink értékelése alapján megállapítottuk, hogy az egyes évjáratok szoros összefüggést mutattak a műtrágyázással. Aszályos évjáratokban a kisebb, átlagos vagy átlagot meghaladó csapadék-ellátottságú években a nagyobb műtrágyaadag alkalmazása volt kedvezőbb. Szárazságra hajló viszonyok között, de különösen több, egymást követő száraz évben, a kisebb, legfeljebb 60 kg N/ha műtrágyaadag használata javasolható. Az ennél nagyobb műtrágyaadaggal a termelő növeli a kukoricatermesztés kockázatát, csökkentve ezzel a termesztés eredményességét (1995). Kedvező vízellátottság esetén − a kísérleti eredmények alapján − a 120 kg N/ha műtrágyaadag használata indokolt. A variancia-analízis eredményei szerint a műtrágya-hatás a megvizsgált huszonnégy évet együttesen figyelembe véve szignifikáns. Az egyes évjáratokat különkülön elemezve a hatás a vízellátottság mértékétől függően különböző volt. Kedvező vízforgalmú évjáratokban a kukoricahibridek termésszintje 10 t/ha, míg aszályos évjáratban 2−4 t/ha volt. A termésingadozás mérsékelhető megfelelő talajművelés, víz- és tápanyagellátás biztosítása útján. Kulcsszavak: kukorica, műtrágyázás, évjárat

EVALUATION OF THE INTERACTION BETWEEN NUTRITIVE SUPPLY AND WATER MANAGEMENT ON THE BASIS OF A LONG-TERM EXPERIMENT IN DEBRECEN J. NAGY CENTRE FOR AGRICULTURAL SCIENCES AND ENGINEERING, UNIVERSITY OF DEBRECEN The high degree of climate variability is one of the highest risk factors of production, which has to be taken into consideration at all times even within the framework of modern agriculture. One of the most important opportunities of adapting to changing climatic conditions is the evaluation of plant types and genotypes according to fertility and genotypes.

21

NAGY J. The effect of year on the yield of maize was examined through using a twenty-four year yield sequence. Weather was changeable in the examined period, therefore the effect of fertilisation was very different as well. The relationship between the quantity of precipitation in the winter period and growing season and the unfertilised treatments can be easily detected. The quantitative relationship between the two variables is average, because besides the total quantity of the precipitation, the periodical distribution is also a significant factor that influences yield. Significantly small yield is not always accompanied by the lowest amount of precipitation (1994, 1995). Larger yields however, were always accompanied by higher precipitation (1980, 1998, 1999, 2001, 2004, 2005, 2008). It can be well detected that with similar precipitation quantities, different amounts of yields will form due to the periodical distribution of changing precipitation. The accessible spring water resource of the soil profile is decisively influenced by the precipitation of the winter period. Based on the evaluation of our research results we have found that the specific years showed a close correlation with fertilisation. In droughty years or in years with lower, average, or higher than average precipitation, the application of higher fertiliser dosages was more favourable. The application of not more than 60 kg N ha-1 fertiliser dosage is recommended in droughty conditions and especially in consecutive dry years. A higher fertiliser dosage (1995) increases the risk of maize production, thus reducing the efficiency of maize production. In the case of favourable water supply – based on experiment results – the application of 120 kg N ha-1 fertiliser dosage is justified. According to the results of variance analysis, the examined fertiliser effect is significant when jointly examining the twenty-four years. When evaluating the specific years separately, we found that the effect was different, depending on the degree of water supply. The yield level of maize hybrids was 10 t ha-1 in years with favourable water cycles, while in drought years, the harvestable yield was 2–4 t ha-1. Yield fluctuation can be reduced through appropriate soil cultivation, water and nutrient supply. Key words: maize, fertilisation, crop year

Bevezetés, irodalmi áttekintés Berzsenyi és Győrffy (1996) szerint a növénytermesztésben több évtizeden keresztül a növekedési ráta és a növényi produkció maximalizálása volt a cél. A fenntartható gazdálkodás bevezetésének időszakában azonban agroökológiai megközelítés szükséges, amely nemcsak a produkciót, hanem a termesztési rendszer ökológiai fenntarthatóságát is figyelembe veszi. Kizárólag a tartamkísérletekből nyerhetők megfelelő indikátorok (terméstrendek, az ökoszisztéma minőségét jellemző mutatók) a termesztés fenntarthatóságáról, melyek korai jelzőrendszerként is szolgálnak. A tartamkísérleteknek – mint élő szabadföldi kísérleti laboratóriumoknak – a tudományos értékük folyamatos a kutatásban és az oktatásban, valamint a kutatók képzésében és a szaktanácsadásban. Az előbb megfogalmazottakból is következtetni lehet arra, hogy a kukoricával folytatott műtrágyázási kísérletekben miért nincs sokszor a terméseredményekben megbízható műtrágyahatás. A kukoricatermesztés hatékonyságát elsősorban a víz- és tápanyagellátottság határozza meg, ezért a szakszerű műtrágyázás a jövedelmezőség alapfeltétele. Az optimális trágyaadag 22

A TÁPANYAGELLÁTÁS ÉS A VÍZGAZDÁLKODÁS KÖLCSÖNHATÁSAI

megállapítása az egyik legnehezebb feladat. Figyelembe kell venni a termesztett hibrid tápanyaghasznosító képességét, műtrágyareakcióját és az évjárathatást. Ebben a megbízható műtrágyázási tartamkísérletek eredményei jelentenek igazi segítséget, ahol a kölcsönhatások elemzése viszont elengedhetetlen (Nagy 2007). Az éghajlat nagyfokú változékonysága a termelés egyik legnagyobb kockázati tényezője, amellyel folyamatosan számolni kell a korszerű mezőgazdaság keretén belül is. Évtizedeken, esetleg évszázadokon át az éghajlat állandóságát tételezték fel, amely természetesen ellentmond minden természeti törvénynek, hiszen miként a Föld, mint égitest, úgy maga a légkör is folyamatos átalakuláson megy keresztül, csupán a változás üteme rendkívül csekély, és nehezen mérhető. Napjainkban egyre gyakrabban esik szó az éghajlatváltozásról. Az egymás után következő években az eltérő hőmérséklet és csapadékmennyiség, valamint annak eloszlása közel azonos termesztési feltételek esetén is jelentősen befolyásolhatja a termés mennyiségét. Az utóbbi száz évben jelentősen megnőtt az aszályos és a túlzottan csapadékos évek száma. Mindkettő károsan befolyásolja a szántóföldi növénytermesztést, és annak tervezhetőségét. A csapadékellátottság jelentős romlását emeli ki Bocz (2001). Barrov et al. (2000) Európában 1961-1990 közötti időszakot vizsgálva meghatározták a csapadék mennyiségének változását a téli időszakban (+0,4−+3,6%) és a nyári időszakban (-0,5−+3,7%). Láng (1976) és Márton (2002) felhívták a figyelmet az időjárás termés meghatározó szerepére. Berényi (1956) is meghatározó tényezőnek minősítette a csapadék mennyiségét. Kutatási eredményei alapján megállapította, hogy a természetes vízellátottság 55−75 %-ban határozta meg a termések nagyságát. Szoros kapcsolatot állapítottak meg az „évhatás” és a növények tápanyag-ellátottsága és a termés között (Csathó et al. 1991, Kádár 1992, Jolánkai et al. 1999, Nagy 2005, Márton 2000). Az időjárás - mivel szabályozza a termőhely hő- és nedvességellátottságát - hatással van a talajban lejátszódó anyagátalakulásra, a növények növekedésére, tápanyagfelvételére, így a trágya érvényesülésére is (Kramer 1963, Kovács 1982). Kukoricahibridek tizennégy éves terméssorának felhasználásával vizsgálták az évjárat hatását a trágyázás hatékonyságára Nagy és Huzsvai (1995). Megállapították, hogy a műtrágyázás a tenyészidőszakban lehullott csapadék hasznosulását nagyobb mértékben javította, mint a téli félévben lehullottat. A műtrágyázás abszolút értékben is javítja a csapadék hasznosulását. Berzsenyi és Győrffy (1997) szerint száraz évjáratban az alacsonyabb műtrágyadózisnak nagyobb a stabilitása, csapadékos évjáratban pedig a nagyobb műtrágyadózisnak. Aszályos évben a magas nitrogén szinteken a nagy sókoncentráció miatt terméscsökkenést tapasztalt (Debreczeni B és Debreczeni B-né 1983). A kísérletek többsége szerint mérsékelten száraz évben közepes vagy jó a műtrágyahatás, és ilyen körülmények között a P-, K-ellátásnak nagy a jelentősége, mert csökken a vízhiány-stressz. A csapadékmennyiség, illetve a 23

NAGY J.

talajban tárolt nedvességkészlet a trágyaszükségletet és a trágyahatást is módosítja. A trágyahatás az optimális vízellátáshoz közeledve nő, majd a káros víztöbblet beálltával csökken (Szász 1972, 2005, Bocz 1976, Ruzsányi 1992). A tápelemek hiánya és túlzott bősége fokozza az aszályérzékenységet (Huzsvai és Nagy 2003, Ruzsányi 1996). Az optimális N-ellátás jelentősen hozzájárul a csövenkénti szemszám, kismértékben az ezerszemtömeg megnövekedéséhez (Bocz és Nagy 1981). N-hiány esetében azonban kisebb a kukorica növényben a szárazanyag akkumuláció és lassú a szárazanyag felhalmozódás dinamikája (Hanway és Russell 1969, Berzsenyi 1993, Dobos et al. 1999, Dobos és Nagy 1999). Megfelelő N-ellátással elősegíthető a kukorica levélterületének kezdeti gyors növekedése, és ezáltal hosszabb ideig fenntartható az optimális LAI érték, a biomassza tartóssága, ami az asszimilátáknak a szemtermésbe történő áramlása szempontjából előnyt jelent és kedvező a harvest index értéke is (Anderson et al. 1985, Berzsenyi 1988, Tóth et al. 2002). Ez az előny azonban szárazságban nem jelent gazdasági hasznot, mert a kukorica korábban vízhiányba kerül, amely a reproduktív szakaszban tetőződik, következésképpen terméscsökkenéssel jár. Anyag és módszer A vizsgálatokat a Debreceni Egyetem Agrár- és Műszaki Tudományok Centruma Látóképi Kísérleti Telepén, középkötött mészlepedékes csernozjom talajon, többtényezős szántóföldi tartamkísérletben végeztük 1980−2008 között. A kísérlet talaja: A 2002-ben végzett talajvizsgálati eredmények alapján a talaj átlagos pH értéke 6,6 (gyengén savanyú kémhatású), ami a növények tápanyagfelvétele szempontjából optimális. A fizikai talajféleség közép kötött vályog. A talaj felső (20 cm) rétegében az Arany-féle kötöttségi szám 37, az összsó-tartalom 0,05 m/m%. A szénsavas mésztartalom a talaj felső 80 cmben 0 m/m% (mészhiányos), de 100 cm-től 160 cm-ig meredeken emelkedik és eléri a 11 m/m%ot (közepesen meszes). Az 1984-es talajvizsgálati eredményekhez képest a szénsavas mésztartalom kimosódása folyamatos és egyre mélyebb rétegekben jelenik meg. A talaj humusztartalma is az intenzív művelés miatt csökkent. Az elmúlt 23 évben a talaj felső 20 cm-es rétegben 2,4 m/m% , a 120 cm-es mélységében már nem haladja meg az 1,00 m/m%-ot. A talaj nitrogén és kálium ellátottsága jó, P-ellátottsága közepes. A környezeti paramétereket automata mérő és adatgyűjtő-állomás folyamatosan méri és rögzíti. Hat másodpercenként mérik a levegő hőmérsékletét (°C) relatív páratartalmát (%) 2-, 1- és 0,5m magasságban, valamint a talaj hőmérsékletét (°C) 5-, 25- és 50 cm-es mélységben, a beérkező sugárzást (W/m2) és a csapadék mennyiségét (mm). Az adatokból nyert statisztikai mutatók (átlag, szórás) negyedórás gyakorisággal kerülnek tárolásra. A hatások pontos és megbízható elemzésének alapja a tartamkísérlet mérési eredményeiből összeállított relációs adatbázis, ami egyebek mellett több mint 50 ezer termésadatot tartalmaz. Az alapadatokhoz feno-, illetve fitometriai megfigyelések, talajtani vizsgálatok kapcsolódnak. A klimatikus paraméterekből számított vízmérleg alapján határozzuk meg a mindenkori öntözővíz igényt. A műtrágyakezelések: 1 N : 0,75 P2O5 : 0,88 K2O konstans arányú NPK dóziskísérletben az alapdózis 80 kg/ha - ebből a N 30 kg/ha - és ennek 1,2,3,4,5-szörös dózisát alkalmaztuk, műtrágyázás nélküli kontroll mellett. A kísérlet elrendezése sávos, egymásra keresztbe elhelyezve a hibrid és műtrágyakezelés négy ismétlésben. A köztermesztésben szereplő legfontosabb kukoricahibridek (30 kukoricahibrid/év) agronómiai tulajdonságait vizsgáltuk.

24

A TÁPANYAGELLÁTÁS ÉS A VÍZGAZDÁLKODÁS KÖLCSÖNHATÁSAI Az értékelés módszere: A kiértékelést az SPSS for Windows 13.0 statisztikai programcsomaggal végeztük. A kezelések termésre gyakorolt hatásának kimutatására általános lineáris modellt (GLM) alkalmaztunk (Huzsvai 2001). A számítás során a négyzetösszegeket a Yates-féle módszerrel határoztuk meg. A kezelés középértékek összehasonlításához meghatároztuk az 5%-os szignifikáns differenciát (SzD5%), valamint többszörös középérték összehasonlító teszttel, Duncan módszerével homogén csoportokat képeztünk. A többszörös összehasonlítás során a konfidencia intervallumokat Bonferroni módszerével korrigáljuk az elsőfajú hiba halmozódásának elkerülése céljából. A homogén csoporton belüli termések 5%-os szignifikancia szint mellett nem különböznek egymástól.

Eredmények, következtetések Az évjárat hatását a kukorica termésére huszonnégy éves terméssor felhasználásával vizsgáltuk. A tartamkísérletek kontroll parcellái − amelyek 25 éve nem műtrágyázottak − megbízható összehasonlítási alapot biztosítanak. A vizsgált időszak alatt az időjárás nagyon eltérő volt, ezért a műtrágyázás hatása is igen változatos (1. ábra). A téli félévben és tenyészidőszakban lehullott összes csapadék mennyisége, valamint a nem trágyázott kezelések termései közötti összefüggés jól felismerhető. A kvantitatív összefüggés a két változó között közepes, mert a csapadék összes mennyisége mellett, az időbeli megoszlása is jelentős termésalakító tényező. A feltűnően kis termésekhez nem mindig tartozik a legkevesebb csapadék (1994, 1995). Magasabb termések viszont csak nagy csapadékösszegek mellett alakultak ki (1980, 1998, 1999, 2001, 2004, 2005, 2008). Jól megfigyelhető, hogy ugyanolyan csapadék mennyiség mellett, különböző nagyságú termések képződnek, a különböző időbeli megoszlás miatt. A talajszelvény hasznos tavaszi vízkészletét a téli félév csapadékmennyisége döntően befolyásolja. 14

termés, t/ha

13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2

nem műtrágyázott

1

terméstöbblet (120 kg N+ 90kg P2O5 + 106 kg K2O/ha)

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1985

1983

1982

1981

1980

0 -1 -2

1. ábra. Az évjárat és a műtrágyázás hatása a kukoricahibridek termésére (Debrecen, 1980−2008)

25

NAGY J.

1991-ben a tenyészidőszakban lehullott csapadékmennyiség mindössze 44 mm-rel volt kevesebb a sokéves átlagnál. A kukorica számára kedvező időjárás hatására a növényállomány kiemelkedő terméseredményt mutatott a kezelések átlagában (12,446 t/ha). Ebben az évben értük el a vizsgált 24 évet tekintve a legmagasabb terméseredményt (13,019 t/ha) a 120 kg N/ha műtrágyakezelésben. 1992-ben a tenyészidőszakban közel 165 mm-rel hullott kevesebb csapadék az 30 éves átlaghoz képest. A helyzetet súlyosbította a téli félév rendkívül kevés, mindössze 173 mm-t kitevő csapadéka. A termésátlag 5,824 t/ha volt. Az 1994-es esztendőben a téli félév csapadéka átlagos volt, a tenyészidőszakban viszont 105 mm-rel kevesebb hullott a 30 éves átlagnál. Különösen májusban, júniusban és júliusban esett kevés, júliusban csak 13 mm. Ez a kedvezőtlen helyzet okozta − a kezelések átlagában − az alacsony (5,563 t/ha) termést. A vizsgálatunkban szereplő évek közül az 1995-ös esztendő időjárása volt a legkedvezőtlenebb a kukorica termesztésére. A téli félév csapadékmennyisége mintegy 70 mm-rel maradt el az átlagos értéktől, a tenyészidőszakban pedig június végétől augusztus elejéig − szinte példátlan módon − mindössze 3 mm csapadék esett. A rendkívüli vízhiány a tartósan 30 °C feletti maximumhőmérsékletű hőségnapokkal párosulva termésdepressziót idézett elő a műtrágyázott kezelésekben (1. ábra). A kukorica kritikus fenofázisában fellépő aszály szinte megsemmisítette a termést. A termésátlag mindössze 2,212 t/ha volt. 1998-ban a tél száraz, a tenyészidőszak viszont csapadékos, közel 130 mmrel esett több a sokéves átlagnál. A kritikus hónapokban (május, június, július) rendre több csapadék hullott, amit a termésátlag is jól mutat (10, 826 t/ha). A két utóbbi év időjárása is teljesen eltérően alakult. A 2007. év extrém időjárása szélsőséges termesztési körülményeket teremtett a kukorica számára. Júliusban a több napon keresztül tartó 40 °C-os hőség erőteljesen károsította a kukoricát. A hőséghez hosszan tartó csapadékhiány társult. 2006 szeptember és 2007 augusztus között egy teljes éven keresztül (megszakítás nélkül) minden hónap középhőmérséklete magasabb volt a sokévi átlagnál. A száraz, aszályos év a termésátlagban is megmutatkozott (5,369 t/ha). A 2008. év időjárása a kukorica fejlődése szempontjából kedvezően alakult. A májusi szárazabb időjárás a talajban tárolt vízkészlet miatt kevésbé, az alacsony hőmérsékleti értékek viszont már jelentősebben befolyásolták a vegetatív fejlődést. A júniustól kezdődő és gyakorlatilag a betakarításig tartó időszak optimális környezeti, időjárási feltételeket biztosított a kukoricaállományok fejlődéséhez. Júniusban erőteljes vegetatív fejlődést tapasztaltunk. A csapadék mennyisége 141 mm volt. A júliusi csapadékos időjárás – 84 mm-rel több csapadék volt, mint a sokévi átlag – elősegítette a korai szemfejlődési folyamatokat. A szeptemberi csapadék következtében az állományok asszimilációs felülete hosszú ideig aktív állapotban maradt. A kedvező, optimálist megközelítő időjárási feltételek kiváló terméseredmények kialakulását tették lehetővé (11,763 t/ha). 26


Kutatási eredményeink értékelése alapján megállapítottuk, hogy az egyes évjáratok szoros összefüggést mutattak a műtrágyázással, amely jól jellemezhető az 1 mm csapadékra jutó szemtermés mennyiségével (2–3. ábra). Aszályos évjáratokban a kisebb, átlagos vagy átlagot meghaladó csapadék-ellátottságú években nagyobb műtrágyaadag alkalmazása volt kedvezőbb. Szárazságra hajló viszonyok között, de különösen több, egymást követő száraz évben, a kisebb, legfeljebb 60 kg N/ha műtrágyaadag használata javasolható. Az ennél nagyobb műtrágyaadaggal (1995) a termelő növeli a kukoricatermesztés kockázatát, csökkentve ezzel a termesztés eredményességét. Kedvező vízellátottság esetén – a kísérleti eredmények alapján – a 120 kg N/ha műtrágyaadag használata indokolt. csapadék (mm)

1 mm csapadékra jutó termés (kg/mm)

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

0

1994

10

1993

100

1992

20

1991

200

1990

30

1985

300

1983

40

1982

400

1981

50

1980

500

0

Téli félévben lehullott csapadék (mm) Tenyészidőben lehullott csapadék (mm) E: elővetemény lekerülésétől hullott csapadékra jutó termés (kg/mm)

2. ábra. 1 mm csapadékra jutó kukorica szemtermés, műtrágyázás nélkül (Debrecen, 1980–200) csapadék (mm)

1 mm csapadékra jutó termés (kg/mm)

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

0

1994

10

1993

100

1992

20

1991

200

1990

30

1985

300

1983

40

1982

400

1981

50

1980

500

0

Téli félévben lehullott csapadék (mm) Tenyészidőben lehullott csapadék (mm) E: elővetemény lekerülésétől hullott csapadékra jutó termés (kg/mm)

3. ábra. 1 mm csapadékra jutó kukorica szemtermés, 120kg N+ 90kg P2O5+106kg K2O/ha (Debrecen, 1980–2008)

27

NAGY J.

A vizsgált évjáratokban a tényezők hatását összehasonlítva megállapítható, hogy a Mean Square (MS) értékek alapján az év hatása a legjelentősebb (MS=1116,5; P<0,001). A variancia-analízis eredményei szerint a műtrágyázás hatása a megvizsgált huszonnégy évet együttesen figyelembe véve szignifikáns (MS=676,7, P<0,001). Az egyes évjáratokat külön-külön elemezve a hatás a vízellátottság mértékétől függően különböző volt. A műtrágyázás terméstöbblete 24 év átlagában 3,046 t/ha volt. Az átlagot az 1981, 1983, 1996– 2001, 2003–2006 és a 2008 évek terméstöbblete haladta meg. A legnagyobb műtrágyahatást (5,226 t/ha) 1983-ban mértük. A kukoricahibridek a természetes tápanyagot 1992, 1994, 1995, 2000 és 2003 években gyengén, 1980, 1982, 1985, 1991 és 2008-ban kiválóan hasznosították. Az évjáratok termésátlag közötti különbségeit Duncan-teszttel mutattuk ki. A kísérletben 24 év szerepel, ezek páronkénti összehasonlítását és értelmezését homogén csoportok képzésével is elvégeztük. A homogén csoportokba a szignifikánsan nem különböző évek termésátlagai találhatók. A homogén csoportok tesztje alapján 13 alcsoport különíthető el (1. táblázat). Kedvező vízforgalmú évjáratokban a kukoricahibridek termésszintje 10 t/ha, míg aszályos évjáratban 2−4 t/ha volt. A termésingadozás mérsékelhető megfelelő talajművelés, víz- és tápanyagellátás biztosítása útján. 1. táblázat. A kukoricahibridek Duncan-teszt eredménye, (termés, t/ha) (Debrecen, 1980−2008) Év 1995 2007 1994 1992 2002 2003 1990 2000 2006 1993 1996 2005 1981 2001 2004 1997 1983 1980 1982 1999 1998 1985 2008 1991 Sig.

28

1 2,212

2 5,369 5,563

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

5,563 5,824 7,409 7,663 7,672

7,663 7,672 7,927

7,927 8,197 8,520 8,564 9,097 9,315

9,315 9,456 9,770 9,839 9,902 10,532 10,553 10,751 10,826 11,649 11,763

1,000

0,179

0,070

0,085

0,084

0,061

0,761

0,130

0,331

0,393

0,062

0,426

12,446 1,000


Irodalom Anderson, F.L., Kamprath, F.J., Moll, R.H. (1985): Prolificacy and N-fertilizer effects on yield and N utilization in maize. Crop Sci,. 25, 598−602. Barrov, E.M., Hulme, M., Semenov, M.A., Brooks, R.J. (2000): Climate change scenarios. In: Downing, T.E., Harrison, P.A., Butterfield, R.E., Londsdale, K.G. (eds) Climate Change, Climatic Variablility and Agriculture in Europe. European Commision, Brussel. Berényi, D. (1956): A cukorrépa termésátlaga és az időjárási elemek közötti összefüggés. Acta Univ. Debr. L. Kossuth Nyomda, 3, 229−249. Berzsenyi, Z. (1988): A műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) növekedésének és növekedési jellemzőinek dinamikájára. Növénytermelés, 37, (6) 527−540. Berzsenyi, Z. (1993): A N-műtrágyázás és az évjárat hatása a kukorica hibridek (Zea mays L.) szemtermésére és N-műtrágyareakciójára tartamkísérletekben az 1970−1991. években. Növénytermelés, 42, (1) 49−63. Berzsenyi, Z., Győrffy, B. (1996): A vetésforgó és a trágyázás hatása a kukorica termésére és termésstabilitására tartamkísérletben. Növénytermelés, 45, (3) 281–296. Berzsenyi, Z., Győrffy, B. (1997): Az istállótrágya és a műtrágya hatása a kukorica termésére, termésstabilitására monokultúrás tartamkísérletben. Növénytermelés, 46, (6) 509−527. Bocz, E. (1976): Trágyázási útmutató. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Bocz, E. (2001): Magyarország vízellátottságának romlása. In: Bocz E. (szerk.), Vízellátottsági és öntözési jelzés. DATE, Debrecen, XXX.3. Bocz, E., Nagy, J. (1981): A kukorica víz- és tápanyagellátásának optimalizálása és hatása a termés tömegére. Növénytermelés, 30, (6) 539−549. Csathó, P., Lásztity, B., Sarkadi, J. (1991): Az „évjárat” hatása a kukorica termésére és terméselemeire P-műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés, 40, (4) 339−351. Debreczeni, B., Debreczeni, B-né (1983): A tápanyag- és vízellátás kapcsolata. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Dobos, A., Máthéné, Gáspár G., Nagy, J. (1999): A műtrágyázás és a tőszám hatása eltérő genotípusú kukoricahibridek szemtermésének vízleadás dinamikájára. In: Ruzsányi, L., Lesznyák, M-né, Jávos, A. (szerk.) Tiszántúli Mezőgazdasági Tudományos Napok. Debreceni Agrártudományi Egyetem, Debrecen, 163−170. Dobos, A., Nagy, J. (1999): A műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) szárazanyagprodukciójára eltérő évjáratokban. In: Ruzsányi, L., Lesznyák, M-né, Jávor, A. (szerk.) Tiszántúli Mezőgazdasági Tudományos Napok. Debreceni Agrártudományi Egyetem, Debrecen, 171−180. Huzsvai, L. (2001): Tartamkísérletek kiértékelése új szemszögből. Debreceni Egyetem Agrártudományi Közlemények, 1, 55−60 Huzsvai, L., Nagy, J. (2003): A műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére öntözés nélküli és öntözéses termesztésben. Növénytermelés, 52, (5) 533−541. Hanway, J.J., Russell, W.A. (1969): Dry-matter accumulations in corn (Zea mays L.) plants: Comparisons among single-cross hybrids. Agron J., 61, 947−951. Jolánkai ,M., Menyhért, Z., Széll, E. (1999): Fajtaérték a növénytermesztésben. [In: Ruzsányi, L., Pepó P. (szerk.) Növénytermesztés és környezetvédelem.] MTA, Budapest. Kádár, I. (1992): A növénytáplálás alapelvei és módszerei. MTA TAKI, Budapest. Kovács, G.J. (1982): A kukorica víz- és tápanyag-dinamikájának kritikus ökofizikai kapcsolata. Növénytermelés, 31, (4) 355−365. Kramer, P.I. (1963): Water stress and plant growth. Agron J. 55: 31−35. Láng, G. (1976): Szántóföldi növénytermesztés. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Márton, L. (2000): Az NPK műtrágyázás hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére. Doktori (PhD) Értekezés, VE, Keszthely, 136.

29

NAGY J. Márton, L. (2002): Az évhatás elemzése az északkelet-magyarországi, nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérletben. A természetes csapadék és a tápanyagellátottság hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére. Növénytermelés, 51, (1) 71−87. Nagy, J. (2005): 30 év a kukoricakutatás és fejlesztés szolgálatában. [In. Kukorica hibridek adaptációs képessége és termésbiztonsága.] Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum, Debrecen, 8−53. Nagy, J. (2007): Kukoricatermesztés. Akadémiai Kiadó, Budapest. Nagy, J., Huzsvai, L. (1995): Az évjárat hatás értékelése a kukorica (Zea mays L.) termésére. Növénytermelés, 44, (4) 385−393. Ruzsányi, L. (1992): Főbb növénytermesztési tényezők és a vízellátás kölcsönhatásai. Akadémiai doktori értekezés tézisei, Debrecen. Ruzsányi, L. (1996): Az aszály hatása és enyhítésének lehetőségei a növénytermesztésben. [In: Cselőtei, L., Harnos, Zs. (szerk.) Éghajlat, időjárás, aszály II. Az aszálykár enyhítésének lehetőségei.] KÉE, Budapest, 5−48. Szász, G. (1972): A talajfelszín közelében képződő csapadékmennyiség meghatározása. Időjárás, 76, 208−222. Szász, G. (2005): Termésingadozást kiváltó éghajlati változékonyság a Kárpát-medencében. „Agro-21”füzetek, 40, 33−69. Tóth, V.R., Mészáros, I., Veres, Sz., Nagy, J. (2002): Effects of the available nitrogen on the photosynthetic activity and xanthophyll cycle pool of maize in field. J Plant Physiol., 159, (6) 27−634.

30


A TARTAMKÍSÉRLETEK SZEREPE A NÖVÉNYTERMESZTÉSI KUTATÁSBAN ÉS AZ OKTATÁSBAN JOLÁNKAI MÁRTON, NYÁRAI H. FERENC, KASSAI KATALIN SZENT ISTVÁN EGYETEM, NÖVÉNYTERMESZTÉSI INTÉZET, GÖDÖLLŐ A tartamkísérletek lényegében egyszerre élő laboratóriumok és közgyűjtemények. A tartamkísérletek ennek megfelelően nemcsak valamilyen tudományos kuriózumok, megbecsülést érdemlő természettudományos múzeumi relikviák, hanem elsősorban olyan nagy értékű, megszüntetésük, avagy szüneteltetésüket követően újból elő nem állítható, többéves folyamatok hatásait őrző élő ökológiai modellek, amelyek állandó, dinamikus adatbázisként segítségünkre vannak tudományos problémák megoldásában. Jelen dolgozat a tartamkísérletek szerepének növénytermesztési vonatkozásait foglalja össze röviden. Kulcsszavak: tartamkísérletek, növénytermesztés, kutatás, oktatás

IMPACT OF LONG TERM TRIALS ON CROP PRODUCTION RESEARCH AND EDUCATION M. JOLÁNKAI, F.H. NYÁRAI, K. KASSAI CROP PRODUCTION INSTITUTE, SZENT ISTVÁN UNIVERSITY, GÖDÖLLŐ Long term trials have a twofold role in life sciences; they are live laboratories as well as public collections. Long term trials are not only scientific curios or honoured relics of a museum, but high value live ecological models that can never be replaced or restarted whenever ceased or suspended. These trials provide valuable and dynamic databases for solving scientific problems. The present paper is intended to give a brief summary of crop production aspects regarding long term trials. Key words: long term trials, crop production, research, education

Bevezetés A Magyar Tudományos Akadémia Növénytermesztési, valamint Talajtani és Agrokémiai Bizottságainak feladata, hogy gondozzák az ún. „tartamkísérleti katasztert”. E munka során számos alkalommal készítettek felmérést a hazai növénytermesztési tartamkísérletek helyzetéről, a kísérletek céljáról, alapvető kezeléseiről, méreteiről, kivitelezési sajátosságairól, a fenntartó intézmény, valamint a kísérlet felelősének, irányítójának adatairól (Kismányoky és Jolánkai 2009). E kísérletek létrehozásának időbeli spektruma, működtetésének szerkezete, jelenlegi szervezeti és tulajdonviszonyai roppant sokfélék. Finanszírozásuk pénzügyi forrásai – még a gazdaságilag relatíve legstabilabb intézmények esetében is – többségében alkalmiak; a kísérletek működtetése különféle egyéb célú pályázati források – lényegében a pénzügyi és számviteli szabályoknak meg nem felelő – felhasználásán alapul. Ez önmagában két 31

JOLÁNKAI M. és mtsai

jelentős problémát vet fel: egyik a hosszú távú tervezésre való képtelenség, a másik az intézményi felelősségvállalás hiánya. A bizottság megállapította, hogy ma a tartamkísérletek csaknem egészének működése egyedül az elhivatott szakemberek erőfeszítésein alapul; ennek sajnálatos bizonyítéka az, hogy a személyi feltételekben bekövetkező változások (munkahelyváltozás, nyugdíjazás, leépítés stb.) rendszerint az adott tartamkísérlet sérüléséhez, nem egy esetben megszűnéséhez vezetett. A tartamkísérletek lényegében egyszerre élő laboratóriumok és közgyűjtemények. A világ legtöbb országában feltételeiket, működtetésüket az agrárkormányzat biztosítja. Nem haszon nélküli, ha a hazai tartamkísérletek tanulmányozását megelőzően bepillantunk a tartamkísérletek történetébe, és egyúttal megismerkedünk jelen nemzetközi tapasztalataikkal is. A tartamkísérletek kezdetei A tápanyagellátás minden bizonnyal egyidős magával a mezőgazdasági termeléssel. Tapasztalati úton az ember idejekorán rájött, hogy különféle anyagok, így például az álllati és emberi ürülék felhasználásával a növénytermesztésre szolgáló föld szervesanyagtartalma, és ezáltal annak termőképessége fokozható (Kellogg 1957). A trágya és a trágyázás kifejezés első írásos megjelenése bizonyítottan a Kr.e. XI. századra tehető. Homérosz Odüsszeiájában pontos leírást ad Odüsszeusz ithakai hazatéréséről és találkozásáról hű kutyájával Argosszal, aki “ … ott nyúlt el - kertajtó mellett, öszvérnek ökörnek bő trágyájában, mit mind odahordtak Odüsszeusz szolgalegényei, hogy trágyázzák nagy szántóját.”. Az ókori görögök tehát ismerték már a tápanyagellátás alapvető módszereit. Olyannyira, hogy szókincsükben mind a két kifejezés szerepelt. A római kor komoly, rendszerezett növénytermesztési ismeretekkel rendelkezett. A Kr. u. első század közepén élt Lucius Junius Moderatus Columella ókori mezőgazdasági szakíró. 12 könyvre osztott gyűjteményes munkája a "De re rustica" összefoglalja mindazon tudást, amellyet a kor mezőgazdászának ismernie kellett, a talajműveléstől a terménytárolásig, a tápanyagellátástól a növénykórtanig. Jellemző, hogy e mű ismeretanyaga olyan nagymértékben helytálló, hogy közel kétezer éven keresztül folyamatosan kiadták, és a gazdák kézikönyvként használták. Magyarországon is számos kiadást megért. Legutoljára 1819-ben Pesten adták ki Fábián József fordításában "Columella 12 könyvei a mezei gazdaságról" címmel. 1635-ben Jan Baptista van Helmont flamand kémikus volt az első, aki tudományos precizitással elvégzett egy kísérletet annak kiderítésére, hogy a növényi táplálkozás során milyen anyagok épülnek be. Klasszikus fűzfakísérlete ugyan tudományos szempontból fiaskóval végződött, mégis ettől számíthatjuk a táplálkozásélettan tudományos kutatásának kezdeteit.

32

TARTAMKÍSÉRLETEK A KUTATÁSBAN ÉS AZ OKTATÁSBAN

Justus von Liebig német és Sir John Bennet Lawes angol tudósok tudományos vitát folytattak az ún. minimum törvényről. Liebig igen szemléletesen a fejlődés szintjét egy olyan hordóhoz hasonlította, amelynek dongái különböző magasságúak. E szellemes paradigma igen szemléletes, logikusnak tetsző, és mindössze egy hibája van, hogy nem igaz. Pontosabban köze van a valósághoz, de a biológia sokkal bonyolultabb annál, mintsem egyszerű arithmetikával számszerűsíthetők lennének annak folyamatai. Lawes empírikus megfigyeléseivel igyekezett cáfolni e tételt, mivel tapasztalata szerint a talaj és a növény egyféle dinamikus rendszert alkot, amely sok esetben úrrá képes lenni bizonyos kritikus tápanyaghiányokon is. Rothamstedi kísérleteiben igazolta, hogy egy-egy elem kritikus tápanyaghiánya ha mással nem is helyettesíthető, megfelelő művelési módszerekkel a kár enyhíthető. Kettőjük vitáját végülis egy újabb biokémiai felfedezés oldotta fel. Jean Baptiste Boussingault francia tudós ismerte fel és írta le elsőként a nitrogén ciklust. Felfedezése lényegében helyére tette a két kutató eredményeit. Valójában mindkettőnek igaza volt, de nem vették figyelembe, hogy a növények tápanyagfelvétele nem egy statikus, hanem egy dinamikus, - folytonos átalakulásban lévő rendszerben folyik. A tartamkísérletek szerepe a tudományos kutatásban Az első tartamkísérleteket nem növénytermesztők, hanem botanikusok hozták létre. Céljuk elsődlegesen a „ceteris paribus” elv érvényesítése volt. Megfigyelték ugyanis, hogy bármely élő szervezet viselkedését, növekedését és fejlődését csak és kizárólag azonos körülmények között, és megismételhető módon lehet megbízhatóan tanulmányozni (Cserháti 1901). E tudományfilozófia jegyében hozta létre a Padovai Egyetem 1545-ben az Orto Botanico-t, amely a növénytudományok ma is működő eszköze. 1728-ban hozta létre Carl Linné uppsalai kísérleti terét. Ez utóbbi ma már csak tudományos kuriózum, turisztikai látnivaló. De mindenki számára ismeretes a tartamkísérletek Mekkája – Rothamsted. Lawes 1843-ban beállított Broadbalk kísérlete, főként a mögötte álló immáron másfél évszázados talaj- és növényminta gyűjteménnyel ma is nélkülözhetetlen tudományos eszköze a növénytáplálás kutatásának. Milyen célt szolgálnak a magyarországi tartamkísérletek? A hazai tartamkísérletek kialakulása, azok eredeti célja gyakorlati és tudományos szempontból nyivánvalóan más és más (Várallyay 2006). Egy tulajdonságuk azonban közös. Mindegyik tartamkísérlet olyan hipotézis alapján nyert kialakítást, amely alkalmassá teszi azt hosszabb távú vizsgálatok elvégzésére, és azok alapján egzakt adatok birtokában fizikai, kémiai, biológiai, illetve ezek együttes hatásai mentén ökológiai folyamatok megismerésére, e folyamatok trendjeinek meghatározására. A tartamkísérletek ennek megfelelően nem csak valamilyen tudományos kuriózumok, megbecsülést érdemlő természettudományos múzeumi relikviák, hanem elsősorban olyan nagy értékű, 33

JOLÁNKAI M. és mtsai

megszüntetésük, avagy szüneteltetésüket követően újból elő nem állítható, többéves folyamatok hatásait őrző élő ökológiai modellek, amelyek állandó, dinamikus adatbázisként segítségünkre vannak tudományos problémák megoldásában. Lényegében a szabadföldi kísérletek a növénytermesztéstan, az agrokémia, a talajtan, valamint az agroökológia alapkutatási tevékenységének „nagyműszerei”. Funkciójuk, tudományos szerepük azonos bármely emberalkotta komplex eszközrendszerrel, így pl. egy fitotron, egy liziméter, vagy egy reaktor használatával. A tartamkísérletek szerepe az oktatásban A tartamkísérletek haszna tudományos értékükön túlmenően minden esetben az oktatásban is jelentkezik. Az oktatás felöleli a reguláris felsőfokú képzést, a PhD képzést, a szakoktatást és a szaktanácsadást is. Vannak olyan tartamkísérletek, amelyeket eredendően oktatási szempontoknak megfelelően alakítottak ki, ilyenek pl. a Westsik-féle tartamkísérletek. Más kísérletek elsődleges szempontja valamilyen tudományos probléma vizsgálatára irányul, azonban ezek is minden esetben szolgálják az oktatás és a tanácsadás céjait is. Minden magyarországi tartamkísérlet, akár oktatási, akár kutatási intézmény birtokában van, kapcsolódik valamilyen akkreditált képzési programhoz, továbbá rendszeresen szervezett tudományos és ismeretterjesztési fórumok alkalmával bármely érdeklődő számára megismerhető, megtekinthető. A tartamkísérletek gazdasági vonatkozásai Tartamkísérleteink közvetett módon nélkülözhetetlen eszközei a gazdasági tevékenységek hasznának, illetve a kárelhárítási és kárenyhítési tevékenységek eredményének. Tartamkísérleteink eredményei nélkül nem lennénk képesek hatékony növénytermesztési és növényvédelmi tevékenységet folytatni, de még a mások által megszerzett ismeretek, és azok bázisán kifejlesztett eszközök, anyagok és eljárások alkalmazásában sem lehetnénk sikeresek. Ugyancsak tartamkísérleteink vannak segítségünkre a természeti katasztrófahelyzetek, a klimatikus anomáliák, az epidémiák és a gradációk következményeinek kezelésében (pl. árvíz, belvíz, aszály, állóvizi eutrofizáció, ciánszennyezés, hogy csak az utóbbi évek néhány példáját említsük). Tartamkísérleteink nélkülözhetetlen eszközei a környezetás természetvédelemnek. Magyarország területének több mint 80 %-a terresztris ökoszisztémákkal borított, amelynek döntő része – Európában egyedülálló mértékben – agroökoszisztéma.

34

TARTAMKÍSÉRLETEK A KUTATÁSBAN ÉS AZ OKTATÁSBAN

Nemzetközi kapcsolatok A hazai tartamkísérletek nemcsak egy-egy kutatási és oktatási intézmény kezelésében lévő tudományos eszközt jelentenek. Csaknem mindegyikük része országos programoknak. Regionális szerepük lényegében felbecsülhetetlen. Számos olyan, a Kárpát-medence más régióival kialakult együttműködés tárgyi alapját képezik, amelyek nélkül nem lenne lehetséges az országhatárokon túlnyúló természettudományi és társadalmi kérdések kezelése, az azokra adandó válaszok megtalálása. Csak példaként kiragadva néhányat, ilyenek a KeszthelyNyitra, a Látókép-Nyíregyháza-Livada, vagy a Nagyhörcsök-Eszék közös programok, vagy akár az OMTK hálózat eredményeinek felhasználása az EU klímaprogramjában (Jolánkai 2008). Igen jelentős a tartamkísérleti eredmények bemutatásának, értékelésének szerepe az Alpok-Adria tudományos együttműködésben. Az elmúlt évtized regionális konferenciáin több mint ezer tudományos vizsgálat eredményeinek bemutatására került sor, amelyek közül kétszáznál több esetben szolgáltattak alapot a térség tartamkísérletei (Jolánkai 2009). A nemzetközi kapcsolatok egyrészt meghatározó tudományos jelentőséggel bírnak, másrészt viszont megteremtik az alapját a jelenlegi és jövőbeli kötelezettségeink teljesítésének. Irodalom Cserháti, S. (1901): Általános és különleges növénytermelés. Czéh Sándor Könyvnyomdája, Magyaróvár. Jolánkai, M. (2008): Ember által befolyásolt ökoszisztémák (Növénytermesztési körülmények, Szántóföldi növénytermesztés, Kártevők, kórokozók, gyomok, Alkalmazkodási lehetőségek, javaslatok). In: Harnos, Zs., Gaál, M., Hufnagel, L. (szerk.) Klímaváltozásról mindenkinek. Budapesti Corvinus Egyetem. Budapest. 89-129. Jolánkai, M. (2009): Az Alpok-Adria tudományos együttműködés – a térség agrárkutatásának fóruma. Magyar Tudomány. 170. 4. 485-489. Kellogg, C.E. (1957): We seek, we learn. In: Stefferud, A. (ed.) Soil. The yearbook of agriculture 1957. USDA, Washington DC. Kismányoky, T., Jolánkai, M. (2009): A magyarországi tartamkísérletek. In: Debreczeni, B-né, Németh, T. (szerk.) Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó, Budapest. 25-34. Várallyay, G. (2006): Soil degradation processes and extreme soil moisture regime as environmental problems in the Carpathian Basin. Agrokémia és Talajtan. 55. (1-2) 9-18.

35


AZ ÖTVEN ÉVES MARTONVÁSÁRI TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE A NÖVÉNYTERMESZTÉS FEJLESZTÉSÉBEN BERZSENYI ZOLTÁN MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR A tartamkísérletek nélkülözhetetlenek a különböző növénytermesztési eljárások és technológiák tartamhatásának tanulmányozásában. Győrffy Béla által Martonvásáron beállított tartamkísérletek ma már 50 évesek és a nemzeti vagyon részének tekintendők. A legfontosabb tartamkísérletek: a vetésforgó vs. monokultúra kísérletek, a trágyázási rendszerek összehasonlító vizsgálata, a szerves- és műtrágyák kölcsönhatásának és utóhatásának vizsgálata, a műtrágyázási dóziskísérletek, valamint a polifaktoriális kísérletek. A martonvásári tartamkísérletek a kukorica- és búzakutatások integrált részét képezik és tesztelő helyet biztosítanak a kukorica hibridek és búzafajták agronómiai reakcióinak vizsgálatához. E kísérletekből igen értékes tudományos eredmények származnak a monokultúrás termésdepresszió okairól, illetve a vetésforgók termésnövelő hatásáról, a szerves- és műtrágyázás hatásának összehasonlításáról, a genotípusok agronómiai reakcióiról, a termesztési eljárások fenntarthatóságáról és termésstabilitásáról, továbbá a különböző növénytermesztési tényezők kölcsönhatásairól. A martonvásári tartamkísérletek eredményei a kukorica- és búzatermesztés fejlesztését szolgálják, beépülnek a szaktanácsadási rendszerbe. Felelősek vagyunk a tartamkísérletek folytatásáért, hogy azok szolgálhassák a következő évtizedek kutató generációit is. Kulcsszavak: tartamkísérlet, stabiltásanalízis, vetésforgó, szervestrágyázás és műtrágyázás hatása

SIGNIFICANCE OF THE 50-YEAR-OLD LONG-TERM EXPERIMENTS IN MARTONVÁSÁR IN IMPROVING CROP PRODUCTION Z. BERZSENYI AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR Long-term experiments are indispensable for investigations on the long-term effects of various crop production methods and technologies. The long-term experiments set up in Martonvásár by Béla Győrffy are now 50 years old and can be considered as part of the national heritage. The most important of these experiments involve crop rotation vs. monoculture trials, the comparison of fertilisation systems, studies on the interactions and carry-over effects of organic and mineral fertilisers, fertiliser rate experiments and polyfactorial experiments. The long-term experiments in Martonvásár form an integral part of maize and wheat research and provide a place for testing the agronomic responses of maize hybrids and wheat varieties. Valuable scientific results are obtained from these experiments regarding the reasons for yield depression in monocultures, the yieldincreasing effect of crop rotations, the comparative benefits of organic and mineral fertilisation, the agronomic responses of genotypes, the sustainability and yield stability of crop production techniques, and the interaction between various crop production factors. These results promote the improvement of maize and wheat production and are regularly incorporated into recommendation systems. The present generation of scientists has a responsibility to maintain these experiments, so that they can continue to serve their purpose in the coming decades. Key words: long-term experiment, stability analysis, crop rotation, effect of organic and mineral fertilisation

37

BERZSENYI Z.

Bevezetés Az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetében, az 1950-es évek végén és az 1960-as évek elején Győrffy Béla állította be azokat a tartamkísérleteket, amelyek az országban a legrégebbiek közé tartoznak, és teljes mértékben megfelelnek a módszertani követelményeknek. A mai napig folyamatosan fenntartott és nemzetközileg is nyilvántartott martonvásári tartamkísérletek parcellaszáma több mint 700, területük mintegy 15 ha. A legfontosabb tartamkísérletek: a vetésforgó vs. monokultúra, a trágyázási rendszerek összehasonlító vizsgálata, a szerves- és műtrágyák kölcsönhatásának és utóhatásának vizsgálata, műtrágyázási dóziskísérletek, valamint a polifaktoriális kísérletek. A tartamkísérletek legfontosabb jellemzője, hogy ugyanazokat a kezeléseket ugyanazokon a parcellákon állítjuk be minden évben, a kezelések időbeni, ún. tartamhatásának vizsgálata céljából. E kísérletek alapján lehet megalapozottan értékelni a földművelési és növénytermesztési rendszerek hatékonyságát. A tartamkísérletek élő szabadföldi kísérleti laboratóriumok és a nemzeti vagyon részének tekintendők. Kizárólag tartamkísérletek adnak megfelelő indikátorokat a termesztés fenntarthatóságáról. A növénytermesztés kérdéseinek eldöntésére leginkább az egzakt tartamkísérletek alkalmasak. A talaj termékenységének változását, az ezt befolyásoló tényezők szerepét csak több évtizeden át végzett tartamkísérletekben lehet tanulmányozni, ezért nélkülözhetetlenek a termesztési eljárások és technológiák tartamhatásának tanulmányozására. Tartamkísérletekben tanulmányozzuk a kezelések tartamhatásait a lassan változó folyamatokra (talaj szervesanyag-tartalma, pH, talaj eredetű betegségek stb.). Betekinthetünk a változás mechanizmusába, ideálisak a tápelem-ciklusok tanulmányozására is. Polifaktoriális tartamkísérletekben folynak az adott ökológiai körzetben maximálisan fenntartható termés meghatározására irányuló kutatások. Ezek célja a különböző tápanyagok, illetve a tápanyagok és az agrotechnikai tényezők közötti interakciók identifikálása, azok okainak feltárása, és megfelelő szabályozása. A tartamkísérletek adatokat szolgáltatnak a termés és az időjárás közötti összefüggés hosszú távú tanulmányozásához. Egyúttal tesztelő helyet képeznek a modern kísérleti módszerek alkalmazásához. A tartamkísérletekben végzett – alapkutatás jellegű – részletes vizsgálatok (termés és terméskomponensek, növény- és talajvizsgálatok, növekedésanalízis) alapul szolgálhatnak a predikcióhoz, másrészt ahhoz, hogy az eredményeket interpretáljuk a talaj- és klimatikus viszonyok szélesebb körére (pl. szimulációs termésmodellek). A tartamkísérletek értékesek a lassú ökológiai folyamatok vizsgálatában, a ritka, vagy epizodikus jelenségek tanulmányozásában, a nagy variabilitású folyamatok vizsgálatában, a komplex jelenségek értelmezésében. A tartamkísérletek költségesek. A martonvásári tartamkísérletek fenntartását az tette lehetővé, hogy a kukorica- és búzakutatások integrált részét képezték és tesztelő helyet biztosítottak a martonvásári kukorica hibridek és 38

A MARTONVÁSÁRI TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE

búzafajták agronómiai reakcióinak vizsgálatához. Két- és többtényezős technológiai kísérletekben vizsgáljuk a kukorica hibridek és búzafajták agronómiai reakcióit (műtrágya-, növényszám-, vetésidő-reakció, herbicidtolerancia), valamint a genotípus, a termesztéstechnológia és a környezeti tényezők közötti kölcsönhatásokat. A növénytermesztés színvonalával (fajta, trágyaadagok, növényvédelem, növényápolás) lépést tartó, de alapelveiben (kezelések, talaj- és növényvizsgálatok) maradandó, sok évtizedes hazai tartamkísérletek továbbvitelének a kutatási feladatok között prioritást kell kapniuk. A jelen generáció felelős a meglévő tartamkísérletek folytatásáért, hogy azok szolgálhassák a következő évtizedek kutató generációit is. A tartamkísérletek első évtizedeinek eredményeit Győrffy Béla számos tudományos publikációban közölte (Győrffy 1969, Győrffy et al. 1969, Győrffy és Szabó 1969, Győrffy 1975, Győrffy 1979a, Győrffy 1979b, Győrffy 1979c, Győrffy 1979d). A dolgozatban a Győrffy-tartamkísérletek legfontosabb eredményeit az utóbbi 10-15 év publikációi alapján foglaljuk össze. Anyag és módszer A kísérleti terület talaja a szántott rétegben enyhén savanyú, felvehető foszforral gyengén és káliummal jól ellátott humuszos vályog, típusa erdőmaradványos csernozjom. A kísérlet helye nem tartozik a jó vízgazdálkodású területek közé, magas fekvése miatt részben erodált. A vetésforgó kísérlet kezelései A vetésforgó kísérletet Győrffy Béla és munkatársai 1961-ben állították be az intézet kísérleti területén kéttényezős, osztott parcellás elrendezésben, négy ismétlésben. A főparcellákat a növényi sorrendek, az alparcellákat a trágyakezelések képezik. A főparcella 7 növényi sorrendet foglal magában, így kukorica és búza monokultúrát, dikultúrát, trikultúrát és Norfolki típusú forgót. A kísérlet 7 kezelése az alábbi: 1. Kukorica monokultúra, 2. Búza monokultúra, 3. 3 év lucerna – 5 év kukorica (KL), 4. 3 év lucerna – 5 év búza (BL), 5. 2 év búza – 2 év kukorica (KB), 6. 3 év lucerna – 3 év kukorica – 2 év búza (KBL), 7. Kukorica – tavaszi árpa – borsó – búza (NF). A kukorica, illetve a búza részaránya a vetésforgótól függően 25, 37.5, 50, 62.5 és 100%. A kísérlet alparcellái 5 eltérő trágyázási rendszert képviselnek: A: kontroll, trágyázás nélkül, B: 60 t ha-1 istállótrágya 4-évenként + NPK kiegészítés, C: 5 t ha-1 szalma, illetve 7 t ha-1 kukoricaszár évente + NPK kiegészítés, D: a növény által felvett NPK műtrágya, E: felvett NPK, 15 t ha-1 kukorica- és 10.5 t ha-1 búzaterméshez. Az összes parcellaszám 140. A kísérletben összehasonlítjuk a különböző rotációk hatásait a monokultúrával és egymással. A különböző növényfajok képezik a kezeléseket és a kísérlet szerkezetéből adódóan az összehasonlítandó parcellák nem mindig ugyanazokat a növényeket tartalmazzák ugyanabban az évben. Következésképpen csak a kísérlet több évtizedes fenntartása után van mód arra, hogy a kezeléseket megfelelő számú évben összehasonlíthassuk. A trágyázási tartamkísérletek kezelései A trágyázási kísérleteket kukorica-búza dikultúrában 1958-ban, kukorica monokultúrában 1959-ben, egymás mellett állította be Győrffy Béla, az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetének kísérleti területén, Martonvásáron. A kukorica-búza dikultúra kísérletben a növényi sorrend 2 év kukorica, 2 év búza. Mindkét kísérletet latin négyzet elrendezésben állították be, a monokultúra kísérletet 7 kezeléssel, 80 m2-es parcellákon, a dikultúra kísérletet 6 kezeléssel, 56 m2-es parcellákon. Az összes parcellaszám monokultúrában 49, dikultúrában 36.

39

BERZSENYI Z. A kukorica monokultúra kísérlet kezelései az alábbiak (2-7. kezelés 4 évenként): 1. Kontroll, trágyázás nélkül, 2. 35 t ha-1 istállótrágya, 3. 17.5 t ha-1 istállótrágya + NPK műtrágya kiegészítés (N1/2P1/2K1/2), 4. 35 t ha-1 istállótrágya hatóanyagának megfelelő mennyiségben NPK műtrágya (N1P1K1), 5. 70 t ha-1 istállótrágya, 6. 35 t ha-1 istállótrágya + NPK műtrágya kiegészítés (N1P1K1), 7. 70 t ha-1 istállótrágya hatóanyagának megfelelő mennyiségben NPK műtrágya (N2P2K2). A kukorica-búza dikultúra kísérlet kezelései az alábbiak (2-5. kezelés 4 évenként): 1. Kontroll, trágyázás nélkül, 2. 35 t ha-1 istállótrágya, 3. 17.5 t ha-1 istállótrágya + NPK műtrágya kiegészítés (N1/2P1/2K1/2), 4. 35 t ha-1 istállótrágya hatóanyagának megfelelő mennyiségben NPK műtrágya (N1P1K1), 5. 35 t ha-1 istállótrágya N-tartalmának megfelelő N-műtrágya (N1) 1981-ig, 1982-től N2P2K2, 6. 35 t ha-1 istállótrágyában levő N-nek kétszeres mennyisége, a P2O5 és K2O tartalmának fele (N2P1/2K1/2) 1981-ig, 1982-től N160P320K320 évente. A kukoricaszáras kísérlet kezelései Az 1961-ben beállított kukorica monokultúra tartamkísérletben, eltérő Nműtrágyaszinteken vizsgáltuk a kukoricaszár hatását a kukorica termésére és termésstabilitására. A latinnégyzet elrendezésű kísérlet kezelései az alábbiak: 1. 7.5 t ha-1 kukoricaszár, 2. 7.5 t ha-1 kukoricaszár + 150 kg ha-1 N, 3. 7.5 t ha-1 kukoricaszár + 300 kg ha-1 N, 4. kontroll, 5. 150 kg ha-1 N, 6. 300 kg ha-1 N. A kukoricaszárat minden évben ősszel feltépve és a parcellákra visszahordva, szántottuk a talajba. A parcellák száma 36. Növénytermesztési tényezők hatása a kukorica termésére (Komplex I.) Az 1960-ban, középkötött vályogtalajon, 4 ismétlésben beállított tartamkísérletben 5 növénytermesztési faktor hatását vizsgáltuk 7 kezeléskombinációban. A vizsgált faktorok: talajművelés, trágyázás, növényszám, fajta, ápolás. Mindegyik tényezőnek két fokozata van, egy minimális és egy optimális. Az 1. kezelésben minden tényező minimális, a 2. kezelésben minden tényező optimális fokozatban van. A 3-7. kezelésben úgy alakítottuk ki a kezeléskombinációkat, hogy egy növénytermesztési tényezőt mindig minimális fokozatban hagytunk, a többit pedig optimális fokozatban. Így a 3. kezelésben a talajművelés, a 4. kezelésben a trágyázás, az 5. kezelésben a növényszám, 6. kezelésben a fajta és 7. kezelésben az ápolás van minimumban. A kísérleti parcellák száma 28. Kukorica hibridek N-műtrágyareakciójának vizsgálata tartamkísérletben A martonvásári kukorica hibridek N-műtrágya reakcióját két eltérő környezetben, 50 éves kukorica monokultúra tartamkísérletben (stressz-környezet) és norfolki típusú vetésforgó kísérletben (optimális környezet) vizsgáltuk. Mindkét kísérletben különböző N-dózisokat állítottunk be, azonos P- és K-ellátottságnál. A kukorica monokultúra kísérletben a N-műtrágya dózisa a következő volt (kg ha-1): 0, 80, 160 és 240 (jelölésük a továbbiakban: N0, N80, N160 és N240). A Pés K-műtrágya dózisa azonos volt (160 kg ha-1). Vetésforgóban (kukorica, tavaszi árpa, borsó, őszi búza) a kukorica hibridek N-műtrágya reakcióját 0 és 280 kg ha-1 N-dózis tartományban, 40 kg/ha kezelésenkénti különbséggel vizsgáltuk. A P- és K-műtrágya mennyisége azonos (120 kg ha-1) volt. A főparcellák száma monokultúrában 16, vetésforgóban növényenként 32. Kukorica monokultúrában az évjárat N-műtrágyázásra gyakorolt hatásának elemzéséhez a vegetációs időszak (04-09. havi) csapadék mennyiségének eltérései alapján a vizsgált 33 évet száraz (12 év) és csapadékos évjáratokra (21 év) csoportosítottuk. A 04-09. havi csapadék a száraz években 227 mm, a csapadékos években 337 mm volt. 1995-2007 között, 13 év adatai alapján mindkét kísérletbe (monokultúra, vetésforgó) beállított 5 azonos kukorica hibrid N-műtrágya reakcióját 4 N-műtrágyaszinten (N0, N80, N160 és N240) tudtuk összehasonlítani. A kísérletek termésadatait kumulált terméselemzéssel, varianciaanalízissel és stabilitásanalízissel értékeltük.

40

A MARTONVÁSÁRI TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE Kumulatív terméselemzés. A kísérleti kezelések termésre gyakorolt hatását először a tartamkísérletekre kidolgozott kumulatív módszerrel értékeltük (Sváb 1981). A kumulált terméskülönbségek azt mutatják meg, hogy a t-edik évben mennyi valamely kezelés összes terméskülönbsége a báziskezeléshez viszonyítva. A báziskezeléshez való viszonyításra azért van szükség, hogy a termés mennyiségét befolyásoló évhatást kiküszöböljük. Varianciaanalízis. A varianciaanalízisben először a kísérleti kezelések termésre gyakorolt hatását a kísérlet típusának megfelelő kéttényezős varianciaanalízissel, évenként vizsgáltuk. A második lépésben az évek figyelembevételén alapuló, ún. kombinált kéttényezős varianciaanalízissel értékeltük a kísérleti kezelések fő hatásait és a kölcsönhatásokat. Stabilitásanalízis. A kísérleti kezelések stabilitását a stabilitásanalízis egyváltozós (variancia és regressziós mutatók) és többváltozós (AMMI modell) módszerével vizsgáltuk. A variancia módszerek egyrészt mérik a kezelés variációját a környezetben (CV %), másrészt a kezelés hozzájárulását a kezelés × környezet interakcióhoz (σ2). A regressziós módszer alkalmazásakor a környezeti indexet, – amely rendszerint minden kezelés (genotípus) alapján számított átlagtermés mindenegyes környezetre – viszonyítjuk a vizsgált különböző kezelések terméséhez. Az AMMI modell a varianciaanalízis és a főkomponensanalízis kombinációja. Az AMMI analízis első részében a varianciaanalízis az összes variációt három ortogonális forrásra bontja fel: genotípus (G), környezet (E) és genotípus × környezet interakció (G × E). Az AMMI analízis második részében a főkomponensanalízis (PCA) a G × E interakciót több ortogonális főkomponensváltozóra (PCA tengelyre) bontja fel.

Eredmények és következtetések Vetésforgó és a trágyázás hatása a kukorica és a búza termésére és termésstabilitására A kukorica és búza termése monokultúrában minden esetben alacsonyabb volt, mint vetésforgóban, és a termésveszteség monokultúrában nagyobb volt búzában, mint kukoricában (1–2. ábra). A vetésforgó termésnövelő hatása fordított arányban volt a kukorica, illetve a búza részarányával a vetésforgóban. A trágyakezelések (A–E) átlagában legnagyobb volt a termésnövelő hatás a norfolki típusú forgóban (0.904 t ha-1 kukoricában és 1.664 t ha-1 búzában). Sorrendben következett a lucerna – kukorica – búza trikultúra (0.853 t ha-1 kukoricában és 1.223 t ha-1 búzában), a búza kukorica dikultúra (0.490 t ha-1 kukoricában és 0.732 t ha-1 búzában), lucerna – kukorica (0.376 t ha-1) és a lucerna – búza (0.471 t ha-1) forgó. Műtrágyázás nélkül a vetésforgó termésnövelő hatása (t ha-1) szignifikánsan nagyobb volt (kukoricában: KB: 0.715, KL: 1.254, KBL: 1.401, NF: 1.357; búzában: BK: 0.375, BL: 0.446, KBL: 0.923, NF: 1.666). Az istállótrágyázás és a növényi maradványok (szár, és szalma) visszajuttatása, NPK kiegészítéssel egyaránt hatékony módszerei a kukorica és a búza trágyázásának. Az istállótrágyázás egyúttal fokozza a termés-stabilitást is. Szignifikánsan nagyobb termést kaptunk magas NPK műtrágya dózisnál, különösen, ha a búza, illetve a kukorica részaránya a vetésforgóban ≥50%. Megállapítottuk, hogy a búza vetésforgók termésnövelő hatását nem módosította a trágyázás. Ezzel szemben, kukorica vetésforgókban a trágyázás közel 50%-kal csökkentette a rotációs hatást (Berzsenyi et al. 2000, Berzsenyi és Dang 2002). 41

BERZSENYI Z.

c abc

8 6

bc ab

KB

abc a

ab ab

d

d

4 2 0 A

B C D Trágyázási kezelések

Monokultúra

10 8 6

e

abc

d

ab

d

ab

8 6

a

bcd

f

2 0 B C D Trágyázási kezelések

b ab

c

d

ab ab

KL

ab a

ab a

4 2 0 A

4

A

Monokultúra

10

E

KBL cd

Kukorica szemtermés t ha-1

Monokultúra

10


Kukorica szetermés t ha-1


A stabilitásanalízis különböző módszerei kimutatták, hogy a vetésforgók stabilitása szignifikánsan különbözik a monokultúrákétól. A variancia paraméterek (CV%, σ2, YS) és az interakció főkomponens értékek (IPCA) tendenciájukban magasabbak voltak kukorica és búza monokultúrákban, mint vetésforgókban (1. táblázat). A stabilitásanalízis regressziós módszere alapján a különbség a vetésforgók és a monokultúrák stabilitásában főként a regressziós állandó paraméterben levő szignifikáns különbségeknek tulajdonítható.


Monokultúra NF a a ab c bc

10 8

c

d

6

E

bc abc

e

4 2 0

E

A


E

1. ábra. A vetésforgó és a trágyázás hatása a kukorica szemtermésére, összehasonlítva a monokultúrával (1961-2000)

6 4

d

d

ab

c

a c

c

ab

2 0 A

Búza szemtermés t ha-1

b

de

BK

B C D Trágyázási kezelések Monokultúra

8 6 4

b e

f

de

ab cd

ab

a c

0 B

C

D

Trágyázási kezelések

6 4

E

f

g

e

BL

abc de ab cde a

bcd a

2 0 A

BLK

cd

Monokultúra

8

E

2

A


Monokultúra

8



KB: kukorica- búza; KL: kukorica-lucerna; KBL: kukorica-búza-lucerna; NF: norfolki típusú; A: kontroll, trágyázás nélkül; B: 60 t/ha istállótrágya + NPK; C: 5 t/ha szalma, illetve 7 t/ha kukoricaszár + NPK; D: növény által felvett NPK; E: NPK műtrágya szükséglet 15 t/ha kukorica- és 10.5 t/ha búzaterméshez. A vetésforgón és trágyázáson belül az azonos betűk nem szignifikáns hatásokat jelölnek P<0.05 szinten a Duncan teszt alapján.

B C D Trágyázási kezelések Monokultúra

8 6 4

b

b

NF

a

a

a

a b

b

b

E

c

2 0 A

B

C

D

E

Trágyázási kezelések

2. ábra. A vetésforgó és a trágyázás hatása a búza szemtermésére, összehasonlítva a monokultúrával (1961-2000) BK: búza-kukorica; BL: búza-lucerna; BLK: búza-lucerna-kukorica; NF: norfolki vetésforgó. Az ábra további jelölései megegyeznek az 1. ábra jelöléseivel.

42

A MARTONVÁSÁRI TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE 1. táblázat. Kukorica és búza monokultúra vs. Norfolki vetésforgó termésstabilitási paraméterei a különböző trágyázási kezelésekben (1961-2000) Trágyázási kezelések

Termés tha-1

CV%

σ2

A B C D E SzD5%

4.715 7.092 7.145 7.220 7.200 0.237

15.5 5.0 9.2 6.1 8.2

Kukorica monokultúra 5.48*** -1.59 0.20NS + 0.27 0.62 1.48*** 0.14NS + 0.29 1.30*** 0.41

A B C D E SzD5%

6.072 8.199 8.208 7.821 7.576 0.260

8.8 5.4 5.8 3.7 6.0

Norfolki vetésforgó 2.50*** -1.29 0.33NS + 0.18 0.40NS + 0.28 NS + 0.21 0.08 0.72NS 0.63

YS

IPCA

Termés tha-1 2.441 3.702 3.728 3.934 4.075 0.141 4.055 5.360 5.470 5.487 5.338 0.159

CV%

σ2

YS

IPCA

Búza monokultúra 22.6 1.20*** 11.8 0.19NS + 14.8 0.45*** 7.9 0.21NS + 6.7 0.45*** +

1.00 -0.18 0.14 -0.36 -0.61

Norfolki vetésforgó 13.4 0.79*** 4.5 0.13NS + 6.6 0.13NS + NS 8.2 0.19 + 7.8 0.32NS +

-0.96 0.46 0.40 0.17 -0.08

CV%: variációs koefficiens, σ2: stabilitás variancia, YS: termésstabilitás, +: kiválasztott kezelések, IPCA: interakció főkomponens értékek. *** Szignifikáns P≤ 0.01 szinten, NS Nem szignifikáns P>0.05 szinten.

A stabilitásanalízisből arra lehet következtetni, hogy a növényi maradványok visszajuttatásának jelentősen nagyobb a hatása monokultúrában és alacsony termésátlagú (> 4 t ha-1) környezetben. Másrészről az NF és KBL vetésforgók különösen kedvező környezetet teremtettek az istállótrágyázás és a szervesanyag-visszajuttatás hatásának. A stabilitásanalízis megfelelő módszernek bizonyult a kezelés × környezet interakció értelmezéséhez és a kezelések termésstabilitásának becsléséhez vetésforgó tartamkísérletekben (Berzsenyi et al. 2000). Az istállótrágya és műtrágya hatása a kukorica termésére és termésstabilitására monokultúra és dikultúra tartamkísérletekben Az istállótrágya és a műtrágya tartamhatását kukorica monokultúrában és kukorica-búza dikultúrában a báziskezeléshez (35 t ha-1 istállótrágya négyévenként) viszonyított kumulált terméskülönbségek alapján a 3. ábra szemlélteti. A kukorica termése kukorica-búza dikultúrában, mindegyik összehasonlítható kezelésben és évben, szignifikánsan nagyobb volt, mint monokultúrában (6.221 vs. 5.014 t ha-1). Szignifikánsan a legnagyobb termést azokban a kezelésekben kaptuk, amelyekben az istállótrágya hatóanyagtartalmát fele arányban, illetve teljes egészében NPK műtrágya formájában juttattuk ki. A kísérletek eredményei adatokat szolgáltattak az N-műtrágyázás hatékonyságának időtartamáról (P- és K-műtrágya kiegészítés nélkül), illetve a magas szintű műtrágyázás termésre gyakorolt hatásáról. Megállapítottuk, hogy az N-műtrágyázás (P- és K-műtrágya nélkül) 25 év alatt 18.21 t ha-1-ral kisebb termést eredményezett, mint az NPK műtrágyázás. Ezt követő időszakban az N kezelés helyett NPK dupla dózisának alkalmazása fokozatosan nagyobb termést adott, azonban a terméskülönbség 43

BERZSENYI Z.

megszüntetése több mint 5 évet igényelt. A kezeléscsoportok közötti összehasonlítások a magasabb trágyázási szint nagyobb termését mutatták ki a vizsgált évek 65-75%-ában (Berzsenyi és Győrffy 1997). A trágyázási kezelések hatását a kukorica termésére száraz és csapadékos években, kukorica monokultúrában és kukorica-búza dikultúrában a 4. ábra szemlélteti. A tartamkísérletek több évtizedes adatainak száraz és csapadékos évjáratokra csoportosítása mindenekelőtt rámutat az évjárat termésre gyakorolt nagyon jelentős hatására. Monokultúrában, a vizsgált kezelések átlagában a kukorica szemtermése száraz években 3.586 t ha-1, csapadékos években 6.010 t ha-1 volt, vagyis kedvező évjáratban a termésnövekedés 2.424 t ha-1 volt. Dikultúrában, a kezelések átlagában a kukorica szemtermése száraz években 4.561 t ha-1, csapadékos években 7.306 t ha-1 volt, vagyis kedvező évjáratban a termés 2.745 t ha-ral volt nagyobb. Az adatokból megállapítható a dikultúra magasabb termésszintje, az évjárat-hatás azonban monokultúrában és dikultúrában hasonló nagyságrendű volt (4. ábra). 60

60

Kukorica monokultúra

20 0 -20 -40 -60

1 3 4 5 6 7

Kukorica-búza dikultúra

40

Báziskezelés

-80

Ku m u lált term éskülö nbség t ha-1

Kum ulált term éskülö nbség t ha-1

40

20 0

Báziskezelés 1 3 4

-20 -40

5 6

-60 -80

1959 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999

1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002

3. ábra. Az istállótrágya és a műtrágya kumulált hatása a kukorica termésére monokultúrában és kukorica-búza dikultúrában (1958 – 2002) A kísérleti kezeléseket az Anyag és módszer c. fejezet tartalmazza.

Kukorica monokultúrában száraz évjáratokban az alacsonyabb szintű trágyázásnak nagyobb volt a termésstabilitása. Száraz évjáratokban magas trágyázási szinten az istállótrágyázott kezeléseknek nagyobb volt a stabilitása, mint az NPK műtrágyázásban részesült kezeléseknek. Csapadékos években a legnagyobb termést magas szintű NPK műtrágyázásnál kaptuk. Dikultúrában nagyobb volt az összehasonlítható kezelések stabilitása, mint monokultúrában. Csapadékos években a trágyázás alacsonyabb szintjén monokultúrában és dikultúrában egyaránt legnagyobb volt a stabilitása azoknak a kezeléseknek, melyekben az NPK tápanyag felét istállótrágyában, felét műtrágya formájában juttattuk ki (Berzsenyi és Dang 2004, Árendás et al. 2004). Kukoricaszár és N-műtrágyázás hatása a kukorica termésére és termésstabilitására monokultúra tartamkísérletben A kumulált terméselemzés alapján megállapítható, hogy a kísérletben kezdettől fogva a N-kezelés hatása domináns volt (5. ábra). A kukoricaszár hatás kisebb mértékű volt és a 20. év után vált kifejezetté. A tartamkísérlet 44 éves adatsorozata alapján megállapítható, hogy N-műtrágyázás nélkül, az évenként 44


kijuttatott és őszi középmély szántással a talajba bedolgozott 7.5 t ha-1 kukoricaszár szignifikánsan növelte a termést a kontrollkezeléssel szemben. 150 kg ha-1 N műtrágyaszinten szignifikánsan nagyobb volt a termés kukoricaszár kijuttatása nélkül. Ezek a terméskülönbségek a kísérlet 20. éve után váltak kifejezetté. 300 kg ha-1 N-műtrágyaszinten a termés a vizsgálat csaknem teljes időszakában magasabb volt a kukoricaszárral kezelt parcellákban, a terméskülönbség azonban nem volt szignifikáns. A terméselemek (meddő növények, szemszám, ezerszemtömeg) és az agronómiai mérések (klorofill tartalom, fehérje százalék) megerősítik a kísérleti kezelések termésre gyakorolt hatására vonatkozó megállapításokat. Kukorica monokultúra Csapadékos évek (32 év)

8

c

d

e

6 f

b

c

4

Kukorica-búza dikultúra 10

Száraz évek (12 év)

b

d b

a

b

a

b

d

2

Kukorica szemtermése t ha-1

Kukorica szemtermése t ha-1

10

Csapadékos évek (15 év)

d

8 e

6

Száraz évek (6 év)

ab

c

a

b

b

a

b

ab

b

c

4 2 0

0 1

2

3

4 5 Kezelések

6

1

7

2

3 4 Kezelések

5

6

4. ábra. Az istállótrágya és a műtrágya hatása a kukorica termésére száraz és csapadékos években, kukorica monokultúrában (44 év) és kukorica-búza dikultúrában (21 év)

A kezeléseket az Anyag és módszer c. fejezet tartalmazza. Egy növényi sorrenden és évjáraton belül az azonos betűjelölést tartalmazó kezelések szignifikánsan nem különböznek egymástól a Duncan-teszt alapján. Csapadékos évek A

C

7 Szemtermés t ha-1

Kumulált terméskülönbség t ha

-1

8 6 5 4

b

D

Száraz évek A

B a

b

a

E c

3

d

2 1

Báziskezelés

0 1

2

3 4 Kezelések

5

6

5. ábra. A kukoricaszár és az N-műtrágya kumulált hatása a kukorica termésére monokultúrában (1961-2004)

6. ábra. A kukoricaszár és az N-műtrágya hatása a kukorica termésére száraz (15 év) és csapadékos (29 év) években, kukorica monokultúrában

A kezelések megnevezését az Anyag és módszer c. fejezet tartalmazza.

Az azonos betűvel jelzett kezelések száraz, illetve csapadékos éveken belül nem különböznek egymástól szignifikánsan a Duncan teszt alapján.

45

BERZSENYI Z.

Kísérleti körülményeink között 7.5 t ha-1 kukoricaszár kijuttatása elegendőnek tűnik a talaj szervesanyag szintjének fenntartására. Erre utalnak a talajvizsgálatok adatai, különösen a humusztartalomra vonatkozó eredmények. Az évjáratnak jelentős hatása volt a kukorica termésszintjére (száraz években 4.061 t ha-1, csapadékos években 6.025 t ha-1 volt a termés a kezelések átlagában) és száraz években csökkentette a kísérletben a kezelés-hatást (6. ábra). A kísérleti kezelések kukoricatermésre gyakorolt hatása mellett hasonlóan fontos az egyes kezelések termésstabilitása eltérő környezetben. A kísérleti adatok stabilitásanalíziséből arra lehet következtetni, hogy a kukoricaszár kijuttatása hozzájárulhat az alacsonyabb termésátlagú környezethez való alkalmazkodáshoz. A növényi reziduumok hatásának feltárására irányuló kutatások komplexek és multidiszciplináris megközelítést indokolnak. Részletes növény- és talajvizsgálatok, valamint ökofiziológiai mérések szükségesek ahhoz, hogy feltárjuk a kukoricaszár termésre gyakorolt hatásának növényi és talaj tényezőit (Berzsenyi et al. 2005). Növénytermesztési tényezők hatása a kukorica termésére és termésstabilitására A tartamkísérlet 40 éves termés adatsorozatát elemezve megállapítottuk, hogy kísérleti körülményeink között a talaj mélyművelésének hatása kismértékű, 2.6 és 3.0% között változott. A tartamkísérletben határozott trágyahatásnövekedést állapítottunk meg, a százalékos hatás 18.6%-ról 30.7%-ra nőtt. A növényszám-növelés hatása a kukorica termésnövekedésében lényegesen nem változott, 19.9 és 23.3% között alakult. A trágyázás mellett a kukorica termésnövekedésében legnagyobb hatása a hibrid vetőmagnak van, a hatás 26.6%-ról 30.0%-ra nőtt. A termésnövelés egyik alapfeltétele a kukorica gondos ápolása, a gyomnövények kompetíciójának megelőzése, mert e nélkül sem a nagyobb növényszám, sem a nagyobb trágyaadagok nem tudnak kellően érvényesülni. A növényápolás, a gyomirtás hatása a kukorica termésnövekedésében kezdetben 23-29% között, az utóbbi 10 évben 16 és 18% között változott (Berzsenyi és Győrffy 1995). A növénytermesztési tényezők hatását a kukorica termésnövekedésében, 42 év átlagában a 7. ábra szemlélteti. Minden tényező minimális, illetve optimális szintjének összehasonlításakor legnagyobb a különbség az átlagos termésreakcióban (2.09 és 8.59 t ha-1). Egy-egy termesztési tényező minimális szintjének hatását vizsgálva (a többi optimuma esetén), megállapítható, hogy a talajművelés mélységének hatása kismértékű (átlagos reakció: 8.32 t ha-1). Megállapítható továbbá, hogy amikor a trágyázás, illetve a genotípus a minimumban levő tényező, a terméscsökkenés – az optimumhoz viszonyítva – jelentős, > 3.0 t ha-1 (átlagos termésreakció 5.21, illetve 4.98 t ha-1). A növényszám, illetve a gyomirtás minimális szintjénél a terméscsökkenés 2.2, illetve 1.6 t ha-1 (átlagos reakció 6.36 és 7.01 t ha-1). A tartamkísérlet 42 éves adatsora alapján a vizsgált növénytermesztési tényezők a kukorica termésnövekedéséhez a következő arányokban járultak hozzá: fajta 32.6%, trágyázás 30.6%, növényszám 20.2%, gyomirtás 14.2 és talajművelés 2.4%.

46

A MARTONVÁSÁRI TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE Tr NSz F 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Gy 0 1 1 1 0 1 1

3

2

E E

1

D C A

-1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Kukorica szemtermés t ha

Kezelések: M - talajművelés mélysége, Tr - trágyázás, NSz növényszám, F - fajta, Gy - gyomirtás. Minden tényező két szinten 0: minimális, 1: optimális 7. ábra. A növénytermesztési tényezők hatása a kukorica termésnövekedésére tartamkísérletben (1961-2002) Az azonos betűvel jelzett kezelések nem különböznek egymástól szignifikánsan a Duncan teszt alapján.

. E40 E27 .. E32 E33 E42 E 37 .. E26 E38 E22 E30 . E19 E16 . E23 E35 E41 .. E39 E10 E14 E34 .. E36 . . .... ... .. .....E21 .. ..... . . .E28 . . .. . . . . E18E20 . E24 . E31 E1 . E15 E4E13..E8 E12 E9E5 E7 .. E25E11 E6 .. E29 . .. E2 E3

G3 G2

E17

G5

0

B

0

Kezelés kombinációk

G7

F First component scores Elsőprincipal főkomponens értékek

M 0 1 1 1 1 0 1

G1

G4 G6

-1

-2 2

4

6

8

10

12

-1

Meanyieldst ha t ha-1 Átlagtermés

8. ábra. A 7 növénytermesztési faktor (G1G7) és a 42 környezet (E1-E42) átlagtermésének és I. főkomponens értékének AMMI diagramja

Az évek és a kezelések fő hatását, valamint kölcsönhatását az AMMI módszerrel analizáltuk, amely magában foglalja a varianciaanalízist és a főkomponensanalízist. Az AMMI analízis eredményét a 8. ábra illusztrálja. Az X tengelyen a termésátlag, az Y tengelyen a főkomponens értékek láthatók a 7 kezelésre és a 42 évre vonatkozóan. Minél nagyobb a főkomponens értéke, annál nagyobb a kezelés hozzájárulása az interakcióhoz, azaz annál kisebb a termésstabilitás. Látható, hogy a 7., 6., 4. és 1. kezelés (gyomirtás, fajta, trágyázás, illetve minden tényező minimumban) járult hozzá legnagyobb mértékben az interakcióhoz, míg a 2., 3. és 5. kezeléseknek (minden tényező optimumban, illetve a talajművelés, a növényszám minimumban) legnagyobb a termésstabilitása (Berzsenyi és Dang 2008). Kukorica hibridek N-műtrágyareakciója monokultúrában és vetésforgóban Kukorica monokultúrában, a N-műtrágyázás 33 éves tartamhatása szignifikáns változásokat idézett elő a biomassza produkcióban, a szemtermésben és a harvest indexben egyaránt. Az 1970-2002. évek átlagában a kukorica szemtermése N-kezelésenként a következő volt (t ha-1): N0: 3.69, N80: 6.97, N160: 8.33, N240: 8.34. A kukorica szemtermése és termésstabilitása a 160 kg ha-1 N-dózisnál volt a legnagyobb. Az N-műtrágyázás és az évjárat hatását a kukorica szemtermésére monokultúrában 1970 és 2002 között száraz (12 év) és csapadékos (21 év) években vizsgáltuk. Az évjáratokat tekintve, csapadékos években a termésnövekedés N-kezelésenként a következő volt (t ha-1): N0: 1.29, N80: 1.96, N160: 1.87, N240: 1.65. (9. ábra). A szemszám és a szemtermés között szoros volt a korreláció alacsony N-ellátottságnál (stressz-környezet) és laza volt kedvező N-ellátottságnál. Fordított volt a tendencia a szemtermés és az ezerszemtömeg között (Berzsenyi és Dang 2003). 47

BERZSENYI Z.

Vetésforgóban magasabb a termésszint és alacsonyabb N-műtrágya dózisnál érjük el a maximális termést. A kukorica hibridek N-műtrágya reakciója is különbözik vetésforgóban és monokultúrában. 1995-2006 között monokultúrában és vetésforgóban beállított azonos 6-8 hibrid terméseredményeit összehasonlítva, N-kezelésenként az alábbi eredményeket kaptuk (t/ha): monokultúrában: N0: 3.876, N80: 7.128, N160: 8,463, N240: 8.556; vetésforgóban: N0: 8.288, N80: 9.556, N160: 9.561, N240: 9.422. Vetésforgóban a legnagyobb termést évjárattól függően 80 és 120 kg/ha N-dózisnál kaptuk. A kukorica hibridek N-műtrágyareakcióját monokultúrában és vetésforgóban az 10. ábra szemlélteti, 13 év és 5 kukorica hibrid adatai alapján. A kukorica hibridek termése monokultúrában 6.628 t/ha, míg vetésforgóban 8.874 t/ha volt, vagyis a vetésforgó termésnövelő hatása 2.246 t/ha volt. Látható, hogy a kukorica termése vetésforgóban mindegyik N-dózisnál nagyobb volt, mint monokultúrában. Legnagyobb (4.255 t/ha) volt a különbség a kukorica termésében az N-műtrágya nélküli kontrollban (monokultúrában: N0: 3.724, vetésforgóban: N0: 7.979 t/ha). A vetésforgó és a monokultúra termése közötti különbség fokozatosan csökkent az N-műtrágya dózisának növekedésével (a különbség N80-nál: 2.488, N160-nál: 1.268, N240-nél 0.975 t/ha). Vetésforgóban a termés stabilitása minden műtrágyaszinten nagyobb volt, mint monokultúrában.


Száraz évek SzD5%=1.078 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Csapadékos évek SzD5%=0.60

0 80 160 240 N-műtrágya dózisa kg ha-1

9. ábra. A N-műtrágyázás hatása a kukorica 10. ábra. Kukorica hibridek N-műtrágya reakciója szemtermésére száraz (12 év) és csapadékos monokultúrában és vetésforgóban (1995-2007) években (21 év) 1970-2002 közötti időszakban

Köszönetnyilvánítás A kutatást a K 61957 sz. OTKA és a 203288 sz. AGRISAFE EU-FP7-REGPOT 2007-1 pályázatok támogatásával végeztük.

48


Irodalom Árendás, T., Bónis, P., Molnár, D., Sarkadi, J. (2004): Foszfor-utóhatások erdőmaradványos csernozjom talajon a karbonátosság függvényében. Agrokémia és Talajtan, 53, 111-124. Berzsenyi, Z., Győrffy, B. (1995): Különböző növénytermesztési tényezők hatása a kukorica termésére és termésstabilitására. Növénytermelés, 44, 507-517. Berzsenyi, Z., Győrffy, B. (1997): Az istállótrágya és a műtrágya hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére és termésstabilitására monokultúra tartamkísérletben. Növénytermelés, 46, 509527. Berzsenyi, Z., Győrffy, B., Dang,, Q.L. (2000): Effect of crop rotationand fertilisation on maize and wheat yields and yield stability in a long-term experiment. European Journal of Agronomy, 13, 225-244. Berzsenyi, Z., Dang, Q., L. (2002): Búza és kukorica vetésforgók elkülönítése diszkriminanciaanalízissel tartamkísérletben. Növénytermelés, 51, 21-37. Berzsenyi, Z., Dang, Q., L. (2003): A N-műtrágyázás hatása a kukorica- (Zea mays L.) hibridek szemtermésére és N-műtrágyareakciójára tartamkísérletben. Növénytermelés, 52, 389-408. Berzsenyi, Z., Dang, Q. L. (2004): Az istállótrágya és a műtrágya hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére és termésstabilitására monokultúrás és dikultúrás tartamkísérletekben. Növénytermelés, 53, 119-139. Berzsenyi, Z., Dang, Q. L., Micskei, Gy., Takács, N. (2005): Kukoricaszár és N-műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére és termésstabilitására monokultúrás tartamkísérletben. Növénytermelés, 54, 433-446. Berzsenyi, Z., Dang, Q.L. (2008): Effect of various crop production factors on the yield and stability of maize in a long-term experiment. Cereal Research Communications, 36, 16776. Győrffy, B. (1969): Különböző növénytermesztési tényezők hatása a kukorica termésére, komplex I. pp. 54-60. In: I’só I. (szerk.), Kukoricatermesztési kísérletek 1965-1968. Akadémiai Kiadó, Budapest. Győrffy, B. (1975): Vetésforgó – vetésváltás – monokultúra. Agrártud. Közl., 34, 61-81. Győrffy, B. (1979a): Fajta-, növényszám- és műtrágyahatás a kukoricatermesztésben. Agrártud. Közl., 38, 309-331. Győrffy, B. (1979b): A kukoricaszár trágyahatásának vizsgálata tartamkísérletben, 1958-1974. pp. 243-249. In: Bajai, J. (szerk.), Kukoricatermesztési kísérletek 1968-1974. Akadémiai Kiadó, Budapest. Győrffy, B. (1979c): Istálló- és műtrágya hatásának értékelése kukorica-monokultúrában a hatóanyag-azonosság elve alapján, Martonvásár 1959-1974. pp. 279-289. In: Bajai, J. (szerk.), Kukoricatermesztési kísérletek 1968-1974. Akadémiai Kiadó, Budapest. Győrffy, B. (1979d): Istálló- és műtrágya hatásának értékelése vetésforgóban a hatóanyagazonosság elve alapján, Martonvásár 1958-1974. pp. 291-299. In: Bajai, J. (szerk.), Kukoricatermesztési kísérletek 1968-1974. Akadémiai Kiadó, Budapest. Győrffy, B., Szabó, J.L. (1969): A zéró, minimum és normál tillage vizsgálata tartamkísérletben. pp. 143-155. In: I’só I. (szerk.), Kukoricatermesztési kísérletek 1965-1968. Akadémiai Kiadó, Budapest. Győrffy, B., Szabó, J.L., O’sváth, J. (1969): A kukorica termésére ható növénytermesztési tényezők interakcióinak vizsgálata polyfaktoriális kísérletekben, komplex II. pp. 61-77. In: I’só I. (szerk.), Kukoricatermesztési kísérletek 1965-1968. Akadémiai Kiadó, Budapest.

49

NÖVÉNYTERMESZTÉS SZEKCIÓ


AZ IDŐJÁRÁSI SZÉLSŐSÉGEK HATÁSA A KALÁSZOS GABONÁK TERMÉSHOZAMÁRA ÉS A SZEMTERMÉS MINŐSÉGÉRE BENCZE SZILVIA, BALLA KRISZTINA, VARGA BALÁZS és VEISZ OTTÓ MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR Az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetében 2005-ben indult tartamkísérletben az időjárási szélsőségek hatásait követjük nyomon a gabonafélék terméshozamára, betegség ellenállóságára, és a szemtermés minőségére. A 2006 őszétől 2007 tavaszáig tartó igen száraz időszak hatására 2007. év termése volt a legalacsonyabb, míg a csapadékosabb időjárásnak köszönhetően 2006-ban és 2008-ban is magasabb termésszinteket mértünk. A termés sütőipari minősége a három év közül 2007-ben volt a legjobb a kedvezőtlen időjárás ellenére. A gombaölő szeres kezelés minden évben átlagosan nagyobb termést és jobb minőséget eredményezett. Kulcsszavak: globális klímaváltozás, gabonafélék, terméshozam, termésminőség

EFFECT OF CLIMATE EXTREMES ON THE GRAIN YIELD AND QUALITY OF CEREALS S. BENCZE, K. BALLA, B. VARGA and O. VEISZ AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR A long-term experiment was started in 2005 in the Agricultural Research Institute to monitor the effects of the extreme climatic events on the grain yield, quality and disease resistance of cereals. The yield was poor in 2007 due to the long dry period from autumn till spring while it was high in 2006 and 2008 when there was more precipitation. In 2007, however, the grain quality was the highest despite the extreme weather events. The fungicide treatment generally resulted in higher yield potential and better grain quality in every year. Key words: global climate change, cereals, grain yield and grain quality

Bevezetés A légkörben növekvő CO2-szint – bár önmagában serkenti a növények biomassza felhalmozását és növeli a termés mennyiségét – üvegházhatású gáz révén a Föld éghajlatát negatívan befolyásolja. A légkör lassú hőakkumulációját okozó gázok és egyéb tényezők együttes hatására kialakuló globális klímaváltozás számos tényezője érinti a mezőgazdasági növénytermesztés biztonságát. A tenyészidőszak alatti magasabb átlaghőmérséklet felgyorsítja a növények fejlődését, melynek következtében lerövidül a vegetációs periódus, 53

BENCZE SZ. és mtsai

lecsökken a gabonafélék termésmennyisége (Wheeler et al. 1996). A kalászoláskori magas hőmérséklet növeli a szemsterilitást, az érés alatti hőségnapok számának emelkedése – amellett, hogy jelentős terméskiesést okozhat – nagymértékben ronthatja a termés minőségét is (Panozzo és Eagles 2000, Bencze et al. 2007). A csapadék hiánya a magas hőmérséklethez hasonlóan a termés mennyiségét és minőségét is negatívan befolyásolja. A túl sok eső elhúzódó éréshez, nagy mennyiségű, de gyengébb minőségű terméshez vezethet, míg a hirtelen lezúduló, nagy mennyiségű csapadék és a belvíz terméscsökkenést is okozhat. Az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetében egy tartamkísérletet indítottunk 2005-ben, hogy nyomon kövessük a klímaváltozás és az időjárási szélsőségek hatását a gabonafélék produkciójára, a betegség ellenállóságra és a szemtermés minőségének alakulására. Anyag és módszer Ideális vetésidőben és tőszámmal Martonvásáron évente elvetettük a következő genotípusokat: őszi árpa: Petra (A), őszi búza: Bezostaja 1 (RU), Ukrainka (UK), Cubus (D), Apache (FR), Libellula (I), Mv Regiment (H), Mv Mambo (H), Mv Béres (H), Mv Emma (H), őszi durum búza: Mv Makaróni (H), őszi tritikálé: Presto (PL), Kitaro (PL), tavaszi búza: Lona (CH), tavaszi árpa: Jubilant (SK), Prudentia (USA), tavaszi zab: Mv Pehely (H), Kwant (PL). A kísérletet négy-négy ismétlésben, 6 m2-es parcellákon, gombabetegségek és rovarkártevők elleni vegyszeres védelemben két alkalommal részesített (permetezett - P), és gombaölő szerrel nem védett (csak rovarkártevők ellen permetezett - NP) körülmények között végeztük. Mértük az időjárási mutatókat, feljegyeztük a kalászolási időt, és nyomon követtük a kórokozók megjelenését, a betegségek lefolyását. Fajtánként és kezelésenként mértük a parcellánkénti termés mennyiségét, valamint meghatároztuk szemtermés fajra jellemző minőségi paramétereit. A teljesőrlemény fehérjetartalmát Kjeltec Auto Sampler System 1035 Analyseren (Tecator, Svédország) szárazanyag tartalomra átszámítva határoztuk meg (ICC 105/2 szabvány). A nedvessikér tartalmat lisztből az ICC 137/1 szabvány alapján mértük, a glutén indexet az ICC 155 szabvány (Perten módszere) alapján számítottuk ki. Az adatokat kéttényezős varianciaanalízissel értékeltük.

Eredmények és következtetések Az eddigi kísérleti évek időjárása jelentős különbségeket mutatott. A három év közül 2006/2007 tenyészidőszaka volt a legszélsőségesebb, jóval melegebb a szokásosnál, ugyanakkor az ősz, a tél és a tavasz nagyobb része kimondottan száraz volt (1. táblázat). 2005/2006-os és 2007/2008-as tenyészidőszakok humid sajátságúak voltak, azonban a csapadék megoszlása a kísérlet első évében ingadozó, a harmadik évben egyenletesebb volt, különösen az intenzív növénynövekedés időszakában. A két év között megfigyeltünk kisebb hőmérsékleti különbségeket, leginkább december-március hónapokban, melyek azonban a növényekre nézve meghatározóak lehettek. Ezek hatására az egyes gabona genotípusok kalászolási ideje jelentősen eltért az egyes években. Az őszi fajták átlagos kalászolási ideje 05. 20., 05. 11., és 05. 15., a tavaszi 54

AZ IDŐJÁRÁS HATÁSA GABONAFÉLÉK TERMÉSÉRE

genotípusoké 06. 03., 05. 25. és 05. 25. volt 2006-ban, 2007-ben és 2008-ban. Különösen a tavaszi fajták kalászolási idejében okozott egyedi, előre nem megjósolható éves eltéréseket az időjárás alakulása, míg az őszi genotípusok kalászolási rendjében csak kisebb mértékű eltérések adódtak. Összességében elmondható, hogy a kísérletek első évében, 2006-ban relatíve későn kalászoltak mind az őszi, mind a tavaszi fajták. 2007-ben a melegebb ősz-tél miatt felgyorsult a növények fejlődése, átlagban mintegy 9 nappal korábban kalászoltak ki a kísérletek első évével összehasonlítva. A 2007/2008 évi tenyészidőszak 2006-hoz hasonlóan csapadékos volt, azonban a tél eleji hidegebb periódus a növények vernalizációs folyamataira kedvező hatással volt, és a kora tavaszi, melegebb hőmérsékleti viszonyok is a kalászolási idő – 2006hoz képest – jóval korábbivá válásához vezettek. 1. táblázat. A lehullott csapadék mennyisége, a minimum, maximum és átlaghőmérséklet alakulása a tenyészidőszakokban (október-július)

csapadék (mm) 2005/2006 2006/2007 2007/2008

377,7 179 340

Tmin o

( C) -16 -8,1 -13,6

Tmax o

( C) 36,2 41,1 40,2

Tátlag (oC) 8,5 11,4 9,4

A 2005/2006 tenyészidőszak csapadékos és hűvösebb időjárásának köszönhetően, a fajták átlagában a terméshozam ebben az évben volt a legmagasabb, 5,42 kg/parcella, azonban különösen az őszi genotípusoknál a korán megjelent betegségek miatt jelentős különbség volt a permetezett és a nem permetezett parcellák termésmennyiségében (1. ábra). Az őszi gabonafajták közül az egyébként legtöbbet termő tritikálé fajta, a Kitaro, a betegségek hatására a gyengébb hozamú genotípusok közé esett vissza, de még a legrezisztensebb fajták nagy részében is kimutatható volt a termés mennyiségének csökkenése a vegyszeresen védett parcellákhoz képest, a fertőzési tünetek megjelenése nélkül is. Az őszi búzafajták közül a legtöbb termést az Mv Béres, az Mv Mambo, az Apache, az Ukrainka és az Mv Regiment fajták adták. A 2006 őszétől 2007 tavaszáig tartó igen száraz időszak miatt 2007. év termése volt a legalacsonyabb (átlagban 3,74 kg parcellánként). A termés mennyiségében a növényvédő szerrel kezelt és nem kezelt parcellák között ebben az évben volt a legnagyobb különbség az őszi fajtáknál. A Kitaro most is a legtöbbet termő fajta volt a permetezett körülmények között, ennek hiányában azonban termésvesztesége jelentős volt. Az őszi búzafajták közül a legnagyobb termést az Mv Béres és Mv Regiment adta. E két genotípus előnye vegyszeresen nem védett körülmények között is megmutatkozott. Permetezés mellett a körülményekhez képest relatíve magasabb termést hozott még az Apache és az 55


Ukrainka. A tavaszi fajtáknál a korai fejlődési szakaszban fennálló, igen száraz körülmények oly mértékben gátolták a növények fejlődését, hogy nem volt különbség a kezelések között, illetve a szárazságstresszhez társuló biotikus stressz (súlyos vírusfertőzés) következtében a zabfajták csaknem teljesen ki is pusztultak. A tavaszi árpa és búza fajták termése is nagyon alacsony volt ebben az évben, messze elmaradt a megelőző és az ezt követő évtől.

2008. évi termés (kg/parcella)

NP

P

KWANT

MV-PEHELY

PRUDENTIA

LONA

NP

JUBILANT

KITARO

PRESTO

MV-EMMA

MV-MAKARONI

MV-BERES

MV-MAMBO

KWANT

MV-PEHELY

PRUDENTIA

LONA

JUBILANT

KITARO

PRESTO

MV-EMMA

MV-MAKARONI

MV-BERES

MV-MAMBO

LIBELLULA

MV-REGIMENT

CUBUS

0

APACHE

1

0 UKRAINKA

2

1 BEZOSTAJA-1

3

2

LIBELLULA

4

3

MV-REGIMENT

5

4

CUBUS

6

5

UKRAINKA

7

6

PETRA

7

kg

8

APACHE


P

BEZOSTAJA-1

NP

8

PETRA

kg


P

8 7 6 kg

5 4 3 2

KWANT

MV-PEHELY

PRUDENTIA

JUBILANT

LONA

AMILO

KITARO

PRESTO

MV-MAKARONI

MV-EMMA

MV-BERES

MV-MAMBO

LIBELLULA

APACHE

CUBUS

UKRAINKA

BEZOSTAJA-1

PETRA

0

MV-REGIMENT

1

1. ábra. A fajták terméshozamai (20062008) P= gombabetegségek ellen permetezett, NP= nem permetezett, a szignifikáns különbséget jelölő sávok a p=0,05 valószínűségi szintnél kapott értékeket mutatják.

2007/2008-ban a csapadékosabb időjárásnak köszönhetően a termésátlag magas volt, azonban az első évinél kisebb lett, a melegebb tavasz miatt felgyorsult egyedfejlődés és korábbi kalászolás következtében, parcellánként 5,17 kg. A legnagyobb termést a tritikálék mellett az őszi búzák közül az Mv Regiment adta, ezt követte az Apache és a Cubus, majd a korábbi években még aszályos körülmények között is kiválóan teljesítő Mv Béres következett (1. ábra). Az Mv Mambo, Ukrainka, Mv Emma, és a Libellula termése közepesnek volt mondható. Jelentős és az őszi fajták túlnyomó többségében ebben az évben is szignifikáns, viszonylag kiegyenlített különbséget adott a gombaölő szeres kezelés, átlagosan ez 0,72 kg-mal (14%-kal) több termést eredményezett. A szemtermés minőségének alakulásában mind az évjáratnak, mind a permetezésnek nagy szerep jutott, a legtöbb vizsgált tulajdonságnál szignifikáns hatást tapasztaltunk (2. táblázat). A szemek fehérjetartalma 2008-ban volt a legalacsonyabb és 2007-ben volt a legmagasabb (összes fajta átlagában), míg a kenyérbúza nedvessikér tartalma 2006-ban, glutén indexe 2008-ban adott kimagaslóan magas értékeket. 56

AZ IDŐJÁRÁS HATÁSA GABONAFÉLÉK TERMÉSÉRE 2. táblázat. A gabonafajok és -fajták szemtermés minősége a vegyszeres védelemben részesített, permetezett, (P) és a nem permetezett (NP) parcellákon

Vizsgált paraméter Fehérje- és sikérvizsgálat Fehérje tartalom (%)1 Nedvessikér (%)2 Glutén index2

2006 P NP

P

2007 NP

13,4 12,7 38,1 35,1 74,5 79,7

15,2 34,8 76,7

15,0 12,2 33,9 28,3 80,3 83,5

11,8 *** 26,6 *** 87,7 ***

***

57,6

57,2 56,9

55,2 ***

NS

2,7 5,8 59,2 67,3

NS NS * NS

*** * * * *** *** ***

P

2008 NP

P érték fung év

*** ***

2

Farinográfos vizsgálatok Vízfelvevő képesség (%) Tésztakialakulási idő (min) Tésztastabilitás (min) Sütőipari értékszám ICC értékszám

-

-

-

-

6,3 6,2 3,4 10,3 11,2 6,1 71,1 72,3 62,6 116,4 128,4 72,8

Perten SKCS3 Ezerszemtömeg (g) Szem átmérő (mm) Szemkeménység (HI)

42,8 40,7 2,6 2,6 55,7 51,4

38,6 2,5 57,6

36,3 44,7 2,4 2,7 57,8 38,5

42,7 *** 2,6 *** 39,0 ***

FOSS vizsgálatok2 Keményítő tartalom (%) Zeleny érték Hektoliter tömeg (kg/hl)

36,5 34,3 55,6 51,3 80,0 78,3

33,9 51,1 77,6

32,6 31,4 47,9 34,6 76,4 77,9

29,1 *** *** 31,2 *** *** 77,2 *** ***

1=Valamennyi őszi és tavaszi fajta (2007-ben a tavaszi zabfajták kivételével), 2=az őszi és tavaszi búzafajták, 3= őszi és tavaszi búza fajták, valamint az őszi durum búza adatainak átlaga. P=permetezett, NP= nem permetezett parcellákon. Szignifikancia szint: fung = fungicid kezelés, év= évjárat hatásban.

A búza minősége 2007-ben volt mégis a legjobb, amellett, hogy ebben az évben volt a termés a legkisebb, a 15% fölötti fehérjetartalom mellé 34% körüli sikértartalom társult, és a farinográfos vizsgálatok is azt támasztották alá, hogy a tészta szerkezeti jellemzői és a sütőipari értékszám szerint is kimondottan jó lett a minőség a kedvezőtlen időjárás ellenére. A szemek mérete (tömege, átmérője) ebben az évben volt a legkisebb a vizsgált három év közül, azonban a szemkeménység (hardness index) értéke a legnagyobb volt. Az adott körülmények között tehát a búzaszemek sütőipari minősége nem lett gyengébb, hasonlóan a Szilágyi et al. (2002) által tapasztaltakhoz. A szélsőséges időjárás főként a termés mennyiségi jellegekre hatott negatívan, amint azt irodalmi adatok is leírták (Batts et al. 1998, Kafi és Stewart 1998). 57


A gombaölő szer használata gyakorlatilag minden évben kedvezően befolyásolta a minőséget, emelte a fehérje és a sikértartalmat, és a glutén index értékét. A farinográfos vizsgálat paraméterei közül a vízfelvevő képességet növelte meg, a sütőipari értékszámot kisebb mértékben befolyásolta, kisebbnagyobb eltérésekkel. Bár a FOSS vizsgálat objektivitása – minőségi paraméterek meghatározása kalibráció alapján egész szemekből infravörös fény segítségével – csak irányadónak tekinthető, eredményeink mégis arra utaltak, hogy a vegyszeresen védett növények szemének keményítőtartalma és hektolitersúlya is magasabb volt. A kalibráció alapján számított Zeleny érték is jelentős minőségjavító hatást támasztott alá.

Köszönetnyilvánítás A kísérleteket az OM-0047/2005, az OTKA K-63369 és az AGRISAFE 203288 sz. EU-FP7REGPOT 2007-1 pályázat támogatta.

Irodalom Batts, G.R., Ellis, R.H., Morrison, J.I.L., Nkemka, P.N., Gregory, P.J., Hadley, P. (1998): Yield and partitioning in crops of contrasting cultivars of winter wheat in response to CO2 and temperature in field studies using temperature gradient tunnels. J. Agric. Sci. 130, 17-27. Bencze, S., Keresztényi, E., Veisz, O. (2007): Change in heat stress resistance in wheat due to soil nitrogen and atmospheric CO2 levels. Cereal Res. Commun. 35, 229-232. Kafi, M., Stewart, W.S. (1998): Effects of high temperature on yield and yield components of nine wheat cultivars and a triticale. Iran Agric. Res. 17, (1) 51-66. Panozzo, J. F., Eagles, H. A. (2000): Cultivar and environmental effects on quality characters in wheat. II. Protein. Aust. J. Agric. Res. 51, 629-636. Szilágyi, Sz., Triboi, E., Győri, Z., Triboi, A.M., Branlard, G., Borbély, M. (2002): Environmental and genetical effects on protein composition measured by SE-HPLC and mixograph characteristics of the winter wheat grown in France and Hungary. ICC Conference 2002, Novel raw materials, technologies and products – New challenge for the quality control (Salgó, A. Tömösközi, S., Lásztity, R. eds.), Budapest, Hungary, 114-127. Wheeler, T.R., Batts, G.R., Ellis, R.H., Hadley, P., Morrison, J.I.L. (1996): Growth and yield of winter wheat (Triticum aestivum) crops in response to CO2 and temperature. J. Agric. Sci. Cambridge 127, 37-48.

58


A KUKORICA (ZEA MAYS L.) HIBRIDEK N-MŰTRÁGYAREAKCIÓJÁNAK VIZSGÁLATA NÖVEKEDÉSANALÍZISSEL TARTAMKÍSÉRLETBEN BERZSENYI ZOLTÁN MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR A növekedésanalízis klasszikus és funkcionális módszerével 2001. és 2002. években, kéttényezős, split-plot elrendezésű tartamkísérletben, három eltérő genotípusú hibriden (Mv 272 (FAO 280), Mv 355 (FAO 390) és Maraton (FAO 450)) tanulmányoztuk a Nműtrágyázás (0, 80, 160 és 240 kg ha-1) hatását a kukorica növekedésének és növekedési jellemzőinek dinamikájára. Az N-műtrágyázás hatásának jellemzésére a következő növekedési mutatókat számítottuk ki: abszolút növekedési sebesség (AGR ALGR), relatív növekedési sebesség (RGR), levélterület index (LAI), nettó asszimilációs ráta (NAR) és harvest index (HI). Megállapítottuk, hogy a kukorica termésreakciója és a növekedési mutatók értékeinek – N-műtrágyázástól függő – mintázata hasonló tendenciát mutat. A főkomponensanalízis, a többszörös regresszióanalízis és a diszkriminanciaanalízis eredménye alapján a kukorica szemtermésének meghatározásában elsősorban az AGR, a LAImax, az ALGR és HI mutatók jelentősek. Az eredményekből arra lehet következtetni, hogy a növekedési mutatók felhasználhatók a N-műtrágyareakció predikciójára a kukoricanövény növekedésének korai stádiumában. Kulcsszavak: kukorica, N-műtrágya reakció, növekedésanalízis, Hunt-Parsons modell, Richards függvény

USE OF GROWTH ANALYSIS TO DESCRIBE THE N FERTILISER RESPONSES OF MAIZE (ZEA MAYS L.) HYBRIDS Z. BERZSENYI AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR Using the classical and functional methods of growth analysis, the effect of mineral N fertiliser (0, 80, 160 and 240 kg ha–1) on the dynamics of growth and growth parameters was studied in 2001 and 2002 in a two-factorial, long-term experiment set up in a split-plot design on three maize hybrids with different genotypes, Mv 272 (FAO 280), Mv 355 (FAO 390) and Maraton (FAO 450). The following growth parameters were calculated to characterise the effect of N fertiliser: the absolute growth rate (AGR, ALGR), the relative growth rate (RGR), the leaf area index (LAI), the net assimilation rate (NAR) and the harvest index (HI). Similar tendencies were found for the yield response of maize and the values of the growth parameters as a function of N fertilisation. Based on the results of principle component analysis, multiple regression analysis and discriminant analysis, the parameters AGR, LAImax, ALGR and HI were found to have a decisive influence on the grain yield of maize. It could be concluded from the results that growth parameters can be used to predict the N fertiliser responses of maize in early growth stages. Key words: maize, N fertiliser response, growth analysis, Hunt-Parsons model, Richards function

59

BERZSENYI Z.

Bevezetés Tartamkísérletekben a növekedésanalízis különösen alkalmas módszer a kukoricanövények növekedésének és a növekedést befolyásoló agronómiai és ökológiai faktoroknak komparatív vizsgálatára. A növekedésanalízis a fotoszintetikus produkció hosszú időtartamú vizsgálatára alkalmazható módszer, egy összekötő híd a növényi produkció leírása és a fiziológiai módszereket alkalmazó analízisek között. A növekedési mutatók leírják a növénynek, illetve különböző részeinek növekedését, az asszimiláló szervek és a szárazanyagprodukció közötti viszonyt, ezáltal lehetővé teszik a kísérleti kezelések tartamhatásának többparaméteres értékelését. Az N-műtrágya reakció (termésreakció) görbe fő hátránya, hogy nem mutatja ki a reakció időbeni változását, amely feltétlenül bekövetkezik a vetés és a betakarítás között szántóföldön. A szárazanyag-akkumuláció és a levélterületnövekedés időbeni folyamatának tanulmányozása hozzájárulhat a kukorica hibridek N-műtrágya hasznosításának javításához. A nitrogén stressz, mint az Nhiány intenzitásának kvantitatív becslése a növényben, értékelhető a növekedési ráta csökkenéséből, összehasonlítva a maximális növekedési rátával a növény nem limitált N-ellátottságakor. A kutatás célja volt, hogy (1) a növekedésanalízis klasszikus és funkcionális módszerével feltárjuk, milyen mértékben befolyásolják a Nműtrágyázás különböző szintjei a kukoricanövény növekedésének és növekedési jellemzőinek dinamikáját, és (2) többváltozós módszerekkel vizsgáljuk a szemtermés és a növekedési mutatók összefüggésrendszerét. Anyag és módszer A kísérlet kezelései A N-műtrágyázás hatását a kukorica növekedésére és növekedési jellemzőire Győrffy Béla és munkatársai által 1961-ben négy ismétlésben, split-plot elrendezésben beállított kisparcellás tartamkísérletben tanulmányoztuk, az intézet kísérleti területén, erdőmaradványos csernozjom talajon. A N-műtrágyakezelések a következők voltak: 0, 80, 160 és 240 kg ha-1 (továbbiakban jelölésük: N0, N80, N160 és N240). A P- és K-műtrágya mennyisége minden kezelésben azonos (160 kg ha-1) volt. A vizsgálatokat 2001 és 2002. években három egyszeres keresztezésű, eltérő genotípusú hibriddel végeztük: Mv 272 (FAO 280), Mv 355 (FAO 390) és Maraton (FAO 450). A kísérleti területre a vegetációs időszakban (04-09. hónap) lehullott csapadék mennyisége (mm) a következő volt: 2001: 266, 2002: 326. 2002-ben a csapadék eloszlása a virágzás időszakában kedvezőtlenebb volt, mint 2001-ben. Növekedésanalízis A növekedésanalízishez a növényminták vételét a vetéstől számított 28-35. napon (a kukorica 4-leveles fejlettségénél) kezdtük meg és a fiziológiai érésig folytattuk, 14 napos intervallumokban. Mindkét évben 8 alkalommal vettünk növénymintákat. A levél területét Delta-T típusú elektronikus planiméterrel határoztuk meg és a szeparált növényi részeket (levél, szár, cső, szemtermés) szárítószekrényben 48-96 órán át, 105 oC-on szárítottuk, száraztömegük meghatározása céljából.

60

N-MŰTRÁGYA-REAKCIÓ VIZSGÁLATA NÖVEKEDÉSANALÍZISSEL A levélterület és a növényenkénti száraztömeg mérési adatokat először kéttényezős varianciaanalízissel értékeltük mind a nyolc mérési időpontban. Ezt követően mindegyik adatsorozatot az időbeni ismételt mérésekre kidolgozott varianciaanalízissel értékeltük. A növekedésanalízis klasszikus módszerével (Hunt et al. 2002) vegetatív és generatív szakaszra az alábbi növekedési mutatókat számítottuk ki: relatív növekedési sebesség (RGR), nettó asszimilációs ráta (NAR) és levélterület arány (LAR). Kiszámítottuk továbbá a levélterület index (LAI), a harvest index (HI), a levélterület tartósság (LAD) és a biomassza tartósság (BMD) mutatókat. A növekedésanalízis függvényillesztésen alapuló, ún. funkcionális módszerében a HuntParsons program első-, másod- és harmadfokú exponenciális polinomokat illeszt a szárazanyag produkció és a levélterület logaritmusának idő szerinti értékeihez (Hunt és Parsons 1974). Kiszámítja az abszolút növekedési sebességet (AGR, ALGR), a relatív növekedési sebességet (RGR), a levélterület arányt (LAR) és a nettó asszimilációs rátát (NAR), a standard hibával és a konfidencia sávokkal együtt. A növekedésanalízis funkcionális módszerében a Hunt-Parsons (HP) modell alkalmazása mellett Richards növekedési függvényt illesztettünk a szárazanyag-produkció időbeni mérési adataihoz (Berzsenyi 2009a). Az alábbi növekedési mutatókat számítottuk ki: abszolút növekedési sebesség (AGR) és relatív növekedési sebesség (RGR). Végül korrelációszámítással, főkomponens analízissel, többszörös regresszió analízissel és a diszkriminancia analízissel tártuk fel a Hunt-Parsons programmal kiszámított növekedési mutatók és a szemtermés összefüggésrendszerét (Berzsenyi et al. 2007).

Eredmények és következtetések Az N-műtrágyázás hatása a kukoricanövény szárazanyag-produkciójára és növekedési sebességére

300

2002

SzD5% = 17.1

250 200 150 100 N0 N80 N160 N240

50 0 36

50

64

78

92

106 120 134

Vetéstől eltelt napok száma

Összes szárazanyag g növény-1

Összes szárazanyag g növény-1

A mérési adatok varianciaanalízise alapján az N-műtrágyázás hatása a szárazanyag-produkcióra a 4-6 leveles stádiumtól szignifikáns volt, míg a hibridek közötti különbség a nővirágzás stádiumától kezdődően volt szignifikáns (Berzsenyi 2009b) (1. ábra). 300

2002

SzD5% = 15.7

250 200 150 100 Mv 272 Mv 355 Maraton

50 0 36

50

64

78

92

106 120 134


1. ábra. Az összes szárazanyag akkumuláció szezonális dinamikája a N-műtrágyázástól és a hibridtől függően a mérési adatok alapján 2002-ben

61

BERZSENYI Z.

A Hunt-Parsons program harmadfokú exponenciális függvénnyel jellemezte az összes szárazanyag-produkció időbeni dinamikáját. A kukoricanövény időbeni növekedéséhez illesztett Richards-függvény szezonális dinamikájában jól felismerhető a kezdeti exponenciális és az ezt követő hosszabb időtartamú lineáris és a végső telítődési szakasz (2. ábra). Az Nműtrágyakezelések közötti különbséget vizsgálva megállapítottuk, hogy az N0 kezelés görbéje egyértelműen elkülönül a többi N-kezeléstől. Az N80 kezelés görbéje a virágzás előtti időszakban leszakad az N160 és N240 kezeléstől, míg az N160 és N240 kezelések elkülönülése gyakran a szemtelítődés időszakára esik. Korábbi vizsgálatainkban (Berzsenyi 1996), a HP modell illesztésekor megállapítottuk, hogy az évjárattól és genotípustól függően jelentős eltérések lehetnek a szárazanyag-produkció nagyságában és időbeni dinamikájában. HP modell illesztése Összes szárazanyag g növény-1

250

N0

250

200

N80

200

150

N16 0

150

100

100

50

50 0

0

N0 N80 N160 N240

35 48 61 76 90 104 120 132

20 40 60 80 100 120 140



4,5

4.5 4.0

4,0 AGR g növény-1nap-1

Richards függvény illesztése

3.5 3.0

3,5 3,0 2,0

2.5 2.0

1,5

1.5

1,0

1.0 0.5

2,5

0,5

0.0

0,0

N0 N80 N160 N240

35 48 61 76 90 104 120 132

20 40 60 80 100 120 140



2. ábra. A N-műtrágyázás hatása az Mv 272 kukorica hibrid szárazanyag-produkciójának és abszolút növekedési sebességének (AGR) szezonális dinamikájára a HP modell és a Richards függvény illesztése alapján 2002-ben

62

N-MŰTRÁGYA-REAKCIÓ VIZSGÁLATA NÖVEKEDÉSANALÍZISSEL

A szárazanyag-produkció dinamikájának N-műtrágyázástól függő eltéréseit pontosan visszatükrözte az abszolút növekedési sebesség (AGR) dinamikája, amely tipikusan harang alakú, ún. Gauss görbe (2. ábra). A Richards függvényből derivált AGR dinamikák a Gauss görbét követik. A HP modell illesztésekor azonban az AGR csökkenő szakasza nem feltétlenül 0-nál fejeződik be, mint a Richards függvény esetében, hanem visszatükrözheti a szárazanyag akkumuláció átmeneti csökkenését követő újbóli növekedését is. Szakmailag értelmezni kell az eredményt és a tényleges növekedést el kell különíteni a harmadfokú függvény sajátosságaiból adódó dinamikától. Jelentős különbségek voltak az AGR maximális és átlagos értékében, az N-műtrágyázásnak tulajdoníthatóan. Az összes szárazanyag-produkció AGR értéke az N0 kezelésben volt a legkisebb és az N-műtrágyázás hatására N160 kezelésig nőtt, ezután szignifikánsan nem változott. A Hunt-Parsons program alapján számított átlagos AGR értékek a következők: N0: 1.78, N80: 2.24, N160: 2.72 és N240: 2.58 g növény-1 nap-1. A Richards függvény alapján derivált AGR értékek nagyobbak, azonban hasonló tendenciát fejeznek ki: N0: 2.13, N80: 2.71, N160: 3.17 és N240: 2.92 g növény-1 nap-1. Az RGR következetesen nőtt az Nműtrágyázás hatására. A klasszikus módszer alapján a vegetatív fázisban N80 kezelésig nőtt az RGR értéke 82.6 mg g-1 nap-1-ről 86.0 mg g-1 nap-1-re. A generatív fázisban kisebb értékek jellemzik az RGR-t és N160 kezelésig nőtt az értéke, 16.1 mg g-1 nap-1-ről 20.1 mg g-1 nap-1-re. Hasonló tendenciát fejeztek ki a funkcionális módszerrel számított RGR értékek is. A N-műtrágyázás hatását a szárazanyag allokációra jól kifejezte a harvest index (HI), amely a szemtermés és a föld feletti biomassza produkció hányadosa. Két év átlagában a HI értéke a mérési adatok alapján a különböző Nkezelésekben az alábbi volt (%): N0: 46.9, N80: 53.7, N160: 53.3, N240: 54.4. A kedvezőbb 2001-ben a HI értéke nagyobb volt, mint 2002-ben. Az N-műtrágyázás hatása a levélterület szezonális dinamikájára és növekedési sebességére A levélterület mérési adatok varianciaanalízise alapján megállapítottuk, hogy az N-műtrágyázásnak és a genotípusnak egyaránt szignifikáns hatása volt a növényenkénti levélterületre. Míg az N-műtrágyázás hatása már az első mérési időpontokban szignifikáns volt, a hibridek közötti különbség a 3-4. mintavételtől volt szignifikáns (Berzsenyi 2009b) (3. ábra). A növényenkénti levélterület az 12. mérési időponttól szignifikánsan legkisebb volt az N0 kezelésben, görbéje gyorsan leszakadt a többi N kezeléstől. Az N-műtrágyázás hatásaként szignifikánsan nőtt a növényenkénti levélterület, azonban az 1-4. mérési időpontban kevésbé különbözött. Ezt követően az N80 kezelés kisebb levélterülete szignifikánsan elkülönült az N160 és N240 kezelésekben mért levélterülettől. Az N160 és N240 kezelések levélterülete közötti különbség mintavételenként változott, azonban mindkét évben legnagyobb levélterületet az N160 kezelésben mértünk. Mindkét évben a növényenkénti levélterület a hibridek tenyészidejével mutatott szoros kapcsolatot. 63

BERZSENYI Z.

A N-műtrágyázás hatását a levélterület szezonális dinamikájára a HuntParsons program 15 esetben másodfokú és 9 esetben harmadfokú exponenciális függvénnyel jellemezte (4. ábra). Az N0 kezelésben a levélterület szezondinamikája határozottan elkülönült a többi kezeléstől és a legalacsonyabb levélterület értékek (4045 cm2 növény-1 maximummal) jellemezték (4. ábra). Az N80 kezelésben a levélterület nagysága (maximum: 5475 cm2 növény-1) jelentősen felülmúlta az N0 kezelésben mért levélterületet és a vegetációs időszak nagyobbik részében kisebb volt, mint az N160 és N240 kezelésekben. A levélterület az N160 és N240 kezelésekben volt a legnagyobb (5764, illetve 5718 cm2 növény-1 maximummal). A növényenkénti levélterület mérési és számított értékeit összehasonlítva megállapítható, hogy a HP modell kismértékben nagyobb maximális levélterület értéket eredményezett.

2002

2002

SzD5% 488.5 Levélterület cm2 növény-1

Levélterület cm2 növény-1

SzD5% 357.4

5000

5000 4000 3000 2000 N0 N80 N160 N240

1000

36

50

64

78

92

4000 3000 2000 Mv 272 Mv 355 Maraton

1000

106 120 134


36

50

64

78

92

106 120 134


3. ábra. A levélterület szezonális dinamikája a N-műtrágyázástól és a hibridtől függően a mérési adatok alapján 2002-ben

A levélterület abszolút növekedési sebességének (ALGR) teljes időszakában jól elkülönül a növekedés és a csökkenés időszaka, másrészt a különböző N-kezelések hatása (4. ábra). Az ALGR a N-műtrágyázás hatására jelentősen nőtt, átlagos értéke a következő volt (cm2 nap-1): N0: 69.5, N80: 95.7, N160: 100.1 és N240: 100.0. Az ALGR értékére jelentős volt az évjárat hatása. A levélterület index maximális értéke (LAImax) legalacsonyabb volt az N0 kezelésben és N-műtrágyázás hatására következetesen nőtt az N160, illetve N240 kezelésig. Két év és három hibrid átlagában a LAI maximális értéke a HP modell alapján N-kezelésenként a következő volt: N0: 2.83, N80: 3.84, N160: 4.04, N240: 4.01. A levélterület mérési adatok alapján a LAImax értéke N-kezelésenként a következő volt: N0: 2.66, N80: 3.36, N160: 3.44, N240: 3.51. Megállapítható, hogy a HP modell hasonló tendenciát, azonban kismértékben nagyobb LAImax értékeket határozott meg.

64

N-MŰTRÁGYA-REAKCIÓ VIZSGÁLATA NÖVEKEDÉSANALÍZISSEL

200

6000

150

N0 N80 N160 N240

-1

7000

5000

-1

ALGR cm növény nap

4000 3000

100 50 0

2

2

Levélterület cm növény

-1

A nettó asszimilációs ráta (NAR) átlagos értéke a növekedés vegetatív szakaszára vonatkozik és az N0 kezelésben volt a legkisebb (8.3 g m-2 nap-1), illetve az N240 kezelésben a legnagyobb (9.3 g m-2 nap-1). Az N80 és N160 kezelésekben a NAR átlagos értéke (9.02, illetve 8.99 g m-2 nap-1) nem különbözött szignifikánsan egymástól. A klasszikus és funkcionális módszerrel számított NAR értékek hasonlóan fejezték ki az N-műtrágyázás hatását. A levélterület tartósság (LAD) és biomassza tartósság (BMD) kumulált értéke N160 kezelésig nőtt és mindkét mutató az N0 kezelésben hasonló N stressz hatást (29.4-38.3%) fejezett ki az N0 és N240 kezelések összehasonlítása alapján.

2000 1000

-50

35

48

61

76

90 104 120 132

-100 -150

0 35

48

61

76

90 104 120 132


-200 Vetéstől eltelt napok száma

4. ábra. A N-műtrágyázás hatása az Mv 272 kukorica hibrid levélterületének és a levélterület abszolút növekedési sebességének (ALGR) szezonális dinamikájára a HP modell alapján

Az N-műtrágyázásnak minden évben szignifikáns (P = 0.1%) hatása volt a kukorica szemtermésére. A termésreakciót másodfokú függvény írta le a különböző N kezelésekben. A szemtermés 2001-ben N160 kezelésig, 2002-ben N80 kezelésig szignifikánsan nőtt. A szemtermés N-kezelésenként és évenként a következő volt: 2001-ben: N0: 5.603, N80: 8.618, N160: 9.654, N240: 9.774, 2002ben: N0: 4.211, N80: 7.126, N160: 8.188, N240: 7.766. Összefüggés-vizsgálatok. A korrelációs mátrix pozitív, szoros összefüggést mutatott ki a szemtermés és a HI (r = 0.841***), a szemtermés és az AGR (r = 0.757***), továbbá a szemtermés és a LAImax (r = 0.610**) között. Közepes volt az összefüggés a szemtermés és az ALGR között (r = 0.434*). A dimenzionalitás csökkentése főkomponens analízissel a változók hasonló csoportosulását tárta fel. Eszerint a szemterméssel közös I. főkomponensbe, azonos előjellel és nagy főkomponens súllyal az alábbi változók csoportosultak: AGR, HI és LAImax. Ugyanebben a főkomponensben 0.5 feletti főkomponens súllyal vett részt a NAR és az ALGR növekedési mutató. Az első három főkomponens az összes variancia 93%-át tárta fel.

65

BERZSENYI Z.

A többszörös regresszió analízis „stepwise” módszere alapján a HI és a LAImax mutatóknak volt a legnagyobb és pozitív hatása a szemtermésre. A diszkriminancia analízis eredménye (Wilks lambda és az F-értékek) alapján megállapítottuk, hogy az N-kezeléscsoportok elkülönítéséhez szignifikánsan hozzájárult a szemtermés, az ALGR, a LAImax és a HI (Berzsenyi et al. 2007). Eredményeinkből arra következtethetünk, hogy a növekedésanalízis eredményesen felhasználható a genotípusok N-műtrágyareakciójának többváltozós elkülönítéséhez és lehetővé teszik az N-műtrágyareakció predikcióját a kukoricanövény korai fejlettségi stádiumában. Módszertani szempontból javasolható a növekedésanalízis klasszikus és függvényillesztésen alapuló módszerének egyidejű alkalmazása. Köszönetnyilvánítás A kutatást a K 61957 sz. OTKA és a 203288 sz. AGRISAFE EU-FP7-REGPOT 2007-1 pályázatok támogatásával végeztük.

Irodalom Berzsenyi, Z. (1996): Az N-műtrágyázás hatásának vizsgálata a kukorica (Zea mays L.) növekedésére Hun-Parsons modellel. Növénytermelés, 45, 35-52. Berzsenyi, Z. (2009a): A nitrogén műtrágyázás hatásának vizsgálata a kukorica (Zea mays L.) hibridek növekedésére Richards függvénnyel. Növénytermelés, 58, 5-21. Berzsenyi, Z. (2009b): Studies on the effect of N fertilisation on the growth of maize (Zea mays L.) hybrids I. Dynamics of dry matter accumulation in whole plants and plant organs. Acta Agronomica Hungarica, 57, 97-110. Berzsenyi, Z., Dang, Q.L., Micskei, Z., Sugár, E., Takács, N. (2007): Kukorica (Zea mays L.) hibridek N-műtrágyareakciójának jellemzése növekedésanalízissel. Acta Agronomica Ovariensis, 49, 193-200. Hunt, R., Causton, D.R., Shipley, B., Askew, P. (2002): A modern tool for classical plant growth analysis. Ann. Bot., 90, 485-488. Hunt, R., Parsons, I.T. (1974): A computer program for deriving growth-functions in plant-growth analysis. Journal of Applied Biology, 11, 297-307.

66


HERBICID KEZELÉSEK HATÁSA A GYOMNÖVÉNYZET TÖMEGVISZONYAIRA A MARTONVÁSÁRI TARTAMKÍSÉRLETBEN BERZSENYI ZOLTÁN, SOLYMOSI PÉTER, ÁRENDÁS TAMÁS és BÓNIS PÉTER MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR A kultúrnövény nélküli, kéttényezős, osztott parcellás herbicid tartamkísérlet (főparcella: talajművelés 2 változata, alparcella 7 herbicid kezelés és 2 kontroll parcella) első 15 évében (1965-1979) a gyomtömeg (g m-2) alapján kiemelkedő gyomirtó hatást a simazin és atrazin 10 kg ha-1 dózisánál tapasztaltunk. Közepes hatékonysággal követte az ametrin 5 kg ha-1, a linuron 10 kg ha-1 és a 2,4-D 2+2 kg ha-1 dózisban. A közepesnél gyengébb gyomirtó hatása volt a prometrinnek 5 kg ha-1, és a monolinuronnak 10 kg ha-1 dózisban. Az évenkénti egyszeri, őszi középmélyszántás 36,5%-kal csökkentette a gyomok tömegét. Jelentős volt az évjárat-hatás, melyet jól szemléltetnek a gyomok tömegviszonyaiban bekövetkezett évenkénti változások, mind a herbicid kezelésekben, mind pedig a kontrollparcellákban. A simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon a kísérlet 17. évétől a gyomok tömegének (g m-2) exponenciális növekedését állapítottuk meg, amely a triazinrezisztens gyombiotípusok elszaporodását valószínűsíti. Az egyes herbicid kezelések hatására eltolódás következett be az egyszikű-kétszikű arányban. Kulcsszavak: tartamkísérlet, gyomtömeg, talajművelés hatása, rezisztens biotípusok, klór-amino-triazinok

EFFECT OF HERBICIDE TREATMENTS ON THE WEED MASS IN A LONG-TERM EXPERIMENT IN MARTONVÁSÁR Z. BERZSENYI, P. SOLYMOSI, T. ÁRENDÁS and P. BÓNIS AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR, HUNGARY The weed mass (g m-2) recorded in the first 15 years (1965–1979) of a long-term, bifactorial, split-plot herbicide experiment (main plots: two types of soil cultivation, subplots: 7 herbicide treatments, with two control plots) without crops indicated that the best weed control was achieved with 10 kg ha-1 rates of simazine and atrazine. These were followed by 5 kg ha-1 ametrin, 10 kg ha-1 linuron and 2+2 kg ha-1 2,4-D, all with moderate efficiency, while 5 kg ha-1 prometrin and 10 kg ha-1 monolinuron resulted in poorer weed control. Medium deep ploughing once a year in autumn reduced the weed mass by 36.5%. There was a substantial year effect, well illustrated by the annual changes in weed mass both in the herbicide treatments and in the control plots. In plots treated with simazine and atrazine there was an exponential increase in the weed mass from the 17th year of the experiment, suggesting the multiplication of weed biotypes resistant to triazine. As a result of some herbicide treatments there was a shift in the monocot-dicot ratio. Key words: long-term experiment, weed mass, tillage effect, resistant biotypes, chloro-amino-triazines

67

BERZSENYI Z. és mtsai

Bevezetés A különböző herbicidek szántóföldi környezetre gyakorolt hatásainak feltárásában alapvető szerepe van a tartamkísérleteknek. Kizárólag a vegyszeres tartamkísérletekben van mód arra, hogy megállapítsuk egyes herbicideknek a gyompopulációk dinamikájára gyakorolt hatását, valamint nyomon kövessük a flóraátalakulások folyamatát. Emellett a vegyszeres tartamkísérletek alkalmasak a herbicidrezisztencia kialakulásának vizsgálatára is, különösen a szimulációs rezisztencia-modellek (Gressel és Segel 1978, Maxwell et al. 1990) előrejelzéseinek ellenőrzésére. A nagyon kisszámú herbicid tartamkísérlet közül talán legismertebb a Bibury kísérlet Angliában, amely a 2,4-D szelektív herbiciddel és maleinsavhidrazid növekedési regulátorral kezelt parcellákon kívül kontroll parcellákat foglalt magában. A tartamkísérlet 35 éves időtartama alatt részletes vizsgálatokat végeztek a növényfajok összetételének változásáról. Ezeket az adatokat most felhasználják a klímaváltozással összefüggő vegetáció átalakulás modellezésére (Grime et al. 1994). Hasonló időtartamú a kanadai, Saskatchevanban, 1947-ben beállított, egy herbicidre (2,4-D) alapozott, 36 éves kísérlet (Hume 1987). Gyomnövényekkel és herbicidekkel tartamkísérletekben végzett vizsgálatok eredményeiről Rademacher (1967) számolt be. Hazai viszonylatban egyedülálló a martonvásári herbicid tartamkísérlet, melyet Győrffy Béla 1964-ben hét herbiciddel, 2 talajművelési kezeléssel állított be és az 1990es évek közepéig folyamatosan fennmaradt. A martonvásári herbicid tartamkísérlet beállításakor a kutatók a következő kérdésekre kívántak választ kapni: (a) milyen a kukorica gyomirtására engedélyezett herbicidek tartamhatása, különös tekintettel a gyomfajok szelekciójára, a faji összetétel változására, esetleges rezisztens biotípusok kialakulására, és (b) évenként egyszeri talajművelésnek (őszi szántás) milyen hatása van a gyomnövényzet tömegviszonyaira és a herbicidek hatására, összehasonlítva a szántás nélküli környezettel. A szerzők a martonvásári kultúrnövény nélküli vegyszeres tartamkísérlet 1965-1979, illetve 1982-1987. évi adatainak elemzésével tanulmányozták az egyes herbicideknek a gyomnövények tömegviszonyokra gyakorolt hatását és megkíséreltek választ találni a fenti kérdésekre (Berzsenyi et al. 2006a, 2006b). A dolgozat folytatása Solymosi et al. (2004) közleményének. Anyag és módszer A kísérlet kezelései A herbicid tartamkísérletet 1964-ben az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézet martonvásári kísérleti területén állította be Győrffy Béla. A kísérlet kéttényezős, osztott parcellás (split-plot) elrendezésben. A főparcella a talajművelés két változata: szántott (évente ősszel felszántva) és szántás nélküli. Az alparcellák a két gyomos kontrollon kívül hét herbicid kezelést foglalnak magukba. A kísérlet kezelései és a herbicidek dózisa a következő volt: 1. Kontroll, 2. Hungazin DT 50 WP (simazin) - 10 kg ha-1, 3. Hungazin PK 50 WP (atrazin) - 10 kg ha-1, 4. A-1093 (ametrin) - 5 kg ha-1, 5. A-1114 (prometrin) - 5 kg ha-1, 6. Dikonirt (2,4-D) - 2+2 kg ha-1, 7. Afalon

68

GYOMNÖVÉNYZET TÖMEGVISZONYAI TARTAMKÍSÉRLETBEN (linuron) - 10 kg ha-1, 8. Aresin 50 WP (monolinuron) - 10 kg ha-1), 9. Kontroll. A herbicidek alkalmazására évenként egyszer került sor, tavasszal, kivételt jelentett a Dikonirt, amellyel 2 permetezés történt. A tartamkísérlet 13,20 m2-es alparcellákkal és 118,8 m2-es főparcellákkal két ismétlésben (2 szántatlan, 2 szántott) került beállításra. A szántott parcellák és a szántás nélküli parcellák képeztek egy-egy blokkot. A kísérleti terület talaja a szántott rétegben enyhén savanyú, felvehető foszforral gyengén, káliummal jól ellátott humuszos vályog, típusa erdőmaradványos csernozjom. A parcellák 2 évenként (októberben) tápanyag-visszapótlást kaptak a következők szerint: N= 67 kg, P2O5= 67 kg, K2O= 67 kg ha-1. Megjegyezzük, hogy beszerzési nehézségek miatt 1989-től a korábban simazinnal kezelt parcellák is 10 kg ha-1 dózisú atrazin kezelést kaptak. A kezelésre használt herbicidek biokémiai csoportosítása: Klóramino-triazinok (atrazin, simazin) és metilmerkapto-triazinok (ametrin, prometrin) szisztémikus talaj- és levélherbicidek. Fotoszin-tézisgátlók, erősen perzisztensek, oldékonyságuk rossz. Fenoxi-ecetsavak (2,4-D) auxin hatású levélherbicidek. Metil-metoxi-karbamidok (linuron, monolinuron) szelektív szisztémikus gyökér- és levélherbicidek. Miként a triazinok, a karbamidok is a fotoszintézist gátolják. A metilmetoxi-karbamidok oldékonysága jobb, mint a dimetil-karbamidoké (ilyen pl. a diuron), viszont hatás-fokuk gyengébb (Hunyadi és Béres 2000). A kísérletben végzett mérések, felvételezések A kísérletben a herbicid kezelések hatását alapvetően a gyomtömeg mérésével, az ún. harvest módszerrel jellemeztük. A parcellánkénti gyomtömeget évente egyszeri vagy kétszeri kaszálással és azt követően a zöldtömeg mérésével határoztuk meg. A gyomnövényeket fajonként vagy a lekaszált növények fajonkénti szétválogatásával parcellánként vagy részmintából határoztuk meg. A gyomnövények tömegmérését megelőzően a gyomborítottság fajonkénti bonitálására 1-3 évenként került sor. A kísérleti adatok feldolgozása, értékelése A gyomtömeg mérési adatokat először évenként, a kísérlet elrendezésének (kéttényezős, osztott parcellás) megfelelően kéttényezős varianciaanalízissel értékeltük. Az évenkénti varianciaanalízis a talajművelési variánsok szignifikáns hatását mindössze néhány évben mutatta ki, ugyanakkor a talajművelés és herbicid kölcsönhatás a vizsgált 15 évből 11 évben szignifikáns volt. Az értékelés következő lépésében az évenkénti varianciaanalízist talajművelési variánsonként (szántott vs. nem szántott), egytényezős véletlen blokkelrendezésű kísérletként végeztük el. Végül az 1965-1979. évi adatokat kísérletsorozatként, az évek figyelembevételén alapuló ún. kombinált varianciaanalízissel értékeltük. A simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon 1980-tól a rezisztens gyompopulációk tömeges megjelenése következtében a gyomok tömegviszonyainak időbeni dinamikáját regresszióanalízissel értékeltük a simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon, összehasonlítva a kontroll parcellák adataival. A tartamkísérlet több évtizedes adatainak pontos dokumentációja tette lehetővé a kísérleti adatok feldolgozását. A biometriai értékelést Sváb (1981) alapján végeztük. Az adatok számítógépes értékelése az MSTAT-C és az SPSS 11.0 for Windows programmal történt.

Eredmények és megvitatásuk A herbicid kezelések hatása a gyomnövények tömegviszonyaira 1965 és 1979 közötti időszakban A herbicid kezeléseknek minden évben szignifikáns hatása volt a gyomnövények m2-enkénti tömegére (g m-2) mind az ősszel felszántott és mind a szántás nélküli sorozatokban. 1979 után kezdődően azonban a simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon a herbicid rezisztens gyompopulációk tömeges felszaporodása miatt a varianciaanalízis F-próbája már nem volt szignifikáns. 69


A gyomnövények tömegének (g m-2) időbeni dinamikáját a különböző herbicid kezelésekben, a szántott és a szántás nélküli sorozatokban, 1965 és 1979 között az 1. és 2. ábra szemlélteti. Az átlagos gyomtömeg (g m-2) kvartilis ábráit a különböző herbicid kezelésekben, a szántott és szántás nélküli sorozatokban, az 1965-1979. évek átlagában a 3. ábra szemlélteti. A kvartilis ábra az eloszlás öt tulajdonságát mutatja: legkisebb adat, alsó kvartilis, medián, felső kvartilis, legnagyobb adat. Az 1965 és 1979 közötti időszakban az adatok részletes értékelése alapján megállapítottuk, hogy a szántott sorozatokban a kontroll parcellák gyomtömege (706 g m-2) kisebb volt, mint a szántás nélküli sorozatokban (834 g m-2). A 2. és 3. kezelésben (simazin, atrazin) a m2-enkénti gyomtömeg a vizsgált 15 év átlagában kisebb volt a szántás nélküli sorozatokban, mint az évente szántott sorozatokban. A szántott parcellákban a gyomtömeg 118 g m-2 volt a 2. és 72 g m-2 volt a 3. kezelésben. A szántás nélküli sorozatokban a 2. kezelésben 68, a 3. kezelésben 35 g m-2 volt a gyomok tömege. A szórás ötször nagyobb volt a kontroll parcellákon, mint a simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon. A terjedelem (maximális és minimális értékek különbsége) is jelentősen kisebb volt a 2. és 3. kezelésben. A 4. és 5. kezelésben (ametrin és prometrin) a gyomok m2-enkénti tömege a 15 év átlagában kisebb volt a szántott sorozatokban, mint a szántás nélküli sorozatokban. A szántott sorozatokban a gyomtömeg 286 g m-2 volt a 4. kezelésben és 455 g m-2 volt az 5. kezelésben. A szántás nélküli sorozatokban a gyomok tömege 562 és 673 g m-2 volt a 4., illetve az 5. kezelésben. Megállapítható tehát, hogy az ametrin gyomirtó hatása jobb volt, mint a prometriné. A herbicid kezelések közötti különbséget jól kifejezi a maximális és minimális értékek alapján meghatározott terjedelem. Ennek értéke 572 és 763 g m-2 volt a szántott sorozat 4. és 5. kezelésében. A szántás nélküli sorozatokban a terjedelem értéke 1119 és 1690 g m-2 volt a 4. és 5. kezelésben. A 6. kezelésben (2,4-D) a gyomtömeg kevésbé tért el a szántott és szántás nélküli sorozatokban (518 és 466 g m-2). A terjedelem értékek is közel azonosak voltak (1513 vs. 1515). Úgy tűnik, hogy ennél a kezelésnél a gyomok m2-enkénti tömege elsősorban a herbicid hatásától függött, a művelésnek nem volt kimutatható hatása. A 7. és 8. kezelésben (linuron és monolinuron) a szántott kezelésekben a gyomtömeg fele akkora volt, mint a szántás nélküli sorozatokban. A szántás nélküli sorozatokban gyomok m2-enkénti tömege 603 g volt a 7. kezelésben és 769 g volt a 8. kezelésben. A szántott sorozatokban 305 és 267 g m-2 volt a gyomok tömege a linuron, illetve a monolinuron kezelésekben. A terjedelem értéke több mint kétszerese volt a nem szántott sorozatokban. A herbicid kezelések hatását a gyomnövények m2-enkénti tömegére (g) a herbicid tartamkísérletben a szántott és szántás nélküli sorozatokban az 1965-1979. évek átlagában a 4. ábra szemlélteti.

70

GYOMNÖVÉNYZET TÖMEGVISZONYAI TARTAMKÍSÉRLETBEN

2000

1. kontroll Simazin

2500

2. kontroll Atrazin Gyomtömeg g m -2

Gyomtömeg g m -2

2500

1500 1000 500 0

Ametrin Prometrin

2000 1500 1000 500 0

1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979

1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 2500

2,4-D

2000

Gyomtömeg g m -2

Gyomtömeg g m -2

2500

1500 1000 500

2000

Linuron Monolinuron

1500 1000 500

1. ábra. A gyomnövények tömegének időbeni dinamikája a különböző herbicid kezelésekben, 0 a szántott sorozatokban 19650 és 1979 között 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979

2000

3. kontroll Simazin

2500

4. kontroll Atrazin Gyomtömeg g m -2

Gyomtömeg g m -2

2500

1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979

1500 1000 500 0

2000 1500 1000 500 0

1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979

1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 2500

2,4-D Gyomtömeg g m -2

Gyomtömeg g m -2

2500

Ametrin Prometrin

2000 1500 1000

Linuron Monolinuron

2000 1500 1000 500

500 0

0 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979

1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979

2. ábra. A gyomnövények tömegének időbeni dinamikája a különböző herbicid kezelésekben, a szántás nélküli sorozatokban 1965 és 1979 között

71


Az évjárat, a talajművelés és a herbicid kezelések tartamhatása (1965-1979), a herbicid rezisztencia tömeges megjelenése (1982-1987) Az évjárat, a talajművelés és a herbicid kezelések tartamhatását a gyomnövények tömegviszonyaira (g m-2) az 1965-1979 közötti időszakban kéttényezős, az évek figyelembevételén alapuló kombinált varianciaanalízissel végeztük. Az MQ (közepes négyzetes eltérés) értékek alapján legnagyobb volt a hatása a herbicid kezeléseknek, ezt követte a talajművelés, majd az évjárathatás. A kölcsönhatások közül legfontosabb a talajművelés x herbicid, sorrendben az évjárat x talajművelés és az évjárat x herbicid kölcsönhatás következett. Az évjárathatást jól szemléltetik a gyomok tömegviszonyaiban bekövetkezett évenkénti változások mind a herbicid kezelésekben, mind a kontroll parcellákban (1-2. ábra). Szántott sorozatok

Gyomtömeg g m-2

Szántás nélküli sorozatok

Kezelések

Kezelések

3. ábra. Különböző herbicid kezelések átlagos gyomtömegének (g m-2) kvartilis ábrái a szántott (t1-t9) és a szántás nélküli (nt1-nt9) sorozatokban (1965-1979). A kezeléseket az Anyag és módszer fejezet tartalmazza.

Szántatlan és évenként szántott parcellákon végzett herbicid kezelések hatásai agronómiai szempontból érdekesek. A vizsgált 15 év és a herbicid kezelések átlagában a szántott parcellákon a gyomok tömege kisebb volt (394 g m-2), mint a szántás nélküli parcellákban (538 g m-2). Megállapítható tehát, hogy az évenkénti egyszeri középmély szántás jelentősen (36,5%-kal) csökkentette a gyomok tömegét. A varianciaanalízisben a talajművelés x herbicid szignifikáns kölcsönhatás azonban arra utal, hogy a herbicidek gyomcsökkentő hatása a talajműveléstől függően változott. Megállapítható, hogy – a simazin, atrazin és a 2,4-D kivételével – a többi vizsgált herbicid szántatlan szituációban (amely parlag területnek fogható fel) sokkal gyengébb gyomirtó hatást produkált, mint szántott körülmények között. Ezt jól szemlélteti a 3-4. ábra.

72


Szántott sorozatok

A C

C

Monolinuron

B

Linuron

C

B

Kontroll

2,4-D

Prometrin

D Atrazin

D

Ametrin

1000 800 600 400 200 0

Simazin

Gyomtömeg g m-2

A

Kontroll

A

Monolinuron

BC

Linuron

D

2,4-D

E

B

Prometrin

E

Ametrin

C

Atrazin

1000 800 600 400 200 0

Simazin

Gyomtömeg g m

-2

Szántás nélküli sorozatok

4. ábra. A herbicid kezelések hatása a gyomövények m2-enkénti tömegére (g) a herbicid tartamkísérletben szántás nélküli és szántott sorozatokban (1965-1979). Az azonos betűjelzést tartalmazó kezelések egy-egy részábrában szignifikánsan nem különböznek egymástól a Duncan teszt alapján.

A tartamkísérletekben szereplő herbicidek 15 év alatt megfigyelt hatékonyságáról elmondható, hogy ezen időszak alatt kiemelkedő gyomirtó hatás csak a Hungazin DT 50 WP (simazin) és a Hungazin PK (atrazin) esetében, 10 kg ha-1 dózisban volt tapasztalható. Az átlagos m2-enkénti gyomtömeg 93 g volt a simazinnal és 54 g volt az atrazinnal kezelt parcellákon. A két kezelés gyomírtó hatása 15 év átlagában szignifikánsan nem különbözött. A két említett triazin herbicidet közepes hatékonysággal követte az ametrin (A 1093) 5 kg ha-1 dózisban, a linuron (Afalon) 10 kg ha-1 dózisban és a 2,4-D (Dikonirt) 2+2 kg ha-1 dózisban. A m2-enkénti gyomtömeg (g) ugyanebben a sorrendben 424, 454, 492 volt. A hatékonysági sort a prometrin (A 1114) 5 kg/ha és a monolinuron (Arezin 50 WP) 10 kg ha-1 dózisban zárta, a közepesnél is gyengébb gyomirtó hatással (564, illetve 518 g m-2 gyomtömeg). Amennyiben hatóanyagcsoportok szerint elemezzük az egyes herbicideket azt látjuk, hogy a triazin-csoportba tartozó ametrin és prometrin gyomirtó hatása messze elmarad úgy a simazin, mint az atrazin hatékonyságától. A karbamidcsoportba sorolt linuron és a monolinuron közül viszont a linuron a kezelések nagy többségében hatásosabb volt, mint a monolinuron. Külön kell említenünk a herbicidrezisztencia kérdését. A simazinnal és az atrazinnal kezelt parcellákon 1975-től fokozatosan, 1979-től robbanásszerűen (a kezelések kezdő évétől számított 17. évben) mutatkozott olyan mértékű zöldtömeg növekedés, amely a triazinrezisztens gyombiotípusok elszaporodását valószínűsíti. A gyomok tömegének (g m-2) exponenciális növekedését állapítottuk meg a simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon az 1965 és 1985 közötti időszakban. Az exponenciális függvény szerint a rezisztens gyompopulációk felszaporodása évenként 14,3%-os rátával ment végbe a 73


kísérlet körülményei között, 59,2 g m-2 kiindulási populációnál. A simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákban a rezisztens gyompopulációk felszaporodását jól jellemzi, hogy 1982 és 1987 közötti időszakban a gyomnövények m2-enkénti tömege átlagosan már 866,5 g volt. Ugyanakkor a gyomos kontrollban a gyomtömeg változásában nem lehetett növekvő tendenciát megállapítani ugyanebben az időszakban. Gyakorlati jelentőségénél fogva vizsgáltuk, hogy az egyes herbicidkezelelések hatására milyen arányú eltolódás áll be az egyszikű-kétszikű arányban. Az öt év (1982-1983, 1985-1987) adatai azt mutatják, hogy az ametrin, prometrin és a monolinuron jelenléte kedvezett az egyszikű dominancia kialakulásának, főleg a szántatlan parcellákon. Ezekben a kezelésekben az egyszikű gyomnövények aránya 70,0 és 77,6% között alakult a szántás nélküli sorozatokban. A linuronnal kezelt parcellákban az egyszikűek aránya kisebb, 58,5% volt. A két kontroll parcella átlagában az egyszikűek aránya 67,4% volt. Ez a tendencia kevésbé érvényesült szántott körülmények között. Az egyszikű gyomok aránya 44,0 és 62,6% között változott az ametrin, prometrin, linuron és monolinuron kezelésekben. A szántott sorozatokban a két kontroll parcellában is nagyon alacsony volt az egyszikűek aránya, átlagosan 19,9%. Az egyszikű arányban történt nagymértékű eltolódás azzal magyarázható, hogy a felsorolt herbicidek graminicid hatása gyenge. Csak kombinációs partnerrel együtt hatásosak, úgy a magról kelő-, mint az évelő egyszikűek esetében. Ugyanakkor nem volt megállapítható kiugró egyszikű gyomtömeg, sem a simazinnal és atrazinnal, sem a Dikonirttal kezelt parcellákon. Ez azért érdekes, mert pl. a két szimmetrikus-triazin herbiciddel kezelt parcellákon az eddigi tapasztalatoknak megfelelően ki kellett volna szelektálódniuk a biokémiai toleranciával rendelkező egyszikű gyomfajoknak, miként azt hazai viszonylatban Czimber (2002) a Bábolnai Állami Gazdaság monokultúrás kukoricavetéseiben megállapította. A Dikonirttal kezelt parcellákon is csak 1985-ben mutatkozott kiugró egyszikű gyomtömeg, szántatlan körülmények között, ez azonban 1986 és 1987-ben jelentős mértékben csökkent. A simazinnal és atrazinnal kezelt parcellákon a rezisztens kétszikű gyomnövények dominanciája volt jellemző az 1982 és 1987 közötti időszakban, mind a szántott és mind a szántás nélküli sorozatokban. A kétszikű gyomnövények aránya ezekben a parcellákban 94,4 és 98,7% között alakult a vizsgált időszakban.

Köszönetnyilvánítás A kutatást a K 61957 sz. OTKA és a 203288 sz. AGRISAFE EU-FP7-REGPOT 2007-1 pályázatok támogatásával végeztük.

74


Irodalom Berzsenyi, Z., Solymosi, P., Lap, D., Q., Árendás, T., Bónis, P. (2006a): Long-term effect of herbicides on mass ratio of weeds in Hungary. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzenschutz. Sonderheft, XX: 747-754. Berzsenyi, Z., Solymosi, P., Dang, Q., L., Árendás T., Bónis, P. (2006b): Herbicidek gyomnövényekre gyakorolt hosszú távú hatásai. III. Herbicidkezelések hatása a gyomnövényzet tömegviszonyaira a martonvásári tartamkísérletben. Növényvédelem, 42: 67-78. Czimber, Gy. (2002): A Szigetköz szegetális gyomvegetációja. MTA doktori értekezés. Mosonmagyaróvár. Gressel, J., Segel, A.I. (1978): The paucity of genetic adaptive resistance of plants to herbicides: possible biological reasons and implications. J. Theor. Biol., 75, 349-371. Grime, J.P., Willis, A.J., Hunt, R., Dunnett, N.P. (1994): Climate – Vegetation Relationships in the Bibury Road Verge Experiments. In: Leigh, R.A., Johnston, A.E. Long-term Experiments in Agricultural and Ecological Sciences. CAB International. Wallingford, UK. 271-285. Hume, L. (1987): Long-term effects of 2,4-D application. I. Effects on the weed community in a wheat crop. Can J. Bot., 65: 2531-2536. Hunyadi, K., Béres, I. (2000): Fontosabb herbicidcsoportok. In: Hunyadi K., Béres I. és Kazinczi G. (szerk.): Gyomnövények, gyomirtás, gyombiológia. Mezőgazda Kiadó, Budapest. Maxwell, B.D., Roush, M.L., Radosevich, S.R. (1990): Predicting the evolution and dynamics of herbicide resistance in weed populations. Weed Technol., 4: 2-13. Rademacher, B. (1967): Beobachtungen in Dauerversuchen mit Unkräutern und Herbiziden. Mit. Biol. Bund. Anst. Ld. Forstw., 121: 177-185. Solymosi, P., Berzsenyi, Z., Árendás, T., Bónis, P., Győrffy, B. (2004): Herbicidek gyomnövényekre gyakorolt hosszú távú hatásai. I. Szelektív környezet hatása a gyomflóra összetételére a martonvásári tartamkísérletben. Növényvédelem, 40: 609-617. Sváb, J. (1981): Biometriai módszerek a kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest.

75


A TALAJMŰVELÉSI GYAKORLAT ÁTALAKULÁSÁT SEGÍTŐ TARTAMKÍSÉRLETI EREDMÉNYEK BIRKÁS MÁRTA SZENT ISTVÁN EGYETEM, GÖDÖLLŐ A SZIE Növénytermesztési Intézet 1977-2002 között Gödöllőn folytatott, 2002 óta Hatvan térségében végez talajminőség kísérleteket. A műveléssel módosítható talajminőség tényezők: a gyökérzóna lazultsága, a lazult réteg mélysége, a lazultság hatástartama, a vízforgalmat akadályozó tömör réteg kiterjedése, a szerkezet, a felszín védelem szintje, a nedvesség befogadás és veszteség mérlege, a szervesanyag mérleg, a földigiliszta tevékenység. E tényezők kiváló, jó minősítése esetén a várható klímakár csekély, nem veszélyezteti a gazdálkodás biztonságát. A kísérleti adatok nyomán kimunkált klímakár csökkentő művelési fogások többsége eltér a klasszikus ajánlásoktól. Kulcsszavak: művelési kísérlet, talajminőség, klímakárenyhítés

RESULTS AND FINDINGS OF LONG TERM EXPERIMENTS AIMED TO HELP IMPROVE TILLAGE PRACTICES M. BIRKÁS SZENT ISTVÁN UNIVERSITY GÖDÖLLŐ, HUNGARY The Crop Production Institute of the Szent István University carried out soil quality trials in the region of Gödöllő between years 1977 and 2002, followed by similar experiments near the town of Hatvan since 2002. Soil quality factors that can be improved by tillage include the looseness of the root zone, the depth of the loosened layer, the duration of the loosened state, the thickness of the compact layer impeding water transport, the structure, the level of surface protection, the water intake/water loss balance, the organic material balance and earthworm activity. Optimising these factors can help reduce climate stress and extreme weather conditions do not undermine the reliability of farming. Most of the climate-mitigating tillage interventions worked out on the basis of the findings of the trials differed from conventional recommendations. Key words: tillage experiment, soil quality, climate stress mitigation

Bevezetés A talajművelési kísérletek szerepe sajátos a szántóföldi növénytermesztési kutatásokban. A kísérletezés az utóbbi évtizedekben klasszikus, nemzetközi szinten kiemelt témákra, illetve új kihívásokra terjed ki. A vetésforgó, a növényi sorrend, a műveléshatás, a trágyák, javítóanyagok hatékonyságának vizsgálatai ún. klasszikus művelési kísérleti feladatok, s jól illeszkednek a termesztési tudományos programokhoz. E területen értékes kisebb vagy nagyobb térségekre adaptálható eredmények születtek az elmúlt 60 évben (Gyuricza et al. 2007, Pepó 2009, Pepó és Balogh 2008, Tóth et al. 2009). Az energianövény termesztési technológiákban a talajművelés alapozó szerepe megmaradt. A nemzetközi témák folyamatosan újulnak, többet térségünkben is eredményesen kutatnak. A művelés nélküli direktvetést évtizedek óta kutatják világszerte, 77

BIRKÁS M.

Magyarországon 1962 óta, s az ökológiai hatások ismerete, az adaptálhatóság és kockázat csökkentés a feladat (Birkás et al. 2004). A klímaváltozás új ösztönzést adhat a témakör kutatásának (Malatinszky 2008). A talajtömörödés évtizedek óta folyamatosan kutatott téma, megközelítése tudományos és gyakorlati. Európa neves talajfizikai műhelyeiben modellvizsgálatok, nyomon követési és hatás vizsgálatok folynak (Koós et al. 2005, Várallyay 2008). Hazai viszonylatban, a tömörödés klímakár fokozó szerepének ismeretében fontos az eredmények gyors innovációja (Birkás 2000). A fenntarthatósági elv új művelési feladatokat tett szükségessé, köztük jelentős volt és maradt a talajminőség javítása és fenntartása. A klímakutatásokkal összhangban a művelési rendszerekre jellemző szén-dioxid kibocsátás, a következmények, és a talajok szén-mérlegének nyomon követése új téma (Tóth és Koós 2006). A klímaváltozás a tudományt és a gyakorlatot is új kihívások elé állítja. A gyakorlat kárcsökkentő javaslatokat vár, míg a tudomány, eredményei birtokában talajminőség javításra és fenntartásra, gyökeres szemlélet- és módszerváltásra ösztönöz. Anyag és módszer A dolgozathoz a Szent István Egyetem Földműveléstani Tanszékén 33 éve folyó művelési kísérletek, továbbá 67 mikro körzetre kiterjedő talajállapot monitor eredményeire támaszkodtunk. Gödöllőn ülepedő, homokos vályog féleségű, Hatvanban tömörödésre közepesen érzékeny vályog talajon beállított kísérletekben dolgoztunk. A kísérletek négyismétléses, sávos véletlen elrendezésűek. A művelési kezelésekből – direktvetéses (DV), sekély tárcsás (T), sekély és középmély kultivátoros (SK, K), szántásos (Sz), lazításos (L), műveléshatás szerint a következő változatok különíthetők el (Birkás 2008), vagyis: talpképzés 15 cm alatt, 30 cm alatt, lazult a vetés mélységéig, 20, illetve 40 cm-ig. A növényi összetétel a talaj szervesanyagának növelését, és a felszín védelmét célozza. Gödöllőn (1977-2002) kukorica-őszi búza vetésváltást alkalmaztunk, Hatvanban (2002-) talajállapotra érzékeny kukoricát, kevésbé érzékeny őszi búzát, rozsot, napraforgót, két őszi búza között borsó, mustár, és facélia köztes növényeket termesztünk. A talajállapot jellemzőket (ellenállás, nedvesség, szerkezet, felszín), a növény reakciókat (gyökerezési mélység, biomassza, termés) a vonatkozó szabványok és előírások szerint határozzuk meg (Birkás 2000, 2008, Farkas et al. 2009, Sabo et al. 2007). A biometriai értékelést Sváb (1981) nyomán végeztük. Mérvadó szerzők (Karlen 2004, Dexter 2004) által ajánlott, műveléssel módosítható minőség tényezőket vizsgáltunk: a gyökérzóna lazultsága, a lazult réteg mélysége, a lazultság hatástartama, a vízforgalmat akadályozó tömör réteg kiterjedése, a szerkezet, a felszín védelem szintje a kritikus hónapokban, a nedvességforgalom (a befogadás és veszteség mérlege), a művelhetőség nedvességtartománya, a szervesanyag mérleg, a földigiliszta tevékenység.

Eredmények és következtetések A gyökérzóna lazultsága, a lazult réteg mélysége Vizsgálataink szerint a 0-45 cm tartományon belüli tömörödés bármely idényben korlátozza a nedvesség befogadását, illetve a gyökérzónába áramlását. Súlyos kár a felszínhez közeli tömörödés esetén lép fel, ellenben a mélyen lazult állapot aszályos idényben növény kímélőnek bizonyul. Ennek megfelelően a 3545 cm-ig lazult réteg alkalmas, a 28-34 cm megfelelő, a 18-20 cm feltételesen 78

A TALAJMŰVELÉSI GYAKORLAT ÁTALAKULÁSA

(csak kedvező idényben) megfelelő vagy alkalmatlan minősítést kaphat. A lazult réteg mélysége azonos a nedvesség tárolására, illetve a növény vízfelvételére alkalmas mélységgel. A kategóriák ismertetése nem mélyművelés erőltetésére, hanem szükség szerinti alkalmazására, a lazult réteg mélységének ismeretére hívja fel a figyelmet. Minél közelebb van a káros talpréteg a felszínhez, annál sekélyebb a növények gyökerezése (1. ábra) és nagyobb az érzékenysége. Fontos tényező a lazultság hatástartama. Kísérleteinkben a lazultság szántott, és lazított talajon a tenyészidő közepére 25%-kal, a kultivátorral, tárcsával művelt talajokon 28%-kal csökkent. Direktvetés alatt a talaj 40%-kal ülepedettebb a lazítotthoz képest, ami miatt csapadékos évben kicsi, átlagos évben közepes, száraz évben nagy a termesztés kockázata. Őszi búza száraz idény

átlagos idény

Kukorica száraz idény

átlagos idény

Mustár száraz idény

átlagos idény

Napraforgó száraz idény

átlagos idény

0

Gyökerezési mélység (cm)

-5 -10 -15 -20 -25 -30 -35

40 cm-ig lazult

-40

20 cm-ig lazult, talp nélkül

-45

talp 15 cm alatt

1. ábra. A növények gyökerezési mélysége eltérő talajállapotnál és idényben (Hatvan, 2002-2008)

A vízforgalmat akadályozó tömör réteg kiterjedése A tömör réteg kiterjedése, a talaj nedvességforgalmával összefüggésben, fontos állapotjelző, amelyről a várható kockázatra is következtetni lehet. Vizsgálatink 1342 mérési pontjának értékelésekor négy csoportot képeztünk. 010 mm tömör réteg vastagság esetén enyhe, 10-30 mm-nél közepes, 30-50 mmnél súlyos, 50-100 mm-nél igen súlyos a várható kár. Nyirkos talajon enyhe kár (0-10 mm) magágykészítéskor is bekövetkezhet, közepes kár (10-30 mm) pedig nedves talajon alapműveléskor, és magágykészítéskor is. Ez utóbbi tavaszi vetésű növények alatt gyakori, és 20-30 nap csapadékmentes időszak elegendő ahhoz, hogy kukoricánál kényszerérés tünetet okozzon. Súlyos (30-50 mm), és igen súlyos kár (50-100 mm) minden esetben a szükséges művelési mélység, és a művelhetőség figyelmen kívül hagyásakor következik be.

79

BIRKÁS M.

A talaj szerkezete A talaj morzsássága (a természetileg rossz szerkezetű talajok kivételével), adott idő intervallumban a talaj szerkezetét érintő folyamatokról (épülés, romlás) tájékoztat. Kímélő művelés esetén a morzsásodás matematikailag bizonyíthatóan növekszik, noha széles sorközű növények termesztése visszavetheti a kedvező tendenciát (2. ábra). A morzsásodást elősegíti a kímélő bolygatás, a nedvesség megtartás, sűrű soros növény termesztése, és a felszín takarása a kritikus nyári hónapok alatt. A hiányos takarás szélsőséges idényben bizonyíthatóan hozzájárul a talajszerkezet romlásához. 85

Morzsa (0,25-10 mm) %

80 75 70 65 60

Sz

L

55

SK

K

50

T

DV

45 2002 (mustár)

2003 (búza, rozs)

2004 (rozs, borsó)

2005 (búza, mustár)

2006 (búza, f acélia)

2007 (kukorica)

2008 (napraf orgó)

2. ábra. A művelés és a növények befolyása a morzsásodásra (Hatvan, 2002-2008) SzD5%: év: 5,14; variáns: 1,996

A felszín védelme a kritikus hónapokban A talajfelszín zúzott tarlómaradványokkal takarása kritikus időszakban növeli a védelmet, a takarás hiánya a kitettséget, vagyis a hő- és a heves esők okozta károsodást (eliszapolódás és kérgesedés). Adatokkal rendelkezünk eltérő tarlótakarás arányok (0-70%) művelés után várható módosulásáról, és a védelem lehetséges szintjéről (1. táblázat). 1. táblázat. A talajfelszín takarása zúzott tarlómaradványokkal, és a várható kockázat Megnevezés Aratás után, hántatlan tarlón Tarlóművelés után (nyáron) Alapművelés után (nyáron) Alapművelés után (télen) Széles sorközű növény, tavaszi hőség napokon Kockázat

80

A takarás aránya (%) és a védőhatás Jó Közepes Gyenge 55 – 65 35 – 45 < 10 45 – 55 35 – 45 < 10 25 – 35 15 – 25 0–5 15 – 25 10 – 15 0 15 – 25 10 – 15 0 kicsi közepes erős

A TALAJMŰVELÉSI GYAKORLAT ÁTALAKULÁSA

A talaj nedvességforgalma A talajok természetes vízgazdálkodási tulajdonságai műveléssel nem javíthatók, ellenben a vízbefogadás és vesztés szabályozható. A vízbeszivárgás javítása minden, a veszteség csökkentése száraz idényben fontos. Az előbbit a talajlazultság, az utóbbit a művelt felszín nagysága és borítottsága módosítja. Optimális a mérleg a talaj vízbefogadó képességének javítása, kihasználása, és minimális művelési veszteség esetén. A bevételt a csapadék talajba jutó hányada adja, amely kedvező esetben legfeljebb 80, többnyire 65-70% körüli. A kiadást a sokévi talajhasználat, a talajművelés (vízveszteség növelő vagy csökkentő), és a növények vízfelhasználása alakítja. Az aszálykár veszteség kivédhetetlen olyan talajon, ahol sok éve vízveszteség növelő művelést folytatnak. A szervesanyag mérleg A talaj szervesanyag- és szerves széntartalma minőség jellemző, kímélésük kiemelt figyelmet kapott a kísérletekben. Kísérletünkben 7 év alatt összesen 12-17 t ha-1 szerves szén reciklikációja történt. A talaj eredeti széntartalmához (1,83 g kg-1) viszonyított növekmény direktvetésnél 0,53 g kg-1, kultivátoros művelésnél 0,19 g kg-1, tárcsás művelésnél 0,08 g kg-1, lazításnál 0,19 g kg-1, szántásnál 0,27 g kg-1. A szerves szén gyarapodását elősegítő tényezők: szervesanyag talajba juttatás, szénkímélő művelés, hő-stressz csökkentés. Különösen fontos ez a rendszeresen szántott talajban, ahol csak a szénkímélés feltételeinek teljesülése (pl. lezárt felszín) esetén gyarapodhat a szervesanyag és a széntartalom. A talajkímélő művelés a CO2 kibocsátást hosszabb időszak alatt is alacsony szinten tartja, hozzájárul a szervesanyag lebontás és felhalmozódás szabályozásához. A kutatás révén adatokkal rendelkezünk a különböző mélyen és eszközzel bolygatott talajok szén-dioxid kibocsátására, három nedvesség (száraz, nyirkos, nedves) és hőmérséklet szint (hűvös, meleg, forró napon) eseteire. A földigiliszta tevékenység A kímélő művelésnek betudhatóan aktív földigiliszta tevékenység igazolható minden évben, és minden – fő és másodvetésű – növény esetében. A szakirodalmi adatoktól eltérően a szántott (elmunkált) talaj jó, a nem forgatott talaj igen jó élőhelynek bizonyult. A bolygatatlan talaj (DV) élőhely értéke kedvezőtlenebb volt a mulcshagyó (SK, K) változatoknál. A talajminőség javítás és klímakár csökkentés céljával kidolgozott művelési fogások a következők: 1) Nedvesség- és szénkímélő tarlóművelés alkalmazása. 2) A bolygatott talajok takarása a nyáron zúzott tarlómaradvánnyal. 3) Kis vízvesztő felszín kialakítása a kritikus hónapokban. 4) Víz- és szénkímélő alapművelés – szántás, lazítás, kultivátoros, tárcsás – alkalmazása, idénytől függetlenül. 5) A vízforgalmat gátló tömör réteg megszüntetése lazítással, víz81

BIRKÁS M.

és szénvesztő felszín kiképzése nélkül. 6) A talpképző eszközök mellőzése alapművelés elmunkáláskor, különösen nedves talajon. 7) Szerkezetkímélés. 8) A talaj minőségét veszélyeztető, korábban megszokott módszerek elhagyása. 9) A magágykészítés és vetés ésszerűsítése. 10) Szervesanyag reciklikáció, a tarlómaradványok helyben tartása, talajba juttatása. Köszönetnyilvánítás A munkánkat az OTKA 49.049, az NTTIJM08 pályázat, a GAK Kht. Józsefmajori Kísérleti és Tangazdaság, a Mezőhegyesi Ménesbirtok Zrt, a Belvárdgyulai Mg. Zrt, az Agroszen Kft., a Róna Kft., Hódmezővásárhely, a TerraCoop Kft., Szentes támogatta.

Irodalom Birkás, M. (2000): A talajtömörödés Magyarországon. Következmények és enyhítési lehetőségek. Doktori értekezés, Gödöllő Birkás, M. (2009): Mérési módszerek művelési kísérletekben. Gödöllő (in press) Birkás, M. (2009): A klasszikus talajművelési elvárások és a klímakár csökkentés kényszere. Növénytermelés 58, (in press) Birkás, M., Jolánkai, M., Gyuricza, C., Percze, A. (2004): Tillage effects on compaction, earthworms and other soil quality indicators in Hungary. Soil & Till. Res., 78, 185-196. Dexter, A. R. (2004): Soil physical quality. Soil & Till Res., 79, 129-130. Farkas, C., Birkás M., Várallyay, G. (2009): Soil tillage systems, to reduce of extreme weather and hydrological conditions. Biologia, 64, 624-628. Gyuricza, C., Ujj, A., Mikó, P., Nagy, L., Fenyvesi, L. (2007): Long-term soil tillage effects on selected physical and biological parameters under semi-humid climate in Austria. Cereal Res. Commun., 35, 433-436. Karlen, D. L. (2004): Soil quality as an indicator of sustainable tillage practices. Soil & Till. Res., 78, 129-130. Koós, S., Farkas, C., Németh T. (2005): Carbon-dioxide emission from Calcareous Chernozem soil. Cereal Res. Commun., 33, 129-132. Malatinszky, Á. (2008): Relationships between cultivation techniques, vegetation, pedology and erosion on extensively cultivated and abandoned agricultural areas in the Putnok Hills. Acta Agron Hung., 56, 75-82. Pepó, P., Balogh, Á.. (2008): A vízellátás szerepe az őszi búza (Triticum aestivum L.) fajtaspecifikus trágyareakciójában. Növénytermelés, 57, 85-94. Pepó, P. (2009): Effects of water supply as an abiotic stress on the yields and agronomic traits of winter wheat (Triticum aestivum L.) on chernozem soil. Cereal Res. Commun., 37, 29-32. Sabo, M., Jug, D., Jug, I. (2007): Effect of reduced tillage on quality traits of soybean [Glycine max (L.) Merr.]. Acta Agronomica Hungarica, 55, 83-88. Sváb, J. (1981): Biometriai módszerek a kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest Tóth E., Koós, S. (2006): Carbon-dioxide emission measurements in a tillage experiment on chernozem soil. Cereal Res. Commun., 34, 331-334. Tóth, Z., Jolánkai, P., Hermann, T., Kismányoky, T. (2009) Observation of nutrient status of maize monoculture as a major stressor in long-term field experiment over 38 years. Cereal Res. Commun., 37, 193-196. Várallyay, G. 2008.: Extreme soil moisture regime as limiting factor of the plants' water uptake, Cereal Res. Commun., 36, 3-6.

82


A VETÉSIDŐ HATÁSA AZ ŐSZI BÚZA GYOMVISZONYAIRA TARTAMKÍSÉRLETBEN BÓNIS PÉTER1, BALÁZS FERENC2, BALÁZS JULIANNA2 és KISMÁNYOKY TAMÁS2 1

MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR, 2 PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR, KESZTHELY

Három vetésidő variánsban, a vegetációs idő alatt négy fejlődési szakaszban végeztünk részletes cönológiai felvételeket a Veszprémi Egyetem Georgikon Kar Növénytermesztési Intézetének többtényezős vetésidő tartamkísérletében. A vizsgált két év időjárását csapadékhiány jellemezte. A gyomosság mértékének és a vegetációs idő alatt bekövetkező változások regisztrálására a Balázs-Ujvárosi féle felvételezési módszert alkalmaztuk. A búza szemtermését és gyomosságát is nagymértékben befolyásolta a vetésidő. A két év átlagában a legtöbb gyomot a márciusi felvételek során találtuk. A búza szárbaindulása után a gyomok háttérbe szorultak. A három vetési időpontnak a gyomosság kialakulásában elsősorban a búzavetés kezdeti fejlődésétől a szárbaindulásig volt szerepe. A késői vetésekben mindkét évben a legkevesebb gyom ebben az időszakban volt. Az érés idejére a gyomossági viszonyok megváltoztak. A legtöbb gyom a késői vetésekben volt, mivel itt a búza állománya nem záródott. A két év összes felvételének átlagában öt olyan fajt találtunk, amelynek borítási értéke 1%-hoz közeli vagy ennél nagyobb volt (Stellaria media (4,86%), Veronica hederifolia (3,38%), Papaver rhoeas (1,97%), Capsella bursa pastoris (1,41%), Matricaria maritima (0,96%)). Kulcsszavak: őszi búza, vetésidő, gyomviszonyok

EFFECT OF SOWING DATE ON THE WEED INFESTATION OF WINTER WHEAT IN LONG-TERM EXPERIMENTS P. BÓNIS1, F. BALÁZS2, J. BALÁZS2 and T. KISMÁNYOKY2 1

AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR, HUNGARY 2 GEORGIKON FACULTY OF AGRICULTURE, PANNON UNIVERSITY, KESZTHELY, HUNGARY Detailed coenological studies were made at four developmental stages during the vegetation period in three sowing date variants in a long-term multifactorial experiment carried out in the Crop Production Institute of Pannon University. Both experimental years had poor rainfall supplies. The Balázs-Ujvárosi scoring method was used to register the extent of weed infestation and how it changed over the vegetation period. Both the wheat grain yield and the level of weed infestation were greatly influenced by the sowing date. Averaged over the two years, the largest volume of weeds was recorded in March. After the wheat starts shooting, the weeds are suppressed. The three sowing dates had the greatest effect on weed growth from the stage of initial development to shooting. After late sowing, the smallest number of weeds was observed during this period in both years. By the time the crop matured the level of weed infestation had changed, with the largest number of weeds in the late-sown variant, where the wheat did not form a closed canopy. Averaged over all samplings in both years, the following five species had the highest cover area: Stellaria media (4,86%), Veronica hederifolia (3,38%), Papaver rhoeas (1,97%), Capsella bursa pastoris (1,41%), Matricaria maritima (0,96%). Key words: winter wheat, sowing date, weed infestation

83

BÓNIS P.

Bevezetés Az őszi búza hazánk egyik legfontosabb gabonanövénye. Az ország termőterületének közel egynegyedét foglalja el. Terméseredménye, malomipari minősége a mezőgazdasági termelés eredményességét, jövedelmezőségét jelentősen befolyásoló tényező. Az elmúlt évtizedek gazdasági nehézségei, valamint a környezetvédelem növekvő elvárásai olyan termesztéstechnológiákra terelik a figyelmet, amelyek lehetőséget adnak a növényvédő szer és költségtakarékos eljárásokra. Magyarországon a nagyüzemi búzatáblák 75-80%-án végeznek vegyszeres gyomirtást. A helytelen szerválasztás, az el nem végzett gyomirtás a gabonatáblák elgyomosodásához vezet (Szentey 2000). A megalapozott döntésekhez, a környezetet legkevésbé károsító gyomszabályozó eljárásokhoz nélkülözhetetlen tehát a gabonatáblák gyomviszonyainak pontos ismerete. Kultúrvegetációban a termesztett növények, így a sűrűn vetett gabonafélék és a gyomok együttesében nagyon sok törvényszerűség fedezhető fel. Balázs (1944), Jeanplong (1951), Ujvárosi (1949, 1970) különböző időben készített felvételei azt bizonyították, hogy a gabonaféléknek is van jellegzetes kísérő gyomflórája, annak ellenére, hogy a földrajzi hely nagyon különböző és a felvételek készítésénél az agrotechnikai előélet is ismeretlen volt. Ezt támasztják alá az Ujvárosi Miklós vezetésével elkezdett, majd a Növény- és Talajvédelmi Szolgálat munkatársai által több mint hat évtized alatt végzett öt szántóföldi gyomfelvételezés (1947-53, 1969-71, 1987-88, 1996-97 és 2007-08) eredményei is. A búza termesztését meghatározó tényezők közül különös jelentősége van a vetésidőnek, ami viszont szoros összefüggésben van a talaj-előkészítéssel. A vetőágy előkészítés során befolyásoljuk a gyommagvak csírázásának periodicitását, és ezáltal szabályozhatjuk a gyomfajok összetételét (Berzsenyi 2000). A vetésidő és N trágyázás búzavetésre gyakorolt hatását vizsgálva Fodor és Pálmai (2008) megállapította, hogy a megkésett vetésben a búza biomassza produkciója gyengébb, a gyomoké erősebb. A nagyobb N adag a korai és optimális vetésidejű búzában kevesebb, a késői vetésben több gyomosságot eredményezett. Anyag és módszer A vizsgálatokat a Veszprémi Egyetem Georgikon Kar Növénytermesztési Intézetének többtényezős vetésidő kísérletében végeztük 1987-1989 években. A tartamkísérlet kezdeti éve 1976 volt. A kísérletben vizsgált tényezők következők voltak: a) vetésidő – korai, optimális, késői –, b) fajta – Mv 15, Jubilejnaja 50 –, c) N adag – 150 kg/ha és 200 kg/ha –, d) vetőmagmennyiség – 5 és 6 millió csíra db/ha –. A kísérlet talaja búzatermesztés céljára kedvezőnek mondható, szervesanyagban szegény, felvehető foszforral gyengén, káliummal közepesen ellátott Ramann-féle barna erdőtalaj. A

84

A VETÉSIDŐ ÉS A BÚZA GYOMVISZONYAI beállításkor kötöttsége KA=38; kémhatása pH(H2O)=7,2; pH(KCl)=6,8; humusztartalma=1,6% volt. Mindkét vizsgálati évben a búza előveteménye borsó volt. A kísérlet parcelláira ősszel egységesen 100 kg/ha P2O5 és 100 kg K2O műtrágya hatóanyagot juttattak ki. A N műtrágyázásra két időpontban (ősszel vetés előtt, és tavasszal szárbaindulás előtt) került sor. A két tenyészidőszak csapadékellátottsága a sokévi átlag alatt maradt, megoszlása az 1987-1988-as tenyészidőszakban azonban a búzatermesztés szempontjából kedvezőbb volt, mint az 1988-1989-es évben. A hőmérséklet a sokévi átlaghoz (10,80C) viszonyítva az 1987-88 évben magasabb (11,10C), 1988-89-ben alacsonyabb (10,56 0C) volt (1. táblázat). A gyomfelvételezéseket a Balázs-Ujvárosi féle módszerrel végeztük a tenyészidőszak folyamán négy időpontban: 1. a tél beállta előtt (december), 2. tavasszal, a bokrosodás idején, a szárbaindulás és a vegyszeres gyomirtás előtt (március), 3. virágzáskor (május), 4. teljesérés idején (július). 1. táblázat. A csapadék- és hőmérsékletviszonyok alakulása az 1987-88 és 1988-89 tenyészidőszakban. Keszthely Hónap augusztus szeptember október november december január február március április május június július Összes

Havi csapadékösszeg (mm) Sokévi 1987-88 1988-89 átlag 147 86 77 50 63 64 27 57 63 85 36 59 18 27 49 41 9 38 70 18 36 38 30 40 19 81 50 44 87 74 44 70 74 38 87 71 621 651 701

Havi átlaghőmérséklet 0C Sokévi 1987-88 1988-89 átlag 18,1 20,5 20,6 18,3 15,9 10,7 11,9 10,5 11,1 5,1 0,4 5,5 1,7 1,5 1,2 3,2 - 0,6 - 0,8 3,5 3,7 0,9 4,8 8,7 6,2 10,4 12,0 11,2 16,3 14,9 16,3 18,5 17,4 19,4 22,0 21,5 21,5 11,1 10,56 10,8

Eredmények és következtetések A két év termése az eltérő időjárásnak megfelelően változott (2. táblázat). A három vetésidő közül mindkét évben az optimális időben, október közepén vetett búza adta a legnagyobb termést, de a vetésidők között az őszi búzának kedvező feltételek esetén (1988) igazolható különbségek nem voltak, tehát jó évjáratban a késői vetés nem okozott nagyobb terméskiesést. Kedvezőtlen időjárású évben a terméscsökkenés elérte a 35-40%-ot. A kísérletben vizsgált tényezők közül a fajta és a műtrágyázás nem, a tőszám nem szignifikánsan befolyásolták a gyomosodás mértékét, ezért most csak a vetésidő hatását ismertetjük. A búzavetés gyomossága mindig a koratavaszi aspektusban volt a legnagyobb. Kedvező, csapadékos őszi időjárás esetén a három vetési kezelésben lényeges eltérés volt a gyomosság mértéke és a búza borítási értékei között. A korai vetés biztosította a tél beálltáig a gyomok kelését és megerősödését (3. táblázat). 85

BÓNIS P. 2. táblázat. Az őszi búza szemtermése (t/ha) 1988 és 1989 évben

5 millió

Mv 15 6 millió

Korai Optimális Késői Átlag

7,66 8,22 6,93 7,61

8,11 8,59 7,18 7,96

Korai Optimális Késői Átlag 2 év átlaga

5,81 5,77 2,74 4,77 6,19

6,02 6,22 3,71 5,32 6,64

Vetésidő

Átlag 1988 7,88 8,40 7,07 7,78 1989 5,91 6,00 3,23 5,05 6,41

Jubilejnaja 50 5 millió 6 millió Átlag

Fajták átlaga

7,51 7,68 6,60 7,26

6,98 7,90 6,86 7,25

7,25 7,79 6,73 7,26

7,57 8,10 6, 90 7,52

6,19 6,36 4,40 5,65 6,46

5,63 6,12 4,21 5,32 6,28

5,91 6,24 4,30 5,49 6,37

5,91 6,12 3,76 5,27 6,39

A kora tavaszi gyomviszonyok kialakulásában a vizsgált két tényező (vetésidő, csíraszám) közül a vetésidő játszotta a fontosabb szerepet. A kellő sűrűségű vetésben (5-600 kalász/m2) érés idejére lecsökkent a gyomok borítási értéke, mert a búza szárbaindulás után elérte a 70-90%-os borítottsági értéket, s a fényigényes gyomfajok nem tudtak megerősödni a zárt búzavetésben. Az ősszel kelő, tavasszal magot érlelő egyéves fajok pedig erre az időre befejezték életműködésüket. Az érés idejére a búza lomblevelei leszáradtak, borítási értékük lecsökkent, és így lehetőséget adtak a tavasszal kelő, nyár végén magot érlelő fajok fejlődésére. Elhúzódó betakarítás esetén a nyár végi fajok és az esetleg jelenlévő évelő fajok gyorsan megerősödnek. Az őszi, a kora tavaszi aspektusban a szárbaindulásig vezető szerepet az ősszel kelő, tavasszal magot érlelő egyéves fajok játszották, amelyek a vegyszeres gyomirtásig magot is érleltek (Stellaria media, Veronica hederifolia, Capsella bursa pastoris). A három vetési időpontnak a gyomosság kialakulásában elsősorban a búzavetés kezdeti fejlődésétől a szárbaindulásig volt szerepe. Mindkét évben a késői vetésekben a legkevesebb a gyom ebben az időben volt. A felvételek összesítése szerint a kísérletben 25 gyomfaj szerepelt. A gyomok fontossági sorrendje a borítási % alapján a két év átlagában a következőképp alakult: 1. Stellaria media (4,86%), 2. Veronica hederifolia (3,38%), 3. Papaver rhoeas (1,97%), 4. Capsella bursa pastoris (1,41%), 5. Matricaria maritima (0,96%), 6. Brassica napus (0,58%), 7. Consolida regalis (0,54%), 8. Apera spica-venti (0,49%), 9. Lepidium/Cardaria/ draba (0,32%), 10. Sinapis arvensis (0,23%), 11. Galium aparine (0,19%), 12. Viola arvensis (0,18%), 13. Ranunculus arvensis (0,16%), 14. Bilderdykia/Poligonum/ convolvulus (0,13%), 15. Poa annua (0,14%), 16. Cirsium arvense (0,13%), 17. Veronica persica (0,12%), 18. Agropyron/Elymus/ repens (0,11%), 19. Oxalis europea (0,09%), 20. Poligonum lapathifolium (0,04%), 21. Chenopodium album (0,01%), 22. Avena fatua (0,01%), 23. Camelina microcarpa (0,005%). 86

A VETÉSIDŐ ÉS A BÚZA GYOMVISZONYAI 3. táblázat A búza és a gyom borításának változása a fajta és csíraszám átlagában (%) Felvételezés időszaka

korai

1987- 1988 Vetésidő optimális

késői korai borítási %

1988-1989 Vetésidő optimális

késői

Búza december március május július

31,25 35,00 70,31 60,94

22,50 34,37 81,25 71,87

18,75 28,12 75,00 57,81

31,25 34,53 68,75 45,31

25,00 24,84 62,50 36,72

15,62 17,42 53,12 32,81

10,42 22,29 14,60 1,94

5,61 12,65 29,33 2,76

2,09 7,57 27,32 13,03

41,67 56,82 83,35 47,25

30,61 37,49 91,83 39,48

17,71 24,99 80,44 45,84

Gyom december március május július

51,71 58,18 23,34 5,54

21,78 37,38 11,63 3,86

1,40 15,51 10,22 8,74 Összes

december március május július

82,96 83,18 93,63 66,48

44,28 71,75 92,88 75,73

20,15 43,63 85,22 66,55

A kísérlet beállításának ideális agrotechnikai körülményei (borsó elővetemény, optimális időben és minőségben végzett talajmunkák) a nagyüzemi búzatermesztési gyakorlatban sok esetben nem valósíthatók meg, ezért a gyomok fontossági sorrendje nem tükrözi pontosan az országos felvételezések eredményeit. A legutóbbi, 2007-2008-as országos felvételezés időszakában nyolc gyomnövény (Tripleuspermum inodorum /Matricaria inodora/,Galium aparine, Cirsium arvense, Ambrosia artemisiifolia, Convolvulus arvensis, Papaver rhoeas, Apera spics.vent, Consolida regalis) tömegessége jellemezte a gyomirtásban nem részesített felvételi helyeket. (Dancza és Szentey 2009). Irodalom Balázs, F. (1944): A gabonavetések (Secalinion medioeuropeum tüxen) növényszociológiai viszonyai Erdélyben. Mezőgazdasági Szemle, Kolozsvár. 2. 81-88. Berzsenyi, Z. (2000): A gyomszabályozás módszerei. In: Hunyadi, K., Béres, I., Kazinczi, G. (szerk.) Gyomnövények, gyomirtás, gyombiológia. Mezőgazda Kiadó. 334-378. Fodor, L., Pálmai, O. (2008): The influence of Nitrogen fertilization and sowing date on weediness of winter wheat. Cereal Research Communications. 36. 2. 1159-1162. Jeanplong, J. (1951): Adatok és összehasonlító vizsgálatok Nyugat-Magyarország szántóföldi gyomviszonyainak ismeretéhez. Agrártudományi Egyetem Mezőgazdaság. Tudományi. Kar Évkönyv. 2. 17-38. Szentey, L. (2000): Szántóföldi kultúrák gyomirtása. Őszi búza (Triticum aestivum L.) In: Hunyadi, K., Béres, I., Kazinczi, G. (szerk.) Gyomnövények, gyomirtás, gyombiológia. Mezőgazda Kiadó. 477-493.

87

BÓNIS P. Ujvárosi, M. (1949): Összehasonlító gyomnövényzet vizsgálatok kalászos vetésekben, tarlókon és tarlóhántásokon. Mg. Tud. Közl. Budapest. Ujvárosi, M. (1970): A II. Országos szántóföldi gyomfelvételezés. Növényvédelem. VI.. 274-278. Dancza, I., Szentey, L. (2009): Szántóföldi gyomnövények helyzete az V. országos szántóföldi gyomfelvételezés (2007-2008) eredményei alapján. XIX. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum 2009. Keszthely. 46-47.

88


ŐSZI BÚZAFAJTÁK MINŐSÉGE A MÁTRAALJAI RÉGIÓBAN AZ ORSZÁGOS ADATOK TÜKRÉBEN FODOR LÁSZLÓ1, FODORNÉ FEHÉR ERIKA2 és PETHES JÓZSEF1 1

KÁROLY RÓBERT FŐISKOLA, GYÖNGYÖS MÁTRA SZAKKÉPZŐ ISKOLA, MÁTRAFÜRED

2

A gyöngyösi kísérletből származó minták minőségi paraméterei az országos átlagértékek alatt voltak az esésszám kivételével. Ez azt igazolja, hogy a mátraaljai régió szélsőséges ökológiai viszonyai kevésbé felelnek meg a minőségi búzatermesztés számára. A fajtaválasztásnál azokat a fajtákat kell előnybe részesíteni, melyek e régióban is stabilan jó minőséget produkálnak (pl. Mv Suba, Mv Magdaléna, Mv Ködmön). A kísérletből származó minták magas esésszám értékei azt igazolják, hogy az időben történő betakarítás minőség megőrző tényező. A megkésett betakarítás rontja a minőséget, különösen akkor, ha az érett gabona többször megázik. Kulcsszavak: őszi búza, fajták, termőhelyi viszonyok, minőség

QUALITY OF WINTER WHEAT VARIETIES IN MÁTRAALJA REGION COMPARED TO NATIONAL DATA L. FODOR1, E. FODORNÉ FEHÉR2 and J. PETHES1 1 KÁROLY RÓBERT COLLEGE, GYÖNGYÖS MÁTRA SECONDARY TECHNICAL SCHOOL, MÁTRAFÜRED

2

Quality parameters of wheat grain samples originating from Gyöngyös (Mátraalja region) were worse compared to national average data except for the Hagberg falling number (HFN). These results prove the poor suitability of the extreme ecological conditions of Mátraalja region to produce good quality wheat. When choosing wheat varieties farmers should prefer varieties that give a stable good quality (e.g. Mv Suba, Mv Magdaléna, Mv Ködmön). High values of HFN of wheat grain samples originating from this experiment prove that harvest in due time helps to preserve the good quality. Late harvest results in significant quality loss in particular if the matured cereal grain becomes wet several times. Key words: winter wheat varieties, ecological conditions of cropland, quality

Bevezetés A búza a világ legfontosabb gabonanövénye. Fontos népélelmezési cikk, a mindennapi kenyér egyik alapanyaga, ezért az ellátás megfelelő szintje és a minőség alapvető fontosságú. Azokban az évtizedekben, amikor az ország belső fogyasztásának a fedezése volt a cél, kissé háttérbe szorult a minőség, de amikor hazánk ismét búza exportőrré vált, fokozott figyelemmel fordultak a minőség felé. A minőséget alapvetően meghatározó tényezők a technológia (pl. műtrágyázás, növényvédelem), a biológiai alapok (új, nagy potenciális 89

FODOR L. és mtsai

termőképességű fajták és ezek alkalmazkodása az ökológiai és termesztési környezethez) és az évjárathatás (Győri és Győriné 1998). Szabó et al. (2005) 11 kísérleti év adatai alapján megállapították, hogy az évjárat 57,8%-ban, a műtrágyázás 35,6%-ban és egyéb faktorok 6,6%-ban befolyásolták a búza minőségét. A N műtrágyázás száraz és csapadékos években is javította a minőséget. A nitrogén minőségjavító hatása kiegyensúlyozott foszforellátás mellett kifejezettebb volt. A búza számára könnyen felvehető foszfor nélkül nem érhetők el nagy termések, kálium hiányában csökken a stressztűrő képesség, megfelelő nitrogén arány nélkül pedig nincs stabil minőség. A N-hiányt szenvedő búza sikértartalma az optimális 30 %-ról akár 20 % alatti értékre is csökkenhet, fajtától függetlenül (Petróczi és Gyuris 2002). A meteorológiai tényezők közvetlenül és közvetetten is hatnak a búza termésének mennyiségére és minőségére. A közvetlen hatások a tenyészidőszak vízellátásában, hő- és fényviszonyaiban jelentkeznek, a közvetett hatások pedig a talaj művelhetőségében, betegségek és kártevők károsító hatásában és a betakarítás körülményeiben realizálódnak. A mi klímánk alatt ezek ellentmondásosak is lehetnek, hiszen ha hűvösebb és csapadékosabb a tavasz, akkor nagy termés (sok keményítő) de gyengébb minőség (kevesebb fehérje, sikér) képződik, míg száraz idő esetén kevesebb, de jobb minőség terem (Bakóné 2002). Anyag és módszer A búza minőségvizsgálathoz a minták a Károly Róbert Főiskola Tass-pusztai Tangazdaságában beállított őszi búza fajtakísérletből származnak. A kísérlet az OMMI országos fajtakísérleti hálózatának része volt. A négy ismétlésben beállított, kisparcellás kísérletben összesen 72 államilag minősített őszi búza fajtát vizsgáltunk. A tenyészidőszakban fenológiai megfigyeléseket végeztünk (pl. kelési erély, télállóság, bokrosodás, kalászolás ideje, növénymagasság, szárszilárdság, érés ideje) és parcellánként mértük a termést. A kísérleti terület talaja csernozjom barna erdőtalaj, amely közepes N-ellátottsággal, jó foszfor- és kálium ellátottsággal jellemezhető. Az elővetemény fénymag volt. Alaptrágyaként 32 kg/ha N – 96 kg/ha P2O5 – 96 kg/ha K2O hatóanyagot juttatunk ki, majd fejtrágyaként 68 kg/ha N-t kapott a terület. A kísérletben az általános üzemi agrotechnikát alkalmaztunk. A tenyészidőszakok meteorológiai viszonyairól az 1. táblázat tájékoztat. 1. táblázat. Az őszi búza 2004/2005. évi tenyészidőszak hőmérséklet és csapadék adatai Hónap

X.

XI.

XII.

I.

II.

III.

IV.

V.

VI.

VII.

Átlaghőm. (°C)

11,8

6,1

1,3

-1,7

-2,5

5,4

11,2

16,3

16,9

19,2

Csapadék (mm)

36,0

37,2

16,4

10,5

65,3

22,3

60,7

67,2

50,1

92,9

A vetés 2004. október 21-én történt. A vetést megelőzően bőséges csapadékot kapott a terület. A novemberi és a decemberi időjárás kedvezett a kelésnek és a kezdeti fejlődésnek. Keményebb fagyok februárban érték a növényeket. A tavaszi időjárás kedvezett a bokrosodásnak és a szárbaindulás is elegendő csapadék, illetve talajnedvesség mellett történt. A hűvös június miatt az érés elhúzódott, ami kedvezett a szemek kifejlődésének. A kísérletet július 19-én takarítottuk be, még a kiadós júliusi esőzések előtt.

90

BÚZAFAJTÁK MINŐSÉGE A MÁTRAALJAI RÉGIÓBAN Beltartalmi vizsgálatra 15 fajtából vetettünk mintát, melyeket az OMMI jelölt meg. Ezek az alábbiak voltak: GK Öthalom, GK Élet, GK Kalász, GK Ati, GK Petúr, GK Holló, Mv Magvas, Mv Magdaléna, Mv Csárdás, Mv Palotás, Mv Suba, Mv Ködmön, Mv Verbunkos, Mv Buzogány, Ludwig. A mintákon az alábbi minőségi vizsgálatokat végeztük el a zárójelben szereplő módszer szerint: - betakarításkori nedvességtartalom (MSZ 6367-3: 1983) - hektolitertömeg (MSZ 6367-4: 1986) - nyersfehérje tartalom (MSZ 6367-11: 1984) - nedves sikér tartalom (MSZ 6367-9: 1989 szerint előállított kísérleti lisztből az MSZ ISO 5531: 1993 szerint) - esésszám (MSZ ISO 3093: 1995) - Zeleny-féle szedimentációs index (MSZ ISO 5529: 1993) - sütőipari érték (MSZ ISO 5530-3: 1995)

Eredmények és következtetések A 2005 nyarán betakarított őszi búza termése és minősége a vártnál rosszabbul alakult a gyöngyösi fajtakísérletben. Ez érvényes a Mátra-alján termett üzemi búzára is, hiszen a tenyészidőszak csapadék és hőmérsékleti viszonyai, a búza állományok fejlettsége, kiegyenlítettsége a kielégítő termés mennyiség mellett jobb minőséget indokoltak volna a régióban. Az okok üzemenként eltérőek lehetnek, hiszen különböző fajták, eltérő minőségű vetőmagok kerültek elvetésre és az alkalmazott technológia is nagyban függött a gazdák anyagi lehetőségeitől. A gyöngyösi fajtakísérletben igyekeztünk a technológia minden elemét betartani, a munkákat időben elvégezni és az OMMItől származó ellenőrzött, csávázott vetőmag sem lehetett akadálya a jó minőségnek. A következőkben bemutatjuk a kiválasztott fajták minőségi paramétereit és összehasonlításképpen az országos átlagértékeket is feltüntettük a táblázatban. A betakarításkori szemnedvesség mindegyik fajtánál kisebb volt, mint a szabványban (MSZ 6383: 1998) rögzített 14,5%. Jellemzően 12-13% között alakult a minták nedvességtartalma. 13% feletti értékeket mértünk az Mv Magdaléna, Mv Buzogány, Mv Ködmön, GK Ati, Mv Palotás és GK Petur fajtáknál. 11% alatt volt az Mv Suba és a GK Élet fajták nedvességtartalma (2. táblázat). Az alacsonyabb nedvességtartalom a tárolhatóság és a tárolás alatti minőség megőrzés miatt fontos, viszont a magas energia árak miatt a szárítást egyre kevesebb termelő alkalmazza. Inkább a későbbi betakarítást választják, ami főleg a minőség megőrzése miatt jelent kockázatot. A gyöngyösi kísérletben termett fajták Hl-tömeg értékeinek átlaga meghaladta az országos átlagot. Az ország különböző pontjáról származó minták Hl-tömeg értékei között jelentős eltérések voltak, amely főleg a betakarítás idejével függött össze. A vizsgált 15 fajta átlagában 73,15 kg/hl értéket mértünk. Az átlag feletti értéket adtak a GK Öthalom, GK Élet, GK Kalász, GK Ati, GK Petúr, GK Holló és az Mv Ködmön fajták. A csírás szemek aránya jóval az országos átlag alatt volt, ami mutatja, hogy az országban sok helyen többször megázott az érett gabona a betakarítás előtt. 91

FODOR L. és mtsai 2. táblázat. Az őszi búza minták szemnedvesség, hektolitertömeg és csírás szem tartalom értékei Fajták GK Öthalom GK Élet GK Kalász GK Ati GK Petur GK Holló Mv Magvas Mv Magdaléna Mv Csárdás Mv Palotás Mv Suba Mv Ködmön Mv Verbunkos Buzogány Ludwig Átlag GY: Gyöngyös,

Szemnedvesség (%) GY OÁ 12,30 13,90 11,72 14,03 12,55 13,94 13,26 14,23 13,05 13,86 12,67 13,91 12,00 14,00 13,88 13,91 12,70 13,99 13,22 14,03 11,98 13,94 13,30 14,01 12,75 13,93 13,45 14,00 12,87 13,74 12,78 13,96

Hektolitertömeg (kg/hl) GY OÁ 75,41 76,43 76,22 76,86 76,50 79,14 77,11 80,14 76,70 76,86 79,13 80,57 71,11 67,71 74,35 68,29 72,55 67,50 68,30 67,19 70,13 67,21 73,50 66,93 7,67 65,65 65,19 61,86 70,32 66,93 73,15 71,28

Csírás szem (%) GY OÁ 0,1 0,44 0,2 0,10 0,0 0,41 0,0 0,40 0,0 0,14 0,0 0,01 0,0 0,03 0,2 0,77 0,1 0,61 1,5 5,29 0,1 0,73 0,0 0,53 0,0 1,25 0,0 0,17 0,0 0,01 0,15 0,73

OÁ: országos átlag

A 3. táblázatban a nyersfehérje, a nedvessikér és az esésszám értékeket tüntettük fel. A gyöngyösi minták nyersfehérje tartalma valamelyest az országos átlag alatt maradt, de a zömmel 13-14% közötti értékek jónak mondhatók. A vizsgált fajták közül kiemelendő az Mv Suba 16,9%-os nyersfehérje tartalma, amely kb. 3%-al volt magasabb a többi fajta nyersfehérje tartalmától. A nedvessikér tartalom alapján egyik fajta minősége sem érte el a javító búza (A) minőséget. A 34%-os határértéket az Mv Suba fajta közelítette meg (33,7%). A malmi I-es (B1) minőséget további két fajta érte el: Mv Magdaléna (30,8%) és az Mv Ködmön (30,4%). Malmi II-es minőséget adott a GK Ati, az GK Holló, az Mv Csárdás, az Mv Palotás és az Mv Verbunkos. A sikértartalom alapján malmi III. minőségi osztályba sorolható fajták a GK Öthalom, GK Élet, GK Petur, Mv Magvas, Buzogány és a Ludwig. A GK Kalász a gyöngyösi kísérletben csak takarmány minőséget produkált. Az esésszám értékek minden fajta esetében meghaladták az országos átlagértékeket. A malmi minőség szempontjából kritikus 220 sec értéket mindegyik fajta esésszáma meghaladta. 400 feletti esésszám értékeket mértünk az Mv Magvas (464), Mv Ködmön (416), Buzogány (416) és GK Petur (414) fajtáknál. 300 sec alatti értéket egyetlen fajtánál az Mv Palotásnál mértünk (231 sec). A termesztett fajták jellemző esésszám értékei 300 sec felett vannak. Ezek az értékek a megkésett betakarítással jelentősen csökkenthetnek. Különösen igaz ez akkor, amikor az érett búza néhányszor meg 92

BÚZAFAJTÁK MINŐSÉGE A MÁTRAALJAI RÉGIÓBAN

is ázik a betakarítás előtt. A magasabb nedvességtartalommal betárolt búzák esetében az esésszám tovább csökkenhet, a tárolás során további minőségromlás léphet fel. Időben történő betakarítással és 12% alatti nedvességtartalommal történő betárolással az esésszám értékek stabilizálhatók. 3. táblázat Az őszi búza minták nyersfehérje, nedves sikér, és esésszám értékei

Fajták GK Öthalom GK Élet GK Kalász GK Ati GK Petur GK Holló Mv Magvas Mv Magdaléna Mv Csárdás Mv Palotás Mv Suba Mv Ködmön Mv Verbunkos Buzogány Ludwig Átlag GY: Gyöngyös,

Nyersfehérje (%) GY OÁ 14,0 14,54 13,6 14,23 12,7 14,29 13,6 15,40 13,0 13,91 13,6 14,81 13,9 13,80 14,0 15,24 13,8 14,96 14,6 15,41 16,9 15,44 14,3 14,59 13,1 14,03 13,4 13,67 13,9 14,61 13,890 14,60

Nedves sikér (%) GY OÁ 27,8 30,16 27,2 30,24 25,1 31,53 28,0 35,14 26,4 28,83 29,0 35,56 26,5 27,64 30,8 37,29 28,6 36,93 28,3 32,40 33,7 33,14 30,4 33,10 29,5 33,15 26,0 29,80 26,5 31,19 28,25 32,41

Esésszám (sec) GY OÁ 357 304,57 383 334,71 329 278,86 331 247,14 414 344,29 376 345,14 464 413,14 375 305,00 397 309,14 231 201,14 385 292,86 416 339,86 375 317,33 416 356,57 384 322,71 375,53 314,16


A 4. táblázat az őszi búza minták sütőipari értékeit és szedimentációs index értékeit (Zeleny szám) mutatja. A sütőipari érték „A” minőségi csoport értékszám tartományába (70 felett) négy fajta sorolható: Mv Suba (79), Mv Ködmön (76), Mv Magdaléna (74,7), Mv Verbunkos (70,7). Ugyancsak négy fajta sorolható a B1-es értéktartományba (55-70): Mv Csárdás (68,8), GK Holló (60,3), GK Élet (57,4) és az Mv Magvas (55,9). A szedimentációs index értékek egy fajta kivételével a legjobb minőségi osztályokra jellemző 35 ml-es érték felett alakultak. Ez is igazolja a fajták magas fehérjetartalmát. Kiemelendő az Mv Suba esetében a 70 ml-es érték.

93

FODOR L. és mtsai 4. táblázat A búza minták sütőipari értékei és szedimentációs index értékei

Fajták GK Öthalom GK Élet GK Kalász GK Ati GK Petur GK Holló Mv Magvas Mv Magdaléna Mv Csárdás Mv Palotás Mv Suba Mv Ködmön Mv Verbunkos Buzogány Ludwig Átlag GY: Gyöngyös,

Sütőipari érték GY OÁ 61,4 67,75 57,4 72,76 51,7 68,79 50,1 64,90 48,7 63,47 60,3 67,99 55,9 63,07 74,7 70,57 68,8 72,77 48,1 66,11 79,0 73,01 76,0 76,43 70,7 70,73 42,1 53,14 45,9 64,39 59,39 67,73

Szedimentációs index (ml) GY OÁ 39,0 53,86 50,0 54,00 42,0 61,43 43,0 57,29 46,0 59,29 27,0 32,86 51,0 57,14 50,0 54,00 48,0 56,71 57,0 64,71 70,0 69,14 59,0 63,43 43,0 53,00 41,0 43,43 61,0 65,29 48,47 56,37


Felhasznált irodalom Bakóné Kováts, Szabó, K. (2002): Az őszi búzák minősége a laboratóriumi vizsgálatok tükrében, Tolna megyében. Gyakorlati Agrofórum, 13. (9.) 33-34. Győri, Z., Győriné Mile, I. (1998): A búza minősége és minősítése. Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest. Petróczi, I.M., Gyuris, K. (2002): Búzafajták, műtrágyázás és minőség. Gyakorlati Agrofórum, 13. (9.) 27-29. Szabó, L., Fodor, L., Holló, S., Tóth, Cs. (2005): The effect of some environmental factors on the yield formation. Cereal Research Communication, 33. (1) 325-328.

94


MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA AZ ŐSZI BÚZA TERMÉSÉRE ÉS MINŐSÉGÉRE FODORNÉ FEHÉR ERIKA1, FODOR LÁSZLÓ2 és AMBRUS ANDREA2 1

MÁTRA SZAKKÉPZŐ ISKOLA, MÁTRAFÜRED 2 KÁROLY RÓBERT FŐISKOLA, GYÖNGYÖS

Nitrogénben gyengén, foszforban jól és káliumban közepesen ellátott csernozjom barna erdőtalajon az MTA TAKI – MGKI szaktanácsadási rendszer ajánlása szerint csak nitrogén kiadására volt szükség. A talaj foszfor- és kálium készlete biztosította a búza foszfor- és kálium igényét a tenyészidőszak folyamán. A termés mennyiségét és minőségét elsősorban a nitrogén javította. A maximális termés elérését megcélzó nitrogén adag (119 kg/ha) sem a termés mennyiségében sem a termés minőségének vonatkozásában nem múlta felül a mérleg szemléletű kezelésben alkalmazott nitrogén adag (105 kg/ha) kedvező hatását. A termésátlagban nem volt különbség. A minőségi mutatók tekintetében a mérlegszintű trágyázás hatása kedvezőbb volt, de az eltérések nem voltak szignifikánsak. A szaktanácsadási rendszer ajánlásainak alkalmazásával „Malmi I.” minőségű búza termett a vizsgált termőhelyen. Ez a minőség a szokásos műtrágyázással termesztett „Malmi II.” minőséghez képest kevesebb műtrágya felhasználásával, így a környezetet kevésbé terhelő módon is elérhető volt. Kulcsszavak: őszi búza, termőhelyi viszonyok, műtrágyázási szaktanácsadás, minőség

EFFECT OF FERTILIZATION ON GRAIN YIELD AND QUALITY OF WINTER WHEAT E. FODORNÉ FEHÉR 1, L. FODOR 2 and A. AMBRUS 2 1

MÁTRA SECONDARY TECHNICAL SCHOOL, MÁTRAFÜRED 2 KÁROLY RÓBERT COLLEGE, GYÖNGYÖS

Only nitrogen use was recommended by RISSAC –ARI HAS fertilization advisory system on chernozem brown forest soil characterized by poor nitrogen, good phosphorus and moderate potassium supply. Phosphorus and potassium supply of the soil met the phosphorus and potassium demands of wheat plants during the growing season. Quantity and quality of grain yield were improved mainly by nitrogen. Nitrogen rate (119 kg/ha) aimed to get the maximum yield could not surpass the effect of balanced nitrogen level (105 kg/ha) on both quantity and quality of wheat grain yield. The yield was almost the same. Quality characteristics were better in balanced level treatment but there were no significant differences. Wheat grain quality “Malmi I” could be produced using recommended fertilizer rates of fertilization advisory system. This quality could be provided using less fertilizer compared to the worse quality “Malmi II” that was produced using typical (generally applied) NPK rates. Key words: winter wheat, ecological conditions, fertilization advisory system, quality

95

FODORNÉ FEHÉR E. és mtsai

Bevezetés A búzatermesztés jövedelmezőségét számos tényező befolyásolja. Ezek jelentős részét módunk van bizonyos mértékig befolyásolni, illetve alakítani. A termőhelyhez, a felhasználói igényekhez illeszkedő fajtamegválasztás, az alkalmazott talajművelési rendszer, a vetés és a növényápolási munkák, valamint az aratás pontos időzítése mind alapját képezik a nyereséges búzatermesztésnek (Győri és Győriné 1998). A legnagyobb törődés, a legkörültekintőbb gazdálkodás sem hozza meg a várt eredményt, ha a búza tápelem-igénye kielégítetlen marad. Napjainkban különösen aktuális a tápanyagellátás kérdése, hiszen talajaink kedvező tápanyag-ellátottsága az elmúlt évtized „rablógazdálkodása” következtében gyakorlatilag megszűnt (Racskó 2006). A gazdaságos tápanyagellátás megvalósítása során nagyon fontos a műtrágya optimális mennyiségének megállapítása. Ezért a szükséges dózisok meghatározásakor több tényezőt is figyelembe kell venni. A tényezők közül legfontosabbak a következők: az elérhető termés biztosításához szükséges tápanyagigény; a termesztés környezeti feltételei: talajtípus, tápanyagellátátottság, elővetemény, szerves trágya utóhatás, feltöltöttségi állapot, stb., valamint a fajták szárszilárdsága és intenzitása. A műtrágya mennyiség mellett ügyelni kell a megfelelő tápanyag - NPK - arányokra is (Pepó 2003, 2004). Különösen káros a túlzott nitrogénellátás, de a túladagolt kálium is depressziót okozhat. A búza műtrágyázását - a műtrágyák mennyiségét és arányát receptszerűen nem lehet előírni; azt mindig a konkrét viszonyok alapján kell megállapítani. A szaktanácsadási rendszerek az idők folyamán, egészen napjainkig hatalmas fejlődéseken mentek keresztül. Sajnálatos az a tény, hogy a gazdálkodók jó része még manapság sem használja ki a tudományos ismeretek nyújtotta lehetőségeket, és továbbra is a megérzésen alapuló tápanyagvisszapótlási stratégiákat követi (Kalocsai et al.2004). A szántóföldi növénytermesztők igényei alapján a ’90-es évek közepén egy új szemléletű, de a korábbi módszerek értékeit megőrző költség- és környezetkímélő trágyázási szaktanácsadási rendszer fejlesztése kezdődött meg a hazai tudományos műhelyek együttműködése révén. Az elmúlt 40 év hazai szabadföldi trágyázási és meszezési kísérleti eredményeit többéves munkával sikerült egységes adatbázisba foglalni. Az MTA TAKI – MTA MGKI új szaktanácsadási rendszer az adatbázis feldolgozásával kapott összefüggésekre épül fel, így annak ajánlásai szántóföldi növényeink tápelem igényének gazdaságos, ugyanakkor agronómiai oldalról biztonságos, a környezetet kímélő módon történő biztosítását teszi lehetővé. A rendszer segítségével a MÉM NAK intenzív rendszere ajánlásainak esetenként 40–60%-ával, azzal azonos termésszinteket lehet elérni. Az új szemléletű, környezetkímélő trágyázási rendszer kisebb műtrágya adagok kijuttatásával biztosítja a gazdaságos termésszintek elérését. A jelenlegi körülmények között „ a talaj trágyázása” helyett a növény adott évi tápelem igényének harmonikus biztosítását kell célul 96

MŰTRÁGYÁZÁS ÉS A BÚZA TERMÉSE, MINŐSÉGE

kitűzni. A maximális termések helyett a legnagyobb nettó jövedelmeket biztosító termésszintet (általában a maximális termések 90-95%-át) célszerű elérni. A három makro-tápelem (N, P és K) együttes kijuttatása minden növény alá és minden talaj tápelem-ellátottsági szint mellett többé már nem természetes (Csathó et al. 2007). A Péti Nitrogénművek Zrt. a Károly Róbert Főiskolával és az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézettel kötött hosszú távú kutatási együttműködés keretében vállalta egy olyan szabadföldi kísérlet sorozat elvégzését, melynek célja az MTA TAKI – MGKI műtrágyázási szaktanácsadási rendszer tesztelése és bevezetése az Észak-magyarországi Régióba. Munkánk célja, hogy megvizsgáljuk a különböző műtrágyázási szinteknek megfelelő NPK adagok hatását az őszi búza termésére (mennyiség, minőség) a 2008 évi gyöngyösi kísérleti adatok alapján. Anyag és módszer A gyöngyösi kísérleti terület (Tass-Puszta A14-es tábla) talaja csernozjom barna erdőtalaj, melynek nitrogénellátottsága gyenge, foszfor ellátottsága igen jó, kálium ellátottsága jó. A kísérleti hely főbb talajvizsgálati paramétereit az 1. táblázat tartalmazza. A 2007/2008. kísérleti év tenyészidőszakának csapadékviszonyairól a 2. táblázat tájékoztat. 1. táblázat. A kísérleti hely főbb talajtani jellemzői Táblajel KRF-01 KRF-02 KRF-03 KRF-04 Átlag

pH (KCl)

Kötöttség

7,02 7,12 7,04 6,95 7,03

44 43 44 44 44

Össz. só m/m% 0,06 0,11 0,06 0,07 0,08

CaCO3 m/m% 0,3 0,3 0,0 0,0 0,15

Humusz m/m% 2,30 2,17 2,18 2,13 2,20

P2O5 mg/kg 440 376 312 315 361

K2O mg/kg 357 335 292 303 322

NO3-N mg/kg 8,73 50,95 9,16 7,38 8,42

2. táblázat. Csapadékmennyiség és -eloszlás a 2007/2008. év tenyészidőszakában (mm) X. 64

2007 XI. 58,8

XII. 43,6

I. 37

II. 11,6

III. 58,8

IV. 46,8

2008 V. 58,8

VI. 62

VII. 116,3

VIII. 36,7

IX. 86,8

Kísérleteinkben Mv Toborzó őszi búza fajta volt a tesztnövény. 4 műtrágyázási szinten vizsgáltuk az NPK adagok hatását a növények növekedésére, fejlődésére, a termésképzésre és a termés minőségére. Az alkalmazott kezelések az alábbiak voltak: 1. 2. 3. 4.

Kontroll (nem kapott műtrágyát) Szokásos (a régióban az adott növény alá jellemzően kiadott NPK adagok) Mérleg szint (a mérleg szemléletű trágyázási ajánlatok célja a legnagyobb jövedelmet biztosító termésszintek elérése a talaj közepes foszfor és kálium ellátásának fenntartása útján) Maximum (a maximális termés elérésére törekszünk)

97

FODORNÉ FEHÉR E. és mtsai Az egyes kezelésekhez kalkulált NPK arányokat illetve adagokat a Péti Nitrogénművek Zrt. Genezis márkanevű műtrágyáival biztosítottuk. A kezelésekhez tartozó műtrágya adagok a következők voltak: 1./ Kontroll Ø 2./ Szokásos) trágyázási szint: 98 kg/ha N - 30 kg/ha P2O5 – 30 kg/ha K2O (Genezis NPK 15:15:15 230 kg/ha + fejtrágya Genezis AN 200 kg/ha) 3./ Mérleg szemléletű trágyázási szint: 105 kg/ha N - 0 kg/ha P2O5 – 0 kg/ha K2O (Pétisó 168 kg/ha + fejtrágya Pétisó 393 kg/ha) 4./ Maximum trágyázási szint: 119 kg/ha N - 0 kg/ha P2O5 – 0 kg/ha K2O (Pétisó 184 kg/ha + fejtrágya Pétisó 430 kg/ha) A kezeléseket 129 m2–es parcellákon, négy ismétlésben, latin négyzet elrendezésben állítottuk be. A parcella méretekre kiszámolt NPK műtrágya adagokat kézzel szórtuk ki a parcellákra. A betakarított nettó parcella 82 m2 -es volt. A tenyészidőszakban fenológiai megfigyeléseket, méréseket végeztünk, és mértük a termés mennyiségét és minőségét. A kísérletekből származó minták minőségi elemzését a Károly Róbert Főiskola Kompolti és Tass-pusztai laboratóriumaiban végeztük az alábbi paraméterekre: • Nyersfehérje tartalom • Nedves sikér mennyisége • Szedimentációs értékszám (Zeleny szerint) • Esésszám (Hagberg-féle) • Ezerszem tömeg • Hektoliter tömeg A vizsgálatokhoz használt műszerek: Infratec 1275 Analyzer, FQC 109 labormalom, FTV-101 Zeleny-teszter, V-3A esésszám meghatározó, Inframatic Perten 9200.

Eredmények és következtetések A termésátlagokat vizsgálva megállapítható (3. táblázat), hogy mindegyik trágyázási kezelés jelentős termésnövekedést eredményezett a kontrollhoz képest, viszont az egyes kezelések között nem volt szignifikáns eltérés. A 2. kezelésben kiadott foszfor és kálium nem növelte a termést. A termésátlag alakulását leginkább a nitrogén befolyásolta. Az ezerszemtömeg a kontroll parcellán termett búzában volt a legnagyobb de a kezelések hatása közötti különbség nem volt szignifikáns. Az ezerszemtömeg és a termésmennyiség között nem volt igazolható kapcsolat. Az ezerszemtömeg alakulását tendenciájában vizsgálva az látható, hogy a nagyobb termésátlaghoz kisebb ezerszemtömeg tartozik. A búza hektolitertömege 77-78 kg/hl körüli értékeket mutatott a kísérletben. A növekvő nitrogén adagok hatására valamelyest csökkent a hektolitertömeg. A 4. kezelésben, azaz a maximális termést megcélzó műtrágyázási szinten termett búza hektolitertömege szignifikánsan kisebb volt, mint a kontrollé. Az EU szabvány legalább 73 kg/hl, a magyar szabvány, pedig legalább 76 kg/hl értéket ír elő, mely értékeket a kísérlet minden kezelésében termett búza teljesítette.

98

MŰTRÁGYÁZÁS ÉS A BÚZA TERMÉSE, MINŐSÉGE 3. táblázat A műtrágyázás hatása a búza termésére Kezelés átlagok Műtrágya kezelés 1. 2. 3. 4. Kísérleti átlag SzD5%

Termés mennyiség (kg/parcella) 36,0 54,0 55,9 55,9 50,5 6,8

Szemnedvesség (%) Ezerszemtömeg (g) 12,2 12,2 12,1 12,2 12,2 0,2

48,62 46,44 45,74 46,15 46,74 4,71

Hektolitertömeg (kg/hl) 78,06 77,41 76,96 76,40 77,21 1,30

Mindegyik műtrágya kezelés igazolhatóan növelte a búzaszem fehérjetartalmát a trágyázatlan kontrollhoz képest, a termésátlaghoz hasonlóan (4. táblázat). A nitrogén fehérje tartalom növelő hatását igazolta ez a kísérlet is, ami megegyezik az irodalomban közöltekkel. A meghatározás gyorsmódszerrel, infravörös technikával történt, mely módszernél az eltérés legfeljebb 0,5% lehet a tényleges értéktől. Az EU- és a magyar szabvány határértékeit (10,5 ill. 12% ) átlagban még a kontroll kezelésben termett búzaszem fehérje tartalma is elérte, de Pannon-búza standard kategória minőségi kritériumát (13%) csak a műtrágyázott búza teljesítette, de prémium kategória követelményét (14,5% nyersfehérje) egyik kezelésben sem értük el. A nedves sikér tartalom alakulása a kísérletben a fehérje tartalomhoz hasonlóan történt. Mindegyik műtrágyakezelés szignifikáns sikértartalom növekedést eredményezett a kontrollhoz képest de a műtrágyázott kezelések között nem volt igazolható különbség. A javító minőséget (34 % feletti sikér) egyik kezelésben sem érte el a búza, de malmi minőséget igen. A kontroll kezelésben „Malmi III”., a szokásos műtrágya adagú kezelésben „Malmi II” és a szaktanácsadási rendszer által javasolt kezelésekben „Malmi I” minőségű búza termett. E minőségi mutató esetében is a nitrogén minőség javító hatása látható. A 30 % feletti nedves sikér tartalom a Pannon-búza standard kategória minőségi kritériumának is megfelel. A Hagberg-féle esésszám 300 sec feletti étékei a Pannon-búza prémium kategória minőségi kritériumának is megfelelnek. A műtrágyázás e minőségi mutató esetében is jelentős javulást eredményezett. A műtrágyázott parcellákon termett búza esésszáma a kezelések átlagát tekintve közel azonos volt. A szedimentációs érték (Zeleny szerint) a búzasikér mennyiségének és minőségének, felhasználhatóságának a nemzetközi kereskedelemben használt komplex mérőszáma. A malmi minőségű búza szedimentációs értéke 20-35 ml között van, míg a javító búza esetében legalább 35 ml-nek kell lenni. E minőségi mutató esetében is a műtrágyázás pozitív hatása volt igazolható.

99

FODORNÉ FEHÉR E. és mtsai 4. táblázat A műtrágyázás hatása a búza minőségére Kezelés átlagok Műtrágya kezelés 1. 2. 3. 4. Kísérleti átlag SzD 5%

Nyers fehérje (%) Nedves sikér (%) 12,4 13,4 14,0 13,9 13,4 0,6

Esésszám (sec)

26,1 28,8 30,5 30,3 28,9 1,84

310 360 360 367 349 40

Szedimentációs érték (ml) 45 58 66 61 57 7

Köszönetnyilvánítás A szerzők ezúton fejezik ki köszönetüket a Péti Nitrogénművek Zrt.-nek a kísérlet anyagi támogatásért, valamint az MTA TAKI szakmai segítségéért.

Irodalom Csathó, P., Árendás, T., Fodor, N., Németh, T. (2007): A legfejlettebb hazai trágyázási szaktanácsadási rendszerek tesztelése szabadföldi kísérletekben. Agrokémia és Talajtan, 56., 1. 173-187. Győri, Z., Győriné Mile, I. (1998): A búza minősége és minősítése. Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest. 83. Kalocsai, R., Schmidt, R., Szakál, P. (2004): A fejtrágyázás hatása az őszi búza minőségére. Agro Napló. VIII. (3) 14-18.

Pepó, P. (2003): A műtrágyázás hatása az őszi búza fajták minőségére hajdúsági csernozjom talajon. Növénytermelés, 52, (5) 521-534. Pepó, P. (2004): Őszi búza fajtaspecifikus tápanyag-reakciójának vizsgálata tartamkísérletben. Növénytermelés, 53, (4) 329-338. Racskó, J. (2006): A tápanyagellátás és a termésminőség összefüggése az őszi búza esetében. Agrárágazat. 4, (5) 1-4.

100


TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE A KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSAINAK TANULMÁNYOZÁSÁBAN HARNOS NOÉMI1, ERDÉLYI ÉVA2 és ÁRENDÁS TAMÁS1 1

MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR BUDAPESTI CORVINUS EGYETEM, KERTÉSZETTUDOMÁNYI KAR, MATEMATIKA ÉS INFORMATIKA TANSZÉK

2

Napjainkban a klímaváltozás mezőgazdasági növényekre gyakorolt hatásainak tanulmányozása jelentős szerephez jutott mind a nemzetközi, mind a hazai kutatásokban. A klímaváltozás hatásainak kutatását segítik a növény-növekedési szimulációs modellek, melyekkel költségkímélően sokféle tényező hatását tudjuk egymástól függetlenül és egymással kölcsönhatásban vizsgálni. Ezeket a modelleket adaptálni és tesztelni kell, amit mérési adatsorokkal tudunk elvégezni. Ahhoz, hogy az időjárás összhatását vagy a tápanyagellátás hatásainak szimulációjának helyességét tesztelni tudjuk, sok éves, nagy ismétlésszámban, szabadföldön végzett kísérletek mérési adatsoraira van szükségünk. Tanulmányunkban több éven át tartó vetésidő kísérlet mérési és időjárási adatait használtuk a Ceres-Wheat és az AFRCWHEAT2 őszi búza növekedési modellek tesztelésére. Vizsgáltuk, hogy a vetésidő különböző mértékű megváltoztatásával befolyásolhatók-e illetve kiküszöbölhetők-e a klímaváltozás negatív hatásai? Azt tapasztaltuk, hogy az optimális vetésidő megválasztása döntő jelentőségű lehet a megváltozó körülményekhez való alkalmazkodásban. Kulcsszavak: klímaváltozás, modellezés, őszi búza, vetésidő

IMPORTANCE OF LONG TIME EXPERIMENTS IN STUDYING THE EFFECTS OF CLIMATE CHANGES N. HARNOS1, É. ERDÉLYI2 and T. ÁRENDÁS1 1

AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR, 2CORVINUS UNIVERSITY, BUDAPEST, DEPARTMENT OF MATHEMATICS AND INFORMATICS Studying climate change impacts on agricultural plants is of great importance in national and international projects nowadays. Research of the effects of climate change on agricultural cultivars is supported by crop grow models. Simulations provide facilities for low cost investigation of the effects of many factors independently of each other and also applying their interaction. These models need parameterisation and testing which can be done by data measurements. In order to test the correctness of the simulations of the meteorological and nutrient supply effects it is necessary to have results of long time field experiments with many replicates. In our study, in testing the Ceres Wheat and AFRCWHEAT2 winter wheat crop grow models we utilized the data of a five year long sowing date experiment and the meteorological data belonging to it. We analysed if changing the sowing date could influence or eliminate the negative effects of the changing climate. We experienced that choosing optimal sowing date could be a key in adapting to the conditions in change. Key words: climate change, modelling, winter wheat, sowing date

101

HARNOS N. és mtsai

Bevezetés Az elmúlt másfél évszázad alatt a Föld felszínközeli léghőmérséklete 0,60,8°C-kal emelkedett, ami régiónként eltérhet a globális iránytól. Magyarország éghajlatát az óceáni, a mediterrán és a kontinentális éghajlat együttesen határozzák meg, amik a Kárpát-medence domborzati hatásaival együtt változékony időjárást eredményeznek. Az eddigi ismeretek alapján feltételezhető, hogy Magyarországon hosszú távon fokozatos felmelegedés, a csapadék mennyiségének csökkenése és a szélsőséges időjárási viszonyok gyakoriságának, valamint intenzitásának növekedése várható. A klímaváltozás hatásai a növénytermesztés szempontjából kevés kivétellel negatívak; a csapadékhiány fokozott terméskiesést okoz, a magas hőmérséklet felgyorsítja az érési folyamatot, ami csökkentheti a hozamot, a szélsőséges időjárás növeli az évenkénti termésingadozást és újabb kártevők, kórokozók, gyomok jelenhetnek meg. A klímaváltozás várható hatásaihoz való adaptáció során kiemelt jelentőségű lehet a megfelelő vetésidő helyes megválasztása. A növények fejlődésének alakulása az időjárási körülményeken kívül nagymértékben függ a fajtától is. A vetési idő megváltoztatásával más paraméterek is változhatnak, mint például a kalászolás időpontja, amely a termésmennyiséget is befolyásolhatja. A hőmérséklet emelkedése pozitív hatással lehet a terméshozamra, de túlzott emelkedése, vagy az extremáliák kombinált megjelenése viszont bizonytalanul nagy terméscsökkenést hozhat magával. A virágzáskor bekövetkező nagyfokú hőmérsékletnövekedés jelentős biomassza csökkenést eredményezhet, melyen belül a szemtermés csökkenése fokozottan jelenik meg. A hőmérséklet növekedése mellett káros a hőmérséklet-értékek nagy ingadozása, a száraz időszakok megjelenése. Ezt jelzi az IPCC Harmadik Értékelő Jelentése is: sokkal nagyobb veszélyt rejtenek az extremáliák, hiszen nagy a kiszámíthatatlanságuk és a hatásuk is bizonytalan, így az éghajlatváltozás problémaköre valójában az éghajlat változékonyságának problémakörét jelenti. Az időjárás, mint minden növénynél, az őszi búzánál is döntően befolyásolja a termést. Hazánkban gyakori a hótakaró nélküli téli hideg, a száraz tavasz és az aszályos nyár. A csapadék nem egyenletesen oszlik meg a tenyészidőben. Ennek ellenére Magyarországon az éghajlat a búza termesztésére mindenütt megfelelő, minek következtében alkalmas fajták és agrotechnika alkalmazásával viszonylag nagy termésátlagok érhetőek el. Anyag és módszer Szimulációs modellek A Ceres-Wheat (Ritchie és Otter 1985) és az AF2MOD (Porter 1993, Harnos 2003), búzanövekedési szimulációs modelleket korábbi munkánkban hosszú távú megyei átlagtermés és időjárási adatsorokkal teszteltük: Győr102

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS A KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSAI

Moson-Sopron megyére és Hajdú-Bihar megyére (Harnos és Erdélyi 2008). A tesztet az 1980-1990-es időszakra végeztük el, mert ebben az évtizedben ért el hazánkban az agrotechnika olyan kiegyenlített színvonalat, hogy a termés mennyisége jobbára az időjárástól függött. Az évenkénti termésmennyiséget és annak – időjárástól függő – változását mindkét modell mindkét helyen megfelelően írta le. Kísérlet Martonvásáron 1998-2004 között őszi búzán vetésidő kísérleteket végeztünk. Évente 4-4 időpontban 20-20 fajtát vetettünk optimális tápanyagellátással. A kísérlet során felvételeztük a kalászolás időpontját és mértük a szemtermés mennyiségét. Ezen vetésidő kísérletek adatait használtuk az AF2MOD modellnek és a Ceres-Wheat modellek a tesztelésére, melyhez 20 fajta termésátlagát használtuk fel. Az időjárási adatok a martonvásári meteorológiai mérőállomásról származnak. A modell paraméterezése során a Magyarországon széles körben termesztett Martonvásári-8 búzafajta tulajdonságait használtuk fel, a kártevők, betegségek és gyomok káros hatásait integrált növényvédelmi technológiák alkalmazásával küszöböltük ki és optimális tápanyagellátással kalkuláltunk. Eredmények és következtetések Időjárás hatása a termésmennyiségre Az 1. ábráról leolvashatjuk, hogy a vizsgált öt vegetációs időszak során kétszer volt szélsőséges időjárás: 1999/2000-ben mind ősszel, mind a tavaszinyári periódusban jóval hűvösebb volt és a téli, kora tavaszi csapadékmennyiség is nagyobb volt az átlagnál. Ez azonban a kalászolás időpontját és a termésmennyiséget nem befolyásolta. Ezzel szemben a 2002/2003-as periódusban a hosszú, hideg tél, majd az átlagosnál melegebb, aszályos tavasz nagyon kedvezőtlenül hatott a termés mennyiségére, az előző évek 7 t/ha körüli termésmennyisége helyett csak 1-2 t/ha termett. Az 1998/1999-es, a 2000/2001es és a 2003/2004-es vegetációs időszak mind csapadék, mind hőmérséklet szempontjából ideális és átlagos év volt, aminek eredményeképp a megfelelő időpontban vetett gabona az elvárt mennyiségű termést hozta. Martonvásáron az őszi búza átlagos vetési időpontja október 10-e körül van. A 2. ábráról leolvashatjuk, hogy ez a vetési időpont eredményezte a legmegbízhatóbban a legjobb termésmennyiséget, még a legkedvezőtlenebb évben is. Jó időjárási körülmények között az optimális vetési időponttól való 2 hetes eltérés nem okoz terméskiesést, de szélsőséges időjárási körülmények között (2003) már jelentős kockázattal járhat. Azt tapasztaltuk, hogy a korai kalászolás nagyobb termésmennyiséggel jár. A megszokottól későbbi vetés majd minden évben terméskieséssel járt. 103

HARNOS N. és mtsai 35

25 20 15

9804 átlag 9899 9900 0001 0203 0304

700

csapadék (mm)

30

hőmérséklet (°C)

800

9804 átlag 9899 9900 0001 0203 0304

10 5 0

600 500 400 300 200 100

-5

0

-10

9/3 11/1 12/2 1/3 3/1 4/2 5/3 7/1

9/3 11/1 12/2 1/3 3/1 4/2 5/3 7/1

hónap/dekád

hónap/dekád

1. ábra. Martonvásári automata meteorológiai mérőállomás által mért dekádonként átlaghőmérséklet és kumulált csapadékmennyiség 1998 szeptember és 2004 július közötti időszakban

160

Kalászolás kezdete

DOY

150 szept. 20.

140

okt. 12.

130

okt. 27.

120

nov. 21.

110 9899

9900

0001

0203

0304

Termés (t/ha)

Évek

12 10 8 6 4 2 0

Term és

szept. 20. okt. 12. okt. 27. nov. 21.

9899

9900

0001

0203

0304

Évek

2. ábra. Vetésidő hatásának vizsgálatához végzett tartamkísérletben őszi búza kalászolási ideje (fent) és szemtermése (lent) 20 fajta átlagában, négy különböző vetési időpontban

104

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS A KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSAI

Modellezési eredmények értékelése A vizsgált modellek igen érzékenyek az extrém időjárási körülményekre; azokban az években, melyekben átlagosnak mondható hőmérsékletet és csapadékmennyiséget tapasztaltunk a modellek is a valóságnak megfelelő terméseredményt prognosztizáltak (3. ábra). 2000-ben azonban hidegebb volt az átlagnál, aminek hatására a Ceres-Wheat kevesebb termést számolt. A 2003-as aszály hatása mindkét modelleredményben megmutatkozik, habár az AF2MOD csapadékérzékenységét még pontosítani kell. 10 9 8

Termés (t/ha)

7 6 5 4 termés

3

RM-C=0.8 RM-A=0.97

Ceres-Wheat

2

AF2MOD

1 0 1999

2000

2001

2003

2004

Betakarítás éve

3. ábra. Martonvásáron végzett vetésidő kísérletek során az október 12-én vetett őszi búza mért és az AF2MOD és Ceres-Wheat modellekkel szimulált őszi búza szemtermése 5 éven át. R= korrelációs koefficiens a mért és modellezett adatsorok között (M-C: mért-Ceres-Wheat; M-A: mért-AF2MOD). 1998-1999

1998-1999 9 8 7

150

Termés (t/ha)

Kalászolás (DOY)

155

145 140 kalászolás (átlag, szórás) AF2MOD Ceres-Wheat

135 130 9. 25.

10. 13. 10. 30. 11. 23. Vetés időpontja

6 5 4

termés (átlag, szórás)

3 2

AF2MOD

1

Ceres-Wheat

0 9. 25.

10. 13.

10. 30.

11. 23.

Vetés időpontja

4. ábra. Martonvásáron végzett vetésidő kísérletekben mért és az AF2MOD és Ceres-Wheat modellekkel szimulált őszi búza kalászolás kezdetének időpontja és szemtermése.

105

HARNOS N. és mtsai

Modelltesztelésünk során vizsgáltuk, hogy különböző vetésidők esetén a modellek jól írják-e le a növények fejlődési menetét és a szemtermés mennyiségét. A tesztek azt mutatják, hogy az átlagos időjárási években a szeptember végi, októberi vetés esetén mindkét modell jól közelíti mind a kalászolás idejét, mind pedig a szemtermés mennyiségét (4. ábra). Azonban az extrém időjárási körülmények hatásának helyes leírásához még finomítani kell a modelleket, melyekhez további mérési adatsorok szükségesek. A hazai tudományos kutatás, a meteorológiai adatgyűjtés, az egyes ágazatok, köztük a mezőgazdaság tapasztalati adatai hatalmas szellemi tartalékot jelentenek, de sajnos egyelőre kevés találkozási ponttal rendelkeznek. A modellezés fejlesztése rengeteg lehetőséget kínál, viszont ehhez elengedhetetlenül szükséges a kísérleti eredmények ismerete. Meggyőződésünk, hogy az éghajlatváltozásra való felkészülést és a hozzá való alkalmazkodást elsősorban a hazánkban szerzett tapasztalatok és adottságok alapján célszerű tovább folytatni. Magyarországon nagyon változékony az időjárás, évről évre jelentős eltéréseket tapasztalhatunk. Már most is előfordulnak olyan időjárási körülmények, amikre évtizedekkel később rendszeresen számíthatunk. Ezért a tartamkísérletekből származó adatsorok kiválóan hasznosíthatóak lennének a szimulációs modellek fejlesztéséhez és teszteléséhez, elősegítve a klímaváltozáshoz való alkalmazkodási stratégiák felállítását. A sikeres felkészüléshez szorosabb együttműködésre van szükség a tartamkísérleteket végző és a szimulációs modelleket fejlesztő és alkalmazó szakemberek között. Csakis összefogással, egymás munkájára építve és a feladatok közös megfogalmazásával és megvalósításával lehet kidolgozni és végrehajtani a jövőre vonatkozó intézkedési elképzeléseket. Köszönetnyilvánítás A munkánkat az AGRISAFE 203288 sz. EU-FP7-REGPOT 2007-1 pályázat támogatta.

Irodalom Bartholy, J., Pongrácz, R., Gelybó, Gy. (2007): Regional climate change expected in Hungary for 2071-2100. Applied ecology and environmental research. under review Harnos, N. (2003): A klímaváltozás hatásának szimulációs vizsgálata őszi búza produkciójára. „AGRO-21” Füzetek, 31, 56-73. p. Harnos, N., Erdélyi, É. (2008): Alkalmazkodási stratégiák őszi búza termelékenységének fenntartásához szimulációs modellek használatával. In: Harnos, Zs., Csete, L. (Szerk.): Klímaváltozás: környezet – kockázat – társadalom. Kutatási eredmények. Szaktudás Kiadó Ház Budapest, ISBN 978-963-9736-87-0, 309-328. p. Porter, J.R. (1993): AFRCWHEAT2 A model of the growth and development of wheat incorporating responses to water and nitrogen. Eu. J. Agr., 2, 69-82. p. Ritchie, J.T., Otter, S. (1985): Description and Performance of CERES-Wheat: a User-oriented Wheat Yield Model. US Dept. Agric., ARS, 38, 159-175. p.

106


A TARTAMKÍSÉRLETEK JELENTŐSÉGE A TALAJTERMÉKENYSÉG KUTATÁSÁBAN KISMÁNYOKY TAMÁS PANNON EGYETEM, GEORGIKON KAR NÖVÉNYTERMESZTÉSTANI ÉS TALAJTANI TANSZÉK, KESZTHELY A tartamkísérletek jelentőségéről és szükségességéről összefoglalva megállapítható, hogy a hosszú távú hatások csak évtizedek után értékelhetők. Az utóbbi évtizedek agrotechnikai haladása a terméseredményekben (agrokemikáliák, genetikai haladás stb.) ezek alapján mérhetők, és a további fejlesztések is ezekre alapozódnak. Tápanyagmérlegből levezethető egyensúlyi állapotok vagy eltérések megbízhatóan becsülhetők. A különböző kísérleti helyek kiértékelése, összehasonlítása alapján ellenőrizhető a klímaváltozás hatása. A számítógépes növénytermesztési modellek alapja a fenntartható talajhasználati rendszerek kidolgozásának kísérletes megalapozása. Kulcsszavak: tartamkísérletek, talajtermékenység, OMTK kísérleti hálózat

THE IMPORTANCE AND NECESSITY OF LONG-TERM FIELD EXPERIMENTS T. KISMÁNYOKY DEPARTMENT OF PLANT PRODUCTION AND SOIL SCIENCE, GEORGIKON FACULTY, PANNON UNIVERSITY, KESZTHELY The importance and necessity of long-term field experiments: Long-term effects can only be studied after several decades reliably. The agrotechnical development (chemical, biological, etc.) of the last decades can be measured by long-term data and the plants for the future should also be based on this data base. Nutrient balances can be estimated reliably. The effect of climate change can be estimated reliably. The effect of climate change can be estimated by the comparison of the long-term data of the different study sites. Long-term database is the background of the computer models. Long-term field experiments are the references of the sustainable development of agriculture and environment. Kulcsszavak: long-term field experiments, soil fertility, OMTK experimental network

Bevezetés Szántóföldi tartamkísérletek voltak, vannak és lesznek. Legalábbis ott, ahol felismerik ezek fontosságát. A tartamkísérletek lényeges információkat nyújtanak ahhoz, hogy a fenntartható mezőgazdasági termeléshez a talajtermékenységet befolyásoló tényezőket biztonsággal meghatározzuk. A legtöbb esetben a hatások és kölcsönhatások csak hosszú távú adatsorokból 107

KISMÁNYOKY T.

értelmezhetőek, különösen akkor, ha különböző talajtípusokat és klimatikus feltételeket hasonlítunk össze. Ezek az információk értékesek a gazdálkodók, szaktanácsadók, döntéshozók és kutatók számára mind lokális, mind pedig szélesebb és általános vonatkozásban egyaránt. (Körschens 2000) A szántóföldi tartamkísérletek olyan élő laboratóriumokként foghatók fel, amelyek lehetővé teszik a mezőgazdasági környezet fizikai és biológiai paramétereinek megbízható tanulmányozását, alapvető információkat nyújtanak a tudósoknak és a politikai döntéshozóknak ahhoz, hogy a mechanizmusok változásait nyomon követhessék. A legtöbb kisparcellás kísérlet olyan céllal létesült, hogy vizsgálja a vetésforgó, a monokultúra, a szerves- és műtrágyahatások, a mikroelemek, a meszezés, a talajművelés, a vízháztartás, a növényvédelem hatásait, a z új fajták tápanyag-reakcióit és a tényezők kölcsönhatásait. Hasonló célokkal állították be a hazai tartamkísérleteket is. Az EU és Magyarország növénytermesztési kutatásaiban nagyon sok közös vonás fedezhető fel mind a kutatási témák, mind pedig az intézményhálózat, illetve a finanszírozás elvei terén. A megvalósítás folyamata azonban már nem ilyen egységes: a nyugat-európai országokban is általában a növénytermesztési kutatásokat az egyetemek és az ezekhez integrált tájkutató intézetek vagy önálló kutatóközpontok végzik. A kutatóintézetek vagy állami fenntartásúak, vagy privát cégek által finanszírozottak. Az agrotechnikai kutatások egy része nonprofit jellegű, pl. trágyázási, vetésforgós, talajhasználati vizsgálatok, míg a fajtanemesítés és növényvédő szerekkel kapcsolatos kutatások általában profitorientált jellegűek. Nyilvánvalóan ott, ahol a kutatási eredmények közvetlenül térülnek meg (új növényvédő szer, új fajta, új gép stb.) a kutatások anyagi háttere biztosított. Más a helyzet azoknál a kutatásoknál (pl. trágyázási tartamkísérletek), amelyek esetében a költségek nagyok, de az értékelhető eredmények csak több ismétlés után tehetők közkinccsé. Ezek az eredmények is publikációkban mindenki számára ingyen hozzáférhetőek, egyben a nemzetgazdaság számára fontosak. Az európai országok tartamkísérleteinek kigyűjtése elsősorban Körschens (2000) munkáiban jelentek meg. Ezek kibővítésével készült el a világ tartamkísérleteinek összeállítása (Debreczeni 2009). Az alkalmazotti szintű agrotechnikai kutatások eredményei akkor hasznosíthatók a gyakorlatban és a szaktanácsadásban igazán, ha a kutatóhelyek a tájegységekben találhatók. Ennek egyik legkiválóbb példája az OMTK (Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek) hálózata. Milyen célt szolgálnak a magyarországi tartamkísérletek? A hazai tartamkísérletek kialakulása, azok eredeti célja gyakorlati és tudományos szempontból nyilvánvalóan más és más. Egy tulajdonságuk azonban közös. Mindegyik tartamkísérletet olyan hipotézis alapján alakították ki, amely alkalmassá teszi azt hosszabb távú vizsgálatok elvégzésére, egzakt adatok gyűjtésére fizikai, kémiai, biológiai, illetve ezek együttes hatásai alapján 108

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS A TALAJTERMÉKENYSÉG KUTATÁSA

ökológiai folyamatok megismerésére, e folyamatok trendjeinek meghatározására. A tartamkísérletek ennek megfelelően nem csak valamilyen tudományos kuriózumok, megbecsülést érdemlő természettudományos múzeumi relikviák, hanem elsősorban olyan nagy értékű, megszüntetésük, avagy szüneteltetésüket követően újból elő nem állítható, többéves folyamatok hatásait őrző élő ökológiai modellek, amelyek állandó, dinamikus adatbázisként segítségünkre vannak tudományos problémák megoldásában. Lényegében a szabadföldi kísérletek a növénytermesztéstan, az agrokémia, a talajtan valamint az agroökológia alapkutatási tevékenységének „nagyműszerei”. A tartamkísérletek haszna – túlmenően tudományos értékükön – minden esetben az oktatásban is jelentkezik. Az oktatás felöleli a reguláris felsőfokú képzést, a PhD-képzést, a szakoktatást és a szaktanácsadást is. Vannak olyan tartamkísérletek, amelyeket eredendően oktatási szempontoknak megfelelően alakítottak ki, pl. a Westsik-féle tartamkísérletek. Más kísérletek elsődleges szempontja valamilyen tudományos probléma vizsgálatára irányul, azonban ezek is minden esetben szolgálják az oktatás és a tanácsadás céljait is. Minden magyarországi tartamkísérlet – akár oktatási, akár kutatási intézmény birtokában van – kapcsolódik valamilyen akkreditált képzési programhoz, továbbá rendszeresen szervezett tudományos és ismeretterjesztési fórumok alkalmával bármely érdeklődő számára megismerhető, megtekinthető.(Kismányoky és Jolánkai 2000) Anyag és módszer Az alábbiakban az OMTK hálózat 9, eltérő agroökológiai adottságú (Várallyay et al. 2009) kísérleti területén (1. ábra), 1967-2001 közötti években elért néhány kutatási eredményét mutatjuk be. A kísérletek, egységes műtrágyázási kezelésekkel (1-2. táblázat) és növényekkel (fajtákkal), kisparcellákon lettek beállítva 1967-ben, tavaszi árpát, kiegyenlítő hatású előveteményt követő őszi búzavetéssel. Az első terméseredmények 1968-ból származnak. Az első évben, két különböző 4 éves vetésforgó lett beállítva mind a kilenc helyen, valamint monokultúrás kukorica kísérlet 4 helyen. A kísérletek betűkkel (A, B és C) és számokkal jelölve szerepelnek. Az első szám a kísérlet típusa, a második szám a kísérlet beindítási évének utolsó számjegye. A forgók szerkezete következő: „A” – forgó: őszi búza – kukorica – kukorica – borsó „B” – forgó: őszi búza – kukorica – kukorica – őszi búza „C” kísérlet: monokultúrás kukorica Kezdetben számításba volt véve, az egymást követő években a négyéves forgók teljes kiterítése is, vagyis azonos évben minden növény termesztése, az évjárathatások kiszűrése érdekében. Az „A” és „B” kísérletek, mindenhol 1967-ben, 1968-ban, 1969-ben beállításra kerültek. A „C” monokultúrás kukorica kísérletek viszont csak 1967-ben. Az évenként egymást követő kísérletek: 17-es, 18-as 19-es, sajnos a később beállított kísérleteket megszüntek. A kísérletek kétszeresen osztott split-plot elrendezésűek, melyben a vetésforgók a főparcellák, a K-adagok az elsőrendű alparcellák. Minden főparcella 80 parcellából áll. A bruttó parcellaméret, kísérleti helyenként változó: 50-70 m2 (Debreczeniné és Dvoracsek 2009).

109

KISMÁNYOKY T.

1. ábra. Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek hálózata 1.táblázat. A 17-es kísérlet NPK kezelései és hatóanyag mennyiségei (N, P2O5, K2O kg/ha/év) Tápelemek

(1967-1971) ŐB

KU

N1 N2 N3 N4

35 70 105 140

40 80 120 160

P1 P2 P3

35 70 105

35 70 105

K1 K2

70 140

100 200

110

(1972-1979) BO

ŐB-KU

BO

(1980-1987) ŐB-KU

BO

Nitrogén hatóanyag mennyiségek rotációnként 0 50 0 50 0 20 100 25 100 40 40 150 50 150 80 40 200 75 200 120 Foszfor hatóanyag mennyiségek rotációnként 40 50 50 50 50 80 100 100 100 100 120 150 150 150 150 Kálium hatóanyag mennyiségek rotációnként 80 100 100 100 100 160 -

1988-tól ŐB

KU

BO

100 150 200 250

100 150 200 250

50 75 100 125

60 120 180

60 120 180

60 120 180

100 150

200 250

100 150

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS A TALAJTERMÉKENYSÉG KUTATÁSA 2. táblázat. 17-es kísérlet NPK kezeléseinek kódjai Sorszám 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Kód 000 100 110 120 200 210 220 300 310 320

NPK N0P0K0 N1P0K0 N1P1K0 N1P2K0 N2P0K0 N2P1K0 N1P2K0 N3P0K0 N3P1K0 N3P2K0

Sorszám 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Kód 101 111 121 201 211 221 301 311 321 432

NPK N1P0K1 N1P1K1 N1P2K1 N2P0K1 N2P1K1 N2P2K1 N3P0K1 N3P1K1 N3P2K1 N4P3K2

Eredmények és következtetések A búza terméseket különböző elővetemények után a kísérleti helyek, az évek, a kontroll (0) és a műtrágyázási kezelések (Mt) átlagában, az alábbiakban, valamint a 2. ábra alapján foglaljuk össze (t/ha, %): 17A, EV:BO 17B, EV:BU 17B, EV:KU

0 (t/ha) 3,77 2,89 2,22

0 (%) 169,8 130,2 100,0

Mt(t/ha) 5,70 5,26 4,42

Ev (%) 129,5 119,0 100,0

Mt hatás % 152,0 182,0 199,0

7 6

szemtermés t/ha

5 4 5,26

5,7

4,42

3 2

3,77

2,89 2,22

1 0 17A EV:BO 17A EV:BO 17B EV:BU 17B EV:BU 17B EV:KU 17 B EV:KU 0 Mt 0 Mt 0 Mt kezelések

2. ábra. Búzatermések különböző elővetemények után a kísérleti helyek, a kontroll és a műtrágyázási kezelések átlagában (t/ha)

111

KISMÁNYOKY T.

A fenti eredmények tömörítve a tartamhatás éveiben lehetővé tesznek néhány megállapítást. A trágyázatlan kezelésben a búza termése kukorica elővetemény után volt a legkisebb (2,22 t/ha), ami vélhetően a kukorica nagyobb vízfogyasztásával és tápanyagfelvételével, illetve a megkésett vetésidővel magyarázható. A búza önmaga alá vetve 2,89 t/ha termést adott, a kukorica előveteményhez képest mintegy 30%-kal termett többet. A borsó, amely köztudottan az egyik legjobb elővetemény közel 70%-kal nagyobb búzatermést adott, mint a kukorica-elővetemény esetében. Ez a kisebb vízfelhasználásnak és a N-fixációnak tulajdonítható. A műtrágyázási kezelések átlagában a búza termése ugyancsak a kukorica elővetemény után volt a legalacsonyabb (4,42 t/ha). A búza önmaga után vetve (5,26 t/ha) termést adott, ami 20%-os termésnövekedést jelentett. Borsó után a búza 30%-os terméstöbbletet adott. A műtrágyák %-os termésnövelő hatása a búzánál – az előveteményektől függően – a kontrollhoz képest (100%) borsó után 152%, búza után 182% és kukorica után 199%-os volt a vizsgált tartamhatás évei és a kísérleti helyek átlagában. A kukorica terméseket különböző elővetemények után és forgókban a kísérleti helyek, az évek, a kontroll (0) és a műtrágyázási kezelések (Mt) átlagában, az alábbiakban, valamint a 3. ábra alapján foglaljuk össze (t/ha, %): 17A, EV:BU 17B, EV:BU 17A, EV:KU 17B, EV:KU

0 (t/ha) 6,14 6,03 4,72 4,52

0 (%) 136,0 133,7 104,4 100,0

Mt (t/ha) 8,33 8,09 7,33 6,72

Ev (%) 124,5 120,3 110,0 100,0

Mt hatás % 135,7 134,2 155,2 148,7

A négyszakaszos vetésforgóban (A-17 jelű, őszi búza-kukorica-kukoricaborsó) műtrágyázás nélkül a búza elővetemény után kaptuk a legnagyobb kukoricaterméseket (6,14 t/ha), amely a B-17 jelű búza-kukorica-kukorica-búza bikultúra kukorica előveteményhez képest 136% többlettermést jelentett. A kukorica elővetemény után (A-17) a kukoricatermés műtrágyázás nélkül 4,72 t/ha (104,4 %) volt. A B-17 jelű kísérletben, a kukorica termése a búza elővetemény után 6,03 t/ha volt, ami 133,4% terméstöbbletet jelentett az ugyanebben a kísérletben kapott kukorica elővetemény terméséhez (4,52 t/ha) viszonyítva. A műtrágyázási kezelések átlagában az elővetemény-hatások hasonlóak, de magasabb termésszinten (8,33-8,09-7,37-6,72 t/ha). Az elővetemény-hatásból származó többlettermések az előbbiek sorrendjében 110,0-124,5% között változtak. Az NPK-átlagok termésnövelő hatása, a trágyázatlan kontrollhoz viszonyítva a búzához hasonlóan, a kedvezőtlenebb elővetemények után nagyobbak voltak.

112

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS A TALAJTERMÉKENYSÉG KUTATÁSA

A C-17 jelű kísérletek négy helyen folynak (BI, IR, PU, HB), a három évtized alatt a monokultúrás kukorica trágyázás nélkül adta a legkisebb átlagtermést (4,51 t/ha). Műtrágyázással – a kiválasztott NPK-kezelések átlagában – pedig a kukorica termése 7,71 t/ha-ra emelkedett, vagyis a műtrágyázás termésnövelő hatása 171% volt. A kukorica és búza tápanyagellátásának és elővetemény-hatásainak tanulmányozásával 9 kísérleti helyen, amelyek az ország fontosabb agroökológiai körzeteit reprezentálják, 34 év termésadatait értékeltük (4-5. ábra). 9 8 6.72

7

szemtermés t/ha

6

7.33

8.09 8.33

5 4

6.03

4.52

6.14

4.72

3 2 1 0 17A EV:BU 17A EV:BU 17B EV:BU 17B EV:BU 17A EV:KU 17A EV:KU 17B EV:KU 17B EV:KU 0 Mt 0 Mt 0 Mt 0 Mt kezelések

3. ábra. Kukoricatermések különböző elővetemények után a kísérleti helyek, a kontroll és a műtrágyázási kezelések átlagában (t/ha) 10 9

szemtermés t/ha

8 7 6 5 4 3 2 1 0 KO N4P4K1 N2P2K1

PU N4P1K1 N3P2K1

KE N5P2K1 N3P2K1

NA N3P2K1 N2P2K1

MO N5P4K1 N3P3K1

Max.

Opt.

BI N5P4K1 N3P1K1

KA N5P2K1 N3P1K1

IR N3P0K1 N2P1K1

HB N5P2K1 N2P1K1

Kontr.

4. ábra. Műtrágyázás hatása a kukorica termésére (t/ha) optimális és kontroll tápanyagellátásnál (2-7. rotáció átlaga)

113

KISMÁNYOKY T. 7

szemtermés t/ha

6 5 4 3 2 1 0 NA

KE

HB

PU

IR

BI

KO

KA

MO

N4P 4K1 N4P 1K1 N4P 4K1 N4P 4K1 N4P 3K1 N4P 3K1 N4P 4K1 N4P 1K1 N5P 3K1 N3P 3K1 N3P 2K1 N3P 3K1 N4P 2K1 N3P 2K1 N3P 2K1 N3P 3K1 N2P 1K1 N3P 2K1

Max.

Opt.

Kontr.

5. ábra. Műtrágyázás hatása az őszi búza termésére (t/ha) optimális és kontroll tápanyagellátásnál (2-7. rotáció átlaga)

A bemutatott sokéves, egzakt kísérleti eredmények és tapasztalatok nagyon jól hasznosíthatók az érintett agroökológiai körzetek földhasználati rendszerének kialakításához. Irodalom Debreczeni, B-né (2009): Nemzetközi áttekintés a világ szántóföldi tartamkísérleteiről. In: Debreczeni B-né, Németh, T. (szerk.). Az OMTK kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó, Budapest. 19-20. Körschens, M. (2009): Internationale Organische Stickstoff – Dauerversuche. UF2-Bericht No.15/2000 Leipzig-Halle GmbH Várallyai, Gy., Makó, A., Hermann, T. (2009): Az OMTK helyeinek talajtani jellemzése. In: Debreczeni B-né, Németh, T. (szerk.). Az OMTK kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó, Budapest. 19-20. Kismányoky, T., Jolánkai, M. ((2009): Magyarországi trágyázási tartamkísérletek. In: Debreczeni B-né, Németh, T. (szerk.). Az OMTK kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó, Budapest. 25-33. Debreczeni, B-né, Dvoracsek, M. (2009): Az OMTK leírása. In: Debreczeni B-né, Németh, T. (szerk.). Az OMTK kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó, Budapest. 114124.

114


ALTERNATÍV GABONAFÉLÉK ÖKOLÓGIAI TERMESZTÉSE KOVÁCS GÉZA MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR Az ökológiai termesztés gazdaságos fejlődésének egyik alapvető szempontja a lokális termesztési feltételekhez megfelelően alkalmazkodó, nagy piaci értéket képviselő fajok termesztése. Ennek az igénynek marginális termesztési feltételek között elsősorban azok az alternatív gabonafajok felelnek meg, melyek igénytelenek a termesztési feltételekkel szemben, és ellenállók a különböző klimatikus hatásokkal és kártételekkel szemben. Az elmúlt évek kutatásai eredményei szerint e követelménynek elsődlegesen az ősi diploid és tetraploid fajok, közülük is leginkább az alakor (Triticum monococcum) és a tönke (Triticum dicoccum) felelnek meg. Az elmúlt évek organikus nemesítésének eredményeként megszületett alakor (Mv Alkor) és tönke (Mv Hegyes) fajták ökológiai termesztésben történő elterjedésének azonban alapvető feltétele helyük meghatározása egy fenntartható vetésforgóban, az ökológiai gazdálkodás vetésváltás előírásainak megfelelően. Kísérleteink során olyan hosszú távú vetésforgót dolgoztunk ki, mely alkalmas a fenntartható ökológiai gazdálkodás modelljének, és lehetővé teszi az alternatív gabonafélék folyamatos termesztését külső tápanyagforrás bevonása nélkül. Kulcsszavak: ökológiai gazdálkodás, fenntartható vetésfogó, alternatív gabonák

ORGANIC PRODUCTION OF ALTERNATIVE CEREALS G. KOVÁCS AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR The development of organic farming is highly dependent on the use of locally adapted and economically useful varieties. To cover such needs in the case of cereals, primarily the alternative cereals, such as einkorn and emmer, seem to be the optimal solution under marginal environmental conditions. During the last few years new einkorn (Mv Alkor) and emmer (Mv Hegyes) varieties have been developed using organic breeding methods, which are highly adaptable to marginal environmental conditions and are tolerant of abiotic and biotic stresses. For their successful introduction in to organic farming practice, there is a high need to find their optimal place in plant rotation systems and to develop a sustainable production system in combination with the minimisation of external inputs. Based on the results of our experiments, a long term rotation system was developed for the alternative wheat production system. Key words: organic farming, sustainable plant rotation, alternative cereals

Bevezetés Az utóbbi évek élelmiszertermelés, -forgalmazás és -fogyasztás tendenciái világszerte jelentős mértékben megváltoztak, és egyre inkább előtérbe kerülnek a természetes eredetű, egészséges, minőségi élelmiszerek. Ez a tendencia egyértelműen jelentkezik mind a termékfejlesztés, mind pedig az 115

KOVÁCS G.

élelmiszertermelés területén. A főbb fejlesztési irányok egy része alapvetően az ökológiai gazdálkodáshoz köthető. E gazdálkodási forma piaci térnyerése világszerte egyre intenzívebb, és a fejlett régiókban meghaladja az évi 10%-ot. Előretörésének hátterében azonban nemcsak az egészséges élelmiszerek iránti növekvő igény áll, hanem a környezetvédelmi szempontok is fontos szerepet játszanak. Az organikus gazdálkodás ugyanis bizonyítottan az egyetlen törvényileg szabályozott gazdálkodási forma, melynek alapkövetelménye a fenntarthatóság és a szintetikus vegyszerek alkalmazásának tilalma. A fejlett európai országok egy részében a természetvédelmi területek közvetlen környezetében az egyetlen engedélyezett gazdálkodási forma, és a veszélyeztetett régiók is ezt szeretnék elérni. Az Európai Bizottság által kiadott European Organic Action Plan (bár még anyagi forrásokat nem rendeltek mellé) az ökológiai gazdálkodás jelentős nagyságrendű növelését javasolja a tagországok számára, melyben az elsődleges cél a közel 10%-os arány elérése a művelt területekre vonatkozóan. Sajnos a gazdálkodási forma terjedésének a piacorientált nagy gazdaságok szemléletén túl az is bizonyos mértékben gátja, hogy napjaink ökológiai gazdálkodása elsősorban a konvencionális nemesítés fajtáin alapul, és csak kevés olyan fajta áll a gazdálkodók rendelkezésére, melyet kifejezetten erre a termelési módra állítottak elő. A szektor fejlődésének biztosítása érdekében alapvető szükség van az organikus nemesítési és termesztési kutatásokra és az új organikus nemesítésű fajták termesztésbe történő szélesebb körű bevezetésére. Különösen igaz ez az alternatív gabonák esetében, melyek, bár köztudottan a funkcionális élelmiszer előállítás kulcsnövényei, eddig kevés figyelmet kaptak. Történt ez mindannak ellenére, hogy ezek a gabonafélék általában jobban tűrik a marginális termesztési feltételeket, jóval igénytelenebbek, és többségük jelentős mértékben ellenáll a különböző biotikus és abiotikus stresszeknek (Kovács 2006). Az elmúlt évek organikus nemesítési kutatásainak eredményeként megszülettek azok az első minősített fajták az alternatív gabonafélék körében, melyek már alkalmasak arra, hogy gazdasági méretekben is képet kapjunk szántóföldi viselkedésükről, és megtaláljuk optimális helyüket egy fenntartható ökológiai gazdálkodásban. Az alternatív gabonafélék közül kísérleteinket a diploid alakor (Mv Alkor, T. monococcum) és a tönke (Mv Hegyes, T. dicoccum) új fajtáival végeztük annak érdekében, hogy megfelelő ajánlásokat tehessünk az e fajok termesztése iránt érdeklődő ökológiai gazdálkodóknak. Anyag és módszer Kísérleteinket az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetének tanúsított organikus tenyészkertjében, illetve Gyulán, a Körös-Maros Biofarm Kft. földjein kialakított kísérleti területen végeztük 6 éven keresztül. A martonvásári ökológiai nemesítési tenyészkert 4 éve nyert végleges ökológiai státuszt, de e területen 17 éve semmilyen trágyázás, illetve növényvédő szer alkalmazás nem történt. A gyulai terület 10 éve rendelkezik ökológiai státusszal.

116

ALTERNATÍV GABONÁK ÖKOTERMESZTÉSE A vetésforgó kialakítását mindkét helyen 2000-ben kezdtük meg. Martonvásáron négykomponensű vetésforgót alakítottunk ki, mely a következő elemekből áll: kalászos gabona – szója – kukorica – borsó. A vetésforgó hatását az alakor és a tönke viselkedésére a forgó alapozását követő harmadik évet követően kezdtük el vizsgálni. Ezzel szemben Gyulán 5 komponensű vetésforgót építettünk ki, melyben a következő komponensek szerepeltek: rozsos őszi borsó – kalászos gabona – szója – kukorica – napraforgó. Mindkét helyen az Mv Alkor alakor és az Mv Hegyes fajták agronómiai viselkedését és termését vizsgáltuk 4 ismétléses véletlen blokk elrendezésű kísérletekben az egymást követő évek tekintetében. Kontrollként az ökogazdálkodásban alkalmasnak bizonyult Mv Suba fajtát alkalmaztuk. A hagyományos gabonakísérletektől eltérően a növényállomány sűrűsége 2,5 millió csíra/ha értékre lett csökkentve, mivel az alternatív gabonák igen érzékenyek a talaj N tartalmára, és nagyobb állománysűrűség esetén megdőlésre hajlamosak. A talajművelés mindkét helyen azonos volt, és állománykezelést nem végeztünk.

Eredmények és következtetések A vetésforgó kialakításának hatásai és nehézségei A vetésforgó kialakításának első három évében ökológiai termelési feltételek között alapvető problémát okozott a gyomflóra felszaporodása, elsősorban a nagyobb arányú kapás növények esetében. Ez különösen jelentős gondot okozott az 5 komponensű forgó alkalmazásakor, ahol három évben is kapás követte egymást. Az egyetlen előny abból származott, hogy a különböző kapás állományokban a gyomflóra eltérő módon alakult, és nem azonos gyomfajok voltak az uralkodók. Az azonban nyilvánvaló volt, hogy ez a típusú forgó jelentős pótlólagos költségráfordítás nélkül nem tartható fenn gazdaságosan. Ezért a szükséges mechanikus művelés csökkentése érdekében a harmadik évtől kezdődően módosítottuk a termesztési technológiát. Szója esetében a szokásos sortávot lecsökkentettük gabona sortávra, és a forgó következő tagjánál , kukoricánál áttértünk a siló kukorica alkalmazására. Ez a módosítás már lehetővé tette a megfelelő gyomkezelést, mivel így a fejlett állományok már képesek voltak elnyomni a gyomokat. Hasonló változtatást tettünk a négykomponensű forgó esetében is, kiegészítve azzal, hogy a borsó után köztes növényként mustárt vetettünk. A mustár alkalmazása a négyes forgóban azzal a pozitív hatással is járt, hogy a mustárt zöldtrágyaként a talajba visszajuttatva jelentős mértékben javult a talaj szerkezete is. Az alternatív gabonafélék terméseredményeinek alakulása a vetésforgó hosszú távú fenntartásának függvényében A két alternatív gabonaféle termőképessége természetesen lényegesen alacsonyabb, mint az alkalmazott búzafajtáé. A vizsgálat első évében ez a különbség igen jelentős volt (1. ábra). Az évek előrehaladtával ez a különbség jelentősen csökkent, ami arra utal, hogy az alternatív gabonafélék evolúciós kapacitása sokkal nagyobb, mint a genetikailag nagymértékben homogén 117

KOVÁCS G.

kenyérbúzáé. Külön kiemelendő eredmény az is, hogy termésstabilitásuk is lényegesen nagyobb, ami arra utal, hogy a szélsőséges évjárat hatásait is nagyobb mértékben tolerálják, mint a termesztett búza. A két termőhely közötti különbség hatása szintén sokkal jobban megmutatkozik a búza esetében, mint a két alternatív gabona esetében. Általában azt mondhatjuk, hogy ezek extrém évjáratokban és gyenge termesztési feltételek között sokkal biztonságosabban termeszthetők, mint a kenyérbúza. 4,5 4,0

Szemtermés (t/ha)

3,5 Mv Alkor Gyula

3,0

Mv Alkor Martonvásár

2,5

Mv Hegyes Gyula Mv Hegyes Martonvásár

2,0

Suba Gyula 1,5

Suba Martonvásár

1,0 0,5 0,0 1

2

3

4

5

6

7

1. ábra. Az alakor és a tönke fajták termésének alakulása a különböző helyeken és évjáratokban

A két alternatív gabonafaj közül gyengébb termőhelyen a tönke termőképessége ad megbízhatóbb eredményeket, jobb termőhelyen gyakorlatilag nincs különbség a két faj teljesítménye között. Az eredmények arra is utalnak, hogy gyengébb adottságú területeken általában biztonságosabban termeszthetők, mint az őszi búza (bár egy fajtára alapozva ezt nehéz bizonyítani). Az adatok azt is megerősítik, hogy, mivel más eltérés nem volt a kísérletsorozat során, az alkalmazott vetésforgó egyértelműen pozitív hatást gyakorolt a két faj termőképességére. Ennek feltehetően az az oka, hogy a nagy pillangós arány szinten tartotta, vagy növelte a talaj felvehető N-tartalmát. Emellett a kapott pozitív hatás feltehetően annak is köszönhető, hogy a megváltoztatott termesztés, vagyis a szója sűrű soros vetése, és a silókukorica alkalmazása visszaszorította azokat a gyomokat, melyek gátolták az alakor és a tönke fejlődését. 118

ALTERNATÍV GABONÁK ÖKOTERMESZTÉSE

Eredményeink egyértelműen arra utalnak, hogy az alacsony termésszintű területeken az alakor és a tönke termesztése gazdaságosabb, és sokkal kisebb kockázatú, mint az őszi búza termesztése. A fenntarthatóság szempontjából úgy tűnik, hogy az alkalmazott vetésforgó jelentős segítséget nyújthat a környezetkímélő gazdálkodásban. A legfontosabb kérdés a gazdálkodó számára azonban az, hogy a forgóban szereplő többi kultúra milyen piacképességgel bír. Amennyiben ezek is jó áron forgalmazhatók az ökotermékek piacán, a kidolgozott eljárás jelentős segítséget jelenthet a hazai ökogazdálkodók számára. Köszönetnyilvánítás A munkánkat az ALAKOR_5 NKTH projekt támogatásával végeztük.

Irodalom Kovács, G. (szerk.) (2006): Ökológiai termesztésre alkalmas szántóföldi növényfajták kiválasztása. Biokontroll Hungária Kht., Budapest.

119


A MARTONVÁSÁRI KUKORICAKUTATÁSOK SZEREPE A HAZAI KUKORICA TERMÉSÁTLAGOK ALAKULÁSÁBAN 1950-2000 MARTON L. CSABA MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR A Martonvásári 5 kukorica hibrid előállításával a fiatal, alig néhány éve alapított kutatóintézet óriási lendületet kapott. A martonvásári kukorica nemesítés évtizedekig egyeduralkodóan ontotta a sikereket a tudományos élet és a gyakorlati eredmények területén egyaránt. A nemesítés mellett kiteljesedtek a kukoricatermesztés eredményességét megalapozó agrotechnikai kutatások is. Martonvásár volt az első a hibridkukorica vetőmagtermelés szántóföldi technológiájának és vetőmagüzemi feldolgozásának a kidolgozásában, hazai meghonosításában is. A tudománytörténetileg is jelentős eredmények szerencsésen találkoztak a magyar mezőgazdaság korszerűsítésének igényével, s alig néhány év alatt martonvásári hibridekkel vetették be az ország kukorica vetésterületének egészét. Az Martonvásári 5 hibrid minősítése után 50 évvel az intézet kukoricanemesítése a hazai piacon kialakult éles nemzetközi versenyben a magyar nemesítők között az első, a multinacionális cégekkel is összehasonlítva a 3-4. helyet foglalja el. Kulcsszavak: kukorica, nemesítés, agrotechnika, vetőmagtermesztés

ROLE OF MAIZE RESEARCH IN MARTONVÁSÁR ON TRENDS IN HUNGARIAN MAIZE YIELDS FROM 1950 TO 2000 L. C. MARTON AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR The development of the maize hybrid Martonvásári 5 gave an enormous boost to the research institute a few years after its establishment. For decades afterwards the Martonvásár maize breeding team played a successful and dominant role both in Hungarian scientific life and in the field of practical results. In addition to breeding, great emphasis was placed on agronomic research, aimed at improving the success of maize production. Martonvásár was the first to introduce hybrid maize in Hungary and to elaborate field technologies and processing techniques for hybrid maize seed production. These successes came at a time when the need was felt to modernise the whole of Hungarian agriculture, so within a few years, the whole of the maize-growing area of the country was sown to Martonvásár hybrids. Fifty years after the registration of the hybrid Martonvásári 5, even though faced by strong international competition, Martonvásár still ranks first among Hungarian breeders, and occupies the 3rd–4th place compared with the multinational companies. Key words: maize, breeding, agronomy, seed production

121

MARTON CS.

Nemesítés A Martonvásári 5 (Mv 5) kukorica hibrid előállítása mindenekelőtt a mindszentpusztai Pap Endre kiemelkedő szellemi teljesítménye. A Fajtaminősítő Tanács 1953. december 16-án részesítette állami minősítésben a Martonvásári 5 (Mv 5) nevű hibridkukoricát. Az Mv 5 nemcsak Martonvásár és Magyarország, hanem Európa számára is az első, beltenyésztett szülők keresztezésével előállított hibridkukorica volt. A történelmi hűség kedvéért meg kell jegyezni, hogy fajták keresztezésével már korábban is állítottak elő hibridkukoricát Magyarországon. Fleischmann Rudolf 1933-ban 12, Berzsenyi-Janosits László 1948-ban 171 fajtahibridet állított elő. Kísérletek alapján 1953-ban 4 fajtahibridet (Óvári 1, Óvári 3, Óvári 4, Óvári 5) részesítettek állami minősítésben. Ezen fajtahibridek vetőmagját 1957-ben már 20 ezer kh-on termelték, mely akár az ország egész kukorica vetésterületére elegendő lett volna. Ezzel ellentétben, a fajtahibridek nem tudtak a köztermesztésben nagy területen elterjedni, mert ugyanabban az évben (1953), amikor a fajtahibrideket minősítették, kapott állami minősítést az Mv 5 is. Amíg a fajtahibridek 10-15% terméstöbbletet tudtak biztosítani a fajtákkal szemben, az Mv 5 – s általában a beltenyésztéses hibridek - 20-30%-kal adtak nagyobb termést. Így az 1953-as kísérletekkel nemcsak az Mv 5 sorsa dőlt el, hanem eldőlt a fajta, fajtahibrid, beltenyésztéses hibridek közötti verseny kimenetele is az utóbbiak, a beltenyésztéses hibridek javára. Az Mv 5 hibrid 1952-1953-ban, az országos fajtakísérletekben mutatott teljesítményét Taróczi Herbert a következőképpen jellemezte: „Nem véletlen az, hogy az ország minden táján fekvő 17 növényfajta-kísérleti állomásunkon pl. az ez idő szerint legjobb hibridünk: a Martonvásári 5 sz. hibrid kivétel nélkül az első csoportba került és 16 ízben (94%) volt a legelső. Ilyen eset a kukoricanemesítés és kísérletezés történetében sem bel-, sem külföldön még nem fordult elő. Ez a hibrid a legkülönbözőbb tájakon és talajokon ez idő szerint verhetetlennek bizonyult.” Jánossy et al. (1957) részletesen jellemzi a Martonvásári 5 hibridet, miközben megállapítja, hogy a „többi kukoricafajtákhoz viszonyítva jelentősen nagyobb termőképessége alapján” kapott állami minősítést és „jó alkalmazkodó és középkorai érése miatt országszerte vethető.” A Martonvásári 5 nemcsak Magyarországon, hanem Ausztriában is kiválóan szerepelt a fajtakísérletekben. A fiatal, alig néhány éve alapított kutatóintézet ezzel a váratlan, szinte készen kapott eredménnyel óriási lendületet kapott. Az akkori kutatók képességeit, s felelősségteljes gondolkodását jellemzi, hogy Pap Endre korai, 1956-os távozását követően a martonvásári kukoricanemesítés nem torpant meg, hanem kiteljesedve, évtizedekig egyed-uralkodóan ontotta a sikereket a tudományos élet és a gyakorlati eredmények területén egyaránt.

122

A MARTONVÁSÁRI KUKORICAKUTATÁSOK SZEREPE

A 80-as évektől több mint egy évtizeden át foglalkoztunk a honosítási programunkban kiválasztott külföldi hibridek bevezetésével, elterjesztésével. Ebben az időben a honosított hibridjeink közül több mint 40 kapott állami elismerést. Közben erőforrásaink jelentős részét a martonvásári kukoricanemesítési program korszerűsítésére, megújítására fordítottuk. Ennek keretében foglalkoztunk a hibridek alkalmazkodóképességének javításával, beleértve az abiotikus és biotikus stressz-faktorokkal szembeni ellenálló-képességet is. 50 elismert hibridek száma, db

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1949-58

1959-68

1969-78

1979-88

1989-98

1999-2008

2. ábra. Államilag elismert Mv hibridek (1949-2008)

Kiszélesítettük a hibrid tesztelő bázisunkat. 10 év alatt - a 80’as években mintegy ötszörösére növeltük kísérleti parcelláink számát. Külföldön évente mintegy 100 helyen szerepelnek hibridjeink összehasonlító kísérletekben. Emellett hibridjeinket szisztematikus agrotechnikai kísérletekben – műtrágyázás, tőszám, herbicid – értékeljük. A hidegtűrési kutatások végig kisérték a martonvásári kukoricanemesítés 50 évét (Kovács 1958, Herczegh 1978, Szundy 1981, Marton 1991). A hidegtűrés különös jelentőséggel bír azon korai-, (FAO 200-240) és extra korai hibridek (FAO 150-190) esetében, melyeket az 55o szélességi körtől északra található területeken termelnek siló, illetve szemes hasznosításra (Pintér 1994). A betegségekkel és kártevőkkel szembeni ellenállóság javítása a nemesítési program szerves része (Kizmus és Marton 1986). A kukorica érésdinamikai vizsgálatokkal feltártuk a legfontosabb törzseink és forrásaink érésének és vízleadásának természetét, eredményes szelekciót folytattunk új beltenyésztett törzsek és gyors vízleadó hibridek előállítására (Hadi 1982, Pók 2002). Az utóbbi időben megkezdtük nemesítési anyagaink genetikai markerezését (Nagy et al. 1999). A különböző markerek – izoenzim, PCR, mikroszatellita – egyidejű értékelésével, nagy pontossággal felderíthető ismeretlen nemesítési anyagok 123

MARTON CS.

genetikai háttere és nemesítési értéke (Nagy et al. 2003). A silókukorica beltartalmának javítása érdekében értékeljük hibridjeink emészthetőségét (Zsubori et al. 2002). A genetikai bázis szélesítésére kiterjedt populációjavítási programot indítottunk (Herczegh et al. 1986). Vetőmag biológiai vizsgálataink elsődleges célja a hazai stressz körülmények között is magas minőségű vetőmagot biztosító technológia kidolgozása (Berzy et al. 2003). A célkitűzések helyességét igazolja, hogy az utóbbi években egyre több martonvásári kukoricahibrid kapott állami elismerést, s az egy időben listán lévő hibridjeink száma most a legtöbb (2. ábra). Az elmúlt 20 évben 43 beltenyésztett törzs, vagy hibrid és 5 eljárás kapott szabadalmi oltalmat. Vetőmagtermesztés Martonvásár volt az első a hibridkukorica vetőmagtermelés szántóföldi technológiájának és vetőmagüzemi feldolgozásának a kidolgozásában, hazai meghonosításában is. A tudománytörténetileg is jelentős nemesítési eredmények szerencsésen találkoztak a magyar mezőgazdaság korszerűsítésének igényével, s alig néhány év alatt martonvásári hibridekkel vetették be az ország kukorica vetésterületének szinte egészét. A hibridek elterjedése, és kizárólagossá válása Magyarországon ötöd annyi ideig tartott, mint a „lehetőségek hazájában”, a kifejezetten innovatív és piac orientált USA-ban (3. ábra). E hibridek termésnövelő hatása országosan millió tonnákban fejezhető ki. A hibridek elterjedését megelőző öt év átlagtermése 2.15 t/ha volt, míg a 100%-os elterjedést követő első öt év átlaga 2.97 t/ha. A növekedés (38%) jelentős mértékben a hibrideknek köszönhető, nem tagadva a javuló technológia szerepét sem a termésátlagok emelkedésében.

4 3

100 2,965 2,151

80 60

2

40

1964-68

1964

1963

1962

1961

1960

1959

0

1958

0

1957

20 1952-56

1

3. ábra. Országos kukorica termésátlag a hibridek elterjedése előtt és után 5 évben

124

A MARTONVÁSÁRI KUKORICAKUTATÁSOK SZEREPE

A hibridek elterjedését szolgálta az 1954-ben elfogadott hibrid program. 1956 nyarán a Martonvásár kapta az első gázolaj tüzelésű, hőfokszabályozó automatikával ellátott Campbell típusú terményszárítót és még ebben az évben megépítették az ország első hatkamrás kukorica vetőmagszárítóját. 1957-től a Kutatóintézet hibridkukorica vetőmag-előállításra szakosodott munkacsoportot hozott létre, saját kezébe vette a hibridkukorica vetőmag alapanyagok előállítását. Agrotechnika

7

7

6

6

5

5

4

4

3

3

2

2

1

1

0

Műtrágya (millió tonna)

Szemtermés (t/ha)

A nemesítés mellett gyors fejlődésnek indultak a kukoricatermesztés eredményességét megalapozó agrotechnikai kutatások is. Az itt kapott eredmények segítették a termesztés technológia fejlesztését, döntően járultak hozzá a kapás kultúra „iparszerű” termesztésének meghonosításához. Az 50-es évek termesztés technológiáját jól jellemzi a hivatalos kísérletek leírása: „az 1953. évi kísérletek az akkori termesztési gyakorlathoz közel álló kukoricatermesztési technológiával voltak beállítva, pl. az állománysűrűség 20408 és 30395 növény/ha volt, az istállótrágyázás éve legtöbbször ismeretlen és mindössze egy helyen adtak közvetlenül a kukorica alá műtrágyát, a gyomirtást kézzel végezték”. A nemesítési eredmények, a technológia fejlesztése, a gépesítés, a kemizálás együttes hatásaként kevesebb, mint 30 év alatt megháromszorozódott az országos termésátlag (4. ábra).

0 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 termés

műtrágya

4. ábra. A kukorica termésátlaga és a műtrágya felhasználás változása Magyarországon (1951-2008)

125

MARTON CS.

A technológiai elemek közül a műtrágyázás és a növényszám növelés hatását Berzsenyi és Győrffy (1995) különösen fontosnak ítélte, s szerepüket az átlag növelésében 30, illetve 20%-ra becsülte. Nem lenne teljes a felsorolás, ha nem említenénk meg az agrotechnikai kutatások szerepét a fajtakísérletek metodikai fejlesztésében, a fajtaspecifikus agrotechnika kidolgozásában, az érésdinamikai vizsgálatokban, a teljes növény hasznosítása és a tenyészidő definiálása témákban, a herbicid érzékenységi vizsgálatokban, valamint a kutatási eredmények gyakorlati bevezetése terén, melyekhez a martonvásári növénytermesztési tartamkísérletek mással nem pótolható kutatási hátteret biztosítottak. Irodalom Berzy, T., Záborszky, S., Hegyi, Zs., Pintér, J. (2003): Effect of drying temperature on the quality of hybrid maize seeds from Martonvásár. Proc. Of XIX. EUCARPIA Maize and Sorghum Conference, Barcelona, 4-7. 58. Berzsenyi, Z., Győrffy, B. (1995): Különböző növénytermesztési tényezők hatása a kukorica termésére és termésstabilitására. Növénytermelés, 44, 507-517. Hadi, G. (1982): A kukoricaszemek telítődése és vízleadása. Egyetemi doktori értekezés, Martonvásár. Herczegh, M. (1978): A kukorica hidegtűrőképességének javítása nemesítéssel. Kandidátusi értekezés, Martonvásár. Herczegh, M., Hadi, G., Szundy, T., Kovács, I., Csetneki, A. (1986): Population improvement and line development. In: Balla L. (ed.) Research results from the Agricultural Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences Martonvásár, 78-79. Jánossy, A., Komlóssy, Gy., Mórász, S., Taróczy, H. (1957): Magyar kukoricafajták és termesztésük. (Hungarian maize varieties and its production.) Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Kizmus, L., Marton, L. Cs. (1986): Disease resistance. In: Balla L. (ed.) Research results from the Agricultural Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences. Martonvásár, 81-85. Kovács, I. (1958): A kukorica hidegtűrőképességének fokozása, különös tekintettel a koraiságra, a termés nagyságára és biztonságára. Kandidátusi disszertáció, Martonvásár. Marton, L. Cs. (1991): Kukorica beltenyésztett törzsek és hibridjeik hidegtűrése. Kandidátusi disszertáció, Martonvásár. Nagy, E., Gyulai, G., Marton, L .Cs. (1999): Genetikai markerek felhasználása a kukoricanemesítésben. In: Veisz, O. (szerk.) Ötven éves a Magyar Tudományos Akadémia Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár. 131-135. Nagy, E., Gyulai, G., Szabó, Z., Hegyi, Z., Marton, L C. (2003): Use of morphological description and genetic markers in the study of maize polymorphism and genetic relationship. Acta Agron.Hung. 51, (3) 257-265. Pintér, J. (1994): Extra korai vonalak használata a kukoricanemesítésben. Kandidátusi disszertáció, Martonvásár. Pók, I. (2002): Kukorica genotípusok vízleadás és szemtelítődése. In: Sutka, J.,Veisz, O. (eds.) A növénytermesztés szerepe a jövő multifunkciós mezőgazdaságában. 255-259. Szundy, T. (1981): Eltérő heterozigóta szintű szülőkön előállított kukoricahibridek néhány tulajdonsága. Kandidátusi disszertáció, Martonvásár. Zsubori, Zs., Spitkó, T., Marton, L. Cs.(2003): Martonvásári silókukorica ibridek minőségének javítása. IX. Növénynemesítési Tudományos Napok., Budapest, 150.

126


AZ ISTÁLLÓ- ÉS MŰTRÁGYA HATÁSA A KUKORICA SZEMTERMÉSÉRE ÉS TERMÉSKOMPONENSEIRE A MARTONVÁSÁRI MONOKULTÚRA TARTAMKÍSÉRLETBEN MICSKEI GYÖRGYI, JÓCSÁK ILDIKÓ, ÁRENDÁS TAMÁS, BÓNIS PÉTER és BERZSENYI ZOLTÁN MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR Győrffy Béla által 1959-ben beállított kukorica monokultúra tartamkísérletben vizsgáljuk a környezet biotikus és abiotikus tényezőinek időben történő változásait, mérjük a termesztési technológiák hosszú távú hatásait, valamint stabilitását, elemezzük az évjárati hatásokat és a genotípus x környezet interakciókat. A kísérletben eredetileg felvetett kérdés az volt, hogyha az istállótrágya NPK-hatóanyagát fele részben vagy egészben szervetlen NPK műtrágyával pótoljuk, helyettesíthető-e az istállótrágya műtrágyával? Kísérletünkben, négy éven keresztül vizsgáltuk a különböző trágyázási kezeléseknek és az évjáratnak a hatását a kukorica termésére és termésstabilitására, 2005től 2008-ig. Az istálló-, ill. műtrágyázás különböző szintjei szignifikáns változásokat idézett elő a szemtermésben, a harvest indexben, ezerszemtömegben, a szemszámban és a szem fehérjetartalomban egyaránt. Kulcsszavak: kukorica, tartamkísérlet, szemtermés, ezerszemtömeg, szem fehérjetartalom

EFFECT OF FARMYARD MANURE AND MINERAL FERTILISER ON THE YIELD AND YIELD COMPONENTS OF MAIZE IN A LONG-TERM MONOCULTURE EXPERIMENT IN MARTONVÁSÁR G. MICSKEI, I. JÓCSÁK, T. ÁRENDÁS, P. BÓNIS and Z. BERZSENYI AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR In the long-term experiment on continuous maize set up by Béla Győrffy in 1959, changes in the biotic and abiotic factors of the environment were studied over time. The long-term effects and stability of the cropping systems, the year effects and the genotype x environment interactions were analysed. The original aim of the experiment was to determine whether the NPK nutrients in FYM could be replaced partially or entirely by inorganic NPK fertiliser. In our experiment the effect of farmyard manure and mineral fertiliser and the year effect on the yield and the yield stability were studied for four years (2005-2008). The different levels of the farmyard manure and the mineral fertiliser induced significant changes both in yield, harvest index, 1000 kernel weight, grain number and protein content in an ear. Key words: maize, long-term experiment, yield, 1000 kernel weight, seed protein content

127

MICSKEI GY. és mtsai

Bevezetés Az 1958-ban beállított kukorica monokultúrás tartamkísérlet különböző tápanyagszinteket foglal magába a hatóanyag-azonosság elve alapján: istállótrágya, istállótrágya+műtrágya és műtrágya formájában. A kísérletben eredetileg felvetett kérdés az volt, hogy ha az istállótrágya NPK-hatóanyagát fele részben vagy egészben szervetlen NPK műtrágyával pótoljuk, helyettesíthető-e az istállótrágya műtrágyával (Berzsenyi és Lap, 2004)? Megállapították, hogy a legnagyobb termés azokban a kezelésekben realizálódott, amelyekben az istállótrágya hatóanyag-tartalmát fele arányban, illetve teljes egészében NPKműtrágya formájában juttatták ki. A kapott eredmények szerint az istálló- és műtrágya együttes alkalmazásának hatékonysága jobb, mint az istállótrágyáé, jól megközelíti, de nem múlja felül a műtrágyáét (Győrffy, 1979; Árendás és Csathó, 2002). A talaj termékenysége istállótrágyázás nélkül is növelhető rendszeres műtrágyázással, kukorica monokultúrában. A Győrffy (1979) által végzett műtrágyázási tartamkísérletek jól jellemzik a műtrágyadózisok növekedésének optimumát az idő előrehaladtával. A jó nitrogén-ellátottság mellett tovább fenntartható az optimális levélfelület index érték és a biomassza tartóssága, ami az asszimilátáknak a szemtermésbe történő áramlása szempontjából kedvező (Berzsenyi et al., 2007). Az optimális nitrogén-ellátás a kukorica terméskomponensei közül jelentősen hozzájárul a csövenkénti szemszámhoz, ám kevésbé az ezerszemtömeg növekedéséhez (Bocz és Nagy, 1981). A szemszám különösen szorosan korrelál a szemterméssel stresszkörülmények között (Egli, 1998). A terméskomponensek és a szemtermés közötti korreláció ellentétes irányú változása – a N-ellátottságtól függően – a terméskomponensek közötti kompenzáció egyik megjelenési formájának tekinthető (Berzsenyi és Lap, 2003). Vizsgálatunk célja, hogy a hatóanyagazonosság elvén beállított trágyázási tartamkísérletben adatokat kapjunk arról, hogy az istálló-, ill. műtrágyázás különböző szintjei milyen mértékben befolyásolják a kukoricanövény szemtermését és terméskomponenseit monokultúrában, eltérő évjáratokban. Anyag és módszer A tartamkísérletet Martonvásáron, részben erodált, erdőmaradványos csernozjom talajon állították be, latinnégyzet elrendezésben. Az alábbi 7 kezelést tartalmazza: 1. Kontroll; 2. 35 t ha-1 istállótrágya; 3. 17,5 t ha-1 istállótrágya + N1/2P1/2K1/2 műtrágya; 4. N1P1K1 műtrágya; 5. 70 t ha-1 istállótrágya; 6. 35 t ha-1 istállótrágya + N1P1K1 műtrágya; 7. N2P2K2 műtrágya. Az évenként kijuttatott hatóanyag mennyisége (kg ha-1) kezelésenként a következő: 2-4. kezelés: N: 66, P2O5: 38, K2O: 75, 5-7. kezelés: N: 132, P2O5: 76, K2O: 150. A kísérletbe a Norma SC, FAO 380-as tenyészidejű, kiváló szárazságtűrő, korai érésű martonvásári hibridkukorica lett beállítva. A vizsgálat négy évet foglalt magába: 2005-től 2008-ig. 2005-ben és 2008-ban igen kedvezően alakult az időjárás a kukorica számára mind a csapadék, mind a hőmérséklet tekintetében. 2006ban a vetés körüli időszakban az átlagos csapadékmennyiségnek csak a fele hullott, ami terméscsökkenést idézett elő. A 2007-es év szélsőségesen meleg év volt, 58 hőségnappal és

128

TRÁGYÁZÁS HATÁSA A KUKORICA TERMÉSÉRE egyenetlen csapadékeloszlással, ami rossz termékenyülést és igen nagymértékű terméskiesést eredményezett. A vegetációs időszak (04-09. havi) összes csapadék mennyisége 2005-ben 525 mm, 2006-ban 246 mm, 2007-ben 315 mm, 2008-ban 483 mm volt. Parcellánként öt mintacső adatai alapján mértük a terméskomponensek (szemszám, ezerszemtömeg) trágyakezelésektől függő változását. A betakarított szem fehérjetartalmát darálás után, Inframatic 8600 NIR analizáló készülékkel állapítottuk meg. A betakarított szemtermés mennyiségét 15%-os nedvességtartalomra számítva adjuk meg. A levél N-ellátottságát SPAD-502 hordozható klorofillmérő műszerrel vizsgáltuk növényállományban, virágzás utáni időszakban. Schepers et al. (1992) egyértelműen bizonyították, hogy az ún. SPAD értékek és a növény Nellátottsága között szoros összefüggés van. A mérést a csőnél lévő levélen végeztük, parcellánként húsz növényen. Fiziológiai éréskor határoztuk meg a kukorica hibrid harvest indexét (a szemtermés és a föld feletti biológiai hozam aránya), parcellánként három mintanövény alapján. A kísérleti adatok biometriai értékelését Sváb (1973) módszere alapján végeztük. A kísérleti adatok feldolgozása MSTAT-C programokkal történt.

Eredmények és következtetések Mind a négy vizsgált évben a kontroll kezelésben kaptuk szignifikánsan a legkisebb terméseredményeket. 2005, 2006 és 2008-ban a kezelések között azonos tendencia mutatkozott a terméseredményekben, szignifikánsan a legmagasabb terméseket (9,8, 7,7 és 9,7 t ha-1) a 70 t ha-1 istállótrágyát teljes mértékben helyettesítő NPK-dózisnál kaptuk (7. kezelés), míg 2007-ben az 5. kezelésben (3,4 t ha-1), azaz a 70 t ha-1 istállótrágya alkalmazásakor, ami az istállótrágya pozitív hatásával magyarázható száraz évjáratban. 2007-ben a magas műtrágya dózisú kezelések terméseredménye (2,4 t ha-1) nem mutatott szignifikáns különbséget a kontroll kezelés terméseredményétől, ami a jelentős csapadékhiány terméslimitáló hatásával magyarázható. A kedvező, csapadékos évjáratokban az istállótrágya+műtrágya (3. és 6. kezelés) termésre gyakorolt hatása szignifikánsan felülmúlta az istállótrágya hatását (2. és 5. kezelés), azonban alulmaradt a műtrágya formájában kijuttatott azonos NPK-hatóanyag hatásától (4. és 7. kezelés). A kezelések hatását a kukorica szemtermésére 2005 és 2008 között az 1. táblázat szemlélteti. A kezelések hatása a szemtermés fehérjetartalmának változására összhangban volt a termésreakcióval (1. táblázat). A legmagasabb szem fehérjetartalmat kedvező évjáratokban a magas szintű NPK műtrágyázásnál (7. kezelés: 8,96% és 9,70% között), míg a legalacsonyabb szem fehérjetartalmat a kontroll és az alacsony szintű trágya kezelésekben értük el (6,00% és 7,58% között). Aszályos évben kiemelkedően magas szem fehérjetartalmat mértünk magas szintű NPK műtrágyázás mellett (9,95%), míg a többi kezelés esetében nem volt szignifikáns különbség a mért szem fehérjetartalomban. A legalacsonyabb szem fehérjetartalmat, a csak istállótrágyát kapott kezelésekben értük el (2., 5. kezelés: 7,49% és 7,55% között).

129

MICSKEI GY. és mtsai 1. táblázat. A trágyázási kezelések hatása a kukorica szemtermésére, szem fehérjetartalmára és harvest indexére, eltérő évjáratokban (2005-2008) Szemtermés (tha-1)

Szem fehérjetartalom (%)

Harvest index (%)

Kezelés

2005

2006

2007

2008

2005

2006

2007

2008

2005

2006

2007

2008

1.

4,26

3,99

2,49

5,70

6,16

6,44

7,89

7,59

48,81

43,76

42,20

49,31

2.

5,96

4,88

3,01

7,84

6,01

6,78

7,55

7,76

50,94

47,84

42,06

52,03

3.

7,67

6,01

3,18

8,58

6,89

7,59

7,99

8,37

54,61

54,07

45,63

56,20

4.

7,97

6,28

3,11

9,71

7,35

7,65

7,60

8,80

55,24

53,76

43,25

57,16

5.

6,81

5,17

3,35

8,30

6,76

7,56

7,49

8,29

53,57

49,00

45,38

55,45

6.

9,22

6,26

2,44

8,99

8,94

8,61

7,58

9,24

55,18

49,49

42,23

56,07

7.

9,82

7,69

2,32

9,73

9,36

8,96

9,95

9,70

55,07

53,12

41,98

56,72

SzD5%

0,94

1,19

0,57

1,06

0,57

0,52

0,45

0,39

2,88

3,82

4,35

0,91

Kezelések: 1. Kontroll, 2. 35 tha-1 istállótrágya, 3. 17,5 tha-1 istállótrágya + N1/2P1/2K1/2 műtrágya, 4. N1P1K1 műtrágya, 5. 70 tha-1 istállótrágya, 6. 35 tha-1 istállótrágya + N1P1K1 műtrágya, 7. N2P2K2 műtrágya.

A harvest index (HI) egyaránt jól jellemezte a trágyázás hatását és az évjárathatást (1. táblázat). A szemtermés és a biomassza-produkció arányát kifejező HI (%) az évek átlagában a legkisebb a kontroll kezelésben volt (46,0%). Szignifikánsan nőtt a 2. kezelésben (48,2%), majd az 5., 6., 7. kezelésben, amelyek között szignifikáns különbség nem volt (50,9; 50,7; 51,7%). Az évek átlagában a legmagasabb harvest index értékeket a 3. és 4. kezelésben kaptuk (52,6 és 52,4%). A harvest index a kezelések átlagában a legmagasabb a csapadékos években volt (2005: 53,3% és 2008: 54,7%), szignifikánsan alacsonyabb volt 2006-ban (50,2%), és 2007-ben is (43,2%). Csapadékos években a legkedvezőbb harvest index értékeket (55,2% és 56,7%) a magas szintű NPK műtrágyázásnál, míg száraz évjáratokban az istállótrágyázott kezelésekben értük el (54,6% és 45,6%). A kukorica szemtermését terméskomponensei közül elsősorban a szemszám határozza meg. Az optimális N-ellátás és az évjárathatás jelentősen hozzájárul a csövenkénti szemszámhoz, míg az ezerszemtömeget kevésbé befolyásolja. A kezelések hatását a vizsgált négy év átlagában a kukorica ezerszemtömegére és szemszámára, az 1. ábra mutatja be. A 2007-es, aszályos évben, szignifikánsan csökkent a csövenkénti szemszám a hét kezelés átlagában a csapadékos évekhez képest. A vizsgált négy év átlagában a 3., 6. és 7. trágyázási kezelések között szignifikáns különbség nem volt. Az ezerszemtömeg értéke a kezelések átlagában szignifikánsan a legmagasabb 2005-ben volt. A 2006-os és 2008-as év eredményei között szignifikáns különbség nem volt, szignifikánsan a legkisebb ezerszemtömeg értéket 2007-ben mértük. A vizsgált négy év átlagában a 2. és 5., a 3. és 4. valamint a 6. és 7. trágyázási kezelések között szignifikáns különbség nem volt. 130

TRÁGYÁZÁS HATÁSA A KUKORICA TERMÉSÉRE

350

350

SzD5%=8,81

300

Ezerszemtömeg (g)

Ezerszemtömeg (g)

A kukorica levél klorofill-tartalmának, az ún. SPAD-értékeknek a szignifikáns változását figyeltük meg a különböző trágyakezelésekben. A kísérleti évek átlagában, kezelésenként a következő értékeket mértük: 1.: 28,9; 2.: 33,1; 3.: 43,6; 4.: 48,5; 5.: 38,5; 6.: 47,7; 7.: 51,6. A vizsgált négy év átlagában a hét trágyázási kezelés között szignifikáns különbség volt. Szoros összefüggést állapíthattunk meg a kukorica szemtermése és a SPAD-értékek között, ugyanakkor laza volt az összefüggés az évjárathatással. A kezelések hatását a kukorica klorofill tartalmára a vizsgált négy év átlagában, az 1. ábra szemlélteti. Az évjárathatás elemzése elsősorban a csapadékhiány jelentős terméslimitáló hatására mutatott rá (5,56 t ha-1 terméscsökkenés 2007-ben a 2008. évhez viszonyítva), amelynek eredményeképpen, a kísérleti kezelések hatása kedvezőtlen éghajlati adottságú években kevésbé, vagy egyáltalán nem volt mérhető a terméseredményekben. A terméskomponensek közül vizsgáltuk az ezerszemtömeget, a csövenkénti szemszámot, a harvest indexet és a szem fehérjetartalmát. Megállapítottuk, hogy mind a szemtermésben, mind a terméskomponensekben és a levél klorofill-tartalmában szignifikáns változásokat okozott az évjárathatás.

250 200 150 100 50

250 200 150 100 50 0

0 1

3

4

5

6

2005

7

400 300 200 100

2008

300 200 100 0

1

2

3

4

5

6

7

2005

50

SzD5%=1,63

40

Klorofill-tartalom (SPAD érték)

Klorofill-tartalom (SPAD érték)

2007

400

0

50

2006

SzD5%=19,81

500

SzD5%=26,20 Szemszám (db/cső)

Szemszám (db/cső)

500

2

SzD5%=6,66

300

30 20 10

2006

2007

2008

2007

2008

SzD5%=1,23

40 30 20 10 0

0 1

2

3

4

Kezelések

5

6

7

2005

2006

Évjárathatás

1. ábra. A trágyázási kezelések hatása a vizsgált négy év átlagában, és az évjárat hatása a kukorica ezerszemtömegére, szemszámára és klorofill tartalmára. A trágyázási kezelések leírását lásd az 1. táblázatnál.

131

MICSKEI GY. és mtsai

Köszönetnyilvánítás A munkánkat az OTKA 61957 és az OM-00098/2007 pályázat támogatta.

Irodalom Árendás, T., Csathó, P. (2002): Comparison of the effect of equivalent nutrients given in the form of farmyard manure or fertilizers in Hungarian long-term field trials. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 30, 2861-2878. Berzsenyi, Z., Lap, D.Q., Micskei, G., Sugár, E., Takács, N. (2007): Effect of maize stalks and N fertilisation on the yield and yield stability of maize (Zea mays L.) grown in a monoculture in a long-term experiment. Cereal Research Communications, 35, 249-252. Berzsenyi, Z., Lap, D.Q. (2003): A N-műtrágyázás hatása a kukorica- (Zea mays L.) hibridek szemtermésére és N-műtrágyareakciójára tartamkísérletben. Növénytermelés, 52, (3-4) 389-408. Berzsenyi, Z., Lap, D.Q. (2004): Az istállótrágya és a műtrágya hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére és termésstabilitására monokultúrás és dikultúrás tartamkísérletekben. Növénytermelés, 53, (1-2) 119-139. Bocz, E., Nagy, J. (1981): A kukorica víz és tápanyagellátásának optimalizálása és hatása a termés tömegére. Növénytermelés, 30, (6) 539-549. Egli, D.B. (1998): Seed Biology and the Yield of Grain Crops. CAB International, Oxford. Győrffy, B. (1979): Fajta, növényszám- és műtrágyahatás a kukoricatermesztésben. Agrártud. Közl. 38, 309-331. Schepers, J.S., Francis, D.D., Virgil, M., Below, R.E. (1992): Comparison of corn leaf nitrogen concentration and chlorophyll meter readings. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 23, 21732187. Sváb, J. (1973): Biometriai módszerek a mezőgazdasági kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest.

132


DEBRECENI NÖVÉNYTERMESZTÉSI TARTAMKÍSÉRLETEK PEPÓ PÉTER DEBRECENI EGYETEM AMTC MTK Tartamkísérletben, Hajdúságban (Kelet-Magyarország), csernozjom talajon vizsgáltuk eltérő évjáratok (2007. év = száraz, 2008. év = kedvező vízellátottságú) és egyes agrotechnikai tényezők (vetésváltás, trágyázás, öntözés) kölcsönhatásait adott őszi búzafajta (Mv Pálma) agronómiai tulajdonságaira és termésére. Aszályos évjáratban az őszi búza maximális termése bikultúrában 5590 kg ha-1, trikultúrában 7279 kg ha-1 (nem öntözött), ill. 7835 kg ha-1 és 8492 kg ha-1 (öntözött) volt. A kedvező vízellátottságú évjáratban a búza termésmaximuma bikultúrában 7065 kg ha-1, trikultúrában 8112 kg ha-1 (nem öntözött), ill. 6882 kg ha-1 és 7874 kg ha-1 (öntözött) volt. Az évjárat és vetésváltás befolyásolta az optimális NPK adagot. Száraz évjáratban bikultúrában az N150-200+PK, trikultúrában az N100-150+PK, kedvező vízellátottságú évjáratban pedig az N150+PK (bikultúra) és az N50+PK (trikultúra) trágyakezelés bizonyult optimálisnak. Eltérő évjáratok és különböző agrotechnikai elemek interaktív hatásait vizsgáltuk tartamkísérletben, csernozjom talajon a Hajdúságban (Kelet-Magyarország) kukoricánál. Száraz évjáratban a kukorica maximális termése 4316-7998 kg ha-1 (nem öntözött), ill. 8586-10970 kg ha-1 (öntözött), kedvező évjáratban pedig 13787-14137 kg ha-1 (nem öntözött), ill. 13729-14180 kg ha-1 (öntözött) intervallumban változott vetésváltástól és trágyaadagtól függően. Száraz évjáratban a vetésváltás igen jelentős hatást gyakorolt a kukorica termésére, míg kedvező évjáratban ez a hatás mérsékelt volt (a monokultúrához viszonyított terméstöbblet bi- és trikultúrában 3390-3862 kg ha-1, ill. 350-150 kg ha-1). Kulcsszavak: tartamkísérlet, őszi búza, kukorica, évjárat, tápanyag- és vízellátás,

LONG-TERM EXPERIMENTS ON CROP PRODUCTION AT DEBRECEN UNIVERSITY P. PEPÓ CENTRE FOR AGRICULTURAL SCIENCES AND ENGINEERING, FACULTY OF AGRONOMY, UNIVERSITY OF DEBRECEN Studies were made in a long-term experiment on chernozem soil in Eastern Hungary on the interactions between the year (2007: dry year, 2008: favourable water supplies) and agronomic factors (crop sequence, fertilisation, irrigation) on the agronomic traits and yield of the winter wheat variety Mv Pálma. In the dry year the maximum wheat yield was 5590 kg ha–1 in a diculture and 7279 kg ha–1 in a triculture without irrigation, and 7835 kg ha–1 and 8492 kg ha–1, respectively, under irrigated conditions. In the year with favourable rainfall supplies these figures were 7065 and 8112 kg ha–1, respectively, without irrigation and 6882 and 7874 kg ha–1, respectively, when irrigated. The year and the crop sequence influenced the optimum NPK rate, which was N150–200+PK in the diculture and N100– 150+PK in the triculture in the dry year and N150+PK and N50+PK, respectively, with satisfactory rainfall. In a similar experiment on maize, the maximum yield in the dry year ranged from 4316–7998 kg ha–1 (non-irrigated) and from 8586–10,970 kg ha–1 (irrigated), while in the favourable year these figures were 13,787–14,137 kg ha–1 (non-irrigated) and 13,729– 14180 kg ha–1 (irrigated), depending on the crop sequence and fertiliser rate. In the dry year the crop sequence had a substantial effect on the maize yield, while in the favourable year this effect was more moderate (yield surplus compared to the monoculture in the diand triculture was 3390–3862 kg ha–1 and 350–150 kg ha–1, respectively). Key words: long-term experiment, winter wheat, maize, year, nutrient and water supplies

133

PEPÓ P.

Bevezetés és irodalmi áttekintés A búzatermesztésben a termés nagyságát és a különböző agronómiai tulajdonságokat az ökológiai (időjárás, talaj), a biológiai (genotípus) és az agrotechnikai (vetésváltás, tápanyagellátás, vízellátás, növényvédelem) tényezők együttesen határozzák meg. E tényezők közül különösen fontosak az abiotikus (időjárás, víz- és tápanyagellátás), valamint a biotikus (betegségek, állati kártevők, gyomok) stressz hatások. Birkás et al. (2006), Várallyay (2007), Balogh és Pepó (2008) kutatásaik alapján arra mutattak rá, hogy a globális klímaváltozás hatására csökkent a szántóföldi növények termése és nőtt a termésingadozás nagysága. A kedvezőtlen abiotikus stressztényezők (időjárás) hatását részben a megfelelő fajta megválasztással, részben az agrotechnikai elemek helyes alkalmazásával mérsékelni lehet. Az agrotechnikai elemek közül kimelkedően fontos szerepet játszik az optimális tápanyag- és vízellátás (Jolánkai 1982, Pepó 2002a, Fowler 2003, Pepó 2007), valamint a vetésváltás. A kukorica meghatározó jelentőségű gabonanövény mind a világon, mind Magyarországon. Az agrotechnikai tényezők közül a trágyázás, a biológiai alapok, a növényvédelem, a tőszám, az öntözés meghatározó szerepet játszik a kukorica terméseredményének kialakításában (Győrffy 1976, Nagy 1996, Sárvári és Szabó 1998). Az időjárási tényezők kedvezőtlen hatása, mint abiotikus stresszhatás jelentkezik a kukorica vegetatív és generatív fejlődési szakaszaiban, ezáltal jelentősen csökkentve a termésmennyiséget (Ruzsányi 1990, Pepó et al. 2005). A kukorica harmonikus NPK ellátást igényel, a makroelemek közül azonban meghatározó jelentőségű a N (Berzsenyi 1993, Kovačevic et al. 2006). Száraz évjáratokban döntő jelentőségű az öntözés a kukorica megfelelő termésszintjének biztosításában (Ruzsányi 1990, Pepó et al. 2008). Anyag és módszer A tartamkísérlet 1983-ban került beállításra a Hajdúságban (Kelet-Magyaroszág) csernozjom talajon. A kísérleti terület talaja középkötött (Ak=40), közel semleges kémhatású (pHKCl=6,46), A csernozjom talaj humusztartalma 2,8 %, a humuszréteg vastagsága átlagosan 80 cm. A talaj AL-oldható P2O5 tartalma közepes (130 mg kg-1 ), az AL-oldható K2O tartalma jó (240 mg kg-1 ). Búza: - vetésváltás: bikultúra (kukorica-búza), trikultúra (borsó-búza-kukorica) - trágyázás: kontroll, N = 50 kg ha-1 P2O5 = 35 kg ha-1, K2O = 40 kg ha-1, ill. ezek 2, 3, 4-szeres adagja - öntözés: nem öntözött és öntözött kezelés (2007. év = 100 mm; 2008. év = 0 mm). Kukorica: - vetésváltás: monokultúra (kukorica), bikultúra (búza-kukorica), trikultúra (borsó-búza-kukorica) 134

DEBRECENI NÖVÉNYTERMESZTÉSI TARTAMKÍSÉRLETEK trágyakezelések: kontroll, alapdózis N= 60 kg ha-1, P2O5=45 kg ha-1, K2O= 45 kg ha-1, valamint az alapdózis kétszerese, háromszorosa és négyszerese - öntözés: nem öntözött és öntözött kezelések. A 2007. vegetációs periódusban 4x50 mm (200 mm) öntöző vizet juttattunk ki május eleje és június vége között a vízhiánynak megfelelően. A kedvező időjárás miatt 2008. évben nem kellett öntözést alkalmazni. -

Eredmények és következtetések Az évjáratot, mint abiotikus stresszhatást vizsgáltuk búzában csernozjom talajon, 2007 és 2008-ban. Eredményeink (1. táblázat) bizonyították, hogy száraz évjáratban (2007) a levél- és kalászbetegségek, valamint a megdőlés kisebb mértékben fordult elő az őszi búza állományokban, mint az optimális vízellátottságú évjáratban (2008). A levél- és kalászbetegségek mértékét döntően a trágyázás, kisebb mértékben pedig a vetésváltás és az öntözés befolyásolta adott évjáraton belül. A megdőlésre a vetésváltás és a trágyázás hatott. 1. táblázat Az évjárat és agrotechnikai tényezők hatása az őszi búza termésére (kg ha-1) (Debrecen, 2007-2008, csernozjom talaj) Kezelés

2007. nem öntözött* öntözött

2008. nem öntözött* öntözött

Bikultúra Ø 1892 2330 3015 N50+PK 3420 4002 5043 N100+PK 5048 5932 6260 N150+PK 5590 6926 7065 N200+PK 5205 7835 6772 Trikultúra Ø 4426 5328 7228 N50+PK 6273 7012 8112 N100+PK 6913 8492 6346 N150+PK 7279 8016 6036 N200+PK 6842 7582 5440 SzD5% 872 * Megjegyzés: 2007. évben 2 x 50 mm = 100 mm öntözés 2008. évben 0 mm öntözés

2892 4870 6517 6882 6585 7350 7874 6108 6242 5149

Tartamkísérleteink azt bizonyították, hogy az agrotechnikai tényezők (öntözés, vetésváltás, trágyázás) optimális összehangolásával száraz, kedvezőtlen évjáratban is hasonló termésszint realizálható (trikultúra, öntözött, N100+PK kezelésben 8500 kg ha-1), mint kedvező vízellátottságú évjáratban (trikultúra, nem öntözött, N50+PK 8100 kg ha-1) (1-2. ábra). A kedvezőtlen évjárat, az abiotikus stressz negatív hatásai mérsékelhetők, kivédhetők, azonban ehhez rendkívül intenzív agrotechnika, nagy input ráfordítás szükséges. 135

PEPÓ P. 6000 2007. év*

Terméstöbblet kg ha-1

5000

2008 év*

4000 2630

3000

1579

2000 1000

902

438

-123

122

-183

-238

Bi (4)

T ri (5)

Bi (4)

T ri (5)

0 -1000

Bi (4)

T ri (5)

Ø (6)

Bi (4)

T ri (5)

Nopt+PK (7)

Ø (6)

Nopt+PK (7)

1. ábra A trágyázás hatása az őszi búza terméstöbbletére (Debrecen, 2007-2008) Bikultúra 5505


6000 5000 4000

Bikultúra

T rikultúra

4050

3698 2853

3000

T rikultúra

3990

3164

2000

884

1000

524

2007. év (2)

öntözött (5)*

nem öntözött (4)

öntözött (5)*

nem öntözött (4)

öntözött (5)*

nem öntözött (4)

öntözött (5)*

nem öntözött (4)

0

2008. év (3)

2. ábra Az öntözés hatása az őszi búza terméstöbbletére (Debrecen, 2007-2008) * Megjegyzés (1., 2. ábra): 2007. évben 2 x 50 mm = 100 mm öntözés 2008. évben 0 mm öntözés

Kedvező vízellátás esetén a csernozjom talaj kiváló tápanyag-szolgáltató képességgel rendelkezik. Tartamkísérletünkben (1983-ban állítottunk be) a kedvező időjárású 2008-ban a kukorica a kontroll kezelésben 8,8-12,3 t ha-1 közötti terméseke adott vetésváltástól függően (2. táblázat). Az időjárás okozta abiotikus stresszhatásokat megfelelő agrotechnikával mérsékelni, de teljesen megszüntetni nem lehetett. Száraz évjáratban (2007) optimális trágyázással, öntözéssel a kukorica termése 8586-10970 kg ha-1, kedvező évjáratban (2008) 13729-14180 kg ha-1 között változott csernozjom talajon (3-4. ábra). Az agrotechnikai tényezők optimális alkalmazása esetén az időjárási stressz okozta terméscsökkenés 2-3 t ha-1 volt csernozjom talajon. 136

DEBRECENI NÖVÉNYTERMESZTÉSI TARTAMKÍSÉRLETEK 2. táblázat Az évjárat és agrotechnikai elemek hatása a kukorica terméseredményére (Debrecen, 2007-2008, csernozjom talaj)

Nem öntözött Ø N60+PK N120+PK N180+PK N240+PK Öntözött Ø N60+PK N120+PK N180+PK N240+PK SzD5%

Monokultúra 2007 2008

Bikultúra 2007 2008

Trikultúra 2007 2008

2685 3465 4316 2691 2487

9154 11057 13494 13787 13058

6258 7012 7706 7096 6829

11613 13740 14137 14003 13688

6716 7998 7062 6802 6630

11291 13323 13987 13351 13423

5210 7105 8449 8586 8007

8830 10827 12964 13729 13372

8413 9735 10970 9965 9189 825

12314 13709 14152 13859 13600

8152 10358 10679 9880 9918

10874 13576 13857 14180 13245

4270

4000

3264 2681

3000 2525 2155 1436

Ø

Nopt+PK

Ø

2007. év (2)

Tri

-417 -58 -278 193 Tri

Mono

Tri

Bi

Mono

Tri

-1000

Bi

0

Bi

-324

Bi

701

1000

Mono

2000

Mono


5000

Nopt+PK 2008. év (3)

3. ábra A trágyázás hatása a kukorica terméstöbbletére. (Debrecen, csernozjom talaj. 2007-2008) 4633 4899

4000

3376

3306 2557

3000 2000 1631

1448

2527

2696

2524 1838

1282

Mono

Bi 2007. év (2)

Tri

Mono

Bi

öntözött(5)

nem öntözött(4)

öntözött(5)

nem öntözött(4)

öntözött(5)

nem öntözött(4)

öntözött(5)

nem öntözött(4)

öntözött(5)

nem öntözött(4)

0

öntözött(5)

1000 nem öntözött(4)

Terméstöbblet kg ha

-1

5000

Tri

2008. év (3)

4. ábra Az öntözés hatása a kukorica terméstöbbletére (Debrecen, 2007-2008)

137

PEPÓ P.

Irodalom Balogh, Á., Pepó, P. (2008): Cropyear effects on the fertilizer responses of winter wheat (Triticum aestivum L.) genotypes. Cereal Research Communications, 36. (3) 731-734. Berzsenyi Z. (1993): Növényanalízis a kukoricatermesztési kutatásokban. Akadémiai doktori értekezés tézisei, Martonvásár. Birkás, M., Dexter, A.R., Kalmár, T., Bottlik, L. (2006): Soil quality – soil condition – production stability. Cereal Research Communications, 34. (1) 135-138. Győrffy, B. (1976): A kukorica termésére ható növénytermesztési tényezők értékelése. Agrártudományi Közlemények, 35. 239-266. Jolánkai M. (1982): Őszi búzafajták tápanyag- és vízhasznosítása. Kandidátusi ért. Martonvásár Kovačevic, V., Rastija, M., Rastija, D., Josipović, M., Šeput, M. (2006): Response of Maize to Fertilization with KCl on Gleysol of Sava Valley Area. Cereal Research Communications, 34, (2-3) 11-29. Nagy, J. (1996): Effects of tillage, fertilization, plant density and irrigation on maize (Zea mays L.) yields. Acta Agronomica Hungarica 45, (2-3) 189-202. Pepó, P. (2002): Az őszi búza fajtaspecifikus tápanyagellátása csernozjom talajon. Ed: PepóJolánkai: Integrációs feladatok a hazai növénytermesztésben. MTA, Budapest. 105-110. Pepó, P. (2007): The role of fertilization and genotype in sustainable winter wheat (Triticum aestivum L.) production. Cereal Research Communications, 35. (2) 917-920. Pepó, P., Vad, A., Berényi, S. (2005): Agrotechnikai tényezők hatása a kukorica termésére monokultúrás termesztésben. Növénytermelés, 54. (4) 317-326. Pepó, P., Vad, A., Berényi, S. (2008): Effects of irrigation on yields of maize (Zea mays L.) in different crop rotation. Cereal Research Communication. 36. (3) 735-738. Ruzsányi, L. (1990): A növények elővetemény-hatásának értékelése vízháztartási szempontból. Növénytermelés, 40. (1) 71-77. Sárvári, M., Szabó, P. (1998): A termesztési tényezők hatása a kukorica termésére. Növénytermelés, 47. (2) 213-221. Várallyay, Gy. (2007): Láng I., Csete L. és Jolánkai M. (szerk): A globális klímaváltozás: hazai hatások és válaszok (VAHAVA Jelentés). Agrokémia és Talajtan, 56. (1) 199-202.

138


A VETÉSVÁLTÁS ÉS AZ NPK TÁPANYAGELLÁTÁS HATÁSA A KUKORICA TERMÉSÉRE TARTAMKÍSÉRLETBEN SÁRVÁRI MIHÁLY és BOROS BEÁTA DEBRECENI EGYETEM, AGRÁR ÉS MŰSZAKI TUDOMÁNYOK CENTRUMA MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR A kukorica hazai és világgazdasági jelentősége nő. Magyarországon a legfontosabb a termésbiztonság növelése. Tartamkísérletben vizsgáltuk a vetésváltás, műtrágyázás, vetésidő és a tőszám hatását a kukorica termésére, réti talajon. A legkedvezőbb elővetemény az őszi búza volt, 25 év átlagában 1,5-2,0 t/ha-ral nagyobb termést kaptunk a monokultúrás termesztéshez viszonyítva. Az agroökológiai műtrágyaoptimum átlagos évjáratban N120, P2O575, K2O 90 kg/ha hatóanyag volt. Aszályos évben 3-4 t/ha-ral kisebb termést kaptunk. A termésbiztonság szempontjából a korábbi vetésidő és optimális tőszám biztosítása fontos, amely egyben hibridspecifikus termesztéstechnológiát is jelent. Kulcsszavak: kukorica, műtrágyázás, vetésváltás, termés

EFFECT OF CROP ROTATION AND NPK FERTILIZATION ON THE YIELD OF MAIZE IN THE LONG-TERM EXPERIMENT M. SÁRVÁRI and B. BOROS CENTRE FOR AGRICULTURAL SCIENCES AND ENGINEERING, FACULTY OF AGRICULTURE, UNIVERSITY OF DEBRECEN The soil of our experimental projects was meadow soil. In the last decade six of the ten years were dry and hot in our region. The most favourable forecrop of maize was wheat, followed by the biculture crop rotation, and the worst crop rotation was the monoculture. The optimum N-dose was 120 kg/ha and the potassium 90 kg/ha. There is a fairly strong, even significant correlation between planting time and grain moisture at harvesting time. There are hybrids sensitive to higher plant density, and there are wide and narrow optimum plant density hybrids. We can summarize our have to use hybrid-specific technologies in maize production. Key words: soil, fertilization, crop rotation, hybrids

Bevezetés A kukorica hazai és világgazdasági jelentősége napjainkban is tovább nő. A világon és Magyarországon is főként, mint energiadús állati takarmány jön számításba, de a fejlődő és élelmezési problémákkal küszködő országokban a termés 80-90%-a emberi táplálékként hasznosul. A takarmányozásban főként energiaszolgáltató szerepe jelentős, energiaértéke 8,5-9,5 MJ kg-1 szárazanyag. Sokoldalú felhasználhatóságát jellemzi, hogy ipari feldolgozása is dinamikusan fejlődik (növényolaj, invertcukor, szeszgyártás, bioetanol, biogáz stb. előállítás), de felmerülhet a jövőben a hőtechnikai hasznosítása is. 139

SÁRVÁRI M: és BOROS B:

Vetésterülete a világon elérte a 157 millió ha-t, az összes termés a 850 millió tonnát. Magyarországon vetésterülete 1,2 millió hektár, termésátlaga az utóbbi években 3,7-7,7 t/ha, ami rendkívül nagy évjárati ingadozást jelent. Legfontosabb feladatunk a kukoricatermesztésben ezért a termésbiztonság növelése. Ezt az ökológiai, biológiai és agrotechnikai tényezők közötti pozitív interakcióval alapozhatjuk meg. Kiemelkedő jelentősége van a vetésváltásnak, a harmonikus tápanyagellátásnak, a vetésidőnek, az állománysűrűségnek, a jó agronómiai tulajdonságokkal rendelkező, adaptív kukorica hibrideknek. Várallyay (2002) vizsgálatai szerint a talajok vízgazdálkodása jelentősen befolyásolta a talajok tápanyagkészletének érvényesülését. A talaj AL-oldható tápanyagtartalmának alakulását, a talajtermékenység változását tartamkísérletben célszerű vizsgálni és meghatározni (Németh 1996). A talaj ALoldható P-, K-tartalmát a műtrágyázás intenzitásán kívül a talaj típusa, a vetésváltás és az alkalmazott agrotechnika is befolyásolja. Kedvezőtlen NPK arány várhatóan terméscsökkenést okoz. A harmonikus tápelem-arány biztosításának főleg aszályos évjáratban és kedvezőtlen elővetemény esetén van különösen nagy jelentősége (Árendás et al. 1998). A megfelelő vetésváltás kialakítása hazánk kontinentális szárazságra hajló éghajlata miatt is fontos (Kissné 2000, Széll és Makhajda 2003, Sárvári 2004). A monokultúrás termesztésnél nagy kockázatot jelent az amerikai kukoricabogár és lárvája, de ezen túl nagy hátránya, hogy nem teszi lehetővé a többi növény helyes sorrendjének a kialakítását (Balláné és Sarkadi 1977, Kismányoky 1994) Az utóbbi időben a célszerű nemesítői munka eredményeként javult a kukoricahibridek természetes tápanyagfeltáró és hasznosító képessége, továbbá műtrágya-reakciójuk (Marton et al. 2005) A vetésidő és a termés közötti összefüggést a csapadék tenyészidőbeni eloszlása nagymértékben befolyásolja. Azonban a korábbi vetésidőben 5-8%-kal is csökkenthető a betakarításkori szemnedvesség tartalom (Sárvári et al. 2001). A kukorica vízfogyasztása 80-90 ezres hektáronkénti tőszámnál 50-70 mm-rel több az alacsonyabb tőszámhoz viszonyítva. Az optimálisnál nagyobb tőszám esetén a kukorica a szárazságot jobban megsínyli, sok lesz a meddő tő, csökken a termés (Berzsenyi 1994). Anyag és módszer A kísérletet réti talajon állítottuk be. Átlagos csapadékú években az altalajvíz szintje 2,02,5 méter körüli mélységben van. A talaj humusz %-a 4,2, Arany féle kötöttsége 52, AL-oldható PK tartalma a kontroll, műtrágyázás nélküli parcellákon 61, 122 mg/kg. A rendszeresen műtrágyázott parcellákon az AL-oldható P2O5 tartalom elérte a 345 mg/kg-ot, a K2O pedig 221 mg/kg-ot. A kísérleti évek időjárásából a csapadék és a hőmérséklet eltérése a 30 éves átlagtól az 1. ábrán látható. A csapadék sokévi átlaga éves szinten Debrecen térségében 565,3 mm, a kukorica tenyészidejében (IV-IX hó) 345,1 mm.

140

VETÉSVÁLTÁS ÉS TÁPANYAGELLÁTÁS HATÁSA A KUKORICA TERMÉSÉRE mm 600 550 500

216

138

186

235

325

113

165

191

169 154

231

225

268

285 139

143

227

166

223

130 198

67 64

150

57 60

50

149

100

143

165

150

99

200

102

300

30 év es átlag 250 205,9

134

145

350

143

224

185

114

303

450 30 év es átlag 400 345,1

0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Kritikus időszak (jún.-aug.)

Vegetációs időszak (ápr.-szept.)

1. ábra. A kritikus és a tenyészidőszak csapadékadatai Hajdúböszörmény, 1990-2008 A kísérletben alkalmazott vetésforgók: Trikultúra: borsó - őszi búza – kukorica - kukorica Bikultúra: őszi búza - kukorica - kukorica - őszi búza Monokultúra: kukorica NPK műtrágyázás: Kontroll (műtrágyázás nélküli), az N 0-200, P2O5 110, K2O 0-150 kg/ha hatóanyag. Vetésidő: korai - április 5-10., hagyományos - április 20-25., megkésett - május 15-20. Tőszám 30-100 ezer tő/ha között változott, tízezer tő/ha lépcsőkkel növelve. A vizsgált kukoricahibridek a gyakorlatban elterjedt hibridek közül lettek összeállítva és tesztelve. A kísérletek kiértékelését varianciaanalízissel, parabolikus regresszióanalízissel, stabilitás analízissel és Pearson-féle korrelációs analízissel végeztük.

Eredmények és következtetések A legkedvezőbb elővetemény-hatást trikultúrában, őszi búza után mértük. 25 év átlagában (1973-1994) a kukorica termésátlaga a kontroll kezelésnél 7,66 t/ha, míg az N 100, P2O5 50, K2O 100 kg/ha kezelésnél a maximális termés 11,42 t/ha volt. Bikultúrában kukorica elővetemény után, trágyázás nélkül a termés 7,88 t/ha, a maximális termés az N 150 P2O5 100, K2O 100 kg/ha kezelésnél 10,17 t/ha volt. Monokultúrában a termés trágyázás nélkül 5,73 t/ha, a maximális termés az N 200 P2O5 100, K2O 100 kezelésnél 9,84 t/ha volt. Trikultúrában 100 kg/ha-ral kisebb N-műtrágyakezeléssel 1,58 t/ha-ral nagyobb volt a kukorica termése a monokultúrás termesztéshez viszonyítva (2. ábra). Az elővetemény a termésmennyiség és termésbiztonság mellett a műtrágyaigényt is befolyásolta. A vizsgált hibrid 1973-1979-ig a MVSC 580, 1980-1983 között a SzeSC 444, 1984-1988 között a Pioneer 3732-es, 19891994-ig a Pioneer 3737-es volt. Az utóbbi években tesztelt hibridek a 3-4. ábrán láthatók. A kukoricahibridek termőképessége, természetes tápanyagfeltáró és hasznosító képessége, továbbá trágyareakciójuk nagymértékben eltérő. Egyre korszerűbb biológiai alapok kerülnek a termesztésbe, amelyeknek nemcsak a termőképességük nagyobb, hanem a műtrágyahasznosító képességük is egyre 141

SÁRVÁRI M: és BOROS B: Termés t/ha

Trikultúra Kontroll termés Maximális termés

18 16 11,4214 12 7,66 10 8 6 4 2 0 1973

1974

1977

1978

1981

1982

1989

1990

1993

1994

Bikultúra

Termés t/ha Kontroll termés Maximális termés

18 16 10,1714 12 7,88 10 8 6 4 2 0

1973 1974 1977 1978 1981 1982 1989 1990 1993 1994 Monokultúra

Termés t/ha 18

Kontroll termés

Maximális termés

16 14 9,84 12 10 5,73

8 6 4 2 0 1973

1974

1977

1978

1981

1982

1989

1990

1993

1994

2. ábra. A vetésváltás és műtrágyázás hatása a kukorica termésére OMTK Hajdúböszörmény, 1973-1994

jobb. Amíg az 1970-80-as években 180 kg/ha N jelentette az agroökológiai optimumot, addig napjainkban ez 120 kg/ha N hatóanyag. A műtrágya termésnövelő hatását a hibridek termőképességén kívül nagymértékben befolyásolja az évjárat hatása, ill. a vízellátottság mértéke. Az aszályos 2007. évben a hibridek termése műtrágyázás nélkül 4-5 t/ha, eltérő 142

VETÉSVÁLTÁS ÉS TÁPANYAGELLÁTÁS HATÁSA A KUKORICA TERMÉSÉRE

adagú NPK műtrágyázásnál a maximális termés 7-9 t/ha, míg a kedvező 2008. évben műtrágyázás nélkül 5-6 t/ha, az optimális műtrágya adagok hatására a maximális termés a hibridek zöménél 12 t/ha feletti volt (3 és 4. ábra). A kukoricahibridek agroökológiai műtrágya optimuma N 80-120, P2O5 5075, K2O 60-90 kg/ha hatóanyag volt. A hibridek a termőképesség és a trágyareakció alapján intenzív, átlagos és extenzív csoportba voltak sorolhatók. A területegységre vetített tőszám növelésekor az egyedi produkció (csőméret) csökken, de a területegységre vetített termés (az optimális tőszámig) nő. A tőszám növelésével azonban az állomány vízigénye is nő, ami növelheti az aszályérzékenységet. Kedvező évjáratban a hibridek a nagyobb termést a nagyobb tőszámon érik el, mert kisebb az egyedi produkció csökkenése. A termésbiztonság növelése érdekében meg kell határozni a hibridek tőszámoptimum intervallumát, azt a tartományt, amelyet még igazolható terméscsökkenés nélkül elviselnek.

Kontroll (1)

1 tr. (2)

2 tr. (3)

3 tr. (4)

4 tr. (5)

5 tr. (6)

Termés t/ha 16 Kontroll átl.: 4,34 1tr átl.: 7,31

14

2tr átl.: 7,68 3tr átl.: 8,26 4tr átl.: 8,25 5 tr átl.: 8,75 t/ha

12 10 8 6 4 2 0

PR38B12

PR38A79

PR38V45

PR37N54

PR37N01

PR37Y12

PR35F38

3. ábra. Műtrágyázás hatása a kukoricahibridek termésére. Hajdúböszörmény, 2007. (Kontroll = műtrágya nélkül, 1 tr. = N 40, P2O5 25, K2O 30 kg/ha hatóanyag)

A vetésidő befolyásolja a kukorica termését, termésbiztonságát és a betakarításkori szemnedvesség tartalmát is. A klímaváltozás következtében a talajhőmérséklet gyakran már április elején tartósan eléri a 8-10 °C-ot. Át kell értékelni a kukorica korábban optimálisnak tartott vetésidejét. Korábbi vetésidő esetén korábban következik be a hím és nővirágzás, a megtermékenyülés, a szemtelítődés kezdete (június 3. dekádjában) ami növeli a termésbiztonságot. A korábban vetett kukorica hamarabb éri el a fiziológiai érés időpontját, melytől megkezdődik a biológiai vízleadás és így a betakarításkori szemnedvesség tartalom akár 5-10 %-kal is csökkenthető. Mindez komoly gazdasági előnyt jelent, hiszen kisebb lesz a szárítási költség. 143

SÁRVÁRI M: és BOROS B:

Termés t/ha 16

Kontroll (1)

1 tr. (2)

Kontroll átl.: 5,96

1tr átl.: 10,92

2 tr. (3) 2tr átl.: 11,52

3 tr. (4)

4 tr. (5)

5 tr. (6)

3tr átl.: 11,99 4tr átl.: 12,17 5tr átl. 12,15 t/ha

14 12 10 8 6 4 2 0 X6P944

PR38A79

PR38R37

PR37K92

PR37N01

PR36V52

PR36D79

PR36Y23

PR35F38

4. ábra. Műtrágyázás hatása a kukoricahibridek termésére. Hajdúböszörmény, 2008. (Kontroll = műtrágya nélkül, 1 tr. = N 40, P2O5 25, K2O 30 kg/ha hatóanyag)

16

Intenzív

14

Term és, t/ha

12 10

extenzív

8 6 4

2

Y' = 5,5509 + 0,0869 x - 0,000338 x

2

Y' = 6,5844 + 0,1017 x - 0,000345 x

2

2

Y' = 6,3771 + 0,0894 x - 0,000289 x

0 N0 P0 K0

N40 P25 K30

N80 P50 K60

N120 P75 K90

N160 P100 K120

N200 P125 K150

5. ábra. A kukorica hibridek csoportosítása termőképesség és műtrágyareakció alapján

144

VETÉSVÁLTÁS ÉS TÁPANYAGELLÁTÁS HATÁSA A KUKORICA TERMÉSÉRE

Megállapítható, hogy a jövőben a kukorica termésmennyisége mellett elsősorban a kukorica termésbiztonságát kell növelni, hiszen országos termésingadozás az utóbbi években elérte a 60 %-ot, ami nagyon kedvezőtlen. A monokultúrás termesztés több szempontból kockázatos. A legkedvezőbb elővetemény trikultúrában az őszi búza. A termésbiztonság szempontjából fontos a harmonikus NPK tápanyagellátás, a hibridspecifikus tőszám és az optimum intervallumon belül a korábbi vetésidő alkalmazása. Termőhely és hibridspecifikus termesztéstechnológiát kell biztosítani, az ökológiai viszonyoknak legjobban megfelelő hibridválasztást követően.

Irodalom Árendás, T., Sarkadi, J., Molnár, D. (1998): Műtrágyahatások kukorica-őszi búza dikultúrában erdőmaradványos csernozjom talajon. Növénytermelés. 47. 45-57 p. Balla, Á-né, Sarkadi, J. (1977): Kukorica- és búzatermsztési kísérletek monokultúrában és vetésváltással. Növénytermelés. 26. 1. 69-79. p. Berzsenyi, Z. (1994): A kukoricatermesztési technológiák fenntarthatóságának vizsgálata stabilitásanalízissel tartamkísérletben. 37. Georgikon Napok, A fenntartható fejlődés időszerű kérdései a mezőgazdaságban, Keszthely 27-36. Kismányoky, T. (1994): Vetésváltás, vetésforgó, monokultúra. In: Ragasits, I. (Szerk.) Növénytermesztés. 48-52- p. Kiss, I-né (2000): A kukorica termesztéstechnológiájának áttekintése. Gyakorlati Agrofórum. 11 évf. 3. szám. 2-9 p. Marton, L. Cs., Szundy, T., Hadi, G., Pintér, J., Berzsenyi, Z., Árendás, T., Bónis, P. (2005): A termelői igényekhez igazodó kukoricanemesítés szempontjai Martonvásáron. Gyakorlati Agrofórum Extra 9. 2005. február, 11-13 p. Sárvári, M. (2004): Új módszerek és eljárások a kukoricatermesztésben. Agro napló IX, évf. 2005. 4. Sárvári, M., Futó, Z., Zsoldos, M., (2001): A vetésidő hatása a különböző genetikai adottságú kukoricahibridek termésére. Növénytermelés 50. 1. 43-60- p. Széll, E., Makhajda, J., (2003): Kukoricatermesztés monokultúrában vagy vetésváltással? http://www.agrarkamara.bekescsaba.hu/gtars/viii4/1819.html, 2005. 07. 12. Várallyay, Gy. (2002): Soil fertility and environmental aspects of soil water management. Proc. Alps-Adria Scientific Workshop. Opatija, 4-8 March 2002. 8-14.

145

Vetésváltás és tápanyagellátás hatása a kukorica termésére

ŐSZI BÚZA FAJTÁK MINŐSÉGSTABILITÁSÁNAK VIZSGÁLATA TARTAMKÍSÉRLETBEN SIPOS PÉTER, PONGRÁCZNÉ BARANCSI ÁGNES, TARJÁN ZSUZSANNA és GYŐRI ZOLTÁN DEBRECENI EGYETEM MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR, DEBRECEN Őszi búza fajtaösszehasonlító műtrágyázási tartamkísérlet reológiai vizsgálatainak eredményeit elemezve megállapítottuk, hogy a növekvő műtrágyadózisok a sütőipari értékszám és alveográfos W-érték éves átlagértékeinek növekedését eredményezik. A növekvő műtrágyadózisok csak a sütőipari értékszám esetében fejtenek ki minőségstabilizáló hatást, a W-érték esetében ezt a vizsgált fajták esetében nem sikerült igazolnunk. Az általunk vizsgált műtrágyaszinteken már közepes dózisok alkalmazásával a jó sütőipari minőség több év átlagában elérhető, így a környezetvédelem és élelmiszerbiztonság szempontjait is szem előtt tartva a tápanyagdózisok további emelése a vizsgált körülmények között nem javasolt. Kulcsszavak: őszi búza, minőségstabilitás, évjárathatás

INVESTIGATION OF QUALITY STABILITY OF WINTER WHEAT IN LONG TERM FIELD EXPERIMENT P. SIPOS, Á. PONGRÁCZNÉ BARANCSI, Z. TARJÁN and Z. GYŐRI FACULTY OF AGRONOMY, UNIVERSITY OF DEBRECEN, DEBRECEN Based on the analysis of the results of a comparative mineral fertilization experiment on a winter wheat we found that the increasing mineral fertilizer doses increase the baking value measured by Farinograph and Alveographic W value in yearly average. The increasing mineral fertilizer doses resulted in higher quality stability only in the case of baking value, but not in the case of W value of examined varieties. Even 60-90 kg/ha N+PK mineral fertilizer doses provide the conditions of good baking quality, so the further increase in the mineral fertilizer doses is not recommended, having the aspects of environmental protection and food safety in sight. Key words: winter wheat, quality stability, year effect

Bevezetés A növényi termékek adott évjáratban mérhető minőségén túlmenően rendkívül fontos a minőségstabilitás kérdése is, azaz az eltérő termesztési körülmények között, eltérő termőhelyeken, eltérő időjárási adottságú évjáratokban mennyire tud az adott fajta vagy hibrid hasonló minőséget produkálni. Számos esetben a jó vagy kiemelkedő minőségi paraméterek elérése helyett a termesztő inkább a stabil termésszint mellett az előre becsülhető minőségi mutatókat részesíti előnyben. Ha a szélsőséges időjárású évek 147

SIPOS P. és mtsai

számának utóbbi időben megfigyelhető növekedését vesszük alapul, az előzőkben megfogalmazottak várhatóan egyre nagyobb súllyal jelennek majd meg a fajtaválasztás során és vetésszerkezet kialakításában. Az őszi búza esetében a tápanyagellátás szemminőségre gyakorolt pozitív hatását már számos közlemény bemutatta mind a kémiai, mind a reológiai mutatók tekintetében. Az eltérő évjáratok és a termés stabilitásának kérdése azonban leginkább a termés mennyiség oldaláról került megközelítésre, ami ágazati szinten jelentős ingadozást mutat az utóbbi 20 évben. A kutatások szintén kimutatták, hogy az optimális tápanyagigény a minőség és mennyiség szempontjából eltérőek, s a többlet tápanyag kijuttatás már inkább a minőségi mutatók javulását eredményezi (Pepó 2007, Árendás et al. 2008). A kimutatható hatás statisztikai értékelésével Pepó (2002) megállapította, hogy a növekvő műtrágyaadagok a nedves sikértartalom és a sütőipari értékszám növekedésére gyakorolt hatása lineáris, illetve parabolikus összefüggéssel igazoltan leírható. A hiányos tápanyagellátás a minőségi mutatók stabilitását is nagymértékben csökkentette. Minőség tekintetében az őszi búza esetén egyértelműen a nitrogéntrágyázás szerepét kell hangsúlyozni (Ragasits 1992). A megfelelő tápanyagellátás indirekt módon többféleképpen van kedvező hatással a növény produktivitására. Legfontosabb közvetett hatásaként a növény kondíciójának javításával segíti a körokozók és kártevők elleni küzdelemben, viszont a növényvédelmi beavatkozások szükségességét is mindenképpen ki kell hangsúlyozni az évjárathatás, illetve a minőségstabilitás kapcsán, hiszen a mennyiségi mutatók mellett a minőségi paraméterekre gyakorolt kedvező hatása számos vizsgálat eredményével igazolt (Tanács et al. 2006, 2008), s a gabonaszemek gombás megbetegedése napjaink állandó élelmiszerbiztonsági problémája. Vizsgálataink során a legfontosabb búzaliszt minőségi mutatók és az eltérő évjáratok kapcsolatát elemeztük, célul tűzve ki, hogy az egyes minőségi mutatók érzékenységét, azaz az eltérő termesztési évjáratokra megfigyelhető változékonyságát megállapítsuk, számszerűsítsük, s a műtrágyázás igazolható stabilizáló hatását értékeljük. Anyag és módszer A szántóföldi kísérletekre a Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Mezőgazdaságtudományi Kar Látóképi Kísérleti Telepén került sor. A kísérleti terület talaja mészlepedékes csernozjom. A humuszréteg vastagsága átlagosan 70-90 cm, a talajvízszint 6-8 méter mélységben helyezkedik el. Az Arany-féle kötöttségi száma 43. Nitrogén- és foszforellátottsága közepes, káliumtartalma magas, a humusztartalom 2,8-3%. A talaj KCl-ban mért pHértéke 6,2. A vizsgált minták 1998-2006 között kerültek vizsgálatra a dr. Pepó Péter által beállított és felügyelt őszi búza műtrágyázási fajtakísérlet keretén belül. A kísérletben évente 10-14, különböző genetikai adottságú és érésidejű őszi búzafajta vizsgálatára kerül sor műtrágyázási kísérlet keretén belül, kettő, illetve négy ismétlésben. A kísérletben 3-4 évente került sor fajtaváltásra, mindössze egy fajta, a GK Öthalom szerepelt a vizsgálati sorban a teljes időszak alatt. A kísérletben egy

148

BÚZA MINŐSÉGVIZSGÁLATA TARTAMKÍSÉRLETBEN kontroll kezelés mellett 30 kg/ha nitrogén, 22,5 kg/ha foszfor és 26,5 kg/ha kálium hatóanyagnak megfelelő műtrágyamennyiséget, valamint ennek két-, három-, négy-, illetve ötszörösét juttatták ki négy ismétlésben. A búza- és lisztvizsgálatok a Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Mezőgazdaságtudományi Kar Élelmiszertudományi, Minőségbiztosítási és Mikrobiológiai Intézetében lettek elvégezve. A valorigráfos érték és vízfelvétel vizsgálatára az MSZ 5530-3:1995 szerint Brabender farinográffal, az alveográfos vizsgálatára az AACC-1983.54.30 szerint Chopin alveográffal került sor.

Eredmények és következtetések A GK Öthalom és Fatima őszi búza fajták sütőipari értékszámának átlagértékek láthatóak az 1. táblázatban. A főátlagokat tekintve megállapítható, hogy a műtrágyázás a vizsgált tápanyag-tartományban a sütőipari értékszám értékét 150 kg/ha N + PK dózisig folyamatosan növelte, azaz az emelkedő szintű tápanyagellátás minőség-depressziót nem eredményezett. 1. táblázat. A sütőipari értékszám és a műtrágyázás kapcsolata eltérő évjáratokban (Látókép)

időszak átlagában

átlag

átlag


átlag

átlag


70

139%

69

119%

74

120%

1997

59

117%

65

121%

63

109%

69

117%

69

113%

68

114%

1998

55

108%

55

103%

59

102%

60

102%

61

99%

59

98%

1999

53

105%

59

109%

59

102%

61

104%

64

104%

65

109%

2000

56

112%

55

102%

59

101%

59

100%

58

95%

57

96%

2001

36

71%

48

90%

59

101%

60

103%

65

106%

60

100%

2002

42

83%

44

81%

48

82%

52

88%

52

85%

53

88%

2003

47

94%

55

102%

48

83%

56

96%

60

97%

60

101%

2004

45

89%

48

89%

50

86%

49

83%

50

81%

51

86%

2005

42

83%

56

103%

67

115%

62

105%

62

101%

64

108%

Átlag

50

1996

62

127%

68

125%

52

94%

1997

58

121%

57

109%

61

112%

60

109%

60

110%

61

1998

45

94%

44

84%

43

79%

47

86%

43

78%

45

81%

1999

58

121%

64

122%

64

118%

61

111%

62

113%

62

112%

2000

57

117%

57

108%

58

107%

58

106%

53

96%

55

99%

2001

38

78%

51

98%

53

97%

51

92%

53

96%

52

92%

2002

59

122%

61

116%

54

99%

58

105%

57

103%

58

104%

2003

26

55%

36

69%

35

64%

39

71%

41

74%

41

74%

2004

48

99%

57

109%

56

102%

59

107%

59

107%

58

105%

2005

32

66%

45

86%

53

97%

62

113%

71

129%

68

123%

Átlag

48

53

58

54

58

55


átlag

1996

54



30 kg/ha N+PK 60 kg/ha N+PK 90 kg/ha N+PK 120 kg/ha N+PK 150 kg/ha N+PK

átlag Fatima

GK Öthalom

kontroll

62

55

60 110%

56

149

SIPOS P. és mtsai

A Fatima fajta minősége még a 150 kg/ha N + PK dózis esetén is javult, a GK Öthalom viszont erre a műtrágyadózisra már csökkenő értékszámmal reagált a vizsgált időszak átlagában. A kezelésenkénti főátlagához tartozó szélsőértékek jelzik a mért értékek heterogén voltát, azaz az évjárat és fajta erőteljesen alakította a műtrágyázással elérhető értékeket. A vizsgált fajták átlagában 10 év alatt a szélsőértékek közötti intervallum a műtrágyázás hatására csak kis mértékben szűkült; a GK Öthalom esetében 17%-kal, a Fatima esetében 19%-kal lett kisebb a kontrollhoz viszonyítva és a legnagyobb kezelés tízéves minimummaximum értékei közötti különbség, azaz ilyen mértékű minőségstabilizáló hatást tapasztaltunk. A legalacsonyabb értékek az aszályos 2002 és 2003-as évből származnak (egyetlen kivétel a GK Öthalom kontroll parcellája esetében a 2001-ből), ezen évek esetében figyelhető meg minden műtrágyakezelés esetén a legalacsonyabb átlagérték. 2. táblázat A W-érték és a műtrágyázás kapcsolata eltérő évjáratokban, 10-4J (Látókép)

átlag

az időszak átlagában

átlag

átlag


160

81%

193

95%

115%

224

128%

214

108%

238

117%

235

116%

250

118%

1998

183

120%

236

135%

244

124%

203

100%

221

109%

227

107%

1999

183

120%

207

118%

196

99%

199

98%

208

103%

235

111%

2001

151

99%

96

55%

169

86%

196

97%

179

89%

160

75%

2002

119

78%

120

68%

139

70%

160

79%

173

86%

165

77%

2003

80

52%

104

59%

151

76%

131

65%

123

61%

162

76%

2004

127

83%

144

82%

167

85%

167

82%

168

83%

183

86%

2005

169

111%

274

156%

337

170%

330

163%

318

157%

317

149%

Átlag

153

1996

182

117%

1997

188

120%

214

1998

170

109%

167

1999

251

160%

296

Fatima


átlag

122%

175



187

1997


1996

átlag GK Öthalom

30 kg/ha N+PK 60 kg/ha N+PK 90 kg/ha N+PK 120 kg/ha N+PK 150 kg/ha N+PK átlag

kontroll

176

197

203

163

88%

121%

233

125%

230

94%

143

77%

152

167%

290

155%

263

202

212

161,18

85%

123%

222

117%

215

81%

145

77%

157

84%

140%

260

137%

261

140%

115%

2001

84

54%

133

75%

160

86%

117

63%

156

82%

146

78%

2002

154

99%

165

93%

136

73%

162

87%

155

82%

160

85% 58%

2003

51

33%

75

42%

91

49%

147

79%

125

66%

108

2004

144

92%

1427

80%

171

92%

167

90%

169

89%

162

87%

2005

180

115%

227

128%

293

157%

258

138%

311

164%

287

153%

Átlag

157

150

178

187

187

190

187

BÚZA MINŐSÉGVIZSGÁLATA TARTAMKÍSÉRLETBEN

A növekvő műtrágyaadagok a sütőipari értékszámhoz hasonlóan növelték a vizsgált paraméter értékét a GK Öthalom fajtánál még a legmagasabb dózis esetén is, viszont a Fatima W-értéke 60 kg/ha N adag felett a vizsgálati évek átlagában nem változott. A szélsőértékek több mint háromszor olyan széles tartományt fognak közre, mint a sütőipari értékszám esetében, azaz erőteljes évjárathatás érvényesül a kezelések határértékeinél. A sütőipari értékszámhoz hasonlóan a 2001-2003-as időszak eredményezte a legalacsonyabb átlagos Wértékeket. A szélsőértékek alakulását tekintve a növekvő mértékű tápanyagellátás minőségstabilizáló hatása a GK Öthalom esetében nem érvényesült; legszűkebb ingadozást a kontroll és a legnagyobb kezelés eredményezett. A Fatima fajtánál a stabilizáló hatás kifejezettebben jelentkezik, viszont a szélsőértékek intervalluma átlagosan akkora, mint az időszak kezelésenkénti átlaga, ami rendkívül nagy változékonyságot eredményez. Mindez kihangsúlyozza az átlagtendenciák vizsgálata és jellemzése helyett az egyes évjáratok elkülönített vizsgálatának jelentőségét. Irodalom Árendás T., Németh T., Radimszky L., Bedő Z. (2008): Applicability of the Nmin method as a function of the year, based on the results of wheat experiments. Cereal Research Communications, 36. 207-210. Pepó P. 2002. Őszibúza-fajták trágyareakciója eltérő évjáratokban. Növénytermelés, 51. 189-198. Pepó P. 2007. The role of fertilization and genotype in sustainable winter wheat (Triticum aestivum L.) production. Cereal Research Communications, 35. 917-920. Ragasits I. (1992): A nitrogén- és foszfor-műtrágyázás hatása a búza minőségére. Növénytermelés, 41.1.59-65. Tanács L, Véha A, Petróczi I. M. (2006): Műtrágyával és fungiciddel kezelt aestivum búzák nedvessikér-tartalom, valorigráfos és alveográfos vizsgálatai az évjáratok függvényében. Növénytermelés. 55. 5–6: 335–355. Tanács L, Krisch J, Gerő L, Monostori T, Petróczi I. M. (2008): Effects of new type herbicides and crop year on gluten, rheological and falling number characteristics of winter wheat varieties. Cereal Research Communications. 36: 74–77.

151


TARTAMKÍSÉRLETBEN ALKALMAZOTT HERBICIDEK KÜLÖNBÖZŐ

GYOMFAJOKRA GYAKOROLT HATÁSAI SOLYMOSI PÉTER, BERZSENYI ZOLTÁN, ÁRENDÁS TAMÁS és BÓNIS PÉTER MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR A szerzők ebben az írásukban a martonvásári tartamkísérletben 26 éven át alkalmazott herbicideknek különböző gyomfajok botanikai jellemzőire és tömegviszonyaira gyakorolt hatásaival kapcsolatos értékelésük eredményeit adják közre. Az alkalmazott herbicidek közül kiemelést érdemelnek a klór-amino-triazinok (simazin, atrazin), melyekkel szemben a tartamkísérletben is kialakult a rezisztencia. A tömegértékek megnövekedése alapján az Amaranthus retroflexus és a Conyza canadensis gyomfajoknál volt megállapítható a rezisztens biotípus megjelenése. Kulcsszavak: tartamkísérlet, gyomfaj-összetétel, herbicidrezisztencia

EFFECT OF HERBICIDES ON VARIOUS WEED SPECIES IN LONGTERM EXPERIMENTS P. SOLYMOSI, Z. BERZSENYI, T. ÁRENDÁS and P. BÓNIS AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR A summary is given of the results obtained over 26 years in a long-term experiment in Martonvásár on the effect of herbicides on the botanical traits and relative mass of various weed species. Among the herbicides applied, special mention should be made of the chloroaminotriazines (simazine, atrazine), to which resistance developed in the course of the experiment. The appearance of resistance biotypes was indicated by an increase in the relative mass of the weed species Amaranthus retroflexus and Conyza canadensis. Key words: long-term experiment, weed spectrum, herbicide resistance

Bevezetés Harper (1957), Rademacher (1968) és Ubrizsy (1979) elsőként hívták fel a figyelmet a tartós, egyoldalú és egyre emeltebb dózisú herbicid használat veszélyeire. Nevezetesen: a gyomflóra fajösszetétele kedvezőtlen megváltozásának, a nehezen kezelhető gyomfajok elszaporodásának és a herbicid-rezisztencia kialakulásának lehetőségére. Az említettek nyomon követésére módszertanilag a hosszú távú, tudományos igénnyel tervezett és kivitelezett vegyszeres tartamkísérletek a legalkalmasabbak. Kevés ilyen kísérletről tudunk. Rademacher (1968) és

153

SOLYMOSI P. és mtsai

Ubrizsy (1968) úttörői voltak az ilyen típusú kutatásoknak. Győrffy Béla 1964ben 7 herbicidre alapozott tartamkísérlet beállítását kezdeményezte az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetében Martonvásáron, amely 26 éven keresztül megszakítás nélkül folyt, emiatt egyedülálló. A szerzők az említett tartamkísérletben kimutatott gyomfajok botanikai jellemzőinek és tömegviszonyainak vizsgálati eredményeiről számolnak be. Anyag és módszer A tartamkísérletet 1964-ben az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézet martonvásári kísérleti területén 13, 20 m2–es parcellákkal, négy sorozatban (2 szántatlan, 2 szántott), véletlen blokk elrendezésben állították be. A kísérlet talaja a szántott rétegben enyhén savanyú, felvehető foszforral gyengén, káliummal jól ellátott humuszos vályog, típusa erdőmaradványos csernozjom. A parcellák évenként tápanyag visszapótlást kaptak a következők szerint: N= 66 kg, P2O5= 66 kg, K2O = 66 kg hatóanyag/hektár. A felhasznált műtrágya formája és mennyisége a következő volt: 34%-os pétisó 196 kg/ha, 18%-os szuperfoszfát 370 kg/ha, 40%-os kálisó 160 kg/ha, 60%-os kálisó 111 kg/ha. A gyomirtó kezeléseket hét herbicid [Hungazin DT 50 WP (Simazin) 10 kg/ha, Hungazin PK 50 WP (Atrazin) 10 kg/ha, A-1093 (Ametrin) 5 kg/ha, A-1114 (Prometrin) 5 kg/ha, Dikonirt (2,4-D) 2+2 kg/ha, Afalon (Linuron) 10 kg/ha, Aresin 50 WP (Monolinuron) 10 kg/ha] évenkénti egyszeri alkalmazásával végezték. A herbicid kezelésekre 1964 és 1990 között május, június vagy július hónapban került sor. A tartamkísérletben sem kultúrnövényeket, sem más tesztnövényeket nem alkalmaztak. A 26 év alatt kialakuló gyomflóra fajai a parcellák talajában spontán felhalmozódó magkészletből származtak. Az egyes kezeléseknek a parcellákon előforduló gyomfajokra gyakorolt hatását két mutató: a zöldtömeg (1965-1981) és a gyomborítás (1982-1990 és 1997) alapján értékeltük. A kaszálásokra évente egy alkalommal, július vagy augusztus hónapban került sor. A tömegviszonyokat technikai nehézségek miatt, 1982-től a gyomfajok borítási százalékának július, ill. augusztus közepén történt felvételezésével végeztük.

Eredmények és következtetések A parcellákon 1965 és 1990 között előforduló gyomfajok, Solymosi és mtsai (2004) alapján A kísérleti területen a fenti időszakban 112 gyomfaj fordult elő. Ezen gyomfajok ökológiai szempontból a vízháztartásra és a talajreakcióra vonatkozó értékszámok szerint kevésbé differenciálódott euriöcikus fajok, melyeknek az ökológiai valenciája széles, ennél fogva sokféle biotópban élhetnek. A kimutatott gyomfajok 24 növénycsaládból kerültek ki. A legtöbb gyomfajt a Poaceae (26), Asteraceae (20), Caryophyllaceae (9), Scrophulariaceae (7), Brassicaceae (6), Polygonaceae (6), Amaranthaceae (5), Apiaceae (5), Euphorbiaceae (5) és a Lamiaceae (3) családok adják.

154

HERBICIDEK HATÁSAI TARTAMKÍSÉRLETBEN

Az előforduló gyomfajok cönoszisztematikai hovatartozásuk alapján is elemezhetők. A parcellákon legnagyobb arányban tipikusan vetési (Secalietea) és ruderális (Chenopodietea) gyomfajokat találtunk 40,6, ill. 29,6%-ban. Rajtuk kívül értékelhető arányban szerepelnek a kaszálókra (Arrhenatheretea), irtásrétekre (Festuco-Brometea), valamint homokpusztákra (Festucetum vaginatae) jellemző növényfajok is, 10,0, 4,5, és 3,6%-ban. Az életformákat illetően a kísérleti terület flórájában az egyévesek (Therophyton) uralkodnak 74,2%-os részesedéssel, úgy az egyszikűek (14,2%), mint a kétszikűek (60,0%) vonatkozásában. A tehrophytonok csoportján belül a nyárutói egyévesek (T4) nagyarányú jelenléte volt megállapítható. Rajtuk kívül az évelők (Hemikryptophyton) 23,7%-os aránya (az egyszikűek 8,0 és a kétszikűek 15,7%-os részesedésével) is figyelemre méltó. Az egyévesek elszaporodása gyors populációdinamikájukban gyökerezik, amely R-stratégista természetük velejárója. Külön kell szólnunk a triazintoleráns gyomfajokról, amelyek enzimes lebontással képesek hatástalanítani a szóban forgó hatóanyagcsoportot. Ezen gyomfajok (Digitaria sanguinalis, Echinochloa crus-galli, Setaria pumila, S. viridis) kezdettől fogva jelen voltak az említett herbicidekkel kezelt parcellákon. Kiemelésre érdemes, az ugyanide tartozó Sorghum halepense, amely annak ellenére, hogy Fejér megye az ország „legfertőzöttebb” területei közé tartozik, a martonvásári tartamkísérletben 1986-ban bukkant fel először. A mutációs alapon kialakuló triazinrezisztenciát az Amaranthus retroflexus és a Conyza canadensis gyomfajok esetében állapítottuk meg, amelyek a kísérletben 14-16 éven át folytatott permanens herbicid kezelés után váltak tömegessé. A parcellákon 1964 és 1990 között előforduló gyomfajok, egyes kezelésekre adott reakciói, Solymosi és mtsai (2005) alapján A tartamkísérletben kimutatott gyomfajok közül 26 év alatt a következők szelektálódtak ki: Agrostemma githago, Amaranthus deflexus, Anagallis arvensis, Cerastium glomeratum. C. semidecandrum, Chamesyce humifusa, Erophila verna, Festuca valesiaca, Heliotropium europaeum, Helminthia echioides, Holosteum umbellatum, Leucanthemella vulgare subsp. vulgare, Linum perenne, Myosotis arvensis, Persicaria maculosa, P. minor, Polygonum aviculare, Portulaca oleracea, Silene latifolia subsp. alba, S. vulgaris, Valerianella locusta, Veronica praecox és V. serpyllifolia.

155

SOLYMOSI P. és mtsai

Simazin és atrazin hatása A martonvásári tartamkísérletben a herbicid rezisztencia kialakulása az Amaranthus retroflexus és a Conyza canadensis fajok esetében volt egyértelmű. A tömegviszonyok megnövekedése alapján az előbbi gyomfaj esetében a 16., az utóbbinál a 17. évben jelent meg először a rezisztens biotípus. Ugrásszerű változás 1982-ben következett be, amikor a gyomtömeg az A. retroflexusnál 87,50%-ot, a C. canadensisnél 55,00%-ot ért el. 2,4-D hatása A kezelt parcellákon a 2,4-D gyomirtási spektrumának megfelelően az egyszikű gyomfajok szaporodtak el. Közülük is kiemelkedik a Lolium perenne 29,09-87,52% között mozgó tömegértékkel. Ezt követték a Setaria-fajok 12,30 és 81,66% között változó értékkel. A kísérletben időnként felbukkanó kétszikűek, az alkati toleranciájú ill. az évelő gyomfajok közül kerültek ki, mint pl. a Lathyrus tuberosus, Daucus carota, Convolvulus arvensis és a Reseda lutea. Ametrin és prometrin hatása Tekintve, hogy sem az ametrin, sem a prometrin hatásspektruma nem terjed ki az egyszikűekre, érthető, hogy az egyszikű gyomfajok kerültek túlsúlyra a kezelt parcellákon. A kimutatott fajok közül a Lolium perenne 13, a Dactylis glomerata 9 éven át volt jelen, 17,26-74,15%-os, ill. 26,57-87,34%-os tömegértékkel. A kétszikűek közül a Daucus carota (14,48-45,94%), a Fallopia convolvulus (16,54-50,55%) és a Convolvulus arvensis (22,50-37,80%) szerepelt nagyobb tömegértékkel. Linuron és monolinuron hatása Nem hagyható megjegyzés nélkül, hogy a metoxi-metil-karbamidok szelekciós intenzitása messze elmarad a dimetil-karbamidokétól, amelyek eredményesen alkalmazhatók például az atrazin-rezisztens gyombiotípusok kezelésére. Az említett szerekkel kezelt parcellákon 1965 és 1990 között 10,0095,99% tömegértékkel az alábbi gyomfajok fordultak elő: Ambrosia artemisiifolia, Amaranthus retroflexus, Cirsium arvense, Convolvulus arvensis, Conyza canadensis, Cynodon dactylon, Dactylis glomerata, Daucus carota, Digitaria sanguinalis, Echinochloa crus-galli, Elymus repens, Fallopia convolvulus, Festuca pratensis, Lolium multiflorum, L. perenne, Poa pratensis, Raphanus raphanistrum, Reseda lutea, Setaria pumila, S. verticillata, S. viridis, Sonchus arvensis és a Stachys annua.

156

HERBICIDEK HATÁSAI TARTAMKÍSÉRLETBEN

A kezelések leállításának hatása a fajkompozícióra A martonvásári vegyszeres tartamkísérletben 7 évvel a kezelések leállítása után (1997) a parcellákon nagyobb tömegértékkel csak az Arrhenatherum elatius (40-85%), Ambrosia artemisiifolia (20-80%), Lolium perenne (25-45%), Chenopodium album (10-40%) és a Rubus caesius (15-20%) voltak fellelhetők. Más gyomfajok csupán 10% alatti tömegértékkel szerepeltek, mint pl. az Amaranthus chlorostachys, A. retroflexus, Convolvulus arvensis, Conyza canadensis, Dactylis glomerata, Fallopia convolvulus, Pastinaca sativa subsp. sativa, Reseda lutea és a Sorghum halepense. Mindezek alapján megállapítható, hogy hét évvel az erélyes bolygatások (szántás, herbicidkezelés) leállítása után a fajok száma ahelyett, hogy növekedett volna, jelentős mértékben visszaesett. Fekete és Virág (1982) szerint egy adott területen, a herbicidkezelések leállítása után egy ideig még tovább folyik egyfajta „belső degradáció”. Irodalom Fekete, G., Virág, K. (1982): Vegetációdinamikai kutatások és a gyepek degradációja. MTA Biol. Oszt. Közlem. 34, 415-420. Harper, J.L. (1957): Ecological Aspects of Weed Control, outlook in Agriculture. Blackwell, Berkshire. 1, 197-205. Rademacher, B. (1968): Gedanken zur Fortenwicklung der Unkrautforschung und Unkrautbekämpfung. Z. f. Pflanzenkrh. u. Pflanzensch. Sonderh. IV, 11-17. Solymosi, P., Berzsenyi, Z., Árendás, T., Bónis P. (2004): Herbicidek gyomnövényekre gyakorolt hosszú távú hatásai. I. Szelektív környezet hatása gyomflóra összetételére a martonvásári tartamkísérletben. Növényvéd. 40, 609-617. Solymosi, P., Berzsenyi, Z., Árendás, T., Bónis P. (2005): Herbicidek gyomnövényekre gyakorolt hosszú távú hatásai. II. A gyomfajok egyes kezelésekre adott reakciói a martonvásári tartamkísérletben. Növényvéd. 41, 177-198. Ubrizsy, G. (1968): Long-term experiment on the florachanging effects of chemical weed killers in plant communities. Acta Agron. Hung. 17, 171-193.

157


ŐSZI BÚZAFAJTÁK NÖVEKEDÉSDINAMIKÁJA ÉS TERMÉSPRODUKCIÓJA ELTÉRŐ N-TÁPELEMSZINTEKEN SUGÁR ESZTER és BERZSENYI ZOLTÁN MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR A termést meghatározó növekedésdinamika egyrészről genetikailag meghatározott tulajdonság, másrészről pedig környezeti adottságoktól függ. A környezeti tényezők közül a tápanyagellátásra adott növekedési- és produkcióbeli válaszokat kerestük három eltérő genotípus esetében. Az aszályos 2007-es évben a szárazanyag-produkciót és a levélterület alakulását főként a N-kezelés befolyásolta, a kedvezőnek mondható 2008-as évben a genotípusok hatása jobban érvényesült, és a N-műtrágyázást tekintve többnyire csak a 80 kg ha-1 N-szintig volt szignifikáns a növekedés. A növekedési mutatók közül a levélterület index (LAI) maximális értékét 2007-ben mindhárom fajtánál a 240 kg ha-1-os N-szinten kaptuk (11,5; 9,9 és 8,1), illetve 2008-ban az Mv Toborzó és az Mv Palotás esetében a 160 kg ha-1 N-szinten (8,6 ill. 8,4), az Mv Verbunkosnál pedig a korábbi évhez hasonlóan a 240 kg ha-1-es N-szinten (9,8). A kumulált BMD és LADLA mutatók 2007-ben jóval magasabb értékeket értek el, mint 2008-ban. Ez alól az Mv Verbunkos kivétel, amelynek kumulált LADLA értékei 2008-ban magasabbak (a 240 kg ha-1 N-szinten 1,16) voltak. A maximális szemtermést 2007-ben a 160 kg ha-1, 2008-ban a 80 kg ha-1-os N-ellátás mellett értük el. Vizsgálataink alapján megállapítottuk, hogy a kedvező évjárat elősegítette a genotípusok előnyös tulajdonságainak megnyilvánulását, valamint a kisebb mértékű Nműtrágyázás jobb hasznosulását. Kulcsszavak: őszi búza, N-műtrágyázás, növekedési mutatók, termésprodukció

GROWTH DYNAMICS AND YIELD OF WINTER WHEAT VARIETIES GROWN AT DIVERSE NITROGEN LEVELS E. SUGÁR and Z. BERZSENYI AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR The growth dynamics determining the yield of winter wheat depends partly on genetic determination and partly on environmental factors, including nutrient supplies. Growth and yield responses to nutrient supplies were investigated for three diverse genotypes. In the dry year of 2007 dry matter production and leaf area were influenced chiefly by N supplies, while in the more favourable year of 2008 the genotypic effect was more pronounced, and in most cases N fertiliser only led to a significant increase in yield up to a rate of 80 kg ha–1. The maximum value of the leaf area index (LAI) was recorded at the 240 kg ha–1 N level for all three varieties in 2007 (11.5; 9.9; 8.1), while in 2008 the maximum was observed at the 160 kg ha–1 N level for Mv Toborzó and Mv Palotás (8.6 and 8.4, respectively), and only in Mv Verbunkos did LAI continue to increase up to 240 kg ha–1 N (9.8). The cumulative BMD and LADLA parameters exhibited much higher values in 2007 than in 2008, except in the case of Mv Verbunkos (1.16 at the 240 kg ha–1 N level). The maximum grain yield was achieved at 160 kg ha–1 N in 2007 and at 80 kg ha–1 N in 2008. It could be concluded from the results that the manifestation of genotypic traits was enhanced by favourable weather conditions, which also led to the better utilisation of lower rates of N fertiliser. Key words: winter wheat, N fertilisation, growth parameters, yield

159

SUGÁR E. és BERZSENYI Z.

Bevezetés Napjainkban, amikor a természetes erőforrások (mindenekelőtt a talaj és a víz) megőrzése a növénytermesztés biológiai és genetikai szabályozását indokolja, különösen fontos a búza genotípusok eltérő tápanyag-hasznosításának és a környezet hatásainak ismerete. A makroelemek közül fontos szerepe van a búza fejlődéséhez igazított, megfelelő mennyiségű N-trágyának. A kis adagok alapvetően a búza mennyiségére, a 100 kg ha-1-nál nagyobb N-dózisok már a minőségi tulajdonságokra is pozitív hatással vannak (Árendás et al. 2001). Az őszi búza termése összefügg számos növekedési paraméterrel. Ezeket a paramétereket szintén a környezet és a fajták genetikai háttere határozza meg. A búzatermesztés egyik legfontosabb környezeti eleme a tápanyagellátottság. A hazánkra jellemző kiszámíthatatlan, változékony időjárás miatt a termesztésben igen nagy jelentősége van az évjárathatásnak. Emiatt stabil alkalmazkodóképességű búzafajtákra van szükség. Martonvásári kísérletek igazolták, hogy a kielégítő N-ellátottság csökkentette az eltérő évjáratok okozta termésingadozásokat. A növekedésanalízis módszertanát legrészletesebben Evans (1972) „The quantitative analysis of plant growth” c. könyve ismerteti. A növekedésanalízis kvantitatív módszerek sorozata, egyszerű alapadatokból növekedési jellemzőket számít. Leírja és jellemzi a növény, illetve egyes részeinek növekedését, az asszimiláló szervek és a szárazanyag-produkció közötti viszonyt. A gabonafélék termése a levélborítottság növekvő értékeivel bizonyos határig nő. Az optimális értékek túllépése a gazdasági termés csökkenéséhez vezet. (Petr 1985). Lönhardné et al. (1992) Keszthelyen megállapították, hogy a N-trágyázás szignifikánsan növelte a búza levélborítottságát (LAI), a levélfelülettartamot (LAD) és a növénymagasságot. Egy adott õszi búza sikértartalmának kialakulásában a klimatikus tényezőkön kívül a legnagyobb hatása a N-műtrágyázásnak van. Az adott fajtáknál több év átlagában a kutatások eredményei szerint a N-trágyázás hatása mintegy 40 %-os (Jolánkai et al. 1996). Anyag és módszer A vizsgálatokat az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetének lászlópusztai kísérleti területén, Koltay Árpád által 1980-ban beállított vetésforgós tartamkísérletben folytattuk őszi búzán a 2006/2007 és 2007/2008-as tenyészidőszakban. A kísérlet négyismétléses, kéttényezős, split-plot elrendezésű, osztott parcellás. A főparcellákban a N-műtrágyázás, az alparcellákban a fajták találhatók. A nyolc N-kezelés közül (0-280 kg ha-1-ig, 40 kg ha-1-os lépcsőkkel) négy Nszinten végeztünk a vizsgálatokat, ezek az N0, N80, N160 és N240 kezelések, valamint a kísérletben szereplő 12 fajta közül 3 eltérő tenyészidejű martonvásári genotípuson, az extra korai Mv Toborzón, a korai Mv Palotáson és a középkorai Mv Verbunkoson. A mintavételeket egyhetes gyakorisággal, 2007-ben összesen 25, 2008-ban 17 alkalommal végeztük el, melyek során a parcellánként 5-5 db növényen mért, egyszerű alapadatokból a növekedésanalízis klasszikus módszereivel számítottuk ki a növekedést jellemző mutatókat (LAI, BMD, LAD, HI) (Berzsenyi 2000). A mintavételek során mért szárazanyag-produkciót és

160

BÚZAFAJTÁK NÖVEKEDÉSDINAMIKÁJA ÉS TERMÉSPRODUKCIÓJA levélterület-értékeket az egész tenyészidőszakra összegezve számítottuk ki a kumulált BMD és LAD mutatókat, melyek a teljes vegetációs periódusra vonatkozóan könnyebb összehasonlítást tesznek lehetővé. A levélterület-mérését AM300-as készülékkel végezzük. Emellett fenológiai felvételezéseket (kelés, kalászolás, virágzás) és ökofiziológiai méréseket folytatunk. Mérjük a zászlóslevél klorofill-tartalmát (SPAD 502) és fotoszintézisét (LCA-4, LI-6400). A búzafajták minőségét (fehérje- és sikértartalom) NIR készülék segítségével határozzuk meg.

Eredmények és következtetések A 2007-es száraz tavaszi időjárású évben az őszi búza szárazanyag produkcióját (1. ábra) elsősorban a N-ellátás befolyásolta, a fajták hasonló reakciót mutattak. Mv Toborzó 2008

1 05.28.

06.10.

06.25.

06.10.

06.25.

05.15.

1 06.10.

05.28.

05.15.

05.01.

04.17.

04.03.

0 03.20.

06.05.

05.15.

04.24

04.03.

03.13.

0

2

03.07.

1

3

02.22.

2

4

02.06.

Száraz tömeg [g nv-1]

3

02.14.

Mv Verbunkos 2008

5

4

01.23.

05.01.

Mintavétel ideje

Mv Verbunkos 2007

12.15.


04.17.

0

Mintavétel ideje

Mintavétel ideje

05.15.

1 02.06.

06.05.

05.15.

04.24

04.03.

03.13.

02.14.

01.23.

0

2

04.03.

1

3

03.20.

2

4

03.07.

3

Mv Palotás 2008

5

02.22.


4

5

05.28.

Mintavétel ideje

Mv Palotás 2007

5

12.15.


Mintavétel ideje

05.01.

0 02.06.

06.05.

05.15.

04.24

04.03.

03.13.

02.14.

01.23.

0

2

04.17.

1

3

04.03.

240

2

4

03.20.

160

03.07.

80

3

5

02.22.


0

4

12.15.


Mv Toborzó 2007 5

Mintavétel ideje

1. ábra. A növényenkénti száraztömeg dinamikájának alakulása 2007-ben és 2008-ban

161


2008-ban a műtrágyahatás mellett a genotípus hatás is nagyobb mértékben megnyilvánult. Bár a maximális szárazanyag produkciót mindkét évben az N240 szinten mértük, lényeges növekedést az N160 szintig tapasztaltunk. A fajták között mindkét évben az Mv Verbunkos szárazanyag felhalmozása volt a legnagyobb. A levélterület alakulásában (2. ábra) mindkét évben különbség volt mind a N-ellátást, mind pedig a fajtákat tekintve. Legalacsonyabb értékeket az N0 kezelésben kaptunk. A levélterület szignifikánsan nőtt az N80-as kezelésben, a maximális értékeket pedig, a szezonális dinamikának megfelelően, az N160, ill. az N240 szinteken kaptuk. 2008-ban magasabb levélterület értékeket kaptunk az N80 M v Toborzó 2007 Levélterület [cm2]

80 160

150

240

100 50 0

200 150 100 50

Mintavétel ideje M v Palotás 2007 Levélterület [cm2]

200 150 100 50 0

200 150 100 50 05.08. 05.08.

05.22.

04.24. 04.24.

04.09.

50

Mintavétel ideje

2. ábra. A növényenkénti levélterület-dinamika alakulása 2007-ben és 2008-ban

05.22.

04.09.

03.27.

0 03.13.

06.05.

05.15.

04.24

04.03.

03.13.

02.14.

0

100

02.29.

50

150

02.13.

100

200

01.31.

Levélterület [cm2]

150

01.23.

M v Verbunk os 2008

250

200

12.15.

03.27.

Mintavétel ideje

M v Ve rbunk os 2007

Mintavétel ideje

03.13.

02.29.

02.13.

01.31.

06.05.

05.15.

04.24

04.03.

03.13.

02.14.

01.23.

12.15.

0

250

162

05.22.

05.08.

04.24.

04.09.

03.27.

M v Palotás 2008

Mintavétel ideje

Levélterület [cm2]

03.13.

Mintavétel ideje

250

250 Levélterület [cm2]

02.29.

01.31.

06.05.

05.15.

04.24

04.03.

03.13.

02.14.

01.23.

12.15.

0 02.13.

Levélterült [cm2]

0

200

M v Toborzó 2008

250

250

BÚZAFAJTÁK NÖVEKEDÉSDINAMIKÁJA ÉS TERMÉSPRODUKCIÓJA

szinten, mint 2007-ben, viszont a magasabb (N160 és N240) kezelésben részesült parcellák az Mv Verbunkos kivételével kevésbé különültek el egymástól, és hasonló maximális értékeket értek el, mint a korábbi évben. Megfigyeltük ezen kívül, hogy az Mv Palotásnál az N0 és az N80 kezelés már nagyon korán (április elején) elkülönült. A középkorai érésidejű Mv Verbunkos a 2008-as kedvező évjáratban a magasabb N-szinteken is lényegesen növelni tudta levélterületét. Az értékek már kora tavasszal elváltak egymástól. A növekedési mutatók közül a levélterület index (LAI) maximális értékét (1. táblázat) 2007-ben mindhárom fajtánál az N240-szinten kaptuk, az Mv Toborzó esetén 11,5; az Mv Palotásnál 9,9 és az Mv Verbunkosnál 8,1-es értékkel, illetve 2008-ban az Mv Toborzó és az Mv Palotás esetében az N160 szinten (8,6 ill. 8,4), az Mv Verbunkosnál pedig a korábbi évhez hasonlóan az N240 szinten (9,8). 1. táblázat. A maximális LAI, ΣBMD, ΣLADLA és HI alakulása 2007-ben és 2008-ban N [kg ha-1] Toborzó LAImax

Palotás Verbunkos Toborzó

ΣBMD [g nap]


ΣLADLA [m2 nap]


HI [%]

Palotás Verbunkos

2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008 2007 2008

0 3,1 5,5 3,6 4,3 4,8 4,4 214 152 187 156 207 157 0,54 0,71 0,6 0,47 0,64 0,6 39 38 39 41 37 40

80 7,4 7,5 6,7 8,1 7,1 7,5 264 184 230 234 241 197 1,02 0,76 0,93 0,76 0,94 0,96 39 40 43 43 42 42

160 10,6 8,6 9 8,4 7,4 9,4 287 209 261 243 259 219 1,25 0,83 1,14 0,77 1,02 1,06 44 41 46 43 43 43

240 11,5 8,2 9,9 7,9 8,1 9,8 304 229 273 254 274 227 1,23 0,87 1,24 0,75 1,1 1,16 42 40 42 42 44 42

A BMD és LADLA kumulált értékei 2007-ben jóval magasabbak voltak. Kivéve az Mv Verbunkost, amely 2008-ban magasabb ΣLADLA értékeket (az N240 szinten 1,16) mutatott. A harvest index (HI) értékek (1. táblázat) az N160 kezelésig szignifikánsan nőttek, majd az N240 szinten visszaestek. Az értékek az N0 kezelésnél 37-41%, az N160 szinten 41-46% között változtak. A szemtermés (3. ábra) a 2008-es évben volt nagyobb. Maximális értékét 2007-ben az N160, 2008-ban feltehetően a kedvező évjáratnak köszönhetően már 163


az N80 szinten elérte. A fajták közül a legnagyobb ezerszemtömegű az Mv Toborzó volt. Maximumát 2007-ben N0 (56,2 g), 2008-ban N80 szinten (54,6 g) érte el. A maximális szemtermést mégis az Mv Verbunkos adta, a m2-enkénti legnagyobb szemszámnak köszönhetően. Ez a fajta adta a legnagyobb szárazanyag produkciót, LAI és ΣLADLA értékeket (1. táblázat) is. A szárazanyag-felhalmozás és a képzett levélterület is hozzájárult a maximális szemterméshez. A vizsgált fajták között a leghosszabb tenyészidejű Mv Verbunkos előnyös tulajdonságai a kedvező évben nyilvánultak meg. A minőségi paraméterekben (fehérje-, sikértartalom) mindkét évben ugyancsak ez a fajta bizonyult a legjobbnak az N240 szinten, 2007-ben kimagasló értékekkel (fehérjetartalom: 16,3%; sikértartalom: 38,6%). Szemtermés 2007 9 8

Toborzó

Palotás

Szemtermés 2008

Szemtermés [t ha-1]

7 Szemtermés [t ha-1]

9

Verbunkos

6 5 4 3 2 1

8 7 6 5 4 3 2 1 0

0 0

80

160

240

0

80

160

240

N-szintek [kg ha-1] SZDN=0,49*; SZDF=0,33**

N-szintek [kg ha-1] SZDN=0,57***, SZDF=0,25**

3. ábra. A szemtermés alakulása 2007-ben és 2008-ban

Köszönetnyilvánítás Munkánkat a 61957 számú OTKA pályázat támogatta.

Irodalom Árendás, T., Csathó, P., Németh, T. (2001): Tápanyagellátás a minőségorientált búzatermesztésben. In: Bedő, Z. (Szerk.) A jó minőségű keményszemű búza nemesítése és termesztése. 73-101. Berzsenyi, Z. (2000): Növekedésanalízis a növénytermesztésben. Egyetemi jegyzet. Veszprémi Egyetem, Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Keszthely. Evans, G.C. (1972): The quantitative analysis of plant growth. Blackwell Scientific Publications. Jolánkai, M., Szalay, T., Szentpétery, Zs. (1996): Agronomic impacts on wheat quality. Chemical impact of wheat production technics on environment and ecology. Hung. Agric. Eng., 1996.8.23-25. Lönhardné, B.É., Kismányoki, T. (1992): Az istállótrágya és egyéb trágyák hatása a búza termésére, LAI, LAD, NAR értékének alakulására, vetésforgóban. Növénytermelés 41, (5) 433-441. Petr, J., Cerny, V., Hruska, L. (1985): A főbb szántóföldi növények termésképződése. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest.

164


NITROGÉN MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET TISZA MENTI RÉTI ÖNTÉSTALAJON SZÉLL ENDRE1, ÁCSNÉ BOZÓKY ERIKA1, DÉVÉNYI KÁROLYNÉ1, GYŐRI ZOLTÁN2 1

GABONAKUTATÓ KFT., SZEGED 2 DEBRECENI EGYETEM AMTC

A trágyázási rendszerek tervezéséhez a tartamkísérletek eredményei adnak megbízható támpontokat. Kísérletünket 1979-ben indítottuk a Tisza menti, jó vízgazdálkodású, tavasszal lassan felmelegedő réti öntéstalajon. Kísérletünk eredményeivel arra keressük a választ, hogy talajunkon a műtrágyadózis növelése az évjárat és az elővetemény függvényében miként hat: • a különböző genotípusú hibridjeink termésének mennyiségére, • a termés legfontosabb beltartalmi mutatóira, • a talaj kiemelt fontosságú tulajdonságaira. Eredményeink azt mutatják, hogy a műtrágyázás mind a kukorica, mind a búza esetében meghatározó volt, melyet viszont az évjárat és az elővetemény befolyásolt. Ezen túlmenően megállapíthattuk, hogy a szakszerű műtrágyázással a környezetünket nem szennyezzük. Kulcsszavak: műtrágyázási tartamkísérlet, terméseredmény, beltartalom, talajtulajdonság

LONG-TERM N-FERTILIZATION TRIAL ON MEADOW ALLUVIAL SOIL NEAR THE RIVER TISZA E. SZÉLL1, E. ÁCSNÉ BOZÓKY1, M. DÉVÉNYI1, Z. GYŐRI2 1

CEREAL RESEARCH NON-PROFIT LTD., SZEGED AGRICULTURAL AND MECHANICAL ENGINEERING CENTRE, UNIVERSITY OF DEBRECEN

2

The results of long-term fertilization trials are indispensable to planning optimum fertilization systems. It was 1979 when our long-term fertilization trial started near the river Tisza on meadow alluvial soil exhibiting good water management and slow warming up in spring. The trial was carried out with the purpose of assessing the impact of the increasing rate of fertilizer in combination with year effect and pre-crop on the • yield of the maize hybrids belonging to different genotypes; • most important elements of grain composition; and • essential soil properties. The results of the trials with maize and wheat proved that fertilization is crucial in crop production and its impact varies with year effect and pre-crop. Besides increasing yield and improving grain composition, optimum fertilization is an environmentally-sound crop production technique. Key words: long-term fertilization trial, yield, grain composition, soil property

165

SZÉLL E. és mtsai

Bevezetés Napjainktól a múlt század ’60-as éveiig visszatekintve megállapíthatjuk, hogy a műtrágyázást a szaktudás és a közgazdasági viszonyok kompromisszuma határozta meg. Jelenleg sajnos a pénzügyi tényezők a meghatározóak, ezért a kijuttatott műtrágyák többnyire nem fedezik termesztett növényeink tápanyagigényét. Egy ideig számíthatunk talajaink tápanyagkészletére, de hosszú távon nem. A tápanyag-gazdálkodás összetett kérdéseit szakszerűen a tartamkísérletek eredményei alapján válaszolhatjuk meg. Ennek jegyében indította Láng Géza az országos trágyázási kísérleteket az 1950-es évek végétől kezdődően. Győrffy Béla olyan növénytermesztési tartamkísérleteket állított be, melyek a jelenünkben a nemzeti vagyonunk kiemelkedő értékkel bíró részei (Bedő 2009). Berzsenyi et al. (2009) a véleménye szerint a tartamkísérleteknek a kutatási feladatok között elsődlegességük van. A kísérleti eredmények gyakorlatba való átvitelének fontos eszköze a klíma- és talajvizsgálat, a termőhely alapos ismerete (Várallyay 1952). Tartamkísérletek eredményei alapján Győrffy (1976) megállapította, hogy a műtrágyázási kísérletek kezdeti szakaszában rendszerint a N-hatás dominált. Az idő függvényében a P- és K-hatás is előtérbe kerül. A kukorica termését Sárvári (1995) szerint is a N határozza meg, de a növény igényénél nagyobb adag esetén a talajban károsan sok NO3-N halmozódhat fel. Csathó et al. (2000) megerősítették, hogy a talaj feltöltődése után az igény feletti műtrágyának környezetszennyező hatása is van. Kádár (2000) a PK-túldozírozás veszélyére hívja fel a figyelmet, amely mikroelem antagonizmusban is megnyilvánulhat. A kukorica a részleges monokultúrát jól tűri, de 1-1,5 évtized után az aszályos években a termés 1-3 t/ha-ral is csökkenhet a vetésváltáshoz viszonyítva (Ruzsányi 1991). A kukorica hibridek műtrágya-reakciójának ismeretén túl figyelembe kell vennünk azok természetes tápanyaghasznosító-képességét is (Nagy 2005). A tápláltság kontrolljaként fontos a diagnosztikai növényanalízis, amely magába foglalja a növény tápanyag-ellátottságának, a talaj tápanyagszolgáló képességének, a talajvizsgálati eredmények és a trágyázás gyakorlatának ellenőrzését (Izsáki 2009). Ványiné (2008) a SPAD-502 klorofillmérő alkalmazásával mérési eredményeivel új módszert ajánl a gyakorlat részére a N-műtrágyázás eddig általánosan ismert és használt diagnosztikai eljárások sorába. A vízhiány és a szükségesnél több víz hatásának ismerete megkönnyíti az évjárat hatásának értékelését (Debreczeni és Debreczeniné 1983). A búzatermesztésben extenzív technológia esetén 10%, intenzív technológia esetén 30% a trágyázás szerepe (Pepó 2006). A termés minőségét direkt tényezőként 25%-ban az agrokémia, 22%-ban az időjárás határozza meg. Németh (2009) szerint a jövőben növekvő jelentősége lesz a tápanyag utánpótlás és a gyomirtás terén alkalmazott precíziós technológiai eljárásoknak.

166

NITROGÉN MŰTRÁGYÁZÁS RÉTI ÖNTÉSTALAJON

Anyag és módszer Az eltérő tenyészidejű és genotípusú kukorica hibridek specifikus N-reakciójának kutatását szolgáló tartamkísérletünket 1979-ben indítottuk a Gabonatermesztési Kutatóintézetben (a Gabonakutató Kft. jogelődje), Tisza menti réti öntéstalajon, Szegeden. A vizsgálatokat hármas célkitűzés szerint csoportosítottuk. Szabadföldi kísérleteinkkel arra kerestük a választ, hogy a műtrágya dózis növelése (főként a N-hatóanyag) miként hat: • a különböző tenyészidejű és genotípusú hibridjeink termésének mennyiségére, • a termés legfontosabb beltartalmi mutatóira, • a talaj kiemelt fontosságú tulajdonságaira. Az amerikai kukoricabogár-károsítás megelőzésére 2006-tól kísérletünkben búza-kukorica vetésváltást alkalmazunk. Így lehetőségünk van az elővetemény és az évjárat hatásának értékelésére is. A tartamkísérlet műtrágyakezelései az alábbiak voltak:

1 2 3 4 5

N 0 70 140 210 280

Műtrágya hatóanyag kg/ha P2O5 0 150 150 170 170

K2O 0 150 150 200 200

A N-dózisok változatlanul hagyása mellett a P2O5 és a K2O dózisokat időnként módosítjuk. Ennek magyarázatát és a mennyiségi adatokat a talajvizsgálati eredmények leírásánál ismertetjük. A randomizált műtrágya blokkokra a vizsgált 7 kukorica hibridet sávosan vetjük. A műtrágya parcella nettó mérete 102,4 m2, az alparcelláé (hibrid) 14,6 m2. Búza esetében a műtrágya blokkokra egy fajtát vetettünk. Az ismétlések száma 4. A talajminták és a kukorica termésének beltartalmi vizsgálatát a Debreceni Egyetem Agrár- és Műszaki Tudományok Centruma Agrárműszerközpontjában végezték. A búza minőségvizsgálata a Gabonakutató Kft. Liszttechnológiai Laboratóriumában történt. A kísérleti eredmények megbízhatóságát varianciaanalízissel ellenőriztük.

Eredmények és következtetések Termésadatok A műtrágyázás hatását a kukorica termésének mennyiségére az 1. táblázat, a búzáéra a 2. táblázat adatai mutatják. A 140 kg/ha N-dózis adataihoz viszonyítva a vizsgálat négy év átlagában a műtrágyázatlan parcellák termése a kukorica esetében 45%-os, a búzánál 56%os csökkenést mutatott. A biológiai optimumot mindkét növénynél 210 kg/ha N-dózisnál mértük. A 140 kgN/ha-hoz viszonyítva a búzánál a termésnövekedés megbízhatónak bizonyult. Külön számítást igényelne annak kimutatása, hogy a 210 kg/ha N-dózis termésnövelő hatása 140 kg/ha-hoz viszonyítva mennyire gazdaságos. A műtrágyahatás mindkét növénynél meghaladta az évjárat hatását (3. táblázat). Az elővetemény- és a műtrágyahatás összehasonlítása azt mutatja, hogy • kukoricában az NPK hatás erősebb volt az elővetemény hatásánál; • búzában az elővetemény-hatás meghaladta a műtrágyázásét (4. táblázat). 167

SZÉLL E. és mtsai 1. táblázat. A kukorica szemtermése (t/ha) 7 hibrid átlagában az 1979-ben indított műtrágyázási tartamkísérletben. Újszeged, 2005-2008 NPK hatóanyag kg/ha N

P2O5

Szemtermés (t/ha) évente és előveteményenként

K2O

2005 kukorica

2006 búza

2007 búza

2008 kukorica

4,6 8,6 11,3 11,3 10,7 10,5 0,8

7,4 9,6 11,1 11,6 11,3 10,9 0,8

5,3 7,4 7,2 7,2 6,8 7,2 0,4

4,1 7,8 9,5 9,5 8,6 8,9 0,4

0 0 0 70 150 150 140 150 150 210 170 200 280 170 200 Műtrágyázott parcellák átlaga SzD5%

Átlag

5,4 8,4 9,8 9,9 9,4 9,4 0,3

2. táblázat A búza termése (t/ha) 1979-ben indított műtrágyázási tartamkísérletben. Újszeged, 2005-2008 NPK hatóanyag dózis kg/ha N

P2O5

Termés évente (t/ha) és előveteményenként

K2O

2005 kukorica

2006 kukorica

2007 kukorica

2008 búza

Átlag

0

0

0

2,0

2,0

1,5

5,3

2,7

70 140 210 280

150

150

3,6

5,1

3,2

6,4

4,6

150

150

5,8

7,3

4,4

7,3

6,2

170

200

6,3

7,8

4,9

7,5

6,6

170

200

6,3

5,9

7,9

4,9

6,6

Műtrágyázott parcellák átlaga

5,4

7,0

4,4

7,0

5,9

SzD5%

0,8

0,4

0,5

0,4

0,3

3. táblázat. Évjárat- és műtrágyahatás varianciaanalízisének eredménye Kukorica Tényezők

Búza

Jelölés

Jelölés

SS

DF

F

SS

DF

F

Év

135,2

3

*** 289,8

53,2

2

*** 119,8

Műtrágya

221,1

4

*** 355,5

177,0

4

*** 199,3

Kölcsönhatás

39,8

12

*** 21,3

8,5

8

***

9,3

60

---

10,0

45

--- ---

405,3

79

---

248,7

59

--- ---

Hiba Összesen

168

4,8

NITROGÉN MŰTRÁGYÁZÁS RÉTI ÖNTÉSTALAJON 4. táblázat Elővetemény- és műtrágyahatás varianciaanalízisének eredménye Kukorica Tényezők

Búza

Jelölés

Jelölés

SS

DF

F

SS

DF

F

Elővetemény

25,4

1

*** 144,1

31,7

1

*** 414,2

Műtrágya

143,5

4

*** 203,2

59,8

4

*** 195,3

4,9

4

***

11,1

4

*** 36,3

5,3

30

---

2,3

30

---

179,2

39

---

104,8

39

---

Kölcsönhatás Hiba Összesen *** p = 0,1%

** p = 1,0%

* p = 5,0%

7,0

nsz = nem szignifikáns

Beltartalmi adatok A kukoricánál a keményítő- és nyersfehérje tartalom adatait az 1. ábra grafikonjai szemléltetik. A paraméterek is jelentős évjárathatást tükröznek. A nagyobb terméshez a beltartalmi mutatók alacsonyabb értékei társulnak. A műtrágyázás hatására a keményítő tartalom nem nagy, de következetes csökkenést mutatott. A nyersfehérje tartalom nagy termés esetén (2006) megbízhatóan nem növekedett, ezzel szemben 2003-ban és 2007-ben jelentős javulást mutatott. Ebből adódóan a műtrágyázás hatásaként a keményítőtermés hektáronkénti növekedése elmaradt a szemtermésétől. Ezzel szemben a nyersfehérje hektáronkénti termésadatai kettős meghatározottságot mutatnak, egyrészt a hektáronkénti szemtermés növekedése, másrészt a műtrágyázás hatásaként tapasztalt beltartalmi javulás okán. A műtrágyázás a búza malom- és sütőipari tulajdonságait eltérő formában és mértékben befolyásolta (5. táblázat). • A kiőrlési százaléknál műtrágyahatást nem, csak évjárathatást tapasztaltunk. • A műtrágyázás a nedves sikér és a fehérje százalékát, valamint a farinográfos értékszámot jelentősen növelte. • A műtrágyázás átlagában a nedves sikér % és a farinográfos értékszám esetében évjárathatást tapasztalhattunk. Ezzel szemben a fehérje százaléknál évjárathatás nem jelentkezett. • A farinográfos minőségi kategóriák is bizonyították, hogy tápanyaghiány esetén a malmi minőségű búzafajta is csak takarmány minőségű termést fog adni. A műtrágyázás talajtulajdonságot befolyásoló hatásáról a 2006 tavaszán szedett talajminták vizsgálati eredményei alapján számolunk be. A 6. táblázat adatait a felső (0-60 cm), illetve az alsó (61-260 cm) talajréteg bontásában értékeltük. 169

SZÉLL E. és mtsai 1. ábra. Műtrágyázás és az évjárat hatása a kukorica termésére, keményítő- és nyers fehérje tartalmára a 2003., 2006. és 2007. években. (5 kukorica hibrid átlaga) SZEMTERMÉS 12

11,6

11

NYERS FEHÉRJE TARTALOM

KEMÉNYÍTŐ TARTALOM 76

11,0

74,6

11,3 74

11,1

10,71 10,86

10,5

72,7 72,0

10

8,0 7,4 7,4

7

7,2

7,2

70

68

66

6,8 6

62,6

5,3 5,1

62

4

62,8

9,5

9,18

9,80

62,5

62,8

62,5

9,56 9,35

9,0

8,5

8,25

7,97

63,5 64

5

9,96

10,0

9,8

9,2

8

71,3

N y e r s fe h é r j e ta r ta l o m %

9,9

K e m é n y í tő te r ta l o m %

9 S z e m te r m é s t / h a

71,3

72

9,6

8,0

7,96

7,92

8,01

7,94

8,01

7,5

62,5 62,0

61,6

61,2

7,25 7,0

60 N

0

70

140

210

280

N

0

70

140

210

280

N

0

70

140

210

P2O5

0

150

150

170

170

P2O5

0

150

150

170

170

P2O5

0

150

150

170

170

K2O

0

150

150

200

200

K2O

0

150

150

200

200

K2O

0

150

150

200

200

Hatóanyag kg/ha 2003

2006

Hatóanyag kg/ha

Hatóanyag kg/ha

2007

2003

2006

280

2007

2003

2006

2007

A műtrágyadózis növelésével: A felső talajrétegben (0-60 cm): - nőtt az Arany-féle kötöttségi szám és pH érték; - nem csökkent humusztartalom; - a műtrágya dózis és a termés mennyiségétől függően módosult a KCl-ben oldható NH4-N és AL-K2O tartalom; - következetesen nőtt a nitrát-N és a P2O5 tartalom; Az alsó talajrétegben (61-260 cm): - a műtrágyázás a kötöttségi számot (KA) érdemben nem módosította; - 101-200 cm mélységben volt annyi humuszt, mint a talaj felső rétegében; következetes műtrágyahatást nem tapasztaltunk; - a szakszerű műtrágyázás az altalaj pH értékét nem csökkentette; - az NH4-N a műtrágya dózistól, terméstől függően módosult; - a trágyázás növelte az NO3+NO2 N-mennyiséget; az extrém N- adag (280 kg/ha) NO3-felhalmozódást okozott 120-240 cm mélységében. - Az altalaj P2O5 és a K2O tartalma a műtrágyadózis és a termés mennyiségének megfelelően módosult. - a legnagyobb termésszinten a P2O5- és K2O-tartalom a kontrollnál kisebb volt, így 2006 őszén a 2-3. kezelés PK-hatóanyag dózisát 150 kg-ra, a 4-5.-ben a P2O5-ot 170, a K2O-ot 200 kg/ha-ra növeltük; 170

NITROGÉN MŰTRÁGYÁZÁS RÉTI ÖNTÉSTALAJON 5. táblázat. Műtrágyázás és az évjárat hatása a búza termésének mennyiségére és a legfontosabb malom- és sütőipari tulajdonságaira, Újszeged, 2006-2008

Hatóanyag dózis kg/ha N P2O5 K2O Szemtermés t/ha (elővetemény) 2006 (kukorica) 2007 (kukorica) 2008 (búza) Átlag Kiőrlési % 2006 2007 2008 Átlag Nedves sikér % 2006 2007 2008 Átlag Farinográfos értékszám 2006 2007 2008 Átlag Fehérje % 2006 2007 2008 Átlag Farinográfos minőségi kategória 2006 2007 2008 Átlag

0 0 0

VIZSGÁLATI ADATOK 70 140 210 280 Műtrágyakezelések 150 150 170 170 átlaga 150 150 200 200

2,2 1,5 5,3 3,0

5,1 3,2 6,4 4,9

7,3 4,4 7,3 6,3

7,8 4,9 7,5 6,7

7,9 4,9 6,6 6,5

7,0 4,4 7,0 6,1

58,7 72,6 72,1 67,8

61,5 73,8 73,7 69,7

61,1 71,4 73,1 68,5

62,1 73,9 70,7 68,9

62,4 71,4 71,1 68,3

61,8 72,6 72,2 68,9

15,8 19,1 23,1 19,3

22,3 24,3 23,1 23,2

24,7 26,0 27,1 25,9

26,7 27,2 31,2 28,4

29,1 32,0 34,3 31,8

25,7 27,4 28,9 27,3

27,7 45,6 34,4 35,9

30,1 51,7 40,0 40,6

53,4 60,3 54,8 56,2

57,2 63,7 61,1 60,7

65,2 78,6 63,7 69,2

51,5 63,6 54,9 56,7

8,0 8,1 11,9 12,0 8,7 10,4 11,2 12,0 9,8 9,7 11,4 12,8 8,8 9,4 11,5 12,3

12,3 12,5 13,7 12,8

11,1 11,5 11,9 11,5

B1 A2 B1 A2

B2 B1 B1 - B2 B1

C2 B2 C1 C2

C1 B2 C1 C1

B2 B1 B2 B1

B1 B1 B1 B1

171

SZÉLL E. és mtsai 6. táblázat. A talaj főbb tulajdonságainak adatai a műtrágyakezelések függvényében eltérő mélységről vett talajminták, a talajrétegek átlagában számított vizsgálati eredményei alapján

Talajtulajdonság 2005 őszén kijuttatott műtrágya hatóanyag kg/ha Talajréteg N 0 70 140 210 280 Átlag Felső talajréteg 0-60 cm P2O5 0 70 100 150 150 Alsó talajréteg 61-260 cm K2O 0 70 100 150 150 Arany-féle kötöttségi szám Felső talajréteg átlagában -44 50 51 51 49 49 Altalaj átlagában -67 -71 -69 69 Humusz % Felső talajréteg átlagában -1,1 1,1 1,1 1,1 1,0 1,1 Altalaj átlagában -0,8 -0,9 -0,9 0,9 pH % (desztillált vízben) Felső talajréteg átlagában -7,8 8,1 8,1 8,1 8,1 8,0 Altalaj átlagában -7,9 -8,0 -7,7 7,9 pH % (KCl-ben) Felső talajréteg átlagában -6,9 7,1 7,2 7,2 7,3 7,1 Altalaj átlagában -6,7 -6,8 -6,8 6,8 KCl oldható NH4N mg/kg Felső talajréteg átlagában -4,3 6,1 5,7 6,3 6,5 5,8 Altalaj átlagában -4,9 -4,0 -4,7 4,5 NO3+NO2 nitrát N mg/kg Felső talajréteg átlagában -5,9 6,6 8,5 8,6 10,3 8,0 Altalaj átlagában -9,1 -- 11,7 -17,8 12,9 Al oldható P2O5 mg/kg Felső talajréteg átlagában -178 199 220 242 250 218 Altalaj átlagában -81 -73 -105 86 Al oldható K2O mg/kg Felső talajréteg átlagában -197 212 225 211 261 221 Altalaj átlagában -207 -167 -255 210

A műtrágyázás hatása mind a kukorica, mind a búza esetében meghatározó volt, amelyet az évjárat- és az elővetemény hatása befolyásolt. A talajvizsgálati eredmények bizonyítják, hogy tápanyag utánpótlása nélkül a talaj természetes tápanyagkészletét zsaroljuk. A növény által nem hasznosított többlet N-hatóanyag dózissal (esetünkben 280 kg/ha) viszont a talaj mélyebb rétegeibe jutó NO3-N-el a talajunkat szennyezhetjük. A szakszerű műtrágyázással viszont a környezetünket nem károsítjuk. Az okszerű tápanyag-utánpótlás tervezéséhez megbízható alapot a trágyázási tartamkísérletek eredményei adják. Eredményeink alapján olyan törvényszerűségeket állapíthatunk meg, amelyek országosan, tovább menve, országhatárokon átívelően is érvényesnek tekinthetőek. 172

NITROGÉN MŰTRÁGYÁZÁS RÉTI ÖNTÉSTALAJON

Köszönetnyilvánítás Munkánkat 2006-ig a Földművelésügyi Minisztérium közhasznú kutatási támogatásával végeztük. Ezt követően az NKF8 4/0008/2002 jelű, „Kukorica konzorcium” (Debreceni Egyetem AMTC), valamint az OMFB-00896/2005, „Gabonanövények tápanyagellátásának tartamkísérletekre, szaktanácsadási rendszerre alapozott optimalizálása és innovációja” (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár) című pályázatok támogatásával végeztük.

Irodalom Bedő, Z. (2009): A növénynemesítés ünnepe – 60 éves az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete. MartonVásár. XXI. 2. 2-5. Berzsenyi, Z., Árendás, T., Bónis, P. (2009): Az 50 éves martonvásári tartamkísérletek. MartonVásár. XXI. 2. 14-16. Csathó, P., Árendás, T., Németh, T. (2000): A talaj tápanyag-ellátottságának és a kukorica gazdaságos műtrágyaigényének kapcsolata. Agrofórum. 11, (4) 15-20. Debreczeni, B., Debreczeni, B.-né (1983): A tápanyag és vízellátás kapcsolata. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Győrffy, B. (1976): A kukorica termésére ható növénytermesztési tényezők értékelése. Agrártudományi Közlemények. 35, 239-266. Izsáki, Z. (2009): Az N- és P ellátottság hatása a kukoricaszem (Zea mays L.) fehérjetartalmára és aminosavas összetételére. Agronapló XIII. (5). 37. Kádár, I. (2000): A műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) elemfelvételére meszes csernozjom talajon. II. Növénytermelés. 49: 127-139. Nagy, J. (2005): 30 év a kukoricakutatás és fejlesztés szolgálatában. In: Nagy, J. (szerk.) Kukorica hibridek adaptációs képessége és termésbiztonsága. Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum, Debrecen. 8-53. Németh, T. (2009): Bevezető gondolatok. Precíziós növénytermesztési tanácsok és bemutató. Farkas Kft., Zimány 2009. 06. 11. Pepó, P. (2006): Az őszi búza termesztésének helyzete, alternatív fejlesztési lehetőségek. In: Pepó, P. (szerk.) Búzavertikum aktuális kérdései. Debreceni Egyetem AMTC Észak-Alföld Regionális Szaktanácsadási Központ. Debrecen, 11-36. Ruzsányi, L. (1991): A növények elővetemény-hatásának értékelése vízháztartás szempontjából. Növénytermelés 40, (1). 71-78. Sárvári, M. (1995): A kukorica hibridek termőképessége és trágyareakciója réti talajon. Növénytermelés 44, (2). 179-191. Ványiné, Sz., A. (2008): SPAD-érték és a kukorica (Zea mays L.) termésmennyisége közötti összefüggés elemzése különböző tápanyag és vízellátottsági szinten. Ph.D. értekezés. Debreceni Egyetem AMTC. Várallyay, Gy. (1952): Kísérleti eredmények átvitele a gyakorlatba. Növénytermelés 1, (1). 124126.

173


VETÉSFORGÓK, TRÁGYÁZÁSI RENDSZEREK ÉS A FENNTARTHATÓ NÖVÉNYTERMESZTÉS ÖSSZEFÜGGÉSEI TÓTH ZOLTÁN és KISMÁNYOKY TAMÁS PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR, KESZTHELY A vetésforgók és trágyázási rendszerek produktivitásra gyakorolt hatását vizsgáltuk őszi búza és kukorica jelzőnövényeken Keszthelyen az 1960-as és ’70-es és ’80-as években beállított többtényezős vetésforgó, mű- és szervestrágyázási tartamkísérletekben. Mind búzánál, mind pedig kukoricánál a trágyázatlan monokultúrás rendszerekben termett a legkevesebb termés (2,29, illetve 2,10 t/ha). Műtrágyázással a búza termése monokultúrában megkétszereződött, kukorica esetében megháromszorozódott. A legnagyobb terméseket a több szakaszos vetésforgóknál kaptuk, ahol a búza illetve kukorica részaránya 20-25%-os volt. Műtrágyázás nélkül búza esetében az előveteményhatás csak borsó elővetemény után volt kiemelkedő, amely előveteményhatást a műtrágyázás még tovább fokozott, a legnagyobb termést ebben a kombinációban kaptuk (6,37 t/ha). A lucerna, mint nitrogén gyűjtő növény elővetemény hatása közvetlenül nem volt jelentős, az egész vetésforgó teljesítményét azonban fokozta. Kukoricánál a legnagyobb termést 20%-os vetésforgó aránynál istálló- és műtrágyázás esetén kaptuk (9,06 t/ha). A kukorica műtrágyázás nélkül ötszakaszos vetésforgóban háromszor annyit termett, mint monokultúrában, tehát az előveteményekre érzékenyen reagált. Kulcsszavak: vetésforgó, monokultúra, mű- és szervestrágyázás, produktivitás

ROLE OF CROP ROTATION AND PLANT NUTRITION IN THE SUSTAINABLE LAND USE Z. TÓTH and T. KISMÁNYOKY GEORGIKON FACULTY, PANNON UNIVERSITY, KESZTHELY The effect of crop rotations and fertilization on the productivity of crops was studied in several bifactorial long-term field experiments set up in the sixties, seventies and eighties. In the case of both winter wheat and maize the lowest yields were harvested in continuous cropping (2.29 and 2.10 t ha-1). The yield of winter wheat was doubled by fertilization, while in the case of maize it was tripled. The biggest yields were harvested in the longer crop rotations in which the proportion of winter wheat and maize were 20-25%. Without fertilization the effect of previous crops was prominent only after pea in the case of wheat and this effect was increased by fertilization. The biggest yield was harvested in this combination (6.37 t ha-1). The effect of alfalfa as a N-fixing previous crop was not remarkable regarding the yield of wheat; it only increased the performance of the whole crop rotation. The biggest yield of maize was harvested when its proportion was 20% in the rotation and it was also fertilized with mineral fertilizer and farmyard manure (9,06 t ha-1). It has to be emphasized that the maize in five course rotation even without any fertilization cropped three times as much than in continuous cropping, so it reacted to the effect of previous crops sensitively. Key words: crop rotation, continuous cropping, mineral and organic fertilization, productivity

175

TÓTH Z. és KISMÁNYOKY T.

Bevezetés A vetésforgó, vetésváltás elmélete és gyakorlata a második világháborút követően ugyanúgy, vagy talán még jobban vitatott mint a század elején (Győrffy 1975a). A termőhelyi és gazdasági körülményektől függően, a vetésforgó jelentőségének, megítélésében számos egymástól különböző vélemény alakult ki (Peterson és Varvel 1989, Baird és Aldrich 1961). Győrffy (1975a) a tápanyagvisszapótlás mai lehetőségeit figyelembe véve megállapította, hogy talajerőgazdálkodási szempontból a vetésváltás és a vetésforgó ma már nem indokolható. Ugyanakkor Győrffy (1975b), valamint Győrffy és Berzsenyi (1992) kísérleti adatai igazolják, hogy mind a búza, mind a kukorica termése monokultúrában kisebb, mint vetésforgóban. A csökkenés mértéke a búza esetében nagyobb, a kukorica esetében kisebb. Győrffy (1975a, 1993) vizsgálataiból kitűnik, hogy a monokultúrákban tapasztalható termésdepresszió oka búza esetében elsősorban növénybetegségekre vezethető vissza, míg kukoricában vízháztartásbeli problémákkal és a herbicidrezisztens gyomok elterjedésével hozható összefüggésbe. Napjainkban az Amerikai kukoricabogár (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) elterjedése is felsorakozott ezen a korlátozó tényezők közé. A termésmennyiségre gyakorolt hatás mellett egyes szerzők - különösen az egyes évjáratok hatására érzékenyen reagáló kukorica esetében (VargaHaszonits et al. 1994, Nagy 1995, Kádár 2000) - a vetésforgók termésbiztonságban betöltött szerepére hívják fel a figyelmet (Cramer 1989, Kismányoky 1992). Az őszi búza nem termeszthető eredményesen monokultúrában és vetésforgóban is igényes az előveteményeire, amelyeknek hatása az időjárási viszonyoktól és az agrotechnikai beavatkozásoktól függően változhat (Barabás 1987). Munkánk célja az volt, hogy a különböző előveteményeknek és a vetésforgóknak a kukorica, illetve az őszi búza termesztésében betöltött szerepét vizsgáljuk több évtizede beállított vetésforgós trágyázási tartamkísérletekben Keszthelyen a Pannon Egyetem Georgikon Kar Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszékén. Az 1960-as évek elején indított kísérletek megtervezése Láng Géza (1916-1980) Kemenesy Ernő (1891-1985) és Kováts András (19241988) nevéhez fűződnek. Anyag és módszer Vizsgálatainkat Keszthelyen a Pannon Egyetem Georgikon Kar Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszék szabadföldi tartamkísérleteiben az 1960-as évektől kezdődően beállított vetésforgós trágyázási tartamkísérletekre alapozva folytattuk le. Tekintettel a címben szereplő téma átfogó voltára és a behatárolt terjedelemre, az elemzett tartamkísérletek részletes bemutatásától eltekinthetünk. Az 1. és 2. táblázatokban szerepel a kísérletek beállítási éve, az elővetemény-konstrukció és egyéb fontosabb információk. A kéttényezős mű- és szervestrágyázási

176

VETÉSFORGÓ, TRÁGYÁZÁS ÉS A FENNTARTHATÓSÁG szabadföldi kisparcellás kísérletek, véletlen blokk, sávos illetve split-plot elrendezésűek. A bruttó parcellaméretek 50-100 m2 között változnak. Az eredménytáblázatokban a műtrágyázatlan kontroll parcellák termése szerepel, a trágyázott kezelések közül azoknak a variánsoknak (NPK, istállótrágya, szalmatrágya, zöldtrágya) a terméseredményeit közöljük, amelyeknél az évek átlagában a termések a legnagyobbak voltak. A kísérletek talaja Ramann-féle barna erdőtalaj, amely felvehető foszforral gyengén, káliummal közepesen ellátott, szervesanyagban viszonylag szegény homokos vályog. Leiszapolható rész 32%, pHKCl 7,3. Agrometeorológiai szempontból mérsékelten csapadékos, maritim hatások érvényesülnek. A csapadék összege az utolsó 50 évben 650 mm körül alakult, eloszlása azonban gyakran kedvezőtlen. A csapadékos napok száma 161, az évi középhőmérséklet 10,8 °C. A kezelések eredményeinek megbízhatóságát varianciaanalízissel vizsgáltuk. 1. táblázat. A őszi búza termése különböző vetésforgókban Vetésforgó 1. Monokultúra 1976-1990 2. Bikultúra B-B-K-K 1972-1996 3. K-B-ŐÁ 1984-1994 4. K-B-ŐÁ (Ztr.) 1984-1994 5. K#B-ŐÁ 1984-1994 6. OB-K-K-BO 1966-1996 7. 2 év L-B-K-B 1963-1996 x 8. 2 év L-B-K#B 1963-1996 x 9. K-Szu-B-Zb-B 1963-1996 x 10. K#Szu-B-Zb-B 1963-1996 x

Aránya (%) Termés t/ha Relatív termés % a vetésMűtráMűtrágyázott Műtrágyázatlan Műtrágyázott forgóban gyázatlan 100

4,25

2,29

100

100

50

B-B KB 4,79 5,62

BB KB 1,73 1,91

112,7 132,2

75 83,4

30

4,71

2,10 PK

110,8

91,7

30

4,86

3,13 PK

114,3

136,6

30

5,14

2,75 PK

120,9

120,9

25

6,37

3,13

149,9

136,7

40 40 40 40

L-B 4,60 L-B 4,57 Szu-B 4,21 Szu-B 4,33

K-B 5,12 K-B 4,97 Zb-B 4,65 Zb-B 4,68

L-B K-B 2,65 2,35 Szu-B Zb-B 2,12 2,37 -

LB KB LB KB 108,2 120,4 115,7 102,6 LB KB 107,5 116,9 SzB ZbB Szu ZbB 99 109,4 92,5 103,4 SzB ZbB 101,8 110,1

B = búza, K = kukorica, ŐÁ = őszi árpa, Ztr = zöldtrágya, Bo = borsó, L = lucerna, Szu = szudáni fű, Zb = zabosbükköny, # = istállótrágya, + = szalma-szár leszántás (+ N kieg.), X = 1963 - 1986-ig burgonya 1986 - 1996-ig kukorica, PK = foszfor-kálium műtrágya.

177

TÓTH Z. és KISMÁNYOKY T. 2. táblázat. A kukorica szemtermése különböző vetésforgókban

Vetésforgó 1. Monokultúra 1976-1990 2. Bikultúra B-B-K-K 1972-1996 3. K-B-ŐÁ 1984-1994 4. K-B-ŐÁ (Ztr.) 1984-1994 5. K#B-ŐÁ 1984-1994 6. 2 év L-B-K-B 1963-1996 x 7. 2 év L-B-K#B 1963-1996 x 8. K-Szu-B-Zb-B 1963-1996 x 9. K#Szu-B-Zb-B 1963-1996 x

Aránya (%) Termés t/ha a vetésMűtráMűtrágyázott forgóban gyázatlan

Relatív termés % Műtrágyázott Műtrágyázatlan

100

6,75

2,10

100

100

50

K-K B-K 7,45 8,43

KK BK 2,64 2,78

KK BK 110,3 124,9

KK BK 125,7 132,3

30

7,39

5,53 PK

109,4 PK

263,3 PK

30

7,45

6,19 PK

110,3 PK

294,7 PK

30

7,52

6,60 PK

111,4 PK

314,2 PK

20

8,30

6,72

122,9

320

20

8,63

-

127,8

20

8,92

6,33

132,1

20

9,06

-

134,2

301,4 -

B = búza, K = kukorica, ŐÁ = őszi árpa, Ztr = zöldtrágya, Bo = borsó, L = lucerna, Szu = szudáni fű, Zb = zabosbükköny, # = istállótrágya, x = 1963 -1986-ig burgonya 1986-1996-ig kukorica, + = szalma - szár leszántás (+ N kieg.), PK = foszfor-kálium műtrágya.

Eredmények és következtetések A tartamkísérletek eltérő növényi összetételű és rotációs idejű vetésforgókban mért őszi búza és kukorica szemtermés eredményeit az 1. és 2. táblázatok mutatják be. Őszi búza A monokultúrában termesztett búza termése műtrágyázatlan körülmények között csak 2,3 t/ha volt, míg a legkedvezőbb NPK műtrágyázás esetén ez közel kétszeresére emelkedett, 4,2 t/ha volt. A vetésforgók teljesítményét a továbbiakban ezekhez viszonyítjuk. A búza-kukorica bikultúrában trágyázás nélkül a termés még a monokultúránál is kevesebbet termett, ami feltételezhetően a kukorica elővetemény nagyobb tápanyag és vízfogyasztása következménye. Ugyanakkor műtrágyázással a termések jelentősen fokozhatóak. A négyszakaszos bikultúrában műtrágyázással a búza önmagának kevésbé, a kukorica jó előveteménynek mondható (132%).

178

VETÉSFORGÓ, TRÁGYÁZÁS ÉS A FENNTARTHATÓSÁG

A három szakaszos vetésforgóban (K-B-ŐÁ), ahol a búza részaránya 30%-os volt, a műtrágyázással a monokultúrához képest 10%-kal magasabb terméseket kaptunk. N-műtrágya használat nélkül, csak PK tápanyag alkalmazásával a termések kisebbek voltak, mint a monokultúrában, ami arra utal, hogy a talaj N-szolgáltató képességével prioritása van, a kukorica elővetemény N-fogyasztása az azt követő búza számára kedvezőtlen. Az előbbiekhez hasonló három szakaszos gabonás vetésforgóban a zöldtrágyázásnak (őszi árpa tarlójába olajretek) pozitív hatása volt, ez azonban nem bizonyíthatóan elővetemény hatás, mivel a zöldtrágya az őszi árpa szalmájával adott N kiegészítéssel (30 kg/ha N) együtt értelmezendő. A zöldtrágya + szalma + N kiegészítés termésnövelő hatása 36,6% volt. A három szakaszos gabonás vetésforgóban (K#-B-ŐÁ) N nélkül az istállótrágya termésnövelő hatása (utóhatás) 20,9%-os volt, NPK kezelésekben a monokultúrához képest hasonlóképpen 20,9%. A legkifejezettebb előveteményhatást a négy szakaszos vetésforgóban kaptuk, ahol a búza részaránya 25%-os, és közvetlen előveteménye borsó volt (műtrágyázott 49,9%, nem műtrágyázott 36,7%). Egyben ez esetben mértük a legnagyobb abszolút termést is 6,37 t/ha műtrágyázott, 3,13 t/ha trágyázás nélkül, 30 év átlagában. Az ötszakaszos vetésforgóban, ahol a lucerna két szakaszt foglal el és a búza arány 40%-os, a búza termése kevesebb, mint az az irodalmi adatok alapján elvárható lenne. Ezek szerint nem állítható, hogy a lucerna a búzának minden körülmények között jó előveteménye. Vélhetően a lucerna nagyobb vízfogyasztása az, ami csökkenti a közismert, búzára gyakorolt elővetemény hatását, ez azonban nem jelenti az egész vetésforgó teljesítményének csökkenését is. A kukorica alá adott istállótrágya az ötszakaszos, lucernás vetésforgóban, műtrágya használata esetén nem eredményezett termésnövelést a búzánál. Az olyan ötszakaszos vetésforgóban, ahol pillangós növényt nem termesztenek és a búza aránya 40%-os az egész rotációban, a szudáni fű kedvezőtlen előveteménynek bizonyult, a zabosbükköny pozitív hatást mutatott, de elővetemény hatása nem számottevő, mintegy 10%-os. Az istállótrágya hatását a műtrágyázás jelentősen háttérbe szorította. Kukorica Monokultúrában a kukorica termése nem műtrágyázott esetben 2,1 t/ha volt, műtrágyázással a termés több mint háromszorosára emelkedett. Bikultúrában műtrágyázás nélkül 20-30%-os elővetemény-hatás volt mérhető, műtrágyázás esetén az elővetemény-hatás csökkent. Megfigyelhető, hogy a búza utáni kukorica jelentősen többet termett, mint ha önmaga után került a bikultúrában. 179

TÓTH Z. és KISMÁNYOKY T.

A háromszakaszos vetésforgóban (K-B-ŐÁ) a termések nem voltak nagyobbak, mint bikultúrában és az istállótrágya többlet hatása is csak a N műtrágyát nem kapott kezelésekben volt jelentős. Az ötszakaszos vetésforgókban, ahol a kukorica részaránya csak 20%-os volt kaptuk a legnagyobb terméseket. Műtrágyázatlan kezelésekben ez a monokultúra kezelések háromszorosa volt, műtrágyázott variációkban pedig több mint négyszeres. Az istállótrágya pozitív hatása ez esetben jelentős volt. A lucerna pillangós előveteményekre jellemző termésnövelő hatása nem volt kimutatható. A fenti adatok rámutatnak arra, hogy vetésforgókban a búza és kukorica termése jelentősen nagyobb, mint monokultúrában, a műtrágyák jobban érvényesülnek és vélhetően a fajok diverzifikációjával a peszticid igény is kisebb. Ez jelenti azt is, hogy a vetésforgós, vetésváltásra alapozott talajhasználati rendszerek az ökológiai követelményeknek jobban megfelelnek, mint a monokultúra. Irodalom Baird, J. V., Aldrich, S.R. (1961): Growing continous corn. Crops and Soils. 6, 9-12. Barabás, Z. (1987): A búzatermesztés kézikönyve. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Cramer, C. (1989): 10 keys to a profitable crop mix. New Farm. 11, 19-22. Győrffy, B. (1975a): A növénytermesztési kutatások 30 éve. Tudomány és mezőgazdaság. 13, 1720. Győrffy, B. (1975b):. Vetésforgó-vetésváltás-monokultúra. Agrártudományi Közlemények, Budapest. 34, 61-90. Győrffy, B. (1993): Long term experiments with crop factors Martonvásár (1960-1990). Strategies for Sustainable Agriculture Conference proceedings, 21-26 September, 1992. Martonvásár, Hungary. 27-30. Győrffy, B., Berzsenyi, Z. (1992): Martonvásári vetésforgó kísérlet 30 év termésadatának összesítése 1961-1992. Martonvásár. 2, 16. Kádár, I. (2000): A műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) elemfelvételére meszes csernozjom talajon. II. Növénytermelés. 49, 127-140. Kismányoky, T. (1992): Talajtermékenység, műtrágyázás, talajhasználat. Agrofórum. 3. szám. Különszám - A tápanyaggazdálkodásról. 29-30. Nagy, J. (1995): A műtrágyázás hatásának értékelése a kukorica (Zea mays L.) termésére eltérő évjáratokban. Növénytermelés. 44, 493-506. Peterson, T.A., Varvel, G.E. (1989): Crop yield is affected by rotation and nitrogen rate. Agronomy Journal. 81, 735-738. Varga-Haszonits, Z., Schmidt, R., Mikéné, H.F. (1994): Az éghajlati változékonyság és a gazdasági növények. Növénytermelés. 43, 485-497.

180


A KUKORICAHIBRIDEK N-ELLÁTOTTSÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSE KÜLÖNBÖZŐ TÁPANYAG SZINTEKEN VÁNYINÉ SZÉLES ADRIENN DEBRECENI EGYETEM AGRÁR- ÉS MŰSZAKI TUDOMÁNYOK CENTRUMA, DEBRECEN A kutatás során arra kerestük a választ, hogy milyen hatása van a műtrágyázásnak és az évjáratnak a kukorica SPAD-értékére és a tápelemfelvétel dinamikájára. Kutatási eredményeink bizonyították, hogy a tenyészidőszak előrehaladtával a SPAD-érték a száraz évjáratban következetesen csökkent, míg átlagos csapadékellátottságú évjáratban nőtt. A műtrágyázás szignifikánsan (P<0,001) növelte a SPAD-értékeket. A statisztikailag igazolt legnagyobb SPAD-értéket – mind a száraz, mind az átlagos csapadékellátottságú évjáratban – 6 leveles állapotban 60 kg N/ha műtrágyahatóanyag, a 12 leveles és az 50%-os nővirágzás időpontjában a 120 kg N/ha N-hatóanyag kijuttatásával értük el. A műtrágyázás és a SPAD-érték közötti kapcsolatot az évjárat nagymértékben befolyásolta. Szoros volt a kapcsolat az átlagos csapadékellátottságú 2004-ben, és a leggyengébb a legszárazabb 2007-ben. A változók között 6 leveles állapotban gyenge a kapcsolat, ami vegetációs időszak előrehaladtával egyre szorosabbá vált. A tenyészidőszak előrehaladtával a SPAD-érték a száraz évjáratban csökkent, míg átlagos csapadékellátottságú évjáratban nőtt. A tápelemfelvétel 12 leveles állapotig átlagos csapadékellátottságú években, igen intenzív. Száraz évjáratban a SPAD-érték csökkenése az 50%-os nővirágzáskor volt a legnagyobb mértékű. Kulcsszavak: kukorica, SPAD-érték, műtrágyázás, évjárat

EVALUATION OF THE LEVEL OF N SUPPLY IN MAIZE HYBRIDS AT DIFFERENT NUTRITIONAL LEVELS A. VÁNYINÉ SZÉLES CENTRE OF AGRICULTURAL SCIENCES AND ENGINEERING, UNIVERSITY OF DEBRECEN, DEBRECEN During the research, we wanted to get to know the effect of fertilisation and crop year on the SPAD value and the dynamics of SPAD value in the growing season. Our research results proved that SPAD values steadily decreased in the dry crop year during the growing season, whereas it increased in a crop year with favourable precipitation supply. Fertilisation increased SPAD values significantly (P<0.001). The highest statistically significant SPAD value – both in dry years and those with average precipitation supply – was measured by applying 60 kg N ha-1 fertiliser active ingredient at the 6-leaf stage and 120 kg N ha-1 at the 12-leaf stage or the 50% female flowering stage. The correlation between fertilisation and SPAD values was greatly affected by crop year. Their correlation was close in 2004 when there was an average precipitation supply, whereas it was the weakest in 2007, the driest year. The correlation between the factors is weak in 6-leaf stage but it gets stronger as the vegetation period progresses. As the growing season progressed, SPAD values decreased in the dry crop year, whereas they increased in the crop year with average precipitation supply. Nutrient uptake was rather intensive until 12-leaf stage in the crop year with average precipitation supply. In the dry crop year, the decrease of SPAD value was the most intensive in the 50% female flowering stage. Key words: maize, SPAD values, fertilisation, crop year

181

VÁNYINÉ SZÉLES A.

Bevezetés, irodalmi áttekintés A kukoricatermesztés jelentősége hazánkban vitathatatlan. Termőterülete elterjedésétől kezdve szinte állandóan nőtt, és a termőterület nagyságával nőtt a termésátlag is. A második világháború után a termés országos átlagban 2,2 t/ha volt, az 1980-as évek elején meghaladta a 6 t/ha-os átlagot (Nagy 2007). A hozamok emelkedéséhez azonban nélkülözhetetlen az intenzív növénytáplálás, ami energiaigényes tevékenység. A műtrágyák (különösen a nitrogénműtrágyák) előállításához számottevő, korlátozottan rendelkezésre álló, leggyakrabban fosszilis energiára van szükség. Ennek fényében is fontos, hogy csak annyi és olyan műtrágyát használjunk fel, amely feltétlenül szükséges, valamint gazdaságosan előállítható terméstöbbletet eredményez. Számos kutató hazai viszonyok között a három legfontosabb tápelem közül – a legtöbb talajon – a nitrogéntrágyázást tartja a legjelentősebb termésnövelő műtrágyának a kukoricánál (Győrffy et al.1965, Bocz 1976). Megfelelő N-ellátással elősegíthető a kukorica levélterületének kezdeti gyors növekedése, ezáltal hosszabb ideig fenntartható az optimális LAI érték, a biomassza tartóssága, ami az asszimilátáknak a szemtermésbe történő áramlása szempontjából előnyt jelent, és kedvező a harvest index értéke is (Anderson et al. 1985, Berzsenyi 1988, Tóth et al. 2002). Míg Bocz (1976) és Nagy (2006) a csapadék és a termés összefüggését vizsgálva száraz években a műtrágyázás termésdepressziót okozó hatását mutatta ki, addig Prokszáné et al. (1995) száraz években még 200 kg/ha N adag esetén sem tapasztalt terméscsökkenést. Nagy et al. (2002) kísérleti eredményei bizonyítják, hogy a termést a N hordozza, de N60-120-tól nagyobb adagot alkalmazva a talajban károsan sok NO3 nitrogén halmozódik fel. Az optimális trágyaadag megállapítása az egyik legnehezebb feladat. Egyrészt számolni kell a talaj tápanyag-gazdálkodásával és tápanyagmegkötőképességével, másrészt figyelembe kell venni a termesztett hibrid tápanyaghasznosító képességét, műtrágyareakcióját és az évjárathatást (Csathó et al. 1989, Széll et al. 2005, D’Haene et al. 2007). A megbízható műtrágyázási tartamkísérlet eredményei jelentenek igazi segítséget. A soktényezős kölcsönhatások elemzése azonban elengedhetetlen (Berzsenyi és Győrffy 1996, Nagy 2007). Anyag és módszer A vizsgálatokat a Debreceni Egyetem Agrár- és Műszaki Tudományok Centruma Látóképi Kísérleti Telepén, középkötött mészlepedékes csernozjom talajon 1984-ben alapított többtényezős szántóföldi tartamkísérletben – a kukorica számára – száraz, kedvezőtlen (2003, 2007) és átlagos (2004, 2006) csapadékellátottságú években végezzük. A műtrágya-hatóanyagok: 1 N : 0,75 P2O5 : 0,88 K2O konstans arányú NPK dózisok. A nitrogén alapdózis 30 kg N/ha. A műtrágyázás nélküli kontroll mellett ennek 1, 2, 3, 4, 5-szörös dózisát alkalmaztuk. A szántóföldi tartamkísérletnek nem öntözött és öntözött változata van. Jelen tanulmányban a nem öntözött változatot értékeltük.

182

KUKORICAHIBRIDEK N-ELLÁTOTTSÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSE A kísérlet talaja: A 2002-ben végzett talajvizsgálati eredmények alapján a talaj átlagos pH értéke 6,6, az Arany-féle kötöttségi szám 37, az összsó-tartalom 0,05 m/m%. A talaj humusztartalma is az intenzív művelés miatt csökkent, az elmúlt 25 évben, a talaj felső 20 cm-es rétegben 2,4 m/m. A talaj nitrogén- és kálium-ellátottsága jó, P-ellátottsága közepes. Időjárás. A környezeti paramétereket automata mérő és adatgyűjtő-állomás folyamatosan méri és rögzíti. Kiszámítottuk a teljes tenyészidőszakra vonatkoztatott hőösszeget és a potenciális evapotranszspiráció (PET) értéket Szász (1973) módszere alapján. Ezen adatok alapján csoportosítottuk az éveket – a kukorica számára – száraz, kedvezőtlen (2003, 2007) és átlagos (2004, 2006) csapadékellátottságú évekre (1. ábra). 2003

Csapadék, mm (1)

Effektív hőmérséklet, oC (2)

60 Csapadék (mm) o EH(oC) C EH

50

20 18 16

60

2004

Csapadék, mm (1)

o

Effektív hőmérséklet, C (2)

Csapadék (mm) EH o(oC) C

50

18 16

14 40

12

20

14 12

40

10

10

30

8 6

30

20

4

20

4

10

2 0

8 6

2 10

0 -2

máj. (4)

2006

Csapadék, mm (1)

aug. (7)

16

jún. (5) júl. (6) aug. 7) vetéstől eltelt napok száma (10)

szept. (8)

180

171

162

153

144

135

126

117

99

90

108

81

72

63

54

45

36

9

27

0

18

má. (4)

okt. (9)

o

2007

Csapadék, mm (1)

20

Effektív hőmérséklet, C (2)

60 Csapadék (mm) o EH EH C (oC)

18

Csapadék (mm) o EH (oC) C

50

-4

ápr.(3)

szept. (8)

Effektív hőmérséklet, oC (2)

60

-2 0

147

140

133

126

119

98

jún. (5) júl. (6) vetéstől eltelt napok száma (10)

112

105

91

84

77

70

63

56

49

42

35

28

7

áp.(3)

21

0

-4 14

0

50

18 16 14

14 40

12

40

12

10 30

8

10 30

8 6

6 20

4

20

4

2 10

0

2 10

0

-2

ápr.(3)

máj. (4)

jún. (5)

júl. (5)

aug. (6)

vetéstől eltelt napok száma (10)

szept. (7)

okt. (9)

-2

ápr.(3)

máj. (4)

jún. (5)

júl. (6)

aug. (7)

szept. (8)

160

152

144

136

128

120

112

104

96

88

80

72

64

56

48

40

32

24

8

-4 0

0 16

171

162

153

144

135

126

117

99

108

90

81

72

63

54

45

36

27

18

9

-4 0

0

20

okt. (9)

vetéstől eltelt napok száma (10)

1. ábra. A lehullott csapadék mennyiség és az effektív hőmérséklet alakulása a tenyészidőszakban (Debrecen, 2003, 2004, 2006 és 2007) A kukoricalevél klorofill koncentrációját a SPAD-502 típusú hordozható klorofill mérőműszerrel mértük, amely több kutató véleménye szerint kukoricánál jól alkalmazható eszköz a N trágyázás környezetbarát dózisának gyors, megbízható meghatározására (Yadava 1986, Piekielek és Fox 1992, Feil et al. 1997, Berzsenyi és Lap 2001). Értékeltük a növény tenyészidőszak alatti N-koncentrációját. A vizsgálatban szereplő hibridek: Debreceni 377, DK 391, Mv 277 és a Szegedi SC 352. A talaj tápanyag-ellátottságának megítélésére a fiatal növények a legalkalmasabbak. Ezért a méréseket minden évben már 6 leveles állapotban megkezdtük. A további méréseket a kukorica 12 leveles korában és az 50%-os nővirágzás időszakában végeztük. Statisztikai módszer: A kukorica SPAD-értékei és a termesztési tényezők, valamint a termés és a termesztési tényezők közötti kapcsolatot általános lineáris modellel (GLM) értékeltük. Függő változó a termés, független változó a műtrágya mennyisége és az év. A SPAD-értékek középértékeinek összehasonlítását Duncan-teszttel végeztük. A N-műtrágya és a SPAD-érték közötti összefüggést logaritmikus függvénnyel vizsgáltuk. A függvényeket regresszió-analízissel, az eltérésnégyzetösszeg minimalizálásával illesztettük. A függvények illeszkedésének jóságát az R-értékkel és a Hiba MS nagyságával adtuk meg. A kiértékelést az SPSS for Windows 13.0 statisztikai programcsomaggal végeztük.

183


Eredmények A műtrágyázás hatása a kukorica SPAD-értékére A műtrágyázás hatását a debreceni szántóföldi tartamkísérlet nem öntözött változatában évenként, valamint száraz (2003, 2007) és átlagos (2004, 2006) csapadékellátottságú évekre elkülönítve elemeztük. A varianciaanalízis eredménye szerint a műtrágyázás a vizsgált évjáratok mindegyikében − mindhárom mérési időpontban − szignifikánsan (P<0,001) növelte a SPAD-értékeket. Az év x NPK kölcsönhatás 0,1%-os szinten volt szignifikáns. Ez a kölcsönhatás azt mutatja, hogy a műtrágyázás hatása évjárattól függően változott, valamint az 50%-os nővirágzás időpontjához közeledve az évjárat hatása egyre jelentősebb, amit a kölcsönhatás Mean Square (MS) értéke is bizonyít, MS=408,2; MS=1470,4; MS=4916,1 (2. ábra). Az átlagos csapadékellátottságú évjáratban a 12 leveles állapotig az évjárat módosító hatása nő, a virágzás időpontjában ez a hatás csökken (MS=366,1; MS=2270,8; MS=1638,3). 60

SPAD-érték

58 56 54 52 50 48 46 44 42

Száraz évjárat

40

Átlagos évjárat

38 36 34 0

30

60

90

120

150

6 leveles N műtrágya-hatóanyag kg/ha

0

30

60

90

120

150

12 leveles N műtrágya-hatóanyag kg/ha

0

30

60

90

120

150

50%-os nővirágzás N műtrágya-hatóanyag kg/ha

2. ábra. SPAD-értékek a kukoricanövény fejlettségétől, az évjárat hatástól, valamint a Nhatóanyag dózistól függően (Debrecen, 2003, 2004, 2006 és 2007)

A Duncan-féle teszttel 5%-os szignifikancia szint mellett a műtrágyahatóanyag kísérletek eredményeit elemezve a száraz évjáratban több homogén csoportot különítettünk el, mint az átlagos évjáratban. Statisztikailag igazoltuk, hogy száraz és átlagos csapadékellátottságú években egyaránt a legnagyobb SPAD-érték eléréshez a 6 leveles korban vizsgálva a 60 kg N/ha dózis, a 12 leveles korban és az 50%-os nővirágzáskor vizsgálva a 120 kg N/ha dózis elegendőnek bizonyult. A legalacsonyabb SPAD-értékeket a vizsgált évek mindegyikében – mindhárom mérési időpontban – az 1984 óta nem műtrágyázott parcellákon mértük, a nitrogén hiány következtében kevés klorofill képződött a levelekben, így 184

KUKORICAHIBRIDEK N-ELLÁTOTTSÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSE

a sárga pigmentek, a karotin és a xantofill került túlsúlyba (sárga levél). A legnagyobb SPAD-értéket 2004-ben (60,3) mértük. A műtrágyázott parcellák átlagos SPAD-értékei a száraz évjáratban, a 6 és 12 leveles állapotban (53,6; 53,4) nagyobbak voltak, mint az átlagos évjáratban (45,1; 51,5). Az 50%-os nővirágzás időpontjában viszont az átlagos évjáratban nagyobb SPAD-értéket mértünk (53,7), mint a száraz évjáratban (49,9). A különbség minden esetben szignifikánsan (P<0,001) igazolt. A vizsgálat körülményei között a műtrágyázás hatása – mindhárom mérési időpontban – 2004-ben volt a legnagyobb. A műtrágyázott kezelések átlagos SPAD-értékei – a nem műtrágyázott kezelésekhez képest – 6 leveles állapotban 4,0, 12 leveles állapotban 12,1 és az 50%-os nővirágzáskor 14,7 értékkel voltak nagyobbak. A vízhiány a trágyahatást 2007-ben csökkentette a legnagyobb mértékben, műtrágyázás SPAD-érték növelő hatása a 6 és 12 leveles állapotban mindössze 0,8–0,8 és az 50%-os nővirágzáskor 6,3 volt. Száraz évjáratban a műtrágyázás átlagos SPAD-értéket növelő hatása 6 és 12 leveles állapotban kisebb, míg 50%-os nővirágzáskor nagyobb volt, mint az átlagos évjáratban. A műtrágyázás és a SPAD-érték közötti kapcsolatot regresszióanalízissel vizsgáltuk. A független változó a műtrágyázás logaritmikus tagja, a függő változó a SPAD-érték volt. Megvizsgáltuk az egyenlet és paramétereinek szignifikanciáját is. Az egyenlet paraméterei a t-próba alapján 0,001% szinten szignifikánsak. A két változó között szoros kapcsolat 2004-ben 12 leveles (0,694) és 50%-os nővirágzás időpontjában (0,737) volt (3. ábra). A leggyengébb összefüggés a vizsgált évek közül a legszárazabb 2007 évben volt. 12 leves állapot

50%-os nővirágzás

SPAD-érték

SPAD-érték

y=42,044+3,196lnx R2=0,482*** r=0,694

y=42,044+3,196lnx R2=0,482*** r=0,694

N műtrágya-hatóanyag (kg/ha) ***

y=38,801+3,821lnx 2 R =0,544*** r=0,737

y=38,801+3,821lnx R2=0,544*** r=0,737

N műtrágya-hatóanyag (kg/ha)

P=0,1%

3. ábra. A műtrágyázás és SPAD-érték közötti összefüggés, a logaritmikus regresszió eredménye (Debrecen, 2004)

Összegzésként megállapítottuk, hogy a változók között 6 leveles állapotban gyenge a kapcsolat, ami vegetációs időszak előrehaladtával egyre szorosabbá vált. 185


A SPAD-érték dinamikája a vegetatív fázisban A SPAD-érték − a műtrágyakezelések átlagában − a száraz évjáratban 6 leveles állapotban volt a legnagyobb, ami a fejlődés során csökkent (4. ábra). Az 50%-os nővirágzás időszakára, 77 nap alatt 3,7 SPAD-értékkel. A legnagyobb SPAD-érték csökkenést mindkét száraz évben a kontroll parcellán mértük. A 6 leveles állapothoz viszonyítva 2003-ban 17,5 és 2007-ben 9,8 volt a levél SPAD-értékének csökkenése. Átlagos csapadékellátottságú évjáratban (2004, 2006) a 6 leveles állapotban − a műtrágyakezelések átlagában − mértük a legalacsonyabb SPADértéket (44,7). A tenyészidőszak előrehaladtával a SPAD-érték növekedett, 12 leveles állapotra 6,3 és az 50%-os nővirágzás időpontra további 2,3 értékkel. A N-koncentráció a levélben az 50%-os nővirágzás időpontjára dúsult fel (4. ábra). Legnagyobb SPAD-érték növekedést a virágzás időpontjáig a 120 kg/ha műtrágya-hatóanyag kezelés mutatott. A két évet külön-külön megvizsgálva megállapítottuk, hogy a SPAD-érték a tenyészidőszak alatt 2004-ben − a műtrágya-hatóanyag kezelések átlagában − viszonylag kisebb mértékben (2,4) növekedett, mint 2006-ban (5,3). A műtrágya-hatóanyag kezelések között 2006ban viszont a SPAD-érték növekedés kiegyenlítettebb volt, mint 2004-ben. Összegzésképp megállapítottuk, hogy a tenyészidőszak előrehaladtával a SPAD-érték a száraz évjáratban csökkent, míg átlagos csapadékellátottságú évjáratban nőtt. A tápelemfelvétel 12 leveles állapotig átlagos csapadékellátottságú években, igen intenzív. Száraz évjáratban a SPAD-érték csökkenése az 50%-os nővirágzáskor volt a legnagyobb mértékű. 60.0 SPAD-érték

60.0 SPAD-érték

2003, 2007

2004, 2006

55.0

55.0

50.0

50.0

45.0

N műtrágyahatóanyag (kg/ha)

45.0

kontroll

40.0

40.0

30

N műtrágyahatóanyag (kg/ha)

60

35.0

90

35.0

120

kontroll 60 120

150

30.0

30 90 150

30.0

6 leveles

12 leveles mérési időpontok


6 leveles

12 leveles


mérési időpontok

4. ábra. A kukorica SPAD-értékének változása a tenyészidőszak alatt, száraz és átlagos csapadékellátottságú évjáratok átlagában

186

KUKORICAHIBRIDEK N-ELLÁTOTTSÁGÁNAK ÉRTÉKELÉSE

Irodalom Anderson, F. L., Kamprath, F.J., Moll, R.H. (1985): Prolificacy and N-fertilizer effects on yield and N utilization in maize. Crop Sci. 25, 598–602. Berzsenyi, Z., Lap, D.Q. (2001): A kukorica N ellátottságának monitoringja SPAD-502 típusú klorofillmérővel. Martonvásár, 1: 7. Berzsenyi, Z. (1988): A műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) növekedésének és növekedési jellemzőinek dinamikájára. Növénytermelés, 37, (6) 527–540. Berzsenyi, Z., Győrffy, B. (1996): A vetésforgó és a trágyázás hatása a kukorica termésére és termésstabilitására tartamkísérletben. Növénytermelés, 45, (3) 281–296. Bocz, E. (1976): Trágyázási útmutató. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Csathó, P., Kádár, I., Sarkadi, I. (1989): A kukorica műtrágyázása meszes csernozjom talajon. Növénytermelés,. 38, (1) 69–76. D’Haene, K., Magyar, M., De Neve, A., Pálmai, O., Nagy, J., Németh, T., Hofman, G. (2007): Nitrogen and phosphorus balances of Hungarian farms. European Journal Agronomy, 26, 224-234. Feil, B., Garibay, S.V., Ammon, H.U., Stamp, P. (1997): Maize production in a grass mulch system – seasonal patterns of indicators of the nitrogen status of maize. European Journal of Agronomy,7, 171–179. Győrffy, B., I’só, I., Bölöni, I. (1965): Kukoricatermesztés. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Nagy, J. (2006): Az évjárat hatásának értékelése a kukorica termésére. Növénytermelés,. 55, (5–6) 299–308. Nagy, J. (2007): Kukoricatermesztés. Akadémiai Kiadó, Budapest. Nagy, J., Rátonyi, T., Huzsvai, L., Megyes, A. (2002): A kukorica csökkentett menetszámú talajművelési technológiáinak hatása a termés mennyiségére és a talaj nitrát tartalmára. [In: Nagy J. (szerk.) EU konform mezőgazdaság és élelmiszerbiztonság.] Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum, Debrecen, 117−124. Piekielek, W.P., Fox, R.H. (1992): Use of chlorophyll meter to predict sidedress nitrogen requirements for maize. Agronomy Journal, 84, 59–65. Prokszáné Paplogó, Zs., Széll, E., Kovácsné Komlós, M. (1995): A N-műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére és néhány beltartalmi mutatójára eltérő évjáratokban réti öntéstalajon. Növénytermelés, 44, (1) 33–42. Szász, G. (1973): A termesztett növények vízigényének és az öntözés gyakoriságának meteorológiai vizsgálata. Növénytermelés, 22, (3) 245–258. Széll, E., Szél, S., Kálmán, L. (2005): New maize hybrids from Szeged and their specific production technology. Acta Agronomica Hungarica, 53, (2) 143–152. Tóth, V.R., Mészáros, I., Veres, Sz., Nagy, J. (2002): Effects of the available nitrogen on the photosynthetic activity and xanthophyll cycle pool of maize in field. J Plant Physiol. 159, 627−634. Yadava, U. L. (1986): A rapid and nondestructive method to determine chlorophyll in intact leaves. HortScience, 21, 1449–14450.

187

AGROKÉMIA SZEKCIÓ


A KUKORICA ÉS AZ ŐSZI BÚZA MŰTRÁGYA REAKCIÓJA AZ ÉVJÁRAT ÉS AZ ELŐVETEMÉNY FÜGGVÉNYÉBEN ÁRENDÁS TAMÁS1, BÓNIS PÉTER1, CSATHÓ PÉTER2, MOLNÁR DÉNES1 és BERZSENYI ZOLTÁN1 1 MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST

2

Erdőmaradványos csernozjom talajon beállított trágyázási tartamkísérletben vizsgáltuk műtrágyák N-, P- és K-hatásait. 20 őszi búza és 24 kukorica kísérlet adatait értékeltük az évjárat, az elővetemény és a talaj tápelem-ellátottság függvényében. A két növényfaj közül az őszi búzában mértünk nagyobb N-hatásokat. A búza és a kukorica N-reakciója kukorica után vetve közel 1 t ha-1-ral volt nagyobb, mint őszi búza elővetemény után. A foszfor pozitív hatása csak az őszi búzában, a káliumé egyik vizsgált növényfajban sem volt igazolható. Búza-búza váltásban a kizárólagos N-trágyázás csak csapadékos évjáratban volt hatásos. Az őszi búzában egyik évjáratban sem lehetett foszfor-hatásokat kimutatni Ntrágyázás nélkül. Szélsőséges időjárású tenyészidőszakokban a P-hatások csak a kalászost követő búzában voltak bizonyíthatók. Száraz években csak a foszforral és káliummal együtt adott nitrogénnek volt igazolható hatása a búza után vetett kukorica termésére. Átlagos, vagy annál nedvesebb években a kukorica a foszforral gyengén ellátott talajokból is képes volt felvenni a fejlődéséhez szükséges P-t, a termésnövekedést más tényező korlátozta. Kulcsszavak: kukorica, őszi búza, évjárat, műtrágya, terméstöbblet

FERTILISER RESPONSES OF MAIZE AND WINTER WHEAT AS A FUNCTION OF YEAR AND FORECROP T. ÁRENDÁS1, P. BÓNIS1, P. CSATHÓ2, D. MOLNÁR1 and Z. BERZSENYI1 1

AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR; 2RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL CHEMISTRY OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST The N, P and K effects of mineral fertilisers were examined in a long-term fertilisation experiment set up on chernozem soil with forest residues. The data from 20 experiments on winter wheat and 24 on maize were evaluated as a function of the year, the forecrop and the soil nutrient supplies. Of the two plant species, N effects were found to be greater for winter wheat. When sown after maize, the N responses of both wheat and maize were almost 1 t ha–1 greater than when winter wheat was the forecrop. The positive effect of phosphorus was only significant in winter wheat, while that of potassium was not significant for either species. In a wheat–wheat sequence, N fertiliser alone was only effective in wet years. In winter wheat, no phosphorus effects could be detected in any year without N fertilisation. In years with extreme weather conditions, P effects were only significant when wheat was grown after cereals. In dry years nitrogen only had a significant effect on the yield of maize after wheat if it was combined with phosphorus and potassium. In years with average or above-average rainfall maize was able to extract sufficient phosphorus for its development even from soils with poor P supplies; yield increases were limited by other factors. Key words: maize, winter wheat, year, mineral fertiliser, yield surplus

191

ÁRENDÁS T. és mtsai

Bevezetés A szabadföldi kísérletek eredményeire mindenkor nagy befolyást gyakorolnak a térben jelentősen eltérő, időben egyre szélsőségesebben változó időjárási feltételek, amelyeknek együttes megnyilvánulását „évjárathatás”-ként nevesítünk. A meteorológiai tényezők nagymértékben hatnak a növények produktivitására, a trágyák hasznosulására a gyökérzóna felvehető tápanyagmennyiségei változtatásával. Az évjárat, az annak karakterét meghatározó csapadékellátottság, valamint a növények tápláltsága és azok produktivitása közötti összefüggések elemzése fontos területe a hazai növénytermesztési és agrokémiai kutatásoknak (Ruzsányi 1992, Berzsenyi 1993, Nagy és Huzsvai 1995, Márton 2002). Számos közlemény igazolja, hogy a kijuttatandó tápanyagok optimális mennyisége az időjárás okozta szélsőségek miatt igen tág határok között változhat (Debreczeni és Debreczeniné 1983, Csathó et al. 1991, Árendás 1995). A talaj-növény rendszerre ható tényezőket ismertető tudományos publikációk sorában egyre inkább felértékelődnek azok a – hosszú idősoros eredményeket összesítő – munkák, amelyek a trágyák érvényesülését, annak ökológiai és ökonómiai aspektusait a növényi összetétel, a vetésforgó hatásaival, kölcsönhatásaival összhangban elemzik (Berzsenyi és Győrffy 1997, Tóth 2001). Anyag és módszer Martonvásáron, erdőmaradványos csernozjom talajon állította be Krámer Mihály azt a trágyázási tartamkísérletet, amelyben 1960 óta vizsgáljuk kukorica-búza dikultúrában a N-, P- és K-műtrágyák 160, 80 és 80 kg ha-1 hatóanyag mennyiségeinek kombinációit. A vizsgálatok megkezdésekor a talaj művelt rétegének főbb agrokémiai jellemzői a következők voltak: pHH2O=7.2; humusz%=3.0; CaCO3%=0.8; AL-oldható P2O5=30-40 mg kg-1; AL-oldható K2O=150-200 mg kg-1. A feldolgozás során az 1960-2007 közötti időszak, azaz 12 termesztési ciklus (48 év) eredményeit használtuk fel. Két ciklusban tavaszi kalászost termesztettünk a kísérletben, ezért 20 őszi búza és 24 kukorica kísérlet adatait értékeltük. A ciklusokon belül az egyes fajoknál a genetikai háttér sosem változott, azaz a két eltérő előveteményt tekintve az azonos fajták aránya megegyezik. A makroelem-hatásokat az egyes kezelésekben (0, N, P, NP, NK, NPK) mért szemtermések különbsége (t ha-1) alapján elemeztük. Az egyes évjárat-csoportokat a tenyészidőszakban lehullott csapadék mennyisége szerint, Harnos (1993) határértékeit figyelembe véve alakítottuk ki. Az adatok statisztikai feldolgozása Sváb (1981) útmutatása alapján, varianciaanalízissel történt.

192

KUKORICA ÉS ŐSZI BÚZA MŰTRÁGYA REAKCIÓJA

Eredmények és következtetések A búza és a kukorica elővetemények alapján értékelt műtrágya reakciói A 3% humuszt tartalmazó erdőmaradványos csernozjom talajon a 160 kg ha-1 N-hatóanyag átlagos termésnövelő hatása a termesztett növénytől és annak előveteményétől függetlenül minden esetben statisztikailag igazolható mértékű volt, 0.73-2.08 t ha-1 között változott (1. ábra: N-hatások). A vizsgált fajok közül – az azonos elővetemény-párokat tekintve – mind kukorica, mind búza elővetemény után a kalászos gabona adott nagyobb terméstöbbleteket ugyanazon N-adagokkal. Az elővetemények közötti különbség mindkét növénynél szignifikáns volt, ami búzában 0.88, kukoricában 0.91 t ha-1 volt a kukorica elővetemény javára. A 80 kg ha-1 foszfor hatóanyag pozitív hatása csak az őszi búzában volt igazolható a P-trágyázott és -trágyázatlan parcellák különbségeinek átlaga alapján (1. ábra: P-hatások). A termésnövekedés mértéke kukorica után vetett búzákban 0.63, az önmaga után vetett kalászosban 1.04 t ha-1 volt évente. Az elővetemények közötti különbség csak 5%-ot meghaladó valószínűségi szinten igaz. A kísérletben a 80 kg ha-1 kálium hatóanyag rendszeres kijuttatása a talajok művelt rétegének K-ellátottságát „igen jó”-ra módosította. Az ilyen parcellákon és a közepes ellátottságot mutató kontroll kezelésekben mért termések különbsége azonban nem igazolta erdőmaradványos csernozjom talajon a kezelések szükségességét (1. ábra: K-hatások). A nem bizonyítható hatás a Ktrágyázásra igényesebb kukoricában volt nagyobb. A búza és a kukorica évjáratok szerint elemzett műtrágya reakciói Átlagos csapadékmennyiségű években az őszi búzának a N műtrágya hatására mért terméstöbblete a P-ral és K-mal legalább közepesen ellátott parcellákon (NP és NPK) 1.68-2.76 t ha-1 volt (1. táblázat). A nagyobb produktivitása következtében a talaj N-készleteit jobban igénybe vevő, és későbbi betakarítása okán a tápanyagfelvétel nélküli mineralizációs szakaszt is lerövidítő kukorica után volt nagyobb a N-hatás. Ez az előveteményből adódó eltérés – kisebb mértékben ugyan, de – a száraz és a csapadékos években is megmutatkozott. Nem volt biztonsággal kimutatható pozitív hatása a kiadott 160 kg ha-1 N-hatóanyagnak átlagos és száraz években az igen gyenge P-ellátottságú talajokon az önmaga után vetett búzában. Az egyoldalú N-trágyázás búza-búza váltásban csak akkor volt bizonyíthatóan hatásos, amikor a talajban lévő kevés foszfor felvehetőségét az átlagosnál csapadékosabb időjárás segítette. A P-igényes őszi búza terméstöbbleteit tekintve N-trágyázás nélkül nem lehetett foszfor-hatásokat elérni egyik vizsgált évjáratban sem. A N-nel együtt alkalmazott P – előveteménytől függetlenül – átlagos években volt a leghatásosabb (1.16-2.20 t ha-1 többlet).

193

ÁRENDÁS T. és mtsai 2,5

N-hatások

Terméstöbblet t ha -1

2

Őszi búza - SzD 5%=0,49 Kukorica - SzD 5%=0,28

1,5 1 0,5 0 -0,5

Őszi búza

Kukorica

Kukorica elővetemény

2,5

Őszi búza elővetemény

P-hatások

Terméstöbblet t ha -1

2 1,5 1 0,5 0 -0,5

Őszi búza

Kukorica

Kukorica elővetemény 2,5


K-hatások

2 Terméstöbblet t ha -1

Őszi búza - SzD 5%=0,45 Kukorica - SzD 5%=ns

Őszi búza - SzD 5%=ns Kukorica - SzD 5%=ns

1,5 1 0,5 0 -0,5

Őszi búza

Kukorica elővetemény

Kukorica


ns: statisztikailag nem igazolható hatás

1. ábra. Őszi búza és kukorica előveteménytől függő N-, P- és K-műtrágya reakciói (t ha-1), martonvásári trágyázási tartamkísérletben. Erdőmaradványos csernozjom talaj.

194

KUKORICA ÉS ŐSZI BÚZA MŰTRÁGYA REAKCIÓJA 1. táblázat. Az őszi búza N-, P- és K-műtrágya reakciói az évjárat, az elővetemény és a makroelem-ellátottság függvényében (t ha-1), martonvásári trágyázási tartamkísérletben. Erdőmaradványos csernozjom talaj. Műtrágya hatás N-hatás

P-hatás

K-hatás

Átlagos év

Száraz év

Csapadékos év

Összehasonlított kezelések

b.e.

k.e.

b.e.

k.e.

b.e.

k.e.

N-0

0,33

1,72

0,18

0,74

0,95

2,24

NP-P

1,76

2,71

0,96

1,22

2,01

2,22

NPK-PK

1,68

2,76

1,11

1,27

1,83

2,00

P-0

0,39

0,18

0,17

-0,03

-0,02

0,21

NP-N

1,82

1,17

0,95

0,45

1,04

0,19

NPK-NK

2,20

1,16

1,47

0,69

0,88

0,32

PK-P

0,08

-0,05

-0,03

0,09

0,04

0,26

NK-N

-0,38

0,01

-0,29

-0,10

0,02

-0,09

NPK-NP

-0,01

0,00

0,13

0,14

-0,14

0,04

0,40

0,52

0,32

0,59

0,38

0,41

SzD5% b.e. – őszi búza elővetemény k.e. – kukorica elővetemény

Szélsőséges időjárású tenyészidőszakokban – az átlagosnál jóval kisebb – P-hatások a kalászost követő búzákban mindig bizonyíthatóak voltak, kukorica után azonban csak egy esetben (száraz év: NPK vs. NK). Kezeléspárok különbségével becsült K-hatásokat az erdőmaradványos csernozjom talajon beállított trágyázási tartamkísérletben évjárattól és előveteménytől függetlenül nem lehetett kimutatni az őszi búza szemtermésének mennyiségében. Kukoricában a N-táplálás pozitív hatása átlagos csapadékú években P- és K-kiegészítéstől, valamint előveteménytől függetlenül igazolódott (2. táblázat). Ezzel összehasonlítva a csapadékhiányos és az átlagosnál esősebb tenyészidőszakokban közel azonos mértékben reagált a N-trágyára az önmaga után vetett kukorica. Száraz években, búza után csak a foszforral és káliummal is trágyázott talajokon volt hatásos a műtrágyával adott N. Kukorica termesztése során a talaj jobb P-ellátottságából eredő előny a száraz, aszályos években volt egyértelmű. Az eredmények azt mutatják, hogy az átlagos, vagy az annál nedvesebb években a kukorica a foszforral gyengén ellátott talajokból is képes volt felvenni a fejlődéséhez szükséges P-t, a termésnövekedést más tényező korlátozta. Az „igen jó” és a „közepes” K-ellátottságú parcellák terméskülönbségei alapján a vizsgált 18 esetből egyben volt bizonyítható pozitív hatás. Ugyanakkor a tendenciákat tekintve megállapítható, hogy az esetek többségében a három makroelem együttes alkalmazása eredményezte a legkifejezettebb K-hatásokat.

195

ÁRENDÁS T. és mtsai 2. táblázat. A kukorica N-, P- és K-műtrágya reakciói az évjárat, az elővetemény és a makroelemellátottság függvényében (t ha-1), martonvásári trágyázási tartamkísérletben. Erdőmaradványos csernozjom talaj. Műtrágya hatás N-hatás

P-hatás

K-hatás

Összehasonlított kezelések N-0 NP-P NPK-PK P-0 NP-N NPK-NK PK-P NK-N NPK-NP

SzD5%

Átlagos év b.e. k.e. 0,87 1,64 0,75 1,60 1,09 1,91 0,31 -0,03 0,18 -0,07 0,32 0,38 0,06 -0,04 0,26 -0,19 0,40 0,27 0,73 0,88

Száraz év b.e. k.e. 0,45 1,37 0,27 1,71 0,79 1,67 0,79 0,40 0,61 0,73 0,73 0,65 -0,14 0,17 0,26 0,21 0,38 0,13 0,57 0,59

Csapadékos év b.e. k.e. 0,31 1,73 0,67 1,45 1,47 2,01 -0,37 0,00 0,00 -0,28 0,88 0,10 0,20 -0,03 0,12 0,15 1,00 0,53 0,44 1,20

b.e. – őszi búza elővetemény k.e. – kukorica elővetemény

Köszönetnyilvánítás A közleményt az AGRISAFE 203288 sz. EU-FP7-REGPOT 2007-1 pályázat támogatta.

Irodalom Árendás, T. (1995): Őszi búza tápláltsági állapotának értékelése különböző trágyázási rendszerekben. Agrokémia és Talajtan, 44, (1) 18-30. Berzsenyi, Z. (1993): A N-műtrágyázás és az évjárat hatása a kukorica hibridek (Zea mays L.) szemtermésére és N-műtrágyareakciójára tartamkísérletekben az 1970-1991. években. Növénytermelés, 42, (1) 49-63. Berzsenyi, Z. Győrffy, B. (1997): A vetésforgó és a trágyázás hatása a búza termésére és termésstabilitására tartamkísérletben. Növénytermelés, 46, (2) 145-162. Csathó, P., Lásztity, B., Sarkadi, J. (1991): Az „évjárat” hatása a kukorica termésére és terméselemeire P-műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés, 40, (4) 339-351. Debreczeni, B., Debreczeni, B-né (1983): A tápanyag- és vízellátás kapcsolata. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Harnos, Zs. (1993): Időjárás és időjárás-termés összefüggéseinek idősoros elemzése. In: Baráth, Cs-né, Győrffy, B., Harnos, Zs. (szerk.) Aszály 1983. AKAPRINT, Budapest. 9-46. Márton, L. (2002): A csapadék-, a tápanyagellátás és az őszi búza (Triticum aestivum L.) termése közötti kapcsolat. Növénytermelés, 51. 529-542. Nagy, J., Huzsvai, L. (1995): Az évjárat hatás értékelése a kukorica (Zea mays L.) termésére. Növénytermelés, 44, (4) 385-393. Ruzsányi, L. (1992): Főbb növénytermesztési tényezők és a vízellátás kölcsönhatásai. Akadémiai doktori értekezés tézisei, Debrecen. Sváb, J. (1981): Biometriai módszerek a kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Tóth, Z. (2001): A talajtermékenység vizsgálata vetésforgókban és monokultúrában. PhD értekezés tézisei, Keszthely.

196


A NÖVÉNY-MIKROBA STRATÉGIÁK ÉS A TARTAMHATÁSÚ NEHÉZFÉM SZENNYEZETTSÉG BIRÓ BORBÁLA MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST A nehézfémek károsan befolyásolják a talaj-növény-mikroba kölcsönhatás alakulását, a gyökérrendszer hasznos mikorrhiza (AM) gombái azonban képesek a gazdanövény felé védelmet nyújtani. A nagyhörcsöki szabadföldi tartamhatású kísérlet 12. évében tenyészedényekben tanulmányoztuk a különböző toxikus elemek (Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Zn) és alkalmazási dózisok (0, 30, 90, 270 mg kg-1 talaj) hatását árpa gazdanövény növekedésére, az elem-transzlokációkra és az AM szimbiózis alakulására. A földfeletti biomassza (a termés) biztosítása érdekében a növényi stratégiát (a toxikus elem-felvétel csökkentését) a nagyobb gyökértömegek jelezték a Cd-nál, illetve az As, Ba és Cr elemeknél is. A gombák érzékenységét a spóraszám erős variabilitása mellett az egyenletes belső infekciós intenzitás (M%) mutatta. A makro- és mikroelemarányok között megbomlott egyensúlyt a gomba működőképességének (A%) és a foszforfelvételnek a javulása ellensúlyozta. A tartamhatású kísérlet is igazolta, hogy a mikrobiális stratégiák a növényi túlélőképesség részét képezik és biztosítják. Kulcsszavak: nehézfém-stressz, mikrobiális stratégiák, mikorrhiza gomba, működőképesség

PLANT-MICROBE STRATEGIES AND THE LONG-TERM HEAVYMETAL STRESS B. BIRÓ RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL CHEMISTRY OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST Heavy metals (toxic elements) pose serious effects on the interrelations between soilplant-microbe systems. The beneficial arbuscular mycorrhiza (AM) fungi are able to confer the heavy-metal tolerant ability to their host plants. Our aim was to study the plantfungal interrelations, strategies and functioning int h case of long-term heavy-metal stress by using the Nagyhörcsök field-experiment and the metal-contaminated soils in pots. In the 12th year of the experiment with barley (Hordeum vulgare L.) the plant-strategies (the decrease of metal-translocation) involved enhanced root-production in the presence of Cd, As, Ba and Cr. The adaptive ability of fungi was shown by the balanced infection intensity (M%) for variable spore numbers. The fungi improved the status of macro-microelement ratios by enhancing its functioning (A%) and also the P-uptake for certain elements. Such versatile microsymbiont activities are part of the survival mechanism of the hostplants, as it was concluded from the study using the long-term field-experimental background. Key words: heavy-metal stress, microbial strategies, mycorrhizal fungi, functioning.

Bevezetés A nehézfémek és/vagy toxikus elemek károsítják a talaj-növény-állatember tápláléklánc elemeit és a bioakkumulációjuk is kritikus méreteket ölt (Kádár 1995). A tartamhatású nehézfém-stressz fenyegeti a mikrobiális 197

BÍRÓ B.

diverzitás alakulását (Takács et al. 2000) és a talajaink biztonságos működőképességét (Kovács és Németh 1995), a legtöbb talajbiológiai tulajdonságot (Mikanová et al. 2001). Az arbuszkuláris mikorrhiza (AM) gombák ugyanakkor képesek javítani a gazdanövényük túlélő- és stressztűrőképességét (Biró 2003, Simon 2004) főleg a növényi foszfor- és nitrogen-felvétel javulásán keresztül. A növények tápelem-ellátása ezért az ésszerű földhasználat része (Várallyay et al. 1992). Az AM gombák kolonizációja a gyökérrendszer külső és belső részében különbözőképpen nyilvánul meg, azok eltérő kitettsége miatt. A kolonizáció értékelésénél vizsgálhatjuk a külső spóraszámot és hífahálózat hosszát, a belépési pontokat, a belső infekciós gyakoriságot és intenzitást, valamint az arbuszkulmok mennyiségét is. Az AM kolonizáció vizsgálatával értékelhetjük az adott talaj-növény rendszer funkcionálását (Simon és Biró 2005). A talajok és azok toxikus elemtartalma közötti különbségeket vizsgálva a növényi elem(fém)felvétel alakulása a szakirodalmi adatok alapján egy soktényezős összefüggés eredője (Anton és Máthé-Gáspár 2005). Erősen függhet a gazdanövénytől (Diaz et al. 1996), az AM gomba tulajdonságaitól (Takács és Vörös 2003, Biró et al. 2007), a nehézfém típusától, mennyiségétől és felvehetőségétől (Biró et al. 2006), de a növény gyökér-tömegétől és térfogatától (Joner és Leyval 2001) is. Az ellentmondásos vizsgálatok között igen kevés olyan van, ahol rendezett tartamhatású kísérletek nyújtanak hátteret (Szili-Kovács és Takács 2008). A megbízható, dózis-függő és a nehézfémek széles választékát tanulmányozó nagyhörcsöki (MTA TAKI) kísérleti háttér egyedülálló Európában. A leginkább tanulmányozott elemek (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) mellett ugyanis a ritkábbakat (As, Al, Ba, Cr, Hg, Mo, Se, Sr) is vizsgálhatjuk 4 különböző terhelési szinten (0, 30, 90 és 270 mg kg-1 talaj dózisban) (Kádár 1991). Az őshonos AM gombák kolonizációs paramétereit és a toxikus elemfelvételt tanulmányoztuk tenyészedényekben és fényszobában árpa (Hordeum vulgare L.) jelzőnövénnyel. A talajok a nagyhörcsöki nehézfémtartamhatású kísérletből származtak 12 évvel annak kezdete után. Anyag és módszer Tizenhárom mikroelem (Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Zn) hatását vizsgáltuk négy alkalmazási dózisban (0, 30, 90, 270 mg kg-1) az arbuszkuláris mikorrhiza gombák (AMF) kolonizációs értékeire, valamint az árpa (Hordeum vulgare L.) növényi prukciójára és az elemfelvétel alakulására. A tenyészedénykísérlet talajait a nagyhörcsöki tartamhatású kísérlet biztosította 12 évvel annak kezdete (Kádár 1991) után. A tenyészedények 500 g légszáraz talajt tartalmaztak. Vetés után az üvegházban 22-25 °C hőmérsékletet és 18/6 órás nappali/éjszakai fotoperiódust állítottunk be. Három hónap után a hajtások és a gyökerek nedves tömegét, majd azok 70 °C-on 48 óráig szárított értékeit állapítottuk meg. A növény által felvett elemmennyiségek Lakanen és Erviö (1971) módszerével lettek mérve. A növényi elem-tartalmakat HNO3+H2O2-roncsolást követően ICP-AES analízis állapította meg. Az arbuszkuláris mikorrhiza

198

NEHÉZFÉM SZENNYEZETTSÉG ÉS NÖVÉNY-MIKROBA STRATÉGIÁK gombák kolonizációját a mosott gyökerekben anilin-kék-festést követően határoztuk meg Trouvelot et al. (1985) módszere szerint. Vizsgáltuk a gombák infekciós frekvenciáját (F%) és intenzitását (M%), valamint a relatív és abszolút arbuszkulum gazdagságot (a%, A%). Az AM gombák spóraszámát 100 g rhizoszféra-talajból határoztuk meg nedves szitálással 50-500 μm-es pórusú szitasorozatot használva. Ezt követően a spórákat 40x-es nagyítással számoltuk Gerdemann és Nicolson (1963) módszere szerint. Az eredményeket varianciaanalízissel elemeztük a szignifikáns értékekkel (SzD5%).

Eredmények és következtetések Az árpa tulajdonságai és a növényi stratégiák A szabadföldi nehézfém-kezeléses tartamhatású kísérlet 12. éve után a nehézfém-dózisok átlagolt eredményeit értékelve az árpa hajtássúlyának alakulásában szignifikáns különbséget nem találtunk. A növekvő nehézfémkoncentrációkra a növény reakciói az adott elemtől erősen függtek. A hajtástömeg növekedését a legkisebb dózisnál (30 mg.kg-1) a Cr-nál és a Cd-nál tapasztaltuk, amíg a következő mennyiség (90 mg.kg-1) az Al, As, Cu, Mo és a Zn elemeknél okozott hajtás-stimulációt. A legnagyobb dózis (270 mg.kg-1) a Cd kivételével mindegyik elemnél gátolta a növénytömeg gyarapodását. A gyökértömegeknél összesített hatásban is szignifikáns különbséget kaptunk a Cd-nál, de tendenciájában szintén nőtt az As, Ba és Cr elemeknél. A növényi biomassza ilyen gyarapodásával a nehézfémek toxikus elemek mennyisége felhígulhat és a növényi túlélőképesség javul (Vivas et al. 2003). Ennek igazolására az 1. táblázatban 4 nehézfém adatait mutatjuk be az eredetileg vizsgált 13 különböző elemből. Az 1. ábra a növényi elemtartalmak alakulását mutatja az alkalmazott nehézfémek hatására. A bemutatott 4 nehézfémnél nem találtunk szignifikáns különbséget az elemeknek a hajtásba került mennyiségeiben. Ezt részben a nagyobb növényi biomasszával tudta elérni az adott gazdanövény. A mikrobiológiai tulajdonságok alakulása Az 1. táblázatban feltüntettük a növénybelső (az endorhiza) mikrobiális kolonizációjának az alakulását is. A Trouvelot-módszer szerint a növényen belül vizsgálható 4 különböző paraméter közül az arbuszkulum gazdagságot (A%) a külső tulajdonságok közül pedig a spóraszámot mutatjuk be. A gomba működőképességét, hatásosságát az arbuszkulumok mennyisége jelzi. Az arbuszkulumok a növény élete során is folyamatosan keletkeznek a növény igénye szerint és meglehetősen rugalmas tulajdonságnak tekinthetők, mivel megközelítőleg 8 napos életidejükkel követni tudják a környezeti változásokat. A külső tulajdonságok erős variabilitása ugyanakkor mutatja a gombák nehézfémektől és azok dózisaitól is függő nagyfokú érzékenységét (Biró et al. 2006). Az 1. táblázat alapján pozitív összefüggés adódott a Cu és a Hg nagyobb 199

BÍRÓ B.

arbuszkulum-mennyisége és a nagyobb dózisoknál is viszonylag szinten tartott elem-tartalmak között. A gomba jobb működőképessége által tehát a felvett nehézfémek mennyisége csökkenhet. A spóraszám ugyanakkor nem volt arányban sem a belső kolonizációval sem az elemfelvétellel. Csökkentheti azonban a felvett nehézfémek mennyisége a növény táplálkozásában kulcsfontosságú makroelem arányok javulásával. Az AM gombák szerepe a foszfor felvételében jelent nélkülözhetetlen segítséget. Ha a foszfor mennyisége nő, akkor a növény életereje, vitalitása is jobb lesz. A foszforfelvétel szignikfikáns javulását a 13 tanulmányozott nehézfém közül összesített hatásban az Pb-nál tapasztaltuk. Az egyes növekvő dózisok tendenciájukban szintén növelték a foszfor-felvételét, ami pozitívan korrelál a legtöbb esetben az arbuszkulumok mennyiségével is. Amíg tehát a gomba gyökéren kívüli tulajdonságai igen érzékenyek a nehézfémekre, addig a szimbiózis kialakulása után a növénybelső mikrobás kolonizációs értékei már kevésbé mutattak nagy szórást az egyes nehézfémek között különösen, ha az alkalmazási dózisok kumulatív hatásait értékeljük. 1. táblázat. Az árpa tulajdonságai és az elemtartalmak alakulása növekvő nehézfém-dózisok hatására a nagyhörcsöki tartamhatás-kísérlet 12. évében Nehézfém A talaj nehézfém-kezelései 1991-ben (mg.kg-1 talaj) és növényi SzD5% tulajdonság Ø 30 90 270 Cu Hajtás 1,09 1,19 1,47 1,32 0,24 Gyökér 0,57 0,76 0,86 0,93 0,22 A% 35,0 51,5 41,5 51,5 14,0 Spóraszám 13,0 24,0 21,0 7,0 3,2 Cu (mg.kg-1) 5,21 4,29 6,46 7,67 ns Hg Hajtás 1,09 1,07 1,11 0,78 0,24 Gyökér 0,57 0,62 0,60 0,41 ns A% 35,0 49,0 52,0 72,5 14,0 Spóraszám 44,0 23,0 13,0 7,0 3,2 Hg (mg.kg-1) 0,41 0,46 0,51 0,72 ns Ni Hajtás 1,09 1,09 1,09 1,20 ns Gyökér 0,57 0,48 0,48 0,32 0,22 A% 35,0 33,0 32,0 45,5 ns Spóraszám 43,0 37,0 32,0 34,0 3,2 Ni (mg.kg-1) 0,37 0,25 0,17 0,42 ns Pb Hajtás ns 1.09 1,03 1,21 1,06 Gyökér 0,57 0,41 0,34 0,46 ns A% 14,0 35,0 58,0 50,5 72,5 Spóraszám 19,0 11,0 5,0 6,0 3,2 Pb (mg.kg-1) ns 0,33 0,39 0,34 0,44 Hajtás= hajtás száraz-tömeg (g/edény); Gyökér= gyökér száraz-tömeg (g/edény), A %= arbuszkulumok mennyisége a gyökérben,. ns = nem szignifikáns

200

NEHÉZFÉM SZENNYEZETTSÉG ÉS NÖVÉNY-MIKROBA STRATÉGIÁK

Az arbuszkuláris mikorrhiza gombák a nehézfém-stressz elszenvedői, de a szimbiózis létrejöttével a makro- és mikroszimbionta növény- és gomba közötti partnerség mindkét fél számára kölcsönös előnyöket jelent, amit a gombatulajdonságok rugalmasságuk alapján biztosítanak. Az AM gombák a növényi túlélőképesség részét képezik és biztosítják. C u k o n c e n t r á c i ó a h a j tá sb a n 10

H g k o n c e n t r á c i ó a h a j tá sb a n

LS D = 3,57

m g /k g

1 ,2

7 ,6 7

8

L S D = 0,80

1

6 ,4 6

0 ,7 2

0 ,8

5 ,2 1

6

m g /k g

4 ,2 9

0 ,6

4

0 ,4 1

0 ,4 6

K

D1

0 ,5 1

0 ,4

2

0 ,2

0

0 K

D1

D2

D3

N i k o n c e n tr á c i ó a h a j tá sb a n 0 ,7

m g /k g

D2

D3

P b k o n c e n tr á c i ó a h a j tá sb a n

L S D = 0 ,3 7

0 ,6

0 ,6

m g /k g

L S D = 0 ,2 5

0 ,5

0 ,5

0 ,4 2

0 ,3 7

0 ,4

0 ,4

0 ,3 4

0 ,3

0 ,2 5

0 ,3

0 ,4 4

0 ,3 9 0 ,3 3

0 ,1 7

0 ,2

0 ,2 0 ,1

0 ,1 0

0 K

D1

D2

K

D3

D1

D2

D3

1. ábra. Az elemtartalmak alakulása az árpa hajtásában az alkalmazási dózisok függvényében. K=kontroll, D1=30-, D2=90, D3=270 mg kg-1 talaj

Árpa hajtás foszfortartalma 3500

Árpa hajtás foszfortartalma

mg/kg

3000

LSD=448

3000 2500

1000

LSD=239

2500 2000

2000 1500

mg/kg

2451 2539 1748

2420 2684 2517 2367 2154 2344

3078 2377

2796

1500 2337 2400

1000

2451

2367

2430

2526

Kontrol

Dózis1

Dózis2

Dózis3

500

500 0

0 K

Al

As

Ba

Cd

Cr

Cu

Hg

Ni

Pb

Sr

Zn

Mo

Se

2. ábra. Az árpa hajtás foszfortartalmának alakulása a nagyhörcsöki nehézfémes tartamhatás-kísérlet 13 eleme hatására összesített hatásban és a növekvő dózisok hatása. K=kontroll, D1=30, D2=90, D3=270 mg kg-1 talaj

Köszönetnyilvánítás A szerző köszöni Kádár Imre és az MTA TAKI, valamint a bilaterális együttműködések (SZIE-TAKI, CSIC-HAS) kutatási hátterét, valamint az OTKA (T0 46610, K 68992) és az EU-Kp7 Soil-CAM támogatását.

201

BÍRÓ B.

Irodalom Anton, A, Máthé-Gáspár, G. (2005): Factors affecting heavy metal uptake in plant selection for phytoremediation. Z. Naturforsch. 60c: 244-246. Biró, B. (2003): A növény-mikróba kölcsönhatások és a növényi elemfelvétel. p. 1-11. In: Mikroelemek a táplálékláncban (Szerk. Simon, L., Szilágyi, M.), Bessenyey Kiadó, Nyíregyháza. Biró, B., Füzy, A., Kádár, I., Posta, K. (2006): Sensitivity of mycorrhizal fungi inside and outside the barley rhizosphere at long-term heavy metal stress. p. 276-280. In: Proc. of Trace elements in the food chain. (Eds. Szilágyi, M., Szentmihályi, K.); SZTE ÁOK Nyomda, Budapest. Biró, B., Pacsuta, P., Simon, L. (2007): Sensitive or tolerant adaptation of Rhizobium bacteria as a function of the short and long-term loads of the Zn metal salt. Cereal Research Communication, 35, 261-265. Díaz, G., Azcón-Aguilar, C., Honrubia, M. (1996): Influence of arbuscular mycorrhizae on heavy metal (Zn and Pb) uptake and growth of Lygeum spartum and Anthyllis cytisoides. Plant and Soil, 180: 241–249. Gerdemann, J.W., Nicolson, T.H. (1963): Spores of Endogone species extracted from soil by wetsieving and decanting. Trans. Britisch Mycological Society, 46: 235-244. Joner, E.J., Leyval, C. (2001): Time-course of heavy metal uptake in maize and clover as affected by root density and different mycorrhizal inoculation regimes. Biology and Fertility of Soils, 33: 351-357. Kádár, I. (1991): A talaj-növény-állat-ember tápláléklánc szennyeződése kémiai elemekkel Magyarországon. Akaprint, MTA TAKI, Budapest. Kovács, G.J., Németh, T. (1995): Nitrogénforgalom modellezése tartamkísérletek adatbázisán. Agrokémia és Talajtan, 44: 545-551. Mikanová, O., Kubát, J., Mikhailovskaya, N., Vörös, I., Biró, B. (2001): Influence of heavy metal pollution on some biological parameters in the alluvium of the Litavka river. Rostlynna Výroba, 47 (3): 117-122. Lakanen, E., Erviö, R. (1971): A comparison of 7 extractants for the determination of plant available micronutrients on soil. Acta Agr. Fenn. 123, 223-232. Simon, L. (2004): Fitoremediáció. Környezetvédelmi Füzetek. BMKE OMIKK, Budapest Simon, L., Biró, B. (2005): Adalékanyagok; vörös csenkesz és Zn-toleráns arbuszkuláris mikorrhiza gombák szerepe a nehézfémekkel szennyezett gyöngyösoroszi bányameddő remediációjában. Agrokémia és Talajtan, 54: 163-177. Szili-Kovács T, Takács T. (2008): A talajminőség mikrobiológiai indikációja: lehetőségek és korlátok. Talajvédelem (suppl.) Nyíregyháza, Bessenyei György Könyvkiadó, 321-328. Takács, T., Biró, B., Vörös, I. (2000): Kadmium; nikkel és cink hatása az arbuszkuláris mikorrhiza gombák faji diverzitására. Agrokémia és Talajtan, 49: 465-478. Takács, T. Vörös, I. (2003): Effect of metal non-adapted AM fungi on the Cd, Ni and Zn uptake by ryegrass. Acta Agron. Hung., 51:347-354. Trouvelot A, Kough JL, Gianinazzi-Pearson V. (1985): Mesure de Taux de mycorrhization VA d’un systeme radiculaire. Proc. of 1st Eur symposium mycorrhizes. p. 217-221, INRA, Paris. Várallyay, Gy., Buzás, I., Kádár, I., Németh, T. (1992): New plant nutrition advisory system in Hungary. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 23: 2053-2073. Vivas, A., Vörös, I., Biró, B., Barea, J.M., Ruiz-Lozano, J.M., Azcón, R. (2003): Beneficial effects of indigenous Cd-tolerant and Cd-sensitive Glomus mossae associated with Cd-adapted strain of Brevibacillus sp. in improving plant tolerance to Cd contamination. Appl. Soil Ecol., 24: 177-186.

202


A KÁLIUM UTÓHATÁSA MÉSZLEPEDÉKES CSERNOZJOM TALAJON CSATHÓ PÉTER1 és ÁRENDÁS TAMÁS2 1

MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST 2 MTA MEZŐGAZDASÁGI KUTATÓINTÉZETE, MARTONVÁSÁR

Nagyhörcsökön, káliummal közepesen ellátott, könnyű vályog fizikai féleségű mészlepedékes csernozjom talajon beállított K trágyázási tartamkísérletben vizsgáltuk a kálium talajbani megkötődését, a korábbi K trágyázás utóhatásának friss K egyenértékét. Az idő múlásával egyre meghatározóbb lett a friss K trágyázás fölénye a K utóhatásokkal szemben. A kálium utóhatások jóval tovább tartottak, mint a N utóhatások, de nem érték el a P utóhatások időbeni kiterjedését. Kulcsszavak: szabadföldi tartamkísérlet, K utóhatás, K megkötődés, régi – friss K trágyázás egyenértéke

RESIDUAL EFFECT OF POTASSIUM FERTILIZATION ON A CALCAREOUS CHERNOZEM SOIL P. CSATHÓ1 and T. ÁRENDÁS2 1

RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL CHEMISTRY OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST 2 AGRICULTURAL RESEARCH INSTITUTE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, MARTONVÁSÁR In a K fertilisation long-term field trial, set up in Nagyhörcsök, on a light loam calcareous chernozem soil with medium K supply, fixation of K fertiliser as well as fresh K fertilisation equivalency of previous K application was investigated. As the time went on, the advantage of fresh K application was more and more pronounced over the residual effect of previous K application. The residual effect of K application lasted much longer than that of N fertilization, but was shorter than the residual effects of P application. Key words: long-term field trial, residual effect of K, potassium fixation, fresh K fertilisation equivalency of previous K application

Bevezetés A növények által fel nem vett K felhalmozódik a talajban, növelve annak nemcsak összes, hanem könnyen oldható tápanyagtartalmát is. Az intenzív műtrágyázás időszakában – 1970 és 1990 között – országos átlagban csaknem másfélszer annyi kálium került talajainkba, mint amennyit a terméssel kivontunk. Becslések szerint a 60-as évekhez viszonyítva a 90-es évek elejére talajaink mintegy 800-900 kg/ha K2O-dal gazdagodtak átlagosan, melynek következtében talajaink mintegy 2/3-a káliummal jól, ill. igen jól ellátottá vált (Baranyai et al. 1987, Buzásné et al. 1988). 203

CSATHÓ P. és ÁRENDÁS T.

1990 és 2008 között drasztikusan visszaesett a hazai K műtrágya használat, így az eddigi legnegatívabb K-mérlegeket (-20 és -40 kg/ha között) regisztrálhattuk. Termesztett növényeink K-szükségletét a talaj természetes Kszolgáltatásán túl a korábbi intenzív K műtrágyázás utóhatása biztosította. Ezek a tartalékok azonban végesek: a növényi K-felvétel, valamint a K-műtrágya megkötődése következtében az idő múlásával a K-kínálat egyre csökken. A makrotápelemek közül legrövidebb a talajban mozgékony, kimosódásra, volatilizációra, ill. denitrifikációra hajlamos nitrogén utóhatása (van der Paauw 1963, Beauchamp 1987, Hergert 1987, Németh és Buzás 1991ab, Németh 1996, Csathó et al. 2005). A kálium közepes utóhatásokkal jellemezhető (Kádár et. al. 1989,1991, Csathó 2002,2005). Legtartósabb utóhatásokra a foszfor esetében számíthatunk, egyes kísérletekben 40-50 éves utóhatásokat is mértek (Sarkadi és Kádár 1974, Johnston et al. 1986, Kádár et al. 1984, Kádár és Csathó 1985, Holló et al. 1991, Árendás és Sarkadi 1995). Ugyanakkor a kálium utóhatása is jelentősen változhat a talaj tulajdonságai (agyagtartalom, agyagásvány összetétel stb.), a növényfaj, a korábbi K-műtrágyázás adagja és időzítése, az évjárat stb. függvényében. A nagy agyagtartalmú, szmektit dominanciájú talajok K-fixációja jóval nagyobb, mint a laza, illit túlsúlyú talajoké. Kísérleti talajunk az utóbbi csoportba sorolható (Stefanovits és Dombováriné 1994). A K igényes növények (burgonya, cukorrépa, kukorica, stb.) nagyobb utóhatásokat mutathatnak, mint a káliumra kevésbé igényesek (kalászosok, napraforgó, szója, stb.) (Kádár et al. 1991). 14 éves szabadföldi K utóhatás kísérletünkben a K igényes kukorica monokultúra szerepelt tesztnövényként. Anyag és módszer A szabadföldi tartamkísérletet 1989 őszén állítottuk be az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézete Nagyhörcsöki Kísérleti Telepén. A talaj szántott rétege 23% agyagot (47% illit, 16% szmektit, 5% illit-szmektit, és 3% illit-klorit az agyagos részen belül), 5 % körüli CaCO3-ot és 2.5 % humuszt tartalmaz. A KA 37, a pHKCl: 7,4; AL-P2O5: 60-80 mg/kg; AL-K2O: 120-150 mg/kg; EDTA-Zn: 1-2 mg/kg; EDTA-Cu 2-4 mg/kg. Az MTA TAKI – MTA MGKI trágyázási szaktanácsadási rendszer határértékei alapján az eredeti talaj igen jó Mn-, kielégítő Mg- és Cu-, közepes N, gyenge-közepes K-, valamint igen gyenge-gyenge P- és Zn-ellátottságú (Csathó 1997, Csathó et al. 1998ab). Műtrágyaként 28 %-os pétisót, 60%-os kálisót és 18 %-os szuperfoszfátot alkalmaztunk. A P- és K-műtrágyákat, valamint a N 1/3-át ősszel, szántás előtt, míg 2/3-át tavasszal, vetés előtt juttattuk a talajba. Az alaptrágyázás szintje N: 150, P2O5: 50 kg/ha volt. A kísérlet beállításakor 25 kg/ha Zn trágyázással (ZnSO4 formájában) biztosítottuk a jó Zn-ellátottságot. A kísérletet 9 kezeléssel, 12 ismétlésben állítottuk be. A parcellák bruttó mérete 8 x 4.9 = 39.2 m2. A nettó parcella területe 7.0x2.8 = 19.6 m2 volt. A melléktermés valamennyi évben lekerült a területről. A kísérlet trágyázási tervét az 1. táblázat szemlélteti. A 9 kezelés tulajdonképpen egy 0, 80, 160, 240 kg/ha K2O adagú 4 lépcsős „kis” K hatásgörbét, valamint egy 0, 240, 480, 720, 960, 1200 és 1440 kg/ha K2O adagú „nagy” K hatásgörbét foglal magában. Az 1989 őszén így kialakított K-szintek képezték az utóhatás kísérletet. Ahhoz, hogy a műtrágya értékcsökkenését szabatosan megfigyelhessük az idő függvényében – tehát pl. a 2, 4, 6, 8 éves, talajban maradt kálium egyenértékét megállapíthassuk – 2 évenként új K-kísérletet indítottunk a „kis” Khatásgörbék segítségével. Erre az utóhatás-kísérlet ismétléseit használjuk fel. A K-kezelések száma így 2007-re 36-ra nőtt, míg az ismétlések száma minden kezelésben 3-ra csökkent.

204

K-UTÓHATÁS MÉSZLEPEDÉKES CSERNOZJOM TALAJON 1. táblázat. A kísérletben alkalmazott kezelések, illetve a trágyázási terv, K2O kg/ha Feltöltő K2O trágyázás 1989 őszén 80 160 240 480 720 960 1200 1440

Fenntartó, ill. friss K2O trágyázás szintje A

B

C

D

-

80 80 80 80 80 80 80 80 80

160 160 160 160 160 160 160 160 160

240 240 240 240 240 240 240 240 240

Friss K2O trágyázás időpontja 1991 őszén 1993 őszén 1995 őszén 1997 őszén 1999 őszén 2001 őszén 2003 őszén 2005 őszén 2007 őszén

A vizsgált időszakot tekintve az átlagosnál szárazabbnak az 1990., 1992., 1997., 2002. és 2003. évek, az átlagosnál nedvesebbnek az 1998., 1999. és 2001. évek minősíthetők. Betakarítás után a nettó parcellák szántott rétegéből 20-20 pontminta egyesítésével évente átlagmintákat vettünk, melyekben szárítás és homogenizálás után megállapítottuk a könnyen oldható K-tartalmat AL-módszerrel (Egner et al. 1960)

Kísérleti eredmények és értékelésük A korábbi („régi”) K-trágyázás utóhatásának „friss” K-egyenértéke A korábbi K műtrágyázás „friss” K egyenértékét az azonos K mérleg tartományban a főtermés többletek alapján határoztuk meg (2. táblázat). 2. táblázat. K-utóhatások „friss” K-egyenértéke 2-2 éves, átlagos terméstöbbletek alapján, azonos K-mérleg tartományban. Mészlepedékes csernozjom, Nagyhörcsök, 1992-2003. (Csathó 2004d) „Friss” K

„Régi” K

Év

Átlagos szem terméstöbblet t/ha

hatása, év 1-2. 1-2. 1-2. 1-2. 1-2. 1-2.

3-4. 5-6. 7-8. 9-10. 11-12. 13-14.

1992-93 1994-95 1996-97 1998-99 2000-01 2002-03

%

„Friss” K

„Régi” K

„Friss” K

„Régi” K

0,09 0,42 0,91 1,11 1,29 1,16

0,08 0,19 0,19 0,13 0,18 0,13

100 100 100 100 100 100

89 45 21 12 14 11

Az idő múlásával a „régi” K trágyázás „friss” K egyenértéke fokozatosan, egyre nagyobb mértékben lecsökkent. A 2 évvel idősebb K „friss” K egyenértéke még megközelítette a „friss” káliumét (89%). A 4 évvel idősebb K már csak 45%-át, a 6 évvel idősebb a 21%-át, a 8-12 évvel idősebb a 11-14%-át érte el a „friss” K hatásának, az azonos K mérleg tartományban végzett 205

CSATHÓ P. és ÁRENDÁS T.

összehasonlítás eredményeképpen. A tartamkísérlet 3-4. és 9-10. éve között a K utóhatása kétévente feleződött. Ugyanezen a talajon a kálium felezési ideje (két év) tehát rövidebb volt, mint a foszforé (három-négy év). Mérsékelt övi, kontinentális klíma alatt a korábbi K trágyázás utóhatásának csökkenését a növényi K felvétellel és a K műtrágya megkötődésével magyarázhatjuk. Ugyanakkor várhatóan a 960-1440 kg/ha feltöltő K2O trágyázásnak még a 14. évet követő utóhatása is jelentős lesz (2. táblázat). A műtrágya-K talajbani „elöregedésének” vizsgálata A „régi” K trágyázás „friss” K egyenértékét a K mérleg alapján egyaránt becsülhetjük a termésadatokból, valamint a talajvizsgálati eredményekből. A talajvizsgálatok arról tájékoztatnak, hogy műtrágyázás hatására hogyan alakult a könnyen oldható K-tartalom az egyes parcellák talajában, és ezek az értékek mennyiben függenek a műtrágyázás idejétől. A K-mérleg és az AL-oldható Ktartalom összefüggését leíró egyenletek paramétereit a 3. táblázatban foglaltuk össze. Az összefüggés lineárisnak és legtöbbször igen szorosnak bizonyult. A táblázatban feltüntetett 100.b értékek a 100 kg/ha talajban maradt műtrágya-K2O által előidézett AL-K2O mg/kg növekedést mutatják a talajban. A 10/b mutató a 10 mg/kg AL-oldható K2O-tartalom növeléséhez szükséges műtrágyaigényt fejezik ki, kg/ha-ban (3. táblázat). A műtrágyázást követő első évben a gyors megkötődés következtében a műtrágya-K mintegy 1/3-a maradt AL- oldható formában. (A 20-30 cm szántott rétegben átlagosan 1.3 kg/dm3 térfogattömeggel számolva 100% oldhatóság mellett mintegy 30 kg/ha K2O adaggal értünk volna el 10 mg/kg AL-K2Otartalom növekedést). Ezután – jelentős részben a csapadékszegény, száraz évek következtében is – 4-5 éves egyensúlyi szakasz következett, amikor a “b” meredeksége az első évivel azonos szinten, változatlan maradt. A kilencedik évtől újabb megkötődési szakasz következett: ebben az évben a műtrágya-K csupán 1/5-e, a tizedik-tizenegyedik évben már csupán 1/7-e, 1/8-a volt kimutatható AL-oldható formában az egyre erőteljesebb K megkötődés következtében. A műtrágya K “elöregedésével” tehát egyre nagyobb talajban maradt K mennyiségekre van szükség az AL-K tartalom egységnyi növeléséhez. Az “a” értékének változása az AL-K tartalomban megnyilvánuló “évhatásokat” jelzi. Száraz években pl. magasabb lehet a kísérlet átlagos AL-K tartalma. Természetesen az évhatásoknál jóval jelentősebb a nagyadagú K trágyázás, ill. az évek során a K megkötődés, ill. növényi K felvétel okozta AL-K változás. A hatékonyságának vizsgálatakor igen tanulságos lehet a K-műtrágya érvényesülési % ismerete is. A kísérlet 14. éve után az adott 480 kg/ha K2O adag 47%-a, a 960 kg/ha adag 27%-a, míg az 1440 kg/ha adag 26%-a érvényesült az extra K felvétellel a K kontroll (NP) parcellák K felvételén, a talaj természetes K szolgáltatásán túl.

206

K-UTÓHATÁS MÉSZLEPEDÉKES CSERNOZJOM TALAJON 3. táblázat. A K2O-mérleg és az AL-oldható K2O-tartalom összefüggését leíró lineáris egyenletek (y = a + bx) paraméterei. Mészlepedékes csernozjom, Nagyhörcsök, 1992-2003. (Csathó 2004d) Évek

Kísérlet kora, év

a

100.bb*

100.b %-ban

10/b**

r

1990 1991 1993 1994 1995 1998 1999 2000 2001 2002 1990

1. 2. 4. 5. 6. 9. 10. 11. 12. 13. 1.

143 139 164 146 185 149 167 142 162 168 143

9,3 11,4 9,9 10,3 8,1 5,1 3,3 3,8 3,6 3,8 9,3

100 122 107 111 86 55 36 41 39 41 100

107 88 101 97 124 195 301 263 275 261 107

0,943 0,958 0,945 0,941 0,934 0,896 0,798 0,886 0,868 0,809 0,943

*100 kg K2O/ha talajban maradt műtrágya okozta AL-K2O mg/kg növekedés a talajban ** Az AL-K2O-tartalom 10 mg/kg-os növeléséhez szükséges műtrágya mennyisége, kg K2O/ha (feltöltés fajlagos műtrágyaigénye)

Köszönetnyilvánítás Ez a dolgozat a T 034497 sz. OTKA pályázat támogatásával készült. A szerző megköszöni Radimszky Lászlónak az adatfeldolgozásban nyújtott segítségét.

Irodalom Árendás, T., Sarkadi, J. (1995): P-hatások és utóhatások erdőmaradványos csernozjomon. Növénytermelés, 44, 271-281. Baranyai, F., Fekete, A., Kovács, I. (1987): A magyarországi talajtápanyag-vizsgálatok eredményei. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Beauchamp, E.G. (1987): Corn response to residual N from urea and manures applied in previous years. Canadian Journal of Soil Science, 67, 931-942. Buzás, Iné, Karkalik, Ané, Tihanyi, L. (1988): A műtrágyázási szaktanácsadás és a műtrágyázás gyakorlatának összehasonlítása az 1987. évi kukoricatermesztési adatok alapján. Hungagrochem '88 183-189. Csathó, P. (1997): Összefüggés a talaj K-ellátottsága és a kukorica, őszi búza és lucerna K-hatások között a hazai szabadföldi kísérletekben, 1960-1990. Agrokémia és Talajtan, 46, 327-345. Csathó, P. (2002): The residual effect of K fertilization in a Hungarian corn monoculture longterm field trial, 1990-1999. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 33, 31053119. Csathó, P. (2005): Changes in fresh K equivalency of previous build-up K fertilization as a function of time in a Hungarian long-term corn (Zea mays L.) monoculture field trial, 1990-2001. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 36, 295-308. Csathó, P., Árendás, T., Németh, T. (1998a): New, environmentally friendly fertiliser advisory system, based on the data set of the Hungarian long-term field trials set up between 1960 and 1995. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 29, 2161-2174. Csathó, P., Árendás, T., Németh, T. (1998b): New, environmentally friendly fertilizer recommendation system for Hungary. In: Codes for good agricultural practice and balanced fertilization. Proc. Int. Symp. CIEC, PFS and Workshop IMPHOS, IPI, Pulawy, Poland. (Ed.: Fotyma, M.) Bibliotheca Fragmenta Agronomica, Tom. 3, 225-230.

207

CSATHÓ P. és ÁRENDÁS T. Csathó, P., Kádár, I. (2003): Foszfor utóhatás vizsgálatok mészlepedékes csernozjom talajon In: XVII. Országos Környezetvédelmi Konferencia és Szakkiállítás. (Szerk: Elek, Gy. és Vécsy, B.) 232-241. MTESz Fejér és Veszprém megyei Szervezete, Siófok. Csathó, P., Németh, I., Bircsák, É., Földiné Németh, Zs., Radimszky, L., Németh, T. (2005): A nitrogén műtrágyázás utóhatásának vizsgálata dunántúli barna erdőtalajokon. Agrokémia és Talajtan, 54, 59-76. Eberl, D.D., Srodon, J., Northrop, H.R. (1986): Potassium fixation in smectites by wetting and drying. In: Geochemical Processes at Mineral Surfaces. Eds.: Davis, J.A. and Haynes, H.F., ACS: Washington DC, 297-326. Egnér, H., Riehm, H., Domingo, W.R. (1960): Untersuchungen über die chemische Bodenanalyse als Grundlage für die Beurteilung de Nährstoffzustandes der Böden. II. K. Lantbr. Högsk. Ann. 26, 199. Hergert, G.W. (1987): Status of Residual Nitrate-Nitrogen Soil Tests in the United States of America. SSSA Spec. Publ. SSSA, 21, 73-88. Holló, S., Csathó, P. és Sarkadi, J. (1991): A foszfor műtrágyázás hatékonysága kukorica-tavaszi árpa-őszi búza vetésváltásban egy csernozjom barna erdőtalajon. Növénytermelés, 40, 5166. Johnston, A.E., Lane, P.W., Mattingly, G.E.G., Poulton, P.R. (1986): Effect of soil and fertilizer P on yields of potatoes, sugarbeet, barley and winter wheat on a sandy clay loam soil at Saxmundham, Suffolk. Journal of Agricultural Science, Cambridge, 106, 155-167. Kádár, I., Csathó, P. (1985): A szuperfoszfát tartamhatásának vizsgálata őszi búza monokultúrában. II. Fajlagos hatékonyság, tápelemtartalom és- felvétel, a P-elöregedés vizsgálata, fenológiai megfigyelések. Agrokémia és Talajtan, 34, 97-129. Kádár, I., Csathó, P., Sarkadi, J. (1984): A szuperfoszfát tartamhatásánának vizsgálata őszi búza monokulturában. Talajvizsgálati és szemterméseredmények. I. Agrokémia és Talajtan, 33, 375-390. Kádár, I., Csathó, P., Sarkadi, J. (1989): A talaj PK-ellátottsága és a PK-trágyázás hatékonysága közötti összefüggés meszes csernozjom talajon. Agrokémiai és Talajtan, 38, 78-82. Kádár, I., Csathó, P., J. Sarkadi (1991): Potassium fertilization in Hungary: responses in maize and other crops. Acta Agron. Hung., 40, 295-317. Németh, T. (1996): Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma. MTA TAKI, Budapest. 382 p. Németh, T., Buzás, I. (1991a): Nitrogéntrágyázási tartamkísérletek humuszos homok- és mészlepedékes csernozjom talajon . Agrokémia és Talajtan, 40, 399-408. Németh, T., Buzás, I. (1991b): Kalibrációs N-trágyázási kísérlet őszi káposztarepce jelzőnövénnyel. Agrokémia és Talajtan, 40, 409-418. Sárdi, K., Csitári, G. (1998): Potassium fixation of different soil types and nutrient levels. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 29, 1843-1850. Sarkadi, J., Kádár, I. (1994): The interacion between phosphorus fertilizer residues and fresh phosphate dressings in a chernozem soil. Agrokémia és Talajtan, 23. Suppl., 93-100. Stefanovits P., Dombóváriné Fekete K., (1994): Az agyagásvány-összetétel ismeretének talajtani és agrokémiai alkalmazási lehetőségei. In: Trágyázási kutatások, 1960–1990. (Szerk.: Debreczeni B. & Debreczeni B-né) 81–105. Akadémiai Kiadó. Budapest. van der Paauw, F. (1963): Residual effect of nitrogen fertilizer on succeeding crops in a moderate marine climate. Plant and Soil, 19, 324-331.

208


INTEGRÁLT NÖVÉNYTERMESZTÉSI ÉS TALAJTERMÉKENYSÉG-NÖVELŐ KUTATÁSOK DUNA-TISZA KÖZI LEPELHOMOK TALAJON, TARTAMKÍSÉRLETEKBEN CSERNI IMRE KECSKEMÉTI FŐISKOLA KERTÉSZETI FŐISKOLAI KAR KÖRNYEZETTUDOMÁNYI INTÉZET Tartamkísérleteinkben 1955-84-ig az alábbi eredményekre jutottunk: Napraforgó tarló zöldtrágyázási kísérletünkben a bimbózás előtti alászántás némi terméstöbbletet eredményezett. A virágzás után alászántott napraforgó zöldtrágya termés csökkenést mutatott (Bauer,1973c). A foszfor műtrágya istállótrágyás vetésforgóban akkor bizonyult jobbnak, ha a 3 évi adagot egyszerre adtuk (Bauer 1971, 1973a), szöszös-bükkönyös rozsos vetésforgóban a foszfor termés-növelő hatása itt is akkor volt jobb, ha a 3 évi adagot egyszerre a zöldtrágya elé adtuk. A P mérleg egyensúlyához 30 kg/ha/év P2O5 hatóanyag vetésforgóban elegendő. A P műtrágyázás termésbiztonságot növelő hatása pozitív volt (Bauer és Cserni 1984a), somkórós vetésforgóban elegendőnek mutatkozott 30 kg/ha/év P2O5 hatóanyag a növények foszfor szükségletének kielégítésére, ugyanakkor a somkóró termésnövelő hatása műtrágyázás nélkül is jelentős volt (Bauer és Cserni 1984b). Rozs monokultúrában a P tápanyag mérleg 25 kg/ha/év adagban már egyensúlyba került. Az igen gyenge P ellátottságú talajok a 60 kg/ha P2O5 hatására már jó elátottságú szint termés-eredményeit érték el. A foszfor trágyázásnak 10-12%-os hatása volt és utóhatása a P trágyázási múlt függvénye. A foszfor tápanyag ellátás a rozs termésbiztonság növelésének egyik lehetősége az időjárási tényezőkkel szemben (Cserni 1982, 1983a, 1995). Kukorica monokultúrában igen gyenge humusz tartalmú talajainkon a nagyobb P adagok esetén a foszfor migrációjával is számolhatunk. A talaj Al-P2O5 tartalmának 10 mg/kg-mal való növeléséhez 90 kg/ha körüli P2O5-re van szükség. Melioratív P trágyázás csakis a talaj heterogenitások kiegyenlítésére javasolt. A foszforral rosszul ellátott talajainkon a tervezett termés foszfor igényét meghaladó P trágyázás célszerű, míg a jobb ellátottságúaknál már elegendő a terméssel kivont P pótlása (Cserni 1982, 1984). Bauer vetésforgó kísérleteiben az egyszeres adag műtrágya (30:15:15 kg/ha/év N, P2O5 és K2O hatóanyag) 6, a duplája 4,5, míg a háromszorosa 3 GE/ha termésnövekedést eredményezett. A 180 kg/ha-on felüli tápanyag adagok már alig adtak pozitív hatást, és esetenként csökkentették is a termést. A termőév kimaradással járó fővetésű zöldtrágyázás még pillangósok esetében is olyan terméskieséssel járt, hogy az homok talajon veszteséges volt (Bauer 1976a, 1976b, 1979, Cserni és Bauer 1998). A tartamkísérletek igazolták, hogy az év kiesés nélkül közbeiktatott szöszös-bükkönyös rozsot és somkórót célszerűbb alászántás helyett feltakarmányozni, a tarló és gyökér maradványokat leszántva gyűrűs hengerrel lezárni és másodnövényekkel hasznosítani („kecskeméti módszer”) (Bauer 1976a, 1976b, 1979, Bauer és Cserni 2002). Kulcsszavak: vetésforgó, monokultúra, tápanyagmérleg

209

CSERNI I.

INTEGRATED AGRICULTURE AND INVESTIGATION TO IMPROVE SOIL FERTILITY IN LONG TERM TRIALS ON MANTLE SAND SOILS BETWEEN THE DANUBE AND THE TISZA I. CSERNI INSTITUTE OF ENVIRONMENT SCIENCE, COLLEGE FACULTY OF HORTICULTURE, KECSKEMÉT Results obtained in our long term trials from 1955 to 1984 can be summarized as follows: In our sunflower stubble green manure trials ploughing under prior to flower budding resulted in a yield surplus. Sunflower green manure ploughed under after flowering reduced yield (Bauer 1973c). Phosphorus fertilization in a stable manure crop rotation proved to be superior only if the doses of 3 years were applied at the same time (Bauer 1971, 1973a). In a hairy wetch – rye crop - rotation P also increased yield when the doses of 3 years were applied at the same time under the green manure. In crop rotations 30 kg/ha/year P2O5 sufficed to maintain P balance. P fertilization affected yield reliability positively (Bauer and Cserni 1984a). In a melilot crop rotation 30 kg/ha/year P2O5 satisfy the P requirement of crops. In the same time melilot increased yield considerably even without P fertilizers (Bauer and Cserni 1984b). In rye monoculture the P nutrient supply was balanced by 25 kg/ha/year doses. In soils of very poor P supply 60 kg/ha P2O5 increased yield to the level of that of soils of good P supply. P fertilization increased yield by 10-12%; after-effects depended on preceding applications. P application is one possibility to increase yield reliability in rye under adverse weather conditions (Cserni 1982, 1983a, 1995). In maize monoculture, in soils of very poor humus content, P migration can also be expected if higher P doses are applied. In order to increase the AL-P2O5 content of soils by 10 mg/kg about 90 kg/ha P2O5 is needed. Meliorative P fertilization is only recommended to counterbalance heterogeneity in soils. In soils of poor P supply it is advisable to apply P surpassing the P requirements of the planned crops. In soils of suitable P supply it is sufficient to replace P taken up by the crop (Cserni 1982, 1984). In Bauer’s crop rotation trials GE/ha (grain equivalent/ha) was increased 6- fold by a dose of 30:15:15 kg/ha/year N:P2O5:K2O; 4,5- fold by the double dose and 3- fold by the triple dose. Doses over 180 kg/ha hardly showed positive effects, in some cases they even decreased yield (Bauer 1972). Main crop green manures caused severe yield losses in sandy soils when the crop year was interrupted even when legumes were used (Bauer 1976a, Cserni and Bauer 1998). Long term trials showed that hairy wetch and melilot intercrops should be foddered instead of being ploughed under without losing a crop year; stubble and root residues should be tilled and closed by a ring roller for the succeeding crop (Kecskemét system) (Bauer 1976a, 1976b, 1979, Bauer and Cserni 2002). Key words: crop rotation, monoculture, nutrient balance

210

KUTATÁSOK DUNA-TISZA KÖZI LEPELHOMOK TALAJON

Bevezetés A Duna-Tisza közén a XX. század első felében kezdődtek el az első homokkutatási kísérletek Westsik Vilmos vezetésével. Később, több éves szünet után indultak újra Bauer Ferenc kezdeményezésére, majd Cserni Imre és több munkatárs közreműködésével az 1955-ben Növénytermesztési Osztállyá szerveződött kutatócsoporttal a mai Zöldségtermesztési Kutató Intézet Rt. jogelődjében. Az eredményeket számos tudományos dolgozatban, szakcikkben foglaltuk össze. Szakmai előadások és kísérleti bemutatók útján pedig sok száz DunaTisza közi gyakorlati szakember számára váltak az eredmények ismertté. A „profiltisztítás”, majd „pénzhiány” címszavak égisze alatt a kecskeméti tartamkísérletek az 1980-as évek derekán megszűntek A 24 éves szántóföldi homokhasznosítási tartamkísérleteket befejeztük és 2 év utóhatás vizsgálatát elvégeztük. A kísérlet második ciklusának és utóhatás vizsgálatának feldolgozása és kiértékelése még mind a mai napig várat magára. Ez a munka minden anyagi támogatás híján, kutatói lelkesedéstől hajtva halad csak. A múlt század derekától az 1980-as évekig a kecskeméti homokkutatások a lepelhomok talaj tápanyag-gazdálkodására és a szántóföldi növények növény táplálására korlátozódtak. Ezen kísérletek gerincét a Bauer-féle homoki vetésforgó tartamkísérletek (Bauer 1976a), az egységes országos műtrágyázási kísérlettel (Hammer 1977) és az úgynevezett KGST tartamkísérletek képezték (Cserni 1982). Eredmények Tarlónapraforgó zöldtrágyázási kísérletek célja a napraforgó zöldtrágya alászántásának és a kiegészítő N műtrágyázás idejének vizsgálata volt. A napraforgó igen korai, bimbózás előtti alászántása csak akkor eredményezett némi terméstöbbletet, ha a N trágya adagok a vetésforgóban közelebb kerültek a zöldtrágyázást követő növényekhez. Az elvénülten, virágzás után alászántott napraforgó zöldtrágya minden kezelésben termés csökkenést eredményezett (Bauer 1973b). A P műtrágya hatékonyságának vizsgálatára istállótrágyával és zöldtrágyákkal kombinálva több tartamkísérletet végeztünk vetésforgókban. Az istállótrágyás vetésforgóban bebizonyosodott, hogy a három évre szóló P műtrágya egy adagban való kiszórása célszerű (Bauer 1971). Somkórós vetésforgóban a P műtrágya elhelyezésének ± 5-6%-os hatását tapasztaltuk. A somkóró mélyre hatoló gyökérzetének foszfor feltáró tulajdonsága miatt a 30 kg/ha P2O5 elegendőnek mutatkozik a növények foszfor szükségletének kielégítésére. A somkóró termésnövelő hatás műtrágyázás nélkül is jelentős volt két évig (Bauer és Cserni 1984b).

211

CSERNI I.

Szöszös-bükkönyös vetésforgóban a foszfor termésnövelő hatása akkor bizonyult legjobbnak, ha a háromévi foszfor adagot a szöszös-bükköny zöldtrágya alá adtuk. A foszfor mérlegek egyensúlyban tartásához 30 kg/ha/év P2O5 hatóanyagra volt szükség. A foszfor műtrágyázás termés biztonságot növelő hatása és utóhatása is pozitívnak bizonyult (Bauer és Cserni 1984a). Műtrágyázással kombinált zöldtrágyák és istállótrágyák hatását is vizsgáltuk vetésforgó tartamkísérletekben és megállapítottuk, hogy a műtrágyákhoz adott istállótrágya hosszú távon is termésnövekedést eredményezett. A somkórós és a szöszösbükkönyös-rozs zöldtrágya csak kezdetben növelte jelentősen a termést. A tarlónapraforgó zöldtrágya nitrogén műtrágya kiegészítéssel az első évben is szerény mértékben növelte a termést (Bauer és Prohászka 1987). A foszfor tápanyag-gazdálkodás kukorica monokultúrában kísérleteinkből megállapítottuk, hogy a talaj AL-P2O5 tartalmának szezondinamikai vizsgálatai ugyan eltéréseket mutattak a tenyészidő alatt, de egy-egy kezelés hasonló ellátottsági tartományban maradt. A 0,32% humusztartalmú homoktalajainkon nagyobb foszfor adagok esetén a foszfor migrációjával is számolnunk kell, ami a talaj mélyebb rétegeire is kiterjed. A talaj AL-P2O5 tartalmának 10 mg/kg-mal való növeléséhez 100 kg/ha körüli P2O5–re van szükség. Melioratív foszfortrágyázást csakis a talaj heterogenitások kiegyenlítésére javasoljuk. A foszforral rosszul ellátott talajainkon a tervezett termés foszfor igényét meghaladó foszfortrágyázást célszerű végezni, míg a jobb ellátottságúaknál már elegendő a terméssel kivont foszformennyiség pótlása. A P-mérleg 30 kg/ha/év körül van kukorica monokultúrában. A foszfor hatékonysága az igen gyenge és a jó ellátottsági tartományba tartozó talajainkon 8,1-ről 1,6-ra csökkent. A 6-8 leveles kukorica N:P aránya jól jelzi talajainkon is a foszfor ellátottságot, ami a tápláltsági állapotra utal. A talaj foszfor ellátottságával növekedett a címerhányáskori levél foszfor tartalma is. Az intenzív, savanyúan ható műtrágyák eredményeként a talaj pH-ja 16 év alatt a semlegesről 4,0-re csökkent (Cserni 1971, 1982, 1983a, 1984). Rozs monokultúrában a foszfor tápanyag - mérleg átlag 25 kg/ha/év P2O5 hatására jut egyensúlyba. Igen gyenge foszfor ellátottságú talajon 60 kg/ha P2O5 hatására már a jóelláttsági szinten kapott terméseredmények érhetők el. A foszfortrágyázásnak 10-12%-os főtermék növelő hatása volt, míg utóhatása a foszfortágyázási múlt függvénye. A foszfor tápanyagellátás bizonyos mértékig a rozs termésbiztonság egyik lehetősége az időjárási tényezőkkel szemben (Cserni 1971, 1982, 1983b, 1985, 2004, Cserni és Bauer 1998). A talaj foszfor ellátottságának növekedése a kukoricaszemekben foszforcink antagonizmust jelzett (Prohászka és Cserni 1969). A tartamkísérletek termésadatai alapján meghatározható, hogy a változó költség- és hozamszintek mellett milyen termékenységű homoktalajon lehet még elfogadható eredménnyel szántóföldi növénytermesztést folytatni. A leggyengébb homoktalajokon helye van a rozsmonokultúrának, az ún. „örök 212

KUTATÁSOK DUNA-TISZA KÖZI LEPELHOMOK TALAJON

rozs”-nak is (Bauer 1976, Cserni 1982). Ahol azonban már ez sem gazdaságos, ott következik az időszakos juhlegelőként még némi hasznot hozó parlagoltatás, vadgazdálkodás, nemzeti parkhoz csatolás. A tartamkísérlet legfőbb értéke, hogy megbízható, számszerű adatokat szolgáltat a gyakorlatnak a különböző minőségű homoktalajokon, és különböző belterjességű növénytermesztés esetén várható műtrágya hatékonyságra és annak szervestrágyázással való befolyásolhatóságára. Irodalom Bauer, F. (1971): Foszforműtrágya elhelyezése istállótrágyás vetésforgóban Duna-Tisza közi lepelhomok talajon. Talajtermékenység. 4, 175-193. Bauer, F. (1973a): Phosphordüngung in der Fructfolge. VII. Weltkongress für Düngungsfragen. Adhandl. 15-19. Mai. 1972. Wien und Baden. 243-244. Bauer, F. (1973b): Tarlónapraforgó zöldtrágyázási kísérletek vetésforgóban Duna-Tisza közi lepelhomok talajon. Növénytermelés. 22, (2) 157-172. Bauer, F. (1976a): Növénytermesztés és tápanyag-gazdálkodás Duna-Tisza közi homoktalajokon. Akadémiai doktori értekezés. Kecskemét. Bauer, F. (1976b): Mineral fertilization and nutrient balance of sandy soils between the Danube and Tisza. VIII. International Fertilizer congress. Moscow. Papers offorage participants. Section 4-5, 2, 81-89. Bauer, F. (1979): Növénytermesztés és tápanyag-gazdálkodás Duna-Tisza közi homoktalajokon. Agrártudományi Közl. 38, (3-4) 333-338. Bauer, F. (1984a): Növénytermesztés és tápanyag-gazdálkodás Duna-Tisza közi homoktalajokon. MAE Talajtani Társaságának Vándorgyűlése Kecskemét, 1983.szept. 2-3. Agrokémia és Talajtan. 33. (1-2) 170-174. Bauer, F. (1984b): Efficiency studies of mineral fertilizers and manures on sandy soils between the Danube and Tisza in long-term Trial of 24 years. 9th CIEC World Fertilizer Congress. 1984. June 11-16. Budapest, Hungary. Proceedings Vol. 1. 61-63. Bauer, F., Cserni, I. (1984a): Foszforműtrágya elhelyezése szöszös-bükkönyös rozsos vetésforgóban Duna-Tisza közi lepelhomok talajon. Növénytermelés. 33, (1) 49-65. Bauer, F., Cserni, I. (1984b): Foszforműtrágya elhelyezése somkórós vetésforgóban Duna-Tisza közi lepelhomok talajon. Növénytermelés. 33, (6) 535-547. Bauer, F., Cserni, I. (2002): Növénytermesztés és tápanyag-gazdálkodás Duna-Tisza közi lepelhomok talajokon. Tartamkísérletek, tájtermesztés, vidékfejlesztés, Nemzetközi konferencia. Debrecen, 2002. június 6-8. I. 91-96. Bauer, F., Prohászka, K. (1987): Műtrágyázással kombinált zöldtrágyák és istállótrágya hatásának összehasonlítása vetésforgó tartamkísérletben a Duna-Tisza közi lepelhomok talajon. Növénytermelés. 36, (6) 463-479. Cserni, I. (1971): A talaj oldható foszfortartalmának évenkénti szezondinamikai változása és a tartalékoló foszfortrágyázás Duna- Tisza közi lepelhomok talajon. Agrártudományi Közl. 30, (4) 511-514. Cserni, I. (1982): Kukorica és rozs foszforműtrágyázás lepelhomok talajon. Kandidátusi értekezés. Kecskemét. Cserni, I. (1983a): A talaj AL oldható foszfor tartalmának alakulás évenkénti és feltöltő műtrágyázás esetén lepelhomok talajon. Agrokémia és Talajtan. 32, (1-2) 97-119. Cserni, I. (1983b): Lepelhomok talaj P-ellátottsága és a P-műtrágyázás hatékonysága kukorica és rozs monokultúrában. Növénytermelés. 32, (4) 329-338. Cserni, I. (1984): Duna-Tisza közi lepelhomok talajok P tápanyag-gazdálkodása. Talajtani Társaság 1983. évi Vándorgyűlése Kecskemét. Agrokémia és Talajtan. 33, (1-2) 240-244.

213

CSERNI I. Cserni, I. (1985): Phosphorus regime of sandy soils. Fight Against Hunger Through Improved Plant Nutrition. 9th World Fertilizer Congress Proceedings. Budapest. June 11-16. 1984. 2, 367-369. Cserni, I. (1995): Az ökológiai adottságokhoz alkalmazkodó gazdálkodás távlatai a Duna-Tisza közén. Agrokémia és Talajtan. 44, (3-4) 539-544. Cserni, I. (2004): Integrált növénytermesztés és talajtermékenység növelő kutatások a Duna-Tisza közi homokhátságon vetésforgó rendszerű tartamkísérletekben. Talajtani vándorgyűlés. Kecskemét, 2004. augusztus 24-26. Talajvédelmi Alapítvány 77-81. Cserni, I., Bauer, F. (1998): A kecskeméti homokkutatás múltja, jelene és jövője. Az MTA Talajtani és Agrokémiai Bizottsága c. tudományos tanácskozás. Homoktalajok hasznosításának időszerű kérdései a hazai homokkutatások tükrében. Kecskemét 1997. aug. 28. KÉE KFK kiadványa 35-44. Hammer, E. (1977): Műtrágyázási kísérletek kukorica monokultúrában Duna-Tisza közi homoktalajon. NEVIKI. Keszthely. 82-89. Prohászka, K., Cserni, I. (1969): Növekvő foszforműtrágya adagok hatása monokultúrában termesztett kukoricaszemek Mn, Zn és Cu tartalmára Duna-Tisza közi lepelhomok talajon. Növénytermelés. 18, (3) 75-81.

214


MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA AZ ŐSZI BÚZA ÉS KUKORICA SZEMTERMÉSÉRE TÁPELEMHIÁNY ÉS TÁPELEMFELESLEG KIALAKULÁSAKOR, AZ ORSZÁGOS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLETEKBEN DEBRECZENI BÉLÁNÉ PANNON EGYETEM, GEORGIKON KAR, KESZTHELY A tápelemek sokirányú szerepet játszanak a növények élettani és biokémiai anyagcsere folyamataiban. A termesztendő növények érzékenysége a tápelemek hiányára vagy többletére, -arányára különböző. A nitrogén termésképző hatása annál eredményesebb, minél kedvezőbb a növények többi tápelemmel való ellátottsága. A foszfor termésnövelő hatása nem látványos, ugyanakkor az őszi búza érzékenyen reagál a foszforhiányra, a kukoricánál viszont a káliumhiány okozhat terméscsökkenést. A tápelemek hiánya vagy feleslege összefügg a talajok termőképességével, tápanyagellátottságával, valamint a csapadék általi vízellátással. Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek 1967-ben eltérő agroökológiai adottságú kísérleti talajokon, 20 műtrágyázási kezeléssel kerültek beállításra. Tartamkísérletekben, négyéves vetésforgókban, 32 éven át, az őszi búza és a kukorica növényeknél megvizsgáltuk a különböző (0-N-NP-NK-NPK) műtrágyázási kezelések hatását, növekvő műtrágya adagok (eltérő NPK-arányok) és a kísérleti talajok által biztosított tápanyagellátás alapján kialakult hatáskülönbségek megállapítását. Jelentős terméskiesés a trágyázatlan, N-feleslegnél, Phiánynál (búza) és K-hiánynál (kukorica) volt. Kulcsszavak: NPK-tápelemek hiánya, feleslege, műtrágyázás, növények érzékenysége

EFFICIENCY OF FERTILIZATION ON THE GRAIN YIELD OF WINTER WHEAT AND MAIZE IN NUTRIENT-DEFICIENT AND NUTRIENT-SURPLUS TREATMENTS IN THE LONGTERM FERTILIZATION TRIAL NETWORK (OMTK) K. DEBRECZENI GEORGIKON FACULTY, PANNON UNIVERSITY, KESZTHELY Different crops respond to nutrient surplus or deficiency very differently. The more beneficial the plant supply with other nutrients is, the more efficient the yield increasing effect of N. Nutrient stress caused by N surplus or deficiency results in poor grain development. The yield increasing effect of P is not very considerable, but winter wheat is especially sensitive to P deficiency, while maize is sensitive to K deficiency, which remarkably decreases yield. The excess or deficiency of nutrients depends also on the nutrient status of the soil, which is considerably influenced by the different soil characteristics and water supply as well. The National Long-Term Field Fertilization Trials, which form a unique network in Hungary, were set up in 1967 in different agroecological regions of the country, with 20 fertilization treatments (0-N-NP-NK-NPK). The fertilizer effects were examined in our study in four-year crop rotations, 8 cycles (32 years) of the winter wheat and maize. The yield decrease was considerable in unfertilized plots, P-deficiency (wheat) and K-deficiency (maize). Key words: N-P-K-nutrient deficiency and surplus, fertilization, crop sensitivity

215

DEBRECENI B-NÉ

Bevezetés Egyes növények tápelemigényét zavaró hiány vagy felesleg hatása termőhelyi viszonyoknál, a növények érzékenysége szerint jelenik meg. Az agroökológiai tényezők, klimatikus évjárathatások, a talajtulajdonságok a szükséges tápelemek mennyisége és azok szolgáltatása, a termésképzést meghatározó mértékben befolyásolják. N hiány vagy felesleg a növekedést, a fitohormon-háztartást jelentős mértékben befolyásolja, a gabonanövények szemképződését gátolja (Debreczeniné 1999). A fejlődés korai szakaszában előforduló N-hiány kedvezőtlen lehet a búzánál a bokrosodásra, a kalászt hozó szárak számára, a szemtömeg képződésre. P-hiány az energiaszerzés és átadás folyamatát, az öröklődési információkat, termő-képességet, az érésidőt és más élettani folyamatok zavarát okozhatja. A K nélkülözhetetlen az enzimatikus folyamatokban, vízforgalomban, ellenálló-képesség javításában. Hiánya a kisebb molekulájú szénhidrátok és oldható N-vegyületek felhalmozódását serkentheti, a kuloricánál esetenként jelentős terméscsökkenést okozhat. Ha a növények tápanyagszükségletét egy adott termőtalaj nem tudja biztosítani, egy vagy több eszenciális tápelem (N-P-K) esetén, több éven kersztüli trápanyagkiegészítés nélküli gazdálkodásnál, akkor csak a közismerten terméstömeget növelő Nműtrágya alkalmazása nem garantálhatja az elvárt sikert. Korábban, a növények hajtásrészeinek diagnosztikai tápelemekre jellemző hiánytünetek vizsgálata alapján állapították meg a tápanyaghiányokat (Bergmann 1988). Ma már, a talajokról és a növényekről korszerű laboratóriumi elemzések alapján lehet pontosabb információkhoz jutni (Bergmann 1993, Kádár 1980, 1986, 1992). Anyag és módszer Az 1967-évben OMTK hálózati szántóföldi kisparcellás kísérletek, növekvő adagú műtrágyákkal és eltérő tápelemaránnyal (0-N-NP-NK-NPK) 20 kezeléssel, négyismétléssel kerültek beállításra. Melyek jelenleg 9 kísérleti helyen, az őszi búza-kukorica-kukorica-borsó (17A) és őszi búza-kukorica-kukorica-őszi búza (17B) vetésforgókkal, valamint 4 monokultúrás kukoricával (17C) folytatódnak. Az első évtől meglévő kísérletek a 17-es jelölést viselik. A műtrágyázási kezelésekben alkalmazott N-P-K-adagok hatóanyagtartalma az 1. táblázatban látható. A dolgozatban a Martonvásárhoz területileg közeli Nagyhörcsök és Iregszemcse mészlepedékes csernozjom talajain beállított őszi búza és kukorica 1967-1999 kísérleti évek közötti, nyolc rotáció terméseredményei (t/ha) kerülnek bemutatásra. A termések feldolgozásának módszere: a 20 tápanyagkezelésű 2 búza és 2 kukorica szemterméseit (t/ha) rotációnként átlagoltuk. A termésátlagoktól való + - kezeléshatások rotációnkénti eltéréseit az I-VIII. vetésforgókból összesítettük (kumuláltuk). A „legyező” típusú ábrákon a rotáció búza és kukorica szemtermés átlagait az ábrák 0-tengelyére helyeztük. Az átlagtól való + - kezelés eltéréseket a 0N-NP-kezeléseknél az ábrákon szaggatott vonalakkal, az NK-NPK-kezeléseknél folyamatos vonalakkal ábrázoljuk. A rotációk 2 őszi búza és 2 kukorica átlagterméseit az egyes ábrák alsó részén feltüntettük. A kísérleti talajok néhány fontosabb talajvizsgálati eredményei a 2. táblázatban láthatók.

216

MŰTRÁGYAHATÁS TÁPELEMHIÁNY ÉS -FELESLEG KIALAKULÁSAKOR 1. táblázat. A 17B-kísérletek NPK-kezeléseinek N, P2O5, K2O hatóanyag mennyiségei kg/ha/év Tápelemek 1N 2N 3N 4N 1P 2P 3P 1K 2K

1. rotáció (1967-71) Őszi búza Kukorica 35 40 70 80 105 120 140 160 35 35 70 70 105 105 70 100 140 200

2.-3. rotáció (1972-79) Őb.-Kuk. 50 100 150 200 50 100 150 100 -

4.-5. rotáció (1980-87) Őb.-Kuk. 50 100 150 200 50 100 150 100 -

6. rotációtól (1988-tól) Őszi búza Kukorica 100 100 150 150 200 200 250 250 60 60 120 120 180 180 100 200 150 250

2. táblázat. A 17B-kísérlet talajainak néhány vizsgálati eredménye a tartamhatás 12. és 32. évében Hely és NPK kezelés (1979, 1999. években) 12. és 32. évben Nagyhörcsök 000 Nagyhörcsök 221 Iregszemcse 000 Iregszemcse 221

pHKCl 12 7,08 7,26 7,35 7,32

32 7,40 7,39 7,35 7,42

Humusz % 12 3,24 2,72 2,26 2,55

32 2,61 2,86 2,07 2,12

AL-P2O5 mg/kg 12 65 203 151 213

32 85 248 146 306

AL-K2O mg/kg 12 163 225 169 238

32 156 277 141 269

Eredmények és következtetések Az őszi búza termések kumulatív eltérései mészlepedékes csernozjom talajon Az őszi búza kezelésenkénti terméseinek kumulatív eltéréseit (t/ha) Nagyhörcsökön az 1., Iregszemcsén a 2. ábra mutatja be (I-VIII. rotáció). Ttrágyázatlan (000-NPK) kezelés. Mindkét kísérleti helyen nagymértékű a terméscsökkenés, ami a tartamhatás során a tápelemek kumulált hiányának tulajdonítható. Nagyhörcsök trágyázatlan kezelésében az átlagoktól való kumulatív eltérés negatívuma (-14,38 t/ha) nagyobb mértékű, mint Iregszemcsén (-11,33 t/ha). Ez feltehetően a nagyobb csapadékhiányra vezethető vissza. Egyoldalú N-műtrágyázás. Növekvő adagú N-kezelésekben (100, 200, 300) a tápelemarány kumulatív torzulása, a P és K-tápelemek hiányának növekedése, ill. a N-jelentős többlete, a N-túltrágyázás nemkívánatos mértékű, negatív eltéréseket okozott. Nagyhörcsökön kedvezőtlenebb mértékben. A foszforműtrágyázás hiánya és alkalmazása. Növekvő N-adagok, ill. az NK-műtrágya kombinációk (101, 201, 301) P-műtrágyázás nélkül, az őszi búzának P-szegény tápanyagellátást jelentenek. A negatív hatás Nagyhörcsökön jelentősebb, ami részben a talajok oldható P-tartalmának különbözőségével de a csapadékszegényebb viszonyokkal is magyarázható.

217

DEBRECENI B-NÉ

A kálium műtrágyázás hatása Növekvő N-műtrágyázás P-nélkül, de azonos Kműtrágya adagokkal (101, 201, 301) a búza termésének az átlagokhoz viszonyított + - eltéréseit Nagyhörcsökön némileg közelebb vitte az átlagokhoz. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15

t/ha

321 221 431 311 211 320 220 310 121 210 111 120 110

Nagyhörcsök ő. búza

301 101 201 300 200 100 000 I. II. 2,88 3,58

III. 3,1

IV. V. 4,67 3,78

VI. 4,94

VII. 4

000

VIII. 2,86

1. ábra. Őszi búza termésének az átlagtermésektől való eltérései, NH 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13

311 221 431 320 310 220 210 121 110 111 120 200 201 300 100 101 301

t/ha

Iregszemcse ő.búza

000 I.

II.

III.

IV.

V.

VI.

VII.

VIII.

3,35

4,01

2,63

4,68

3,72

5,8

4,49

2,09

2. ábra. Őszi búza termésének az átlagtermésektől való eltérései, IR

218

MŰTRÁGYAHATÁS TÁPELEMHIÁNY ÉS -FELESLEG KIALAKULÁSAKOR

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16

211 311 111 321 310 121 431 221 210 301 320 220 110 120 101

Nagyhörcsök kukorica

t/ha

201 300 200 100 000 I.

II.

III.

IV.

V.

VI.

VII.

VIII.

5,73

6,82

7,23

6,25

7,18

4,24

5,99

8,83

3. ábra. A kukorica termésének az átlagtermésektől való eltérései NH 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10

t/ha

321 311 211 201 221 301 121 111 431 101 220 300 200 110 100 310 320 210

Iregszemcse kukorica

120

000 I. 5,99

II. 7,27

III. 6,23

IV. 6,96

V. 8,9

VI. 4,73

VII. 9,67

VIII. 10,52

4. ábra. A kukorica termésének az átlagtermésektől való eltérései IR

219

DEBRECENI B-NÉ

Nagyhörcsökön a kedvezőbb hatás a csapadékban szegényebb adottsággal rendelkező kísérleti talajon a kálium vízháztartást javító tulajdonságára utal. Növekvő N-P-K-műtrágyázás. Két kísérleti helyen, a búzaterméseket a kezelésátlagokhoz viszonyított + - eltérési módszerrel tesztelve megállapítható, hogy a legkedvezőbb műtrágyázási kezelések, mindkét kísérleti helyen a 211, 221, 311, 321 -NPK- voltak. A kukorica termés kumulatív eltérései mészlepedékes csernozjom talajon A kukorica kezelésenkénti terméseinek az kumulatív eltéréseit (t/ha) Nagyhörcsökön az 3., Iregszemcsén a 4. ábra mutatja be (I-VIII. rotáció). Trágyázatlan (000-NPK) kezelés. A két kísérleti helyen feltűnően nagy a terméscsökkenés, Nagyhörcsökön a kumulatív negatív eltérés (-13,89 t/ha) nagyobb, mint Iregszemcsén (-8,78 t/ha). A terméscsökkenést a talajban trágyákkal 32 évig nem pótolt tápelemek halmozódó hiánya okozta. Egyoldalú N-műtrágyázás. Növekvő adagú N-műtrágyázás (100, 200, 300) a tápelemarány torzulása, a N-túltrágyázás, jelentős terméskiesést okozott, úgy mint az őszi búzánál, de sokkal nagyobb mértékben. P-hiány. A P-nélküli, növekvő adagú. NK kombinációk (101, 201, 301) a kukoricánál nem okoztak jelentős negatív hatást, bár más P-nélküli kezelések is előfordulnak a negatív mezőben, az elemek aránytalansága miatt, a két talajon eltérően, ami az oldható P-tartalom különbözőségével magyarázható. A kálium műtrágyázás. A kukorica káliumigényes növény. Nagyhörcsök és Iregszemcse kísérleteiben a K-kezeléseknél a kukorica szemterméseinek + eltérései az átlagtermésekhez viszonyítva, általában a pozitív tartományban találhatók. Iregszemcsén az NPK-kezelések a kukorica terméseinek kumulált + eltéréseit mind a +-mezőben, a K-nélküli (NP) kezelések terméseinek eltéréseit pedig mind a negatív tartományban (szaggatott vonalak) láthatjuk. Az NPK-műtrágyázási kezelések hatása. A két talajon, Nagyhörcsök és Iregszemcse esetében is, a kukorica szemterméseinek t/ha (+ -) kumulatív eltérései a 111-211-311-121-221-321-421 NPK kezelések a pozitív mezőnyben találhatók. Legkedvezőbb szemterméseket képző NPK kezelésként a 32-év alatt Nagyhörcsökön az NPK 311, 211, 111 kombinációit, Iregszemcsén pedig az NPK 321, 311, 211 kombinációit emelhetjük ki. Irodalom Bergmann, W. (1988): Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen. G.F.Verlag Jena Bergmann, W. (1993): Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen. G.F.Verlag Jena-Stuttgart. Debreczeni, B-né. (1999): Tápanyag-gazdálkodás. (szerk.: Füleky, Gy.) Mezőgazda. Bp. 30-45. Kádár, I. (1980): Növényanalízis alkalmazása az agrokémiai szaktanácsadásban és kutatásban. Agrokémia és Talajtan, 29. 323-344. Kádár, I. (1986): Talajvizsgálatok felhasználása az agrokémiai szaktanácsadásban és kutatásban. Agrokémia és Talajtan, 35: 415-430 Kádár, I. (1992): A növénytáplálás alapelvei és módszerei. MTA TAKI-AKAPRINT. Budapest.

220


TARTAMKÍSÉRLETEK SZEREPE A GABONA MINŐSÉGVIZSGÁLATOKBAN GYŐRI ZOLTÁN DEBRECENI EGYETEM MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR, DEBRECEN A szántóföldi kísérletek lehetőséget adnak a kutató számára a genetikai, környezeti és agrotechnikai tényezők szinte korlátlan kombinálására, s ezáltal az egyes termesztési elemek (fajta, tápanyagellátás, öntözés, vetésforgó, talajművelés, növényvédelem) elkülönített hatásának számszerűsítésére. Ezzel szemben a tartamkísérletek kiegészülnek annak vizsgálatával, illetve vizsgálhatóságával, hogy a hosszú időszakon keresztül folytatott egységes agrotechnikai tevékenység hogyan módosítja ezeket az alapvető összefüggéseket. Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérlet (OMTK) mintáinak több mint 20 éve tartó elemzése során választ kerestünk például olyan kérdésekre, hogy az elemek közül a nagydózisú szuperfoszfát kezelés - kísérőelemeinek köszönhetően - változtatta-e az őszi búza és kukorica szemtermés stroncium tartalmát? Mennyiben érvényesült a P-Zn kölcsönhatás a szemtermésben, illetve hogyan alakult a táplálkozásélettani szempontból fontos ásványi elemek, aminosavak koncentrációja és aránya a gabonafélék esetében, továbbá a technológiai minőség alakulására milyen tartamhatások állapíthatóak meg? Jelen tanulmány az őszi búza fehérje-, nedves sikér tartalmának és P/Mg arányának termőhelyés műtrágya-reakcióját mutatja be. Kulcsszavak: őszi búza, fehérjetartalom, nedves sikér tartalom, foszfor-magnézium arány, NPK műtrágyázás

ROLE OF LONG TERM FIELD EXPERIMENTS IN THE QUALITY ANALYSIS OF CEREALS Z. GYŐRI UNIVERSITY OF DEBRECEN, FACULTY OF AGRONOMY, DEBRECEN Field trials give researchers possibilities for the almost unlimited combination of genetic, environmental and agronomy factors, and thus the determination of individual effects of different elements of production (variety, nutrient supply, irrigation, crop rotation, soil cultivation, plant protection). Long term field experiments make it possible to analyze how one-sided, unbalanced agronomical activity, carried on for a longer period, modifies these general relations. We have found answers for the following questions by the examination of samples from the National Long Term Mineral Fertilization Trials (OTMK) for more than 20 years: did treatments by superphosphate change the element content of corn (e.g. strontium) due to its mineral contaminants; how did it effect the phosphorus-zinc interrelationship; what changes are noticeable in the concentration of mineral nutrients and amino acids in the case of cereals and what kind of long term effect is observable in the formation of technological properties? This paper presents the effect of cropping site and mineral fertilization on the protein content, wet gluten content and P/Mg ratio of winter wheat grains. Key words: winter wheat, protein content, wet gluten content, phosphorusmagnesium ratio, NPK mineral fertilization

221

GYŐRI Z.

Bevezetés A szántóföldi kísérletek lehetőséget adnak a kutató számára a genetikai, környezeti és agrotechnikai tényezők szinte korlátlan kombinálására, s ezáltal az egyes termesztési elemek (fajta, tápanyagellátás, öntözés, vetésforgó, talajművelés, növényvédelem) elkülönített hatásának számszerűsítésére. Ezzel szemben a tartamkísérletek kiegészülnek annak vizsgálatával, illetve vizsgálhatóságával, hogy a hosszú időszakon keresztül folytatott egységes agrotechnikai tevékenység hogyan módosítja ezeket az alapvető összefüggéseket (Debreczeni 2002). A hosszú éveken keresztül folytatott műtrágyázás hatása a talaj-növény rendszerre különböző lehet (Blaskó et al. 1998, Németh 1996, Csathó 2004). A termésnövekedésen túlmenően nem elhanyagolható a növényminőségre gyakorolt hatás sem. Ezek közül vannak olyanok, amelyek rövidtávon érvényesülnek, pl. fehérjetartalom, mások pedig csak évtizedek múlva jelentkeznek. Ilyen időintervallumban a harmonikus NPK műtrágyázás esetén is jelentős változások következhetnek be a kísérő elemek miatt, vagy a makro műtrágyák talajtulajdonságokat, elemfelvehetőséget befolyásoló hatása miatt. Természetesen ehhez a minőségvizsgálatok körét is szélesíteni kell, s ezek közül - az élelmiszerbiztonság miatt is - egyes elemek koncentrációjának változása különös jelentőséggel bír. Az 1967-ben indított Országos Műtrágyázási Tartamkísérlet (OMTK) vizsgálatainak célja a tápanyagellátás, az évjárat és az elővetemény hatásának vizsgálata különböző talajtípusokon a termés mennyiségi és minőségi paramétereire. Az OTMK kísérlet segítségével az egységes, eltérő makroelemösszetételű (NPK) műtrágyázás hatását tudjuk elemezni. A kialakított relatív nitrogén, foszfor és káliumhiány vagy többlet következményeit mérhetjük egyegy fajta termésmennyiségén és minőségén. A szemtermés elemtartalmának meghatározását húsz éve a Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Élelmiszertudományi és Minőségbiztosítási Tanszéke végzi, így az évenkénti analízisen túl a folyamatok változásának irányát is figyelemmel tudjuk kísérni. Munkánk során választ kerestünk olyan kérdésekre, mint az elemek közül a nagydózisú szuperfoszfát kezelés kísérőelemeinek köszönhetően változott-e az őszi búza és kukorica szemtermés stroncium tartalma, mennyiben érvényesült a P-Zn kölcsönhatás a szemtermésben, illetve hogyan alakult a táplálkozásélettani szempontból fontos ásványi elemek, aminosavak koncentrációja és aránya, valamint a technológiai minőség mutatóiban milyen tartamhatások állapíthatók meg. A promt analízis mellett a minták archiválásával lehetőségünk nyílt egy olyan mintaadatbázist létrehozni, amelyhez visszanyúlva számos egyéb, új igényként felmerülő kutatási célra kereshetünk választ, így például a különböző gabonafélék szemterméséből fermentálható etanol mennyiségére, valamint arra, hogy a modern infra mérőműszerek mérési eredményeire hatással van-e a termőhelyek nem kiegyensúlyozott tápanyagszintje. 222

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS GABONA MINŐSÉGVIZSGÁLAT

Anyag és módszer A vizsgált őszi búza fajták az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletből (OMTK) származnak. Az 1967-ben beállított kísérletsorozatot Bicsérd, Iregszemcse, Putnok, Karcag, Nagyhörcsök, Keszthely, Hajdúböszörmény, Kompolt és Mosonmagyaróvár termőterületein folytatják. Jelen prezentáció a felsorolt első három termőhely szemterméseinek analitikai eredményeit dolgozza fel. A vizsgált minták a 17-es jelű kísérletek 1-es, 5-ös, 14-es, 16-os és 20as kezeléseiből származnak, az 1. táblázat szerinti műtrágyaadagokkal. 1. táblázat. A vizsgált kezelések és azok hatóanyag dózisai Kezelés kódja 1 5 14 16 20

N (kg/ha) 0 70 70 70 140

P2O5 (kg/ha) 0 0 0 70 105

K2O (kg/ha) 0 0 70 70 140

A növényi mintákból a fehérjetartalom és nedves sikér tartalom meghatározása az MSZ 6367/11–84 szerint Tecator Kjel-Tech készülékkel, illetve az MSZ-ISO-5531:1993 szerint, Glutomatic 2200 sikérmosóval történt. Az elemtartalmat Perkin-Elmer, Optima 3300 DV induktív csatolású plazmaemissziós spektrométerrel határoztuk meg, megfelelő mintaelőkészítés után (Kovács et al. 1996, Kovács et al. 1998).

Eredmények és következtetések A 2007. és a 2008-as termesztési év lehetőséget biztosított arra, hogy teljesen eltérő időjárási körülmények között elemezhessük az őszi búza műtrágya-reakcióját. A 2006/07-es év a 2002/03-as év mellett az elmúlt évtized legaszályosabb éve volt; a havi csapadékmennyiség a tavaszi-nyári időszakban rendre a 30 éves átlag alatt maradt, míg a hőmérséklet rendre meghaladta azt. 2007/08 ezzel szemben az időszak egyik legcsapadékosabb éve volt. Az időjárás májusig kedvezően alakult a gabonatermesztés szempontjából, június erősen csapadékos (140 mm) volt, s a júliusi csapadék már a betakarítást nehezítette. Az 1. ábrán látható, hogy a 3 kiválasztott termőhelyen a nem műtrágyázott kontroll parcella kivételével a 2007-es csapadékszegény termesztési körülmények a fehérjetartalom alakulásának kedveztek. A csak nitrogén műtrágyát kapott parcella esetén is már 13% feletti fehérjetartalmat mértünk. A foszfor és kálium adagolása kevéssé hatott a fehérjetartalomra, a nagy NPK dózis viszont még minden termőhelyen további növekedést eredményezett.

223

GYŐRI Z. 25

Fehérjetartalom,%

20 15 10 5 0 1

5

14 Bicsérd

16

20

1

5

14

16

Iregszemcse

20

1

5

14

16

20

Putnok

1. ábra. A fehérjetartalom alakulása eltérő tápanyagdózisok hatására különböző termőhelyeken (OMTK, 2007)

Hasonló következtetéseket vonhatunk le a nedves sikér tartalom alakulásának vizsgálatakor is a 2007-es putnoki kísérlet eredményei alapján. A nem műtrágyázott parcella esetében a sikértartalom nem érte el a Magyar Szabvány szerinti „malmi” minőséget sem, viszont a 70 kg-os nitrogén adag akár önmagában, akár P és K kiegészítéssel „javító”-ra változtatta a minőséget. 2008-ban a növekedés tendenciája hasonló, a nedves sikér tartalom alapján csak a magas dózisú N+PK tudott „malmi” minőséget eredményezni (2. ábra). Korábbi közleményeinkben a műtrágyázás makro- és mikroelemtartalomra gyakorolt hatásának bemutatására számos összefüggést mutattunk be. Az elemtartalmak közötti kapcsolatrendszer számos esetben a kutatás és a gyakorló gazdálkodók segítségére lehet, ugyanis az elemek közötti kölcsönhatások miatt az arányok szűk tartományban változnak. Ezen felírt értékektől való eltérés esetén lehet számítani abszolút vagy relatív hiányra, esetleg egy-egy elemből toxikus vagy nem toxikus többletre, továbbá szennyeződés jelenlétére (Prokisch et al. 2001). Gabonaszemek esetén ismert és gyakorlatban alkalmazott ilyen érték a nitrogén/kén arány, de már kimutattuk a kalcium és a stroncium elemek szoros kapcsolatát is (Győri 2009). Mivel a gabonaszemek tartalékképzésében fontos szerepet játszó fitin Mg-sója tartalmazza a foszfor és a magnézium jelentős részét, várható, hogy az arányuk is közel azonos (3. ábra). Vizsgálataink szerint a P/Mg arány termőhelytől függetlenül 3,1 és 3,6 között alakul, s a nitrogén, foszfor és kálium műtrágyahatóanyagok ezt kisebb mértékben módosítják.

224

TARTAMKÍSÉRLETEK ÉS GABONA MINŐSÉGVIZSGÁLAT

45

Nedves sikér tartalom,%

40 35 30 25 20 15 10 5 0 1

5

14

16

20

1

5

2007

14

16

20

2008

2. ábra. A nedves sikér tartalom alakulása az eltérő tápanyagdózisok hatására (OMTK, Putnok, 2007-2008)

2500 2250 Mg tartalom, mg/kg

2000

y = 0,1839x + 533,31

1750

2

R = 0,7215

1500 1250 1000 750

Bicsérd

Karcag

500

Nagyhörcsök

Iregszemcse

250 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

P tartalom, mg/kg

3. ábra. A szemtermés foszfor és magnézium tartalma közötti összefüggés (OMTK, 2003)

225

GYŐRI Z.

Irodalom Blaskó, L., Debreczeni, B-né, Holló, S., Kadlicskó, B., Sárvári, M. (1998): Műtrágyázás, talajsavanyodás és meszezés összefüggései az OMTK kísérlethálózat talajain. OMTK Hálózati Tanács, Kompolt-Karcag. Csathó, P. (2004): A talaj-növény rendszer tápelemforgalmának agronómiai és környezetvédelmi vonatkozásai. MTA Doktori Értekezés Tézise. MTA, Budapest - MTA TAKI Debreczeni, B-né (2002): Hazai és nemzetközi szántóföldi tartamkísérletek áttekintése. In: Sutka, J., Veisz, O. (szerk.) Ötven éves az Acta Agronomica Hungarica. 99-104. Győri, Z. (2009): Tartamtrágyázás hatása a kísérleti növények kémiai összetételére, minőségi mutatóira(vetésforgó, elővetemény hatás, műtrágya hatás). In: Debreceni, B.-né, Németh, T (szerk.) Az országos műtrágyázási tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (19672001) 327-352. Kovács, B., Dániel, P., Győri, Z., Loch, J., Prokisch, J. (1998): Studies on parameters of inductively coupled plasma spectrometer. Commun. in Soil Sci. and Plant Anal. 29. 11-14. 2035-2054. Kovács, B., Győri, Z., Prokisch, J., Loch, J.,Dániel, P. (1996): A study of plant sample preparation and inductively coupled plasma emission spectrometry parameters. Commun. in Soil Sci. and Plant Anal. 27. 5-8. 1177-1198. Németh, T. (1996): Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma. MTA TAKI, Budapest. Prokisch, J., Kovács, B., Palencsár, A., Szegvári, I., Győri, Z. (2001): Yttrium normalisation: a new tool for detection chromium contamination in soil samles, Environmental Geochemistry and Health 22. (4) 317-323.

226


A TALAJ TERMÉKENYSÉGÉNEK VÁLTOZÁSA SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSÁRA EGY 46 ÉVES SZÁNTÓFÖLDI TARTAMKÍSÉRLETBEN HOFFMANN SÁNDOR PANNON EGYETEM, GEORGIKON KAR, KESZTHELY Istállótrágya növekvő adagjai, ezekkel azonos hatóanyag-tartalmú NPK műtrágyák, valamint kombinációjuk sokéves, a talaj termékenységére gyakorolt hatását elemeztük kukoricát, őszi búzát, burgonyát tartalmazó vetésforgóban. Az istállótrágya hatékonysága 82%-os volt az ekvivalens hatóanyag-tartalmú NPK műtrágyához viszonyítva. A trágyázatlan parcellák N-szolgáltatása jelentős nagyságú, 50,9 kg ha-1 volt. Nagy különbségek alakultak ki a N-hasznosulásban a trágya típusa és adagja függvényében. Az istállótrágya átlagos N-hasznosulása csupán 29,3%, míg az ekvivalens műtrágya adagoké 49,8% volt. A kísérlet talajában a legkisebb pH-érték a legnagyobb műtrágya- valamint a kontroll kezelés parcelláin volt mérhető. A negatív N-mérleg általában alacsony szerves anyag tartalmat eredményezett. A talaj AL-P2O5 tartalmát az azonos műtrágya adagok jobban megnövelték, mint az istállótrágya, azonban az AL-K2O esetében különbség gyakorlatilag nem volt megállapítható. Az őszi búza legrosszabb előveteménye a kukorica volt (100%), maga az őszi búza jobb volt (133%) és a burgonya kifejezetten kedvező volt (163%). A kukorica legrosszabb előveteménye saját maga volt (100%), A búza és a burgonya közel egyformán kedvező elővetemény volt a kukorica számára (137-136%). Kulcsszavak: terméshozam, N-mérleg, N-hasznosulás

SOIL FERTILITY DEPENDING ON ORGANIC AND MINERAL FERTILIZATION IN A 46-YEAR LONG-TERM FIELD EXPERIMENT S. HOFFMANN GEORGIKON FACULTY, PANNON UNIVERSITY, KESZTHELY In a crop rotation with potato, maize and winter wheat, increasing doses of FYM or equivalent NPK fertilizers and their combinations were analyzed with special regard to their long-term influence on soil fertility. The yield-increasing capacity of FYM doses was only 82%, as compared to the equivalent amount of mineral NPK. On the unfertilized plots, fairly high N-release (50,9 kg ha-1) could be observed. Great differences of N-utilization developed depending on the form and dose of fertilizers. N-utilization from FYM was only 29,3%, while equivalent fertilizer led to 49,8%. The lowest soil reactions developed both without fertilization and with the highest NPK doses. Negative N-balances generally resulted in low soil organic matter content. While FYM and equivalent NPK fertilizers similarly influenced the AL-soluble K2O content of the soil, an increased AL-soluble P2O5 content could be observed in the case of mineral fertilization. The worst previous crop of wheat was maize (100%), wheat itself was better (133%), and potato was markedly good. The worst previous crop of maize was itself (100%), while wheat and potato were equally favorable (136-137%). Key words: crop yield, N-balance, N-utilization

227

HOFFMANN S.

Bevezetés A Föld lakosságának élelmiszerekkel történő ellátása ma műtrágyázás nélkül elképzelhetetlen. A mezőgazdaság jelenlegi legnagyobb kihívása, hogy a fokozódó termelési ütem mellett fenntartsuk a talajok termékenységét, és minél jobban megőrizzük a természeti környezet eredeti állapotát. A talaj termékenység leromlásának számos kiváltója van (talajpusztulás, szerkezetromlás, elsavanyodás, elszikesedés stb.). A természeti környezetet a mezőgazdaság részéről mai felfogás szerint a vizek elszennyeződésén keresztül elsősorban a nitrogén és foszfortrágyázás veszélyezteti (Csathó és Radimszky 2007), pont azok a tényezők, amelyek a másik oldalról a hatékonyság fő komponensei (Tóth et al. 2009). Elsődleges feladat ezért a szerves és műtrágyák szakszerű alkalmazása (Pepó 2007), valamint a vetésváltás (Árendás et al. 2006). Ezek nélkül nem valósítható meg a fenntartható mezőgazdasági fejlődés és a termékenység is csökken (Jolánkai 2004). A trágyázás és talajtermékenység kapcsolatát azonban rövidtávon és kellő dokumentáltság nélkül nem lehet megbízhatóan vizsgálni. A talajban lejátszódó folyamatok ugyanis lassan mennek végbe és ezek iránya és nagysága csak hosszabb idő alatt állapítható meg (Körschens 2006). Erre a célra a legalkalmasabbak azok a már évtizedek óta folyó szántóföldi tartamkísérletek, melyeket eredetileg nem is a ma felvetődött kérdések megválaszolására állítottak be. Ezen kísérletek sokféle trágyakezelés-kombinációjának parcelláin azonban megbízhatóan tanulmányozhatók az összefüggések. A szántóföldi kísérletek lehetővé teszik továbbá a termesztési szisztémák és a növények jövőbeni teljesítményének előrejelzését (Berzsenyi 2009) is. A továbbiakban egy 46 éve folyó szerves-műtrágyázási tartamkísérletet mutatunk be, melyet Láng Géza akadémikus állított be 1963-ban, amikor még alapvető kérdés volt a műtrágyáknak a korábban csaknem kizárólagosan használt istállótrágyához viszonyított hatékonysága. Anyag és módszer A szerves- és műtrágyázási szántóföldi tartamkísérlet Ramann-féle barna erdőtalajon (Eutric Cambisol), istállótrágya, vagy ekvivalens hatóanyag-tartalmú NPK műtrágyák különböző adagjaival, továbbá NPK trágya és istállótrágya vagy szalma alászántás kombinált kezeléseivel, két vetésforgóval („A” és „B”), 15-15 kezeléssel, négy ismétlésben, véletlen blokk elrendezésben Keszthelyen került beállításra. Egy parcella mérete 7 x 14 = 98m2. A két vetésforgó növényi összetétele és sorrendje a következő volt: "A" forgó: burgonya - kukorica - kukorica - őszi búza őszi búza, (1985-ig a második búza helyett vöröshere, 2002-ig a burgonya helyett cukorrépa) a "B" forgó: burgonya - őszi búza - őszi búza - kukorica - kukorica. A két vetésforgó első hét kezelése azonos, mely az elővetemény-hatások vizsgálatát is lehetővé teszi. Jelen dolgozathoz, a trágyahatások vizsgálatához az „A” vetésfogóból olyan kezeléseket választottunk ki amelyek különböző ma létező tápanyag-ellátási normákat modelleznek és ezek hatékonyságát és a talajtermékenységre gyakorolt hosszú távú hatását is megbízhatóan tükrözik (1. táblázat). Ezen kívül a "B" forgóból az „A” forgóval azonos kezelések kukorica és őszi búza termésadatait is

228

SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA felhasználtuk az elővetemény-hatások vizsgálatához. A kísérletben az egyedi istállótrágya adagokat az első és harmadik évben, a műtrágyákat évente juttattuk ki. A termőhelyen az évi átlagos hőmérséklet 10,4 oC, a sokéves csapadék (1951-2000) mennyisége 654 mm. A kísérleti tér talajának beállításkori átlagos talajvizsgálati adatai: H% = 1,5-1,7; pHKCl = 7,1-7,3; KA = 37; P2O5 = 27-60 mgkg-1; K2O= 135-160 mgkg-1, a fizikai féleség: homokos vályog. A dolgozatban az „A”vetésforgó terméseredményeit, N-mérlegét és a N-hasznosulást, továbbá az előveteményhatásokat mutatjuk be a szántóföldi tartamkísérlet 1998-tól 2008-ig terjedő időszakából. Közöljük továbbá a kiválasztott kezelések fontosabb, a termékenységet tükröző talajvizsgálati adatokat is. 1.táblázat. A kísérlet vizsgálatba vont kezelései

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Kezelések és jellemzésük Talajzsaroló Organikus alacsony Organikus közepes Organikus nagy Low input Integrált I. Integrált II. Intenzív műtrágyás Intenzív kombinált

Trágyaforma és adag a forgóban 5 évre Kezeletlen kontroll 35 t.ha-1 FYM 70 t.ha-1 FYM 105 t.ha-1 FYM 35 t.ha-1 FYM ekv. NPK 70 t.ha-1 FYM ekv. NPK 105 t.ha1- FYM ekv. NPK 140 t.ha1- FYM ekv. NPK 35 t.ha-1 FYM + N640P360K660

Kezelés kód no 1 FYM 2 FYM 3 FYM 1 ekv. 2 ekv. 3 ekv. 4 ekv 1 FYM +NPK

NPK hatóanyag/év N0P0K0 N44P38K49 N88P76K98 N132P114K147 N44P38K49 N88P76K98 N132P114K147 N176P152K196 N172P110K181

FYM= istállótrágya bevizsgált NPK hatóanyag tartalommal ekv= istállótrágya hatóanyag tartalmával egyenértékű műtrágya-NPK

Eredmények és következtetések A trágyaformák és adagok hatása a termésre A vetésforgó gabona-egységben kifejezett éves átlagadatait a 2. táblázat mutatja. A táblázat az adott kezeléseket a mai gazdálkodási-trágyázási normák, szempontjából is értékeli. A legnagyobb terméseket a nagy műtrágya adagokkal, illetve az istállótrágya-műtrágya kombinációjával lehetett elérni. Jól látható azonban, hogy már a 2 ekv (Integrált I.) műtrágya kezelés eredményeképpen létrejött egy olyan termésszint, amely az adott körülmények között az ökonómiailag optimális termésnek ítélhető. A későbbiekben bemutatott eredmények azt is tükrözni fogják, hogy az ehhez hasonló nagyságú műtrágya adagok megbízhatóan környezetkímélőnek minősíthetők. Az ennél jelentősen nagyobb trágya adagok csak magas szintű agrotechnika és speciális minőségi célok esetében lehetnek indokoltak. Az öt évre két részletben kiadott istállótrágya adagok (Organikus) termései jelentősen elmaradtak az azonos hatóanyaggal, de évenként kijuttatott műtrágyákétól. Így, az 1 ekv (low input) kezelés közel akkora termést adott, mint a legnagyobb istállótrágya kezelés. Ennek nyilvánvaló oka a tápanyagok nem megfelelő dinamikájú felszabadulásából származó rosszabb hasznosulás, ill. 229

HOFFMANN S.

a talaj szervesanyagába történő fokozott beépülés. Az ökológiai gazdálkodás viszont a talajok termékenységének általános növelésére törekszik, így ez a folyamat kielégíti elvárásait, mivel a kisebb termést a magasabb ár kompenzálhatja. A műtrágyázás pozitív hatása valamennyi növényfaj esetében egységesen érvényesült. Az azonos hatóanyag tartalmú istálló és műtrágya kezelések átlagait összehasonlítva az istállótrágyázás hatékonysága csupán 82%a volt a műtrágyázásnak. 2. táblázat.

A különböző trágyázási normák éves átlagtermései a vetésforgóban (GE t ha-1év-1) Kezelés 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. SzD5%

Talajzsaroló Organikus alacsony Organikus közepes Organikus nagy Low input Integrált I. Integrált II. Intenzív műtrágyás Intenzív kombinált

no 1 FYM 2 FYM 3 FYM 1 ekv. 2 ekv. 3 ekv. 4 ekv 1 FYM+NPK

Termés t ha-1 1998-2008 3,313 a 4,257 b 4,471 b 4,958 c 4,873 c 5,971 d 5,944 d 6,071 d 6,359 d 0,690

Az azonos betűvel jelölt termések a Duncan teszt alapján szignifikánsan nem különböznek egymástól

A kiválasztott kezelések egyszerűsített N-mérlegei A vizsgált időszakra számított és egy évre átlagolt egyszerűsített Nmérlegeket az 1. ábrán közöljük. A kontroll parcellán trágyázás nélkül az éves átlagos N-felvétel 50,9 kgha-1 volt. Ez az adat jól mutatja a talajok nagyfokú természetes termékenységét, ugyanis esetünkben a trágyázás csaknem 5 évtizedes elhagyása ellenére tapasztalható ez a N-szolgáltatás, melynek forrásai között a légköri N-kiülepedés és az aszimbiotikus N-gyűjtés is jelentős szerepet kaphatnak. Az istállótrágya N-tartalma a rosszabb hasznosulás miatt a talajban marad N-egyenlege már az „organikus kis adagnál” pozitív. Ezzel szemben a műtrágyázás N-egyenlege még az ökonómiailag optimálisnak minősített adagnál is negatív. A trágyák N-tartalmának hasznosulása A N-trágyák hasznosulásának meghatározása a kontroll parcella Nfelvételének levonásával történt (3. táblázat). Nagy különbségek mutatkoztak a N-hasznosulásban a trágyázás fajtájától és hatóanyagszintjétől függően. A már korábban közölt eredményekből is következően az istállótrágya adagok átlagos N-hasznosulása jóval kisebb volt (29,3%), mint az ekvivalens műtrágya adagoké (49,8%). Esetünkben is megfigyelhető volt az a tendencia, hogy a trágya fajtától függetlenül a N-adagok növekedésével a hasznosulás csökken. 230

SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA 200 150

bevitt N/év kivont N/év N-mérleg

N kg/ha

100 50

YM +N PK

4e kv .

1F

3e kv .

2e kv .

1e kv .

3F YM

2F Y M

-50

1F Y M

0

0

-100 1. ábra. A vetésforgó egyszerűsített N- mérlege (1998-2008)

3. táblázat. A N-trágyák hasznosulása a vetésforgóban (1998-2008) Kezelés

N-hasznosulás%

1 FYM

38,4

2 FYM

22,7

3 FYM

26,7

Átlag FYM

29,3

1 ekv.

58,2

2 ekv.

54,7

3 ekv.

36,4

Átlag ekv.

49,8

4 ekv

28,9

1 FYM +NPK

33,0

A sokéves istálló és műtrágyázás hatása a fontosabb talajparaméterekre Az adatokat a 4. táblázatban közöljük. A pHKCl eredményekből a következők állapíthatók meg: az istállótrágyázás, szemben a műtrágyázással tendenciálisan emelte a kémhatást, a különbség az átlagok között 0,2. A legnagyobb adagú folyamatos műtrágyázás (4 ekv) csökkentette a legnagyobb mértékben a pH-t. A kontroll kezelés értéke azonban azt mutatja, hogy a pH-t a talajzsaroló gazdálkodás is negatívan befolyásolja. Ismert, hogy a talaj szervesanyag tartalma lassan változik, jelentős különbségek e kísérletben sem alakultak ki. A kontrollhoz képest a trágyázás általában egy ellátottsági szintet javított. Az istállótrágyázás kedvezőbb volt, 231

HOFFMANN S.

legjelentősebben a legnagyobb adag növelte a H%-ot (0,24%). Megfigyelhető viszont, hogy azoknál a kezeléseknél ahol a N-mérleg negatív volt a H% sem különbözött jelentősen a kontrolltól. A talaj AL-P2O5 tartalmát az azonos műtrágya adagok jobban megnövelték, mint a FYM. A legnagyobb trágya adagok a kontroll gyenge ellátottságát minden esetben a jó – igen jó kategóriába növelték, amely környezetileg már veszélyes lehet. Az AL-K2O esetében a műés istállótrágyázás hatása között gyakorlatilag nem volt különbség. Az eredeti közepes ellátottság csak a legnagyobb adagok esetében javult jóra. 4. táblázat. A sokéves trágyázás hatására kialakult fontosabb termékenységi jellemzők (2007)

1,40 1

AL-P2O5 mgkg-1 58,0 2

AL-K2O mgkg-1 156,0 3

6,7

1,47 1

58,2 2

163,5 3

2 FYM

6,8

1,53 2

79,7 2

178,7 3

3 FYM

6,6

1,74 2

133,5 4

163,0 3

FYM átl.

6,7

1,58

2

1 ekv

6,5

Sorszám

Kezelés

pHKCl

Humusz%

1.

Kontroll

6,3

2.

1 FYM

3. 4. 5.

3

168,4 3

1,56 2

68,1 2

165,0 3

1

3

169,0 3

90,5

6.

2 ekv

6,4

1,40

7.

3 ekv

6,5

1,61 2

172,0 4

184,0 4

ekv átl.

6,5

1,52

2

3

172,7 3

4 ekv

6,1

1,56 2

217,0 5

275,0 4

6,8

2

4

216,0 4

8. 9.

1 FYM + NPK

1,60

94,8 111,6 147,0

1

igen gyenge; 2gyenge; 3közepes; 4jó, 5igenjó

Az elővetemények hatása az őszi búza és kukorica termésére Az „A” és „B” vetésforgó eredményeit felhasználva az őszi búza legrosszabb előveteménye a kukorica volt (100%), ennél jobb az őszi búza (133%) és legkedvezőbb a burgonya (163%). A kukorica legrosszabb előveteménye kukorica (100%), volt (2. ábra). A búza és a burgonya közel egyformán kedvező elővetemény volt a kukorica számára (137-136%). A növekvő adagú tápanyagellátás csökkentette, elfedte az elővetemény szemtermést befolyásoló hatását. Ez egyben azt is bizonyítja, hogy a trágyázási szaktanács során nem szabad figyelmen kívül hagyni az elővetemény-hatást, mert e nélkül a helytelen becslés az elégtelen- vagy a túltrágyázást eredményezhet.

232

SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA Ő.búza (t.ha-1)

Kukorica (t.ha-1)

6

163%

5

133%

4

100%

3

10 9

136%

8 7

137%

6 5 4

100%

3 2

2 1

1 0

0 Contr.

1FYM

1eqv

kuk.-búza

búza-búza

4eqv

Contr.

átlag

1FYM kuk.-kuk.

burg.-búza

1eqv búza-kuk.

4eqv

átlag

burg.-kuk.

2. ábra. Az őszi búza és kukorica termése az elővetemények függvényében

Köszönetnyilvánítás Munkánkat az OTKA K 73326 számú pályázat támogatta.

Irodalom Árendás, T., Berzsenyi, Z., Láng, l., Bedő, Z. (2006). A minőségi búza termesztésének néhány agrotechnikai szempontja a martonvásári kutatási eredmények tükrében. (In: Pepó, P. (szerk.) Búzavertikum aktuális kérdései). Debreceni Egyetem ISSN: 1588-8665. Debrecen, 73-84. Berzsenyi, Z. (2009). Új kihívások és módszerek a növénytermesztési kutatásban. Növénytermelés 58, 77-91. Csathó, P., Radimszky, L. (2007). A Nitrát-direktíva első 15 éve: eredmények, kudarcok és sürgető feladatok az Európai Unióban a környezet agrár eredetű NP terhelésének csökkentésében. Növénytermelés 56, 83-110. Jolánkai, M. (2004) Mineral and organic fertilizes. In: Láng, I., Jolánkai, M.,Kőmíves, T. (szerk.) Pollution processes in Agri-environmemt. New Approach. Chapter 4. Akaprint Publishers, Budapest, 39-50. Körschens,M. (2006). The importance of lond-term experiments for soil science and environmental research – a review. Plant Soil Envirom. 52. (Special Issue) 1-8. Pepó, P. (2007). The role of fertilization and genotype in sustainable winter wheat (Triticum aestivum L.) production. Cereal Research Communications, 35, 2. 917-920. Tóth, Z., Jolánkai, P., Hermann, T., Kismányoky, T. (2009). Observation of nutrient status of maize monokulture as a major stressor in long-term experiment over 38 years. Cereal Research Communications 37, 193-196.

233


A TARTÓS SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA A TALAJ KÖNNYEN OLDHATÓ FOSZFORTARTALMÁRA KOMPOLTON, CSERNOZJOM BARNA ERDŐTALAJON HOLLÓ SÁNDOR, PETHES JÓZSEF és AMBRUS ANDREA KÁROLY RÓBERT FŐISKOLA, GYÖNGYÖS Kompolton, csernozjom barna erdőtalajon, 40 éves tartamkísérletben vizsgáltuk, a tartós szerves- és műtrágyázás hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára. A VF-1 jelű kísérlet négytényezős, négyismétléses, osztott parcellás. Főbb jellemzői: pH(KCl) = 4,7; CaCO3% = 0; y1=10; AK= 44; Humusz % = 2,8 - 2,9; DL - P2O5 = 22 ppm; DL - K2O = 120 ppm. A nagyobb foszfor adagokat tartalmazó trágyák, amelyekből a növények többet hagytak meg, jobban növelték a talaj tápanyagtartalmát, mintegy feltöltve azt. Az istállótrágya, a talajban történő lebomlásának sajátosságaiból eredően, tendenciájában jobban gazdagította a talajt foszfor tápanyagban, mint az azonos hatóanyag dózisú műtrágyák. A talajba bedolgozott melléktermékek - lassúbb lebomlásuk mellett -, alacsony foszfortartalmuk következtében, nem növelték olyan mértékben a talaj könnyen oldható foszfortartalmát, mint az istállótrágyák. Az általános összefüggések mellett, az egyes növénytermesztési rendszerekben (A2, B2, C2) is mutatkoztak különbségek a trágyázási kezelések - talaj AL-P2O5 tartalom növelő - hatásában. Monokultúrában (A2), a tartós szerves- és műtrágyázás hatására, a talaj könnyen oldható foszfortartalmát elsősorban a trágyák hatóanyag dózisa határozta meg. Dikultúrában (B2) és négyesforgóban (C2) már a trágyaféleségek szerepe is megnőtt. Kulcsszavak: tartamkísérlet, Kompolt, VF-1, tartós szerves- és műtrágyázás, talaj P-tartalma

THE IMPACT OF LONG-TERM ORGANIC AND MINERAL FERTILIZATION ON THE EASILY SOLUBLE PHOSPHORUS CONTENT OF THE SOIL IN THE CASE OF CHERNOZEM BROWN FOREST SOIL AT KOMPOLT S. HOLLÓ, J. PETHES and A. AMBRUS KÁROLY RÓBERT COLLEGE, GYÖNGYÖS The impact of long-term organic and mineral fertilization on the easily soluble phosphorus content of the soil was studied within the framework of a 40-year-long experiment at Kompolt on chernozem brown forest soil. The experiment marked VF-1 is a four factorial, with four repetitions and was carried out in split plots. Its main features are as follows: pH(KCl) = 4.7; CaCO3% = 0; y1=10; AK= 44; Humus % = 2.8 – 2.9; DL - P2O5 = 22 ppm; DL - K2O = 120 ppm. Fertilizers with a higher phosphorus content, more of which was left in the soil by the plants, caused a greater increase in the soil nutrient content, thus having a replenishment effect. As a tendency, livestock manure, due to the characteristics of its decomposition in soils, enriched the soil more in phosphorus nutrition compared to mineral fertilizers with an equivalent dose of agent. By-products bedded in the soil, along with their slower decomposition and due to their low phosphorus content did not increase the easily soluble phosphorus content of the soil to the same degree as did lifestock manure. In addition to general interrelationships, variations were also indicated in the ability of given crop production systems (A2, B2, C2) to increase the AL-P2O5 content of the soil. In monoculture (A2), the easily soluble phosphorus content of the soil, as an impact of longterm organic and artificial fertilization, was primarily determined by the agent dose of the fertilizers applied. An increased role for the various fertilisers was observed in diculture (B2) and in four-field crop rotation (C2). Key words: experiment, Kompolt, long-term and mineral fertilization, P-content of the soil

235

HOLLÓ S. és mtsai

Bevezetés A P-műtrágyázás termésnövelő hatását igen sok tényező befolyásolja. Az agrotechnika mellett a talaj eredeti tápanyagszolgáltató képessége (Kádár és Lásztity 1979, Debreczeni és Dvoracsek 1989), a korábbi szerves, ill. műtrágyázás volumene (Pekáry és Holló 1979, Kádár et al. 1984), az alkalmazott növényfaj, az alap N és K műtrágyázási színvonala (Holló 1985). A növények tápanyagigényét meghaladó, illetve a környezeti hatások és az adott fajta genetikai tulajdonságai miatt nem érvényesülő NPK szintek alkalmazása során, jelentős mennyiségű tápanyag marad vissza a talajban, melyek utóhatását jól ki lehet mérni. Az adott tápanyaggal jól, vagy túlzottan ellátott talajon, ha egy-két évig szüneteltetjük a fenti tápanyagok kiszórását, ez nem talajzsarolás, hanem ésszerűbb trágyázás. Mivel az egyes tápelemek közötti kölcsönhatások az adott elem felvehetőségét jelentősen befolyásolhatják, a harmonikus tápanyagellátásnak döntő a jelentősége (Holló et al. 1991). Anyag és módszer A kísérleti terület talajának főbb jellemzői: pH(KCl) = 4,7; CaCO3% = 0; y1=10; AK= 44; Humusz % = 2,8-2,9; DL-P2O5 = 22 ppm; DL-K2O = 120 ppm. A térség időjárása szélsőséges, aszályra hajló, mérsékelten meleg, száraz tájtípus. Az ország egyik legszeszélyesebb csapadékeloszlású, csapadékban szegény vidéke. Csaknem évente ismétlődően hosszabb-rövidebb aszályos periódusok jellemzik, amelyek elsősorban a kukorica termesztését teszik bizonytalanná. A kísérlet kezeléskombinációi az 1., trágya adagjai a 2., vetésforgóinak egy ciklusa a 3. táblázatban láthatók. 1. táblázat. A VF-1 kísérlet kezeléskombinációi, Kompolt Kezelés Szerves trágya Műtrágya Kezelés (folytatás)

1. ∅ M0 7. Sz

2. 3. M2 M1 M1 M2 8. 9. Sz+M1 Sz+M2 Melléktermék M1 M2

4. # M0 10. M3 M3

5. #+M1 Istállótrágya M1 11. M4 M4

6. #+M2 M2 12. M3/a* M3

Szerves trágya Műtrágya M0 Megjegyzés: - Melléktermék = kukoricaszár és az őszi búzaszalma összeaprítás utáni leszántása. - M3/a*= a P és a K 4 évi adagját tartaléktrágyaként a ciklusok első éveiben alkalmaztuk. - # = 26,0 t/ha (1962-69) és 34,5 t/ha (1970-2001) istállótrágya, 4 évenként, a ciklusok első éveiben kijuttatva.

236

A TARTÓS SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA 2. táblázat. A VF-1 kísérlet tápanyagadagjai, Kompolt

Tápanyagadagok kg/ha/év

Ciklusok Az I-II. ciklusban 1962-1969 Az III-X. Ciklusban 1970-2001

Tápanyag N P2O5 K2O Összesen N P2O5 K2O Összesen

M1 32,5 16,0 39,0 87,5 44,0 22,0 52,0 118,0

M2 65,0 32,0 78,0 175,0 88,0 44,0 104,0 236,0

M3 97,5 48,0 117,0 262,5 132,0 66,0 156,0 354,0

M4 130,0 64,0 156,0 350,0 176,0 88,0 208,0 472,0

Megjegyzés: - Ciklus: időtartam, mely alatt a vetésforgó növényei eredeti helyükre visszakerülnek. - Borsó alá C forgóban (a ciklusok 3. éveiben) kevesebb nitrogént szórtunk (kg/ha): M1= 0; M2= 32,5 és 44; M3= 65,0 és 88; M4= 97,5 és 132. 3. táblázat. A kísérlet vetésforgóinak egy ciklusa Szakaszok

Kukorica monokultúra (A2) kukorica kukorica kukorica kukorica

1. év 2. év I. 3. év 4. év Megjegyzés: A ciklusok jele és száma: I. … X.

Kukorica-búza dikultúra (B2) kukorica kukorica őszi búza őszi búza

Négyesforgó (C2) kukorica tavaszi árpa borsó őszi búza

Eredmények és következtetések A tartós szerves- és műtrágyázás hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében, monokultúrában (A2) a 4. táblázat mutatja. A talaj foszfortartalmát legnagyobb mértékben a 11.(M4) kezelés növelte, a legnagyobb (négyszeres) műtrágya adag. Ez minden egyéb kezeléstől szignifikánsan jobb eredményt mutat. A következő csoport: a 6.(#+M2); a 10.(M3); az 5.(#+M1); 12.(M3/a) és a 9.(Sz+M2) kezelés. Ezek igazolhatóan magasabb foszfortartalmat eredményeztek, mint a 4.(#) és az azt követő kezelések. A 4.(#) kezelés megbízhatóan jobban növelte a talaj könnyen oldható foszfortartalmát, mint a 2.(M1) és az azt követő kezelések. Sajátos, hogy a 4.(#) kezelés - az egyszeres hatóanyag dózist istállótrágyában kiadva nagyobb eredményt produkált, mint a többi, egyszeres hatóanyag dózist tartalmazó kezelés. A következő két kezelés, 8.(Sz+M1) és a 3.(M2) már csak a kezeletlen kontrolltól különbözik szignifikánsan. A két egyszeres hatóanyag dózist tartalmazó kezelés, - a 2.(M1), és a 7.(Sz) - nem adott igazolhatóan nagyobb eredményt, mint a kezeletlen kontroll.

237

HOLLÓ S. és mtsai 4. táblázat A tartós szerves- és műtrágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében, monokultúrában (A2) EREDMÉNYTÁBLA (kezelések közötti különbségek) ALSorrend (oszlop - sor) SorKezelés P2O5 rend 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 11. M4 163 0 2. 6. #+M2 123 40 0 3. 10. M3 121 43 3 0 4. 5. #+M1 119 45 5 2 0 5. 12. M3/a 117 46 6 4 2 0 6. 9. Sz+M2 108 55 15 12 10 9 0 7. 4. # 82 82 42 39 37 36 27 0 8. 8. Sz+M1 73 90 50 48 46 44 35 9 0 9. 3. M2 69 94 54 52 50 48 39 13 4 10. 2. M1 52 111 71 68 66 65 56 29 21 11. 7. Sz 52 112 72 69 67 66 57 30 22 12. 1. ∅ 31 133 93 90 88 87 78 51 43 SzD5% = 22,2 mg/kg; Félkövér szám: szignifikáns különbség

9.

10.

11.

0 17 18 39

0 1 22

0 21

A tartós szerves- és műtrágyázás hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, dikultúrában (B2) az 5. táblázat mutatja. A talaj foszfortartalmát legnagyobb mértékben a 6.(#+M2) és a 11.(M4) kezelések növelték, egymástól szignifikánsan nem különbözve. A 6.(#+M2) kezelés minden egyéb kezeléstől megbízhatóan nagyobb eredményt mutat. A 11.(M4) igazolhatóan különbözik a 12. (M3/a) kezeléstől. A következő csoport: a 10.(M3); a 12.(M3/a) és az 5.(#+M1) kezelések. Ezek igazolhatóan magasabb Ptartalmat eredményeztek, mint a 9.(Sz+M2) és az azt követő kezelések. A 9.(Sz+M2) kezelés megbízhatóan jobban növelte a talaj könnyen oldható foszfortartalmát, mint a 4.(#) és az azt követő kezelések. A 3.(M2) és a 4.(#) kezelés között nincs szignifikáns különbség. A 4.(#) igazolhatóan különbözik a 7.(Sz) kezeléstől. A következő két kezelés, a 2.(M1) és a 8.(Sz+M1), egymástól nem, csak a kezeletlen kontrolltól különbözik szignifikánsan. A 7.(Sz) nem produkált igazolhatóan nagyobb eredményt, mint a kezeletlen kontroll. A tartós szerves- és műtrágyázás hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, négyesforgóban (C2) a 6. táblázat mutatja. A talaj foszfortartalmát legnagyobb mértékben a 11.(M4) és a 6.(#+M2) kezelések növelték, egymástól szignifikánsan nem különbözve. A 11.(M4) és a 6.(#+M2) kezelések igazolhatóan az 5.(#+M1) kezeléstől növelték jobban, a talaj P-tartalmát. A sorrendben következő, háromszoros dózist tartalmazó kezelések: a 12.(M3/a) és a 10.(M3), igazolhatóan magasabb P-tartalmat eredményeztek, mint a 9.(Sz+M2) és az azt követő kezelések. Az 5.(#+M1) szignifikánsan különbözik a 4. (#) és az azt követő kezelésektől. A 9.(Sz+M2) és a 3.(M2) kezelések megbízhatóan jobban növelték a talaj könnyen oldható foszfortartalmát, mint a 4.(#) és az azt követő kezelések. 238

A TARTÓS SZERVES- ÉS MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSA 5. táblázat A tartós szerves- és műtrágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében, dikultúrában (B2)

Sorrend

EREDMÉNYTÁBLA (kezelések közötti különbségek) ALSorrend (oszlop-sor) Kezelés P2O5 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

1. 6. #+M2 135 0 2. 11. M4 129 6 0 3. 10. M3 116 20 13 0 4. 12. M3/a 110 26 19 6 5. 5. #+M1 108 28 21 8 6. 9. Sz+M2 83 52 46 33 7. 3. M2 77 59 52 39 8. 4. # 64 72 65 52 9. 2. M1 58 78 71 58 10. 8. Sz+M1 53 82 76 63 11. 7. Sz 40 95 89 76 12. 1. ∅ 33 102 96 83 SzD 5% = 18,3 mg/kg Félkövér szám: a szignifikáns különbségeket jelzi

0 2 27 33 46 52 57 70 77

0,0 25 31 44 50 55 68 75

0 6 19 25 30 43 50

0 13 19 24 37 44

0 6 11 24 31

9.

10.

11.

0 5 18 25

0 13 20

0 7

A 4.(#) igazolhatóan különbözik a 7.(Sz) kezeléstől. A következő két kezelés, a 8.(Sz+M1) és a 2.(M1), egymástól nem, csak a kezeletlen kontrolltól különbözik szignifikánsan. A 7.(Sz) nem produkált igazolhatóan nagyobb eredményt, mint a kezeletlen kontroll. A nagyobb foszfor adagokat tartalmazó trágyák, amelyekből a növények többet hagytak meg, jobban növelték a talaj tápanyagtartalmát, mintegy feltöltve azt. Az istállótrágya, a talajban történő lebomlásának sajátosságaiból eredően, tendenciájában jobban gazdagította a talajt foszfor tápanyagban, mint az azonos hatóanyag dózisú műtrágyák. A talajba bedolgozott melléktermékek - lassúbb lebomlásuk mellett -, alacsony foszfortartalmuk következtében, nem növelték olyan mértékben a talaj könnyen oldható foszfortartalmát, mint az istállótrágyák. Az általános összefüggések mellett, az egyes növénytermesztési rendszerekben (A2, B2, C2) is mutatkoztak különbségek a trágyázási kezelések talaj AL-P2O5 tartalom növelő - hatásában. Monokultúrában (A2), a tartós szerves- és műtrágyázás hatására, a talaj könnyen oldható foszfortartalmát elsősorban a trágyák hatóanyag dózisa határozta meg. Dikultúrában (B2) és négyesforgóban (C2) már a trágyaféleségek szerepe is megnőtt.

239

HOLLÓ S. és mtsai 6. táblázat A tartós szerves- és műtrágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében, négyesforgóban (C2)

Sorrend

EREDMÉNYTÁBLA (kezelések közötti különbségek) ALSorrend (oszlop - sor) Kezelés P2O5 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

1. 11. M4 149 0 2. 6. #+M2 148 1 0 3. 12. M3/a 130 19 19 4. 10. M3 129 20 19 5. 5. #+M1 114 35 34 6. 9. Sz+M2 97 51 51 7. 3. M2 97 52 51 8. 4. # 69 79 79 9. 8. Sz+M1 67 82 81 10. 2. M1 53 96 95 11. 7. Sz 42 107 106 12. 1. ∅ 41 108 108 SzD5% = 25,2 mg/kg Félkövér szám: szignifikáns különbség

0 1 16 32 33 60 63 77 88 89

0 15 32 32 60 62 76 87 89

0 17 17 45 47 61 72 74

0 1 28 30 44 55 57

0 28 30 44 55 56

0 2 16 27 29

9.

10.

11.

0 14 25 27

0 11 13

0 2

Irodalom Debreczeni, B., Dvoracsek, M. (1989): A foszfor hatása a talajra és az őszi búza termésére. Agrokémia és Talajtan, 38, 337-348. Holló, S. (1985): The effect of phosphate application on P-balance and P-utilization in the soil. CIEC 9th World Fertilizer. Congress Proceedings. Budapest. Vol. 2: 361-364. Holló, S., Csathó, P., Sarkadi, J. (1991): A foszfor műtrágyázás hatékonysága kukorica – tavaszi árpa - őszi búza vetésváltásban egy csernozjom barna erdőtalajon. Növénytermelés, 40. (1). 51-66. Kádár, I., Lásztity, B. (1979): A feltöltő foszfor és kálium műtrágyázás lehetőségének vizsgálata néhány magyarországi talajon. Agrokémia és Talajtan, 28, 123-142. Kádár, I., Csathó,P., Sarkadi J. (1984): A szuperfoszfát tartamhatásának vizsgálata őszi búza monokultúrában. I. Talajvizsgálati és szemtermés-eredmények. Agrokémiai és Talajtan, 33, 375-390. Pekáry, K., Holló, S. (1979): A feltöltő P- és K-trágyázás hatása a talajra és a termésre csernozjom barna erdőtalajon. Növénytermelés, 28, 163-174.

240


A TALAJ KÖNNYEN OLDHATÓ FOSZFORTARTALMÁNAK VÁLTOZÁSA TARTAMKÍSÉRLETEKBEN, KOMPOLTON HOLLÓ SÁNDOR, PETHES JÓZSEF és AMBRUS ANDREA KÁROLY RÓBERT FŐISKOLA, GYÖNGYÖS Kompolton, csernozjom barna erdőtalajon, 40 éves tartamkísérletben vizsgáltuk, a tartós szerves- és műtrágyázás hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára. A VF-1 jelű kísérlet négytényezős, négyismétléses, osztott parcellás. Főbb jellemzői: pH(KCl) = 4,7; CaCO3% = 0; y1=10; AK= 44; Humusz % = 2,8 - 2,9; DL-P2O5 = 22 ppm; DL-K2O = 120 ppm. A vetésforgók hatása között, - a talaj könnyen oldható foszfortartalma esetében nem találtunk szignifikáns különbséget, csak azt megközelítő értéket a négyesforgó javára a dikultúrához képest. A trágya adagok széles skálája elfedi a növénytermesztési rendszerek hatását. Markáns hatást mutattak viszont a trágya kezelések, mind a vetésforgók átlagában, mind pedig a vetésforgók és a trágya kezelések kombinációiban. A talaj könnyen oldható foszfortartalmát leginkább a nagyobb hatóanyag-tartalmú és istállótrágyát is tartalmazó kombinációk növelték. Kulcsszavak: tartamkísérlet, Kompolt, VF-1, tartós szerves- és műtrágyázás, talaj Ptartalma

CHANGES IN THE EASILY SOLUBLE PHOSPHORUS CONTENT OF THE SOIL IN LONG-TERM EXPERIMENTS IN KOMPOLT S. HOLLÓ, J. PETHES and A. AMBRUS KÁROLY RÓBERT COLLEGE, GYÖNGYÖS The impact of long-term organic and mineral fertilization on the easily soluble phosphorus content of the soil was studied within the framework of a 40-year-long experiment at Kompolt on chernozem brown forest soil. The experiment marked VF-1 is a four factorial, with four repetitions and was carried out in split plots. Its main features are as follows: pH(KCl) = 4.7; CaCO3% = 0; y1=10; AK= 44; Humus % = 2.8 – 2.9; DL - P2O5 = 22 ppm; DL - K2O = 120 ppm. No significant difference was found among the crop sequences for the easily soluble phosphorus content of the soil, though the value was close to the significant level in favour of a four-crop rotation, compared with the diculture. By contrast, remarkable impacts were indicated by manure treatments regarding both the mean of crop rotations and the combinations of crop rotations and manure treatments. The easily soluble phosphorus content of the soil was mostly increased by combinations with a higher agent dose and also containing livestock manure. Keywords: experiment, Kompolt, long-term mineral fertilization, P-content of the soil

241

HOLLÓ S. és mtsai

Bevezetés A vetésforgó a fenntartható és a kis ráfordítással termelő mezőgazdaság klasszikus eleme. A termesztett növények arányának és sorrendjének megválasztásával a talaj víz- és tápanyagkészletét megőrizhetjük, gyarapíthatjuk, egyben az ásványi és szerves trágyával kijuttatott tápanyagok hasznosulását is szabályozhatjuk. Számos kísérlet foglalkozott a foszfor műtrágyázás termésnövelő hatásával (Balláné 1979, Krámer 1979, Sevcsenko et al. 1986). A foszfortrágyázás hatására bekövetkező AL-P növekedés, illetve a növényi foszforfelvétel hatására bekövetkező csökkenés egyenesen arányos egymással. Amelyik talajon tehát a foszfortrágyázás hatására nagyobb mértékben növekedik meg a könnyen oldható foszfortartalom, ott a növényi foszforfelvétel hatására bekövetkező könnyen oldható foszfortartalom csökkenése is nagyobb mérvű lesz. Laza, nagy pH-jú talajokban nagyobb a fajlagos AL-P változás. Anyag és módszer A kísérleti terület talajának fontosabb tulajdonságait az 1. táblázat tartalmazza. A térség időjárása szélsőséges, aszályra hajló, mérsékelten meleg, száraz tájtípus. Az ország egyik legszeszélyesebb csapadékeloszlású, csapadékban szegény vidéke. A kísérlet növénytermesztési rendszerei a 2., trágyázási kezelései a 3., a trágya adagjai a 4. táblázatban láthatók. A VF-1 jelű kísérlet négytényezős, négyismétléses, kétszeresen osztott parcellás elrendezésű. 1. táblázat. Talaj kémiai vizsgálati eredmények, Kompolt (1962) pH H2O 5,5

KCl 4,7

y1

CaCO3 %

Humusz %

AK

10

0

2,8-2,9

44

DL P2O5 22

K2O 120

2. táblázat. A kísérlet növénytermesztési rendszereinek egy ciklusa

Szakaszok

I.

1. év 2. év 3. év 4. év

Növénytermesztési rendszerek =NTR (A tényező) Kukorica mono-kultúra Kukorica-búza Négyesforgó (A2=a1) dikultúra (B2=a2) (C2=a3) kukorica kukorica kukorica kukorica kukorica tavaszi árpa kukorica őszi búza borsó kukorica őszi búza őszi búza

Megjegyzés: A ciklusok jele és száma: I. … X.

242

A TALAJ FOSZFORTARTALMÁNAK VÁLTOZÁSA 3. táblázat. A VF-1 kísérlet trágyázási kezelései, Kompolt 1. ∅ M0 7. Sz

Kezelés Szerves trágya Műtrágya Kezelés (folytatás) Szerves trágya Műtrágya

M0

2. 3. M2 M1 M1 M2 8. 9. Sz+M2 Sz+M1 Melléktermék M1 M2

4. # M0 10. M3 M3

5. 6. #+M1 #+M2 Istállótrágya M1 M2 11. 12. M4 M3/a* M4 M3

Megjegyzés: - Melléktermék = kukoricaszár és az őszi búzaszalma összeaprítás utáni leszántása. - M3/a*= a P és a K 4 évi adagját tartaléktrágyaként a ciklusok első éveiben alkalmaztuk. - # = 26,0 t/ha (1962-69) és 34,5 t/ha (1970-2001) istállótrágya, 4 évenként kijuttatva, a ciklus első éveiben.

4. táblázat. A VF-1 kísérlet tápanyagadagjai, Kompolt Ciklusok

Tápanyagadagok kg/ha/év

Az I-II. ciklusban 1962-1969 A III-X. ciklusban 1970-2001

Tápanyag N P2O5 K2O Összesen N P2O5 K2O Összesen

M1 32,5 16,0 39,0 87,5 44,0 22,0 52,0 118,0

M2 65,0 32,0 78,0 175,0 88,0 44,0 104,0 236,0

M3 97,5 48,0 117,0 262,5 132,0 66,0 156,0 354,0

M4 130,0 64,0 156,0 350,0 176,0 88,0 208,0 472,0

Megjegyzés: - Ciklus: időtartam, mely alatt a vetésforgó növényei eredeti helyükre visszakerülnek. - Borsó alá C forgóban (a ciklusok 3. éveiben) kevesebb nitrogént szórtunk (kg/ha): M1= 0; M2= 32,5 és 44; M3= 65,0 és 88; M4= 97,5 és 132.

Eredmények és következtetések Vizsgálataink során a vetésforgók, illetve a tartós szerves- és műtrágyázás hatását tanulmányoztuk, négytényezős VF-1 tartamkísérletben, a talaj könnyen oldható foszfortartalmára. A kísérlet split-split-plot elrendezésű, melynek két tényezőjét, vetésforgó (A) és trágyázás (B) szerint értékeltük ki. Az eredményeket az 5. táblázat tartalmazza. A táblázat alatt közöltük a szignifikáns differenciákat. A könnyebb kiértékelés érdekében eredménytáblákat alkalmaztunk (6-7. táblázat). Ezek a kezelések különbségeit tartalmazzák. Oszlopaiban, az egyes kezelésekhez megkereshetjük, pl. a tőle igazolhatóan kisebb értékű kezeléseket. A szignifikánsan eltérő értékeket félkövér jelöléssel emeltük ki.

243

HOLLÓ S. és mtsai 5. táblázat. A növénytermesztési rendszerek és a tartós szerves- és műtrágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében (AL -P2O5 mg/kg) Trágya kezelések (B) Vetésforgók (A)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

(b1) ∅

(b2) M1

(b3) M2

(b4) #

(b5) #+ M1

(b6) #+ M2

7.

8.

9.

10.

11.

12.

(b7) (b8) (b9) (b10) (b11) (b12) Sz Sz + Sz + M3 M4 M3/a M1 M2

A2 (a1) 31 52 69 82 119 123 52 73 108 121 B2 (a2) 33 58 77 64 108 135 40 53 83 116 C2 (a3) 41 53 97 69 114 148 42 67 97 129 Átlag 35 54 81 71 113 135 44 64 96 122 (B) SzD(a)5% = (pl. a1-a2) = 11,9 mg/kg SzD(b)5% = (pl. b1-b2) = 11,9 mg/kg SzD(b/a)5% = (pl. a1b1-a1b2) = 20,6 mg/kg SzD(a/b)5% = (pl. a1b1-a2b1) = SzD(a×b)5% = (pl. a1b3-a3b1) = 22,9 mg/kg

Átlag (A)

163 129 149

117 110 130

92 84 95

147

119

90

A vetésforgók hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára az 5. táblázat tartalmazza. Az „átlag (A)” oszlopban látható, hogy az egyes kezelések között nincs szignifikáns különbség, csak ahhoz igen közeli érték. Ez a jelentősebb különbség a négyesforgó (C2) és a dikultúra (B2) között adódott. A trágyázási kezelések eredményeit a vetésforgók átlagában a 6. táblázat mutatja be. A talaj könnyen oldható foszfortartalmát legnagyobb mértékben, a sorrendben első (M4), kezelés növelte, szignifikánsan különbözve a második „helyezett” (#+M2) kezeléstől. Ez utóbbi kezelés még igazolhatóan jobban növelte a talaj könnyen oldható foszfortartalmát, mint a sorban az utána következők. A sorrendben harmadik, negyedik és ötödik kezelések egymástól nem, csak a hatodik, (Sz+M2) kezeléstől térnek el igazolhatóan. A hatodik „helyezett” kezeléstől az őt követő hetedik kezelés (M2) szignifikánsan kisebb értékű. A sorrendben hetedik kezelés az őt követő kezeléstől (#) nem, csak a kilencedik (Sz+M1) kezeléstől különbözik megbízhatóan. A nyolcadik „helyezett” kezelés (#) a tízediktől (M1) mutat igazolhatóan nagyobb értéket. A kilencedik helyezett kezelés (Sz+M1) a tizenegyedik (Sz) kezeléstől, míg a tizedik (M1) a tizenkettedik, (∅) nullkontrolltól mutat szignifikáns eltérést. A sorrendben tizenegyedik (Sz) kezelés nem különbözik igazolhatóan a nullkontrolltól. A vetésforgó és a trágya kezeléskombinációk hatását a talaj könnyen oldható foszfortartalmára a 7. táblázat tartalmazza. Terjedelmi okokból a 36×36os mátrixból csak az első tíz helyezett kombináció szignifikáns különbségeit tudjuk érzékeltetni, a többi eltérést hagyományos módon kell az 5. táblázat adataiból képezni. A sorrendben első három kombináció nem különbözik egymástól igazolhatóan (7. táblázat). Ezek rendre: (A2×M4), (C2×M4) és a (C2×#+M2). A sorrendben első kezelés csak a negyediktől, (B2×#+M2) és az azt 244

A TALAJ FOSZFORTARTALMÁNAK VÁLTOZÁSA

követő kezelésektől tér el megbízhatóan. A sorrendben második (C2×M4), és a harmadik (C2×#+M2) kombinációk, csak a nyolcadik (A2×#+M2), és az azt követő kezelésektől különböznek szignifikánsan. Az ötödik „helyezettől” a kilencedik „helyezettig” található kombinációk hatása igazolhatóan, csak a tizenhetedik kezeléstől különbözik. A sorrendben tízedik kezeléstől a tizenhatodik kezelésig, csak a tizenkilencedik, (B2×Sz+M2) kombinációtól kaptunk megbízhatóan nagyobb eredményt. 6. táblázat. A tartós szerves- és műtrágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében (AL-P2O5 mg/kg)

Sorrend

EREDMÉNYTÁBLA (kezelések közötti különbségek) Sorrend (oszlop - sor) ALKezelés (B) P2O5 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

1. M4 147 0 2. #+M2 135 12 3. M3 122 25 4. M3/a 119 28 5. #+M1 113 34 6. Sz+M2 96 51 7. M2 81 66 8. # 71 76 9. Sz+M1 64 83 10. M1 54 93 11. Sz 44 103 12. ∅ 35 112 SzD(b)5% = 11,9 mg/kg Félkövér szám: szignifikáns különbség

0 13 16 22 39 54 64 71 81 91 100

0 2 8 25 40 50 57 67 77 86

0 6 23 38 48 55 65 75 84

0 17 32 42 49 59 69 78

0 15 25 32 42 52 61

0 10 17 27 37 46

0 7 17 27 36

9.

10.

11.

0 10 20 29

0 10 19

0 9

A vetésforgók hatása között - a talaj könnyen oldható foszfortartalma esetében - nem találtunk szignifikáns különbséget, csak azt megközelítő értéket a négyesforgó javára a dikultúrához képest. A trágya adagok széles skálája elfedte a növénytermesztési rendszerek hatását. Markáns hatást mutattak viszont a trágya kezelések, mind a vetésforgók átlagában, mind pedig a vetésforgók és a trágya kezelések kombinációiban. A kezeléskombináció hatása csoportokba sorolható, tendencia jellegűen. Az első csoportot (1-4. helyezés) a négyszeres hatóanyag-tartalmú műtrágyakezelések és a háromszoros hatóanyag-tartalmú, két rész műtrágya és egy rész istállótrágya, kezelések alkotják. A második csoportban (5-9. helyezésig) zömmel a háromszoros hatóanyag-tartalmú műtrágyakezelések vannak. A harmadik csoport átmeneti jellegű, a hatóanyag csökkenésével a kezelések hatása átmegy a nullkontrollba. A talaj könnyen oldható foszfortartalmát tehát leginkább a nagyobb hatóanyag-tartalmú, istállótrágyát is tartalmazó kombinációk növelték. 245

HOLLÓ S. és mtsai 7. táblázat. A növénytermesztési rendszerek és tartós trágyázás hatása a talaj könnyen oldható foszfortartalmára Kompolton, a kísérlet negyvenedik évében (AL-P2O5 mg/kg)

Sorrend

EREDMÉNYTÁBLA (kezelések közötti különbségek) Sorrend (oszlop - sor) ALKezelés P2O5 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

10.

1. A2 × M4

163

0

2. C2 ×M4

149

15

0

3. C2 × #+M2

148

15

1

0

4. B2 × #+M2

135

28

14

13

0

5. C2 × M3/a 6. C2 × M3

130

34

19

18

5

0

129

34

20

19

6

1

0

7. B2 × M4

129

35

20

19

6

1

0

0

8. A2 × #+M2

123

40

25

25

12

7

6

6

0

9. A2 × M3

121

43

28

28

15

9

9

8

3

0

10. A2 × #+M1

119

45

30

30

17

11

11

10

5

2

0

11. A2 × M3/a

117

46

32

31

18

13

12

12

6

4

2

12. B2 × M3

116

48

33

33

20

14

14

13

8

5

3

13. C2 × #+M1

114

49

35

34

21

16

15

15

9

7

5

14. B2 × M3/a

110

54

39

39

26

20

20

19

14

11

9

15. A2 × Sz+M2

108

55

40

40

27

22

21

21

15

12

10

16. B2 × #+M1

108

56

41

41

28

22

22

21

16

13

11

17. C2 × Sz+M2

97

66

51

51

38

33

32

32

26

23

21

18. C2 × M2

97

67

52

51

38

33

32

32

27

24

22

19. B2 × Sz+M2

83

81

66

65

52

47

46

46

41

38

36

20. A2 × #

82

82

67

67

54

48

48

47

42

39

37

SzD(a×b)5% = 22,9 mg/kg Félkövér szám: szignifikáns különbség

Irodalom Balla, A-né (1979): A foszfortrágyázás utóhatásának vizsgálata. In: Az intenzív műtrágyázás hatása a talaj termékenységére. MTA TAKI Ankét. Budapest. 130-138. Krámer, M. (1979): Az istállótrágyázás és a műtrágyázás kölcsönhatásának vizsgálata tartamkísérletekben. In: Az intenzív műtrágyázás hatása a talaj termékenységére.MTA TAKI Ankét. Budapest. 94-107. Sevcsenko,.L.A., Baljobo, Sz.A., Szmorenko, V.I. (1986): Vlijanie urovnja azotnogo is kalijnogo pitanija na effektivnoszt' periodicseszkogo vneszenija foszfornuh udobrenij. Agrohimija. 27. 9-14.

246


TARTAMKÍSÉRLETI EREDMÉNYEK FELHASZNÁLÁSA A KUKORICA TÁPANYAG-VISSZAPÓTLÁSÁNAK TERVEZÉSÉRE HUZSVAI LÁSZLÓ DEBRECENI EGYETEM, AGRÁR- ÉS MŰSZAKI TUDOMÁNYOK CENTRUMA, BIO- ÉS KÖRNYEZETENERGETIKAI INTÉZET Napjainkban, hazánkban többféle trágyázási szaktanácsadási rendszer létezik egymás mellett, elveiket tekintve azonban ezek nagyon hasonlóak. Mindegyik a talajvizsgálati eredmények és a „tervezett” termés függvényében határozza meg a kiadagolandó műtrágya javasolt mennyiségét. Gyenge ellátottság estén többet, jobb ellátottság esetén kevesebbet. Legtöbb tanácsadási rendszerben a „tervezett” termés növekedésével növekszik a kiadagolandó trágya mennyisége (mérlegszemlélet), mintha csak döntőmértékben ez határozná meg a növényi produkciót. Az időjárás termést befolyásoló hatását egyik rendszer sem veszi figyelembe, pedig a biomassza mennyiségét döntő mértékben mégiscsak ez alakítja. A műtrágya hasznosulásáról, hatékonyságáról sem esik szó ezekben a rendszerekben. Az általam ismertetett eljárás más irányból közelíti meg e problémát, és azt adom meg, hogy a tervezett műtrágyaadag milyen valószínűséggel és intervallumban fogja növelni a termést. A módszert monokultúrában termesztett kukorica tartamkísérlet adatai alapján mutatom be. Az adatok 1996-2007 közötti időszakot (12 év) ölelik fel, és összesen 15 912 parcella eredményeit tartalmazzák. A vizsgálatok eredményei alapján megállapítható, hogy az egyéb szaktanácsadási rendszerek „tervezett” terméseit bármelyik műtrágyaadaggal elérhetjük. 30-150 kg/ha közötti nitrogénadag mindegyike jó lehet, amire a 12 év alatt volt is példa. A kérdés tehát lényegében nem az, hogy mennyi műtrágyát kell kijuttatni a tervezett cél elérése érdekében, hanem az, hogy melyik teljesíti az elvárt hatékonyságot, és mekkora a valószínűsége a tervezett termés elérésének. Kulcsszavak: tápanyag, kukorica, tartamkísérlet

USING LONG-TERM EXPERIMENT RESULTS TO PLAN THE NUTRITIONAL REPLENISHMENT OF MAIZE L. HUZSVAI BIO- AND ENVIROMENT ENERGETICS INSTITUTE, CENTRE FOR AGRICULTURAL SCIENCES AND ENGINEERING, UNIVERSITY OF DEBRECEN Nowadays, there are several active fertilisation consultancy systems in Hungary, Nevertheless, these are very similar to each other concerning their principles. All of them determine the recommended amount of fertiliser to be applied depending on soil analysis results and the “planned” yield. In the case of weak supply, they recommend more, whereas they recommend less if the supply is better. In most consultancy systems, the amount of fertiliser to be applied increases as the “planned” yield grows (balance approach), as it was the only one which determines the production of a crop. None of the systems consider the effect of weather on yield, although this is the factor which mainly affects the amount of biomass. No mention is made about the utilisation and efficacy of fertilisers in these systems. In the method reported here the practice used so far is reversed and data are provided about the probability and the intervals at which the planned fertiliser will increase yield. The method is presented on the basis of long-term experiment data carried out in maize grown in monoculture. The data cover the period between 1996-2007 (12 years) and contain the results of 15 912 plots.

247

HUZSVAI L. Based on the results of analyses, it can be stated that the “planned” yields of other consultancy systems can be achieved by any fertiliser dosage. Any of the doses between 30-150 kg ha-1 could be adequate, as seen in the last 12 years. Therefore, the question is not how much fertiliser we should apply in order to achieve the planned yield, but which of them meets the expected efficacy and how great the probability of reaching the planned yield is. Key words: nutrient, maize, long term experiment

Bevezetés A termesztett növényeink produkcióját a termesztési beavatkozások mellett döntő mértékben az időjárás és a talaj tulajdonságai határozzák meg. E két tényező dinamikus kölcsönhatása alakítja a növény számára felvehető tápanyag és víz mennyiségét. Mivel az időjárásunk szeszélyesen változik, és a termőtalaj állapota is időről-időre módosul, ezért minden évben más-más mennyiségű tápanyag áll a növény rendelkezésére, és ez okozza a termések évenkénti ingadozását. A növényi tápanyagok visszapótlása a talajba évezredes múlttal rendelkezik. Eleinte főként szerves hulladékokat, maradványokat használtak, majd a XIX. századtól, az ásványi táplálkozás és a műtrágya felfedezése után, egyre inkább szervetlen formában jutatták ki a tápanyagokat. Megindult a nitrogén, foszfor és kálium műtrágyák iparszerű előállítása. Ezután a legfontosabb kérdéssé az vált, hogy ezekből mennyit érdemes kijuttatni a különböző növénykultúrák alá. Ezt kísérleti úton lehet meghatározni, aminek többféle módszere is ismert, s melyek az idők során egyre újabb eljárásokkal bővültek. Napjainkban, hazánkban is többféle trágyázási szaktanácsadási rendszer létezik egymás mellett, elveiket tekintve azonban ezek nagyon hasonlóak. Mindegyik a talajvizsgálati eredmények és a „tervezett” termés függvényében határozza meg a kiadagolandó műtrágya javasolt mennyiségét. Gyenge ellátottság estén többet, jobb ellátottság esetén kevesebbet. Legtöbb tanácsadási rendszerben a „tervezett” termés növekedésével növekszik a kiadagolandó trágya mennyisége (mérlegszemlélet), mintha csak döntő mértékben ez határozná meg a növényi produkciót. Az időjárás termést befolyásoló hatását egyik rendszer sem veszi figyelembe. A műtrágya hasznosulásáról, hatékonyságáról sem esik szó ezekben a rendszerekben. Jelen munkámban bemutatott módszer szakít az eddigi hagyományokkal. Ebben a rendszerben nincs „tervezett” termés, az a javasolt műtrágya mennyiségének függvényében alakul ki valamilyen valószínűséggel. A várható termésre nem egyetlen értéket adok meg, hiszen a pontbecsléshez nem lehet valószínűséget rendelni, hanem egy intervallumot és a hozzátartozó valószínűséget, amit a termőhely sajátossága (időjárás, talaj stb.) határoz meg. Csak olyan adag kiszórását javaslom, ami hosszútávon egy előre meghatározott valószínűség mellett hatékony.

248

A KUKORICA TÁPANYAG-VISSZAPÓTLÁSÁNAK TERVEZÉSE

A hatékony, jövedelmező műtrágyázás mértékének megállapításához ismerni kell a műtrágyázás termésnövelő hatását. A műtrágyázás termésnövelő hatását legtöbbször másodfokú egyenlettel (parabola) valamint Mitscherlich típusú telítődési függvénnyel közelítik. Több évtizedes tartamkísérletek tapasztalatai alapján, a műtrágyázás termésnövelő hatása kis és közepes adagoknál jelentős, a növekedés mértéke nagy, míg nagy adagoknál vagy egy elnyújtott plató, vagy egy lassan csökkenő szakasz alakul ki. A termésnövelő hatás tisztázásakor értékes információ a maximális termésnövekedéshez tartozó műtrágyaadag meghatározása, melyet a másodfokú függvény első deriváltjának segítségével lehet kiszámítani. Az ilyen jellegű összefüggés leírásakor a másodfokú függvény (parabola) jelentős hibával terhelt, a becsült és mért értékek közötti különbség nagy lehet. Amennyiben az illesztett függvény hibával terhelt, a számított maximum pont jelentős eltérést mutathat a tényleges, mért maximumtól. Berzsenyi és Dang (2002) szerint a polinom függvények (pl. parabola) a determinációs koefficienssel (R2) mért figyelemre méltó illeszkedésük ellenére, jelentős mértékben felülbecsülhetik a műtrágya optimális mennyiségét, és ezáltal gyakran nem megfelelőek a műtrágyázási szaktanácsadáshoz. Hasonló eredményre jutottunk mi is, és megállapítottuk, hogy műtrágyadózis kísérletben nem érdemes függvényeket illeszteni az adatokra, mert a függvényillesztésének hibája némely évben meghaladhatja a 100%-ot is (Huzsvai és Nagy 2004). Anyag és módszer A műtrágya és termés közötti kapcsolat leírására a bevezetőben ismertetett okok miatt nem illesztettem semmilyen függvényt, hanem meghatároztam a termés derivált sorát a műtrágya függvényében. Gyakorlatilag ez egy különbségképzési eljárás, amit számítógéppel jól lehet automatizálni. Az így kapott adatokat egy kvartilis ábrán ábrázoltam és elemeztem a valószínűségeket. Azért döntöttem a kvartilis ábra mellett, mert egyszerű, segítségével könnyen meghatározható a kockázat, ill. megbízhatóság. Kockázatosnak fogom nevezni azt a pótlólag adott trágyaadagot, ami nem növeli elvárt mértékben, ill. csökkenti a növény termését az előző műtrágyaadaghoz képest. A megbízhatóságot a kockázat kiegészítő eseményeként definiálom, tehát (1-kockázat). A kvartilis ábra a műtrágya hatékonysági értékeket, nagyság szerint sorba rendezve, négy egyenlő gyakorisági kategóriába sorolja: 25, 50, 75 és 100%. Az elsőt Q1-nek, a másodikat Q2-nek és így tovább nevezik. A Q2 jelenti egyben a mediánt, a (Q3-Q1) pedig az interkvartilist (félterjedelem, a medián körül az adatok 50%-a itt helyezkedik el). Ez utóbbit „doboznak” is nevezhetjük, ezért találkozunk néha magyarul a doboz ábra megnevezéssel. A módszert monokultúrában termesztett kukorica tartamkísérlet adatai alapján mutatom be. Az adatok 1996-2007 közötti időszakot (12 év) ölelik fel, és összesen 15 912 parcella eredményeit tartalmazzák. A kísérlet kéttényezős sávos elrendezésű, négy ismétlésben, öntözött és nem öntözött változatban. A talaj löszön képződött alföldi mészlepedékes csernozjom. A humuszos réteg vastagsága 70-90 cm. A talaj VKmin értéke 27-29 tf %. A 0-100 cm-es talajszelvény 275 mm, a 100-200 cm-es 265 mm nedvesség tárolására képes. A hasznos VK a 0100 cm-en 157 mm, a 100-200 cm-en 150 mm. Az alkalmazott műtrágyadózisok 1996-2007 között: kg/ha hatóanyagban, N30, P23, K27 és ennek 2, 3, 4, 5-szörös adagja (1. ábra). A parcellák 1979-1995 között az előbbi adag dupláját kapták.

249

HUZSVAI L.

Eredmények és következtetések A számítások során a nitrogén mennyiségét használtam a kezelések jelölésére (a fix táparány miatt), ezért nem fogom külön kiírni a hozzátartozó foszfort és káliumot, azonban mindig a teljes adagot fogom rajta érteni. A harminckilós nitrogénlépcső ideális a derivált sor elkészítéséhez, tehát a kukorica termésadataiból a nitrogénműtrágya függvényében harminckilós lépcsőkkel képeztem a különbségeket (1. ábra). nem öntözött(1)

öntözött(2)

125,00

hatékonyság(3) (kg/kg)

100,00

75,00

50,00

25,00

15 kg/kg

15 kg/kg 0,00

-25,00

N30, P23, K27

N60, P45, K53

N90, N120, N150, P68, P90, P113, K80 K106 K133

N30, P23, K27

N60, P45, K53

N90, N120, N150, P68, P90, P113, K80 K106 K133

1. ábra. A kukoricatermés első derivált sora (hatékonysági mutatók)

Az 1. ábra használata: tételezzük fel, hogy egy kg nitrogén műtrágyázás (plusz a hozzátartozó P és K) költségét 15 kg kukorica fedezi. A hatékonysági mutató ebben az esetben 15. Amennyiben 15 vagy ennél nagyobb ez az érték a műtrágyázást hatékonynak nevezzük. A nem öntözött kezelésekben az első és második 30 kg/ha nitrogén kockázat nélkül kiadható, a vizsgált időszakban mindig teljesítették az elvárt hatékonyságot, és sohasem okoztak termésdepressziót. Az ábrán jól látszik, hogy az első 30 kg/ha nitrogén okozza a legnagyobb termésnövekedést. A harmadik harminc kiló (90 kg/ha) nitrogén kiadagolásának azonban már 30% kockázata van, azaz 12 évből várhatóan 4 évben nem növeli a termést az elvárt mértékben. 70%-os valószínűséggel azonban továbbra is hatékony. A negyedik 30 kg (120 kg/ha) nitrogén kijuttatásának kockázata azonban már több, mint 75%. Várhatóan csak három évben fogja hatékonyan növeli a kukorica termést, kilenc évben nem, ill. közel 40%-os valószínűséggel csökkentheti az előző trágyaadaggal elért termést. Az ötödik 30 kg (150 kg/ha) nitrogén kockázata gyakorlatilag 100%. Nagyon-nagy 250

A KUKORICA TÁPANYAG-VISSZAPÓTLÁSÁNAK TERVEZÉSE

valószínűséggel az ötödik kiadagolt 30 kg/ha nitrogén 0-750 kg/ha terméscsökkenést okoz az évek során a 120 kg/ha nitrogénadaghoz képest. (Az ábrán látható körök a kiugró, extrém értékeket jelölik. Ez minden kísérletben előfordul. A hitelesség miatt nem töröltem őket.) Az ajánlott adag ebben az esetben tehát 80 kg/ha nitrogén lehet, ami 75%-os valószínűség mellett hatékony is lesz. Öntözött körülmények között 90 kg/ha nitrogénadagig nincs kockázat. 120 kg/ha nitrogén kiadagolásának már közel 50%, 150 kg/ha-nak már 83% kockázata van. 75%-os megbízhatóság mellett az ajánlott nitrogénadag 100 kg/ha. Jól látszik, hogy öntözött körülmények között nagyobb trágyaadag is hatékony. A 2. ábra a termés második deriváltját mutatja, mely további tudományos elemzés tárgya lehet. A 1. ábra szerint az első derivált sor monoton csökkenő, vagyis a hatékonyság a műtrágyaadag növelésével egyre kisebb. Ebben az esetben a második derivált csak negatív vagy nulla értéket vehet fel. A 2. ábrán ennek ellenére néhány pozitív érték is látható, ami a kísérleti adatok véletlen ingadozásából ered, ezért értelmezni csak a nulla alatti adatokat érdemes. Amennyiben a műtrágyázás és a termés közötti kapcsolat másodfokú (parabola) függvénnyel leírható lenne, akkor a második derivált értéke egy negatív konstans (f = -ax2+bx+c, f ’’ = -2a) lenne. A 2. ábra azonban nem ezt mutatja, az adatok nem egy vízszintes vonal mentén helyezkednek el, ebből adódóan a termés és műtrágyázás közötti kapcsolat leírására egyértelműen nem alkalmas a másodfokú függvény. nem öntözött(1)

öntözött(2)

20,00

második_diff(3)

0,00

-20,00

-40,00

-60,00

-80,00

-100,00 N60, P45, K53

N90, P68, K80

N120, P90, K106

N150, P113, K133

N60, P45, K53

N90, P68, K80

N120, P90, K106

N150, P113, K133

2. ábra. A kukoricatermés második derivált sora

251

HUZSVAI L.

Hogyan alakul a várható termés? Öntözetlen körülmények között 80 kg/ha nitrogén műtrágyát ajánlok. Nézzük meg az előtte és utána található trágyaadagokhoz tartozó termések valószínűségét! A hagyományokhoz hűen válasszunk egy nagy „tervezett termést”, pl. 9 t/ha-t (vastag vízszintes vonal)! Mi a valószínűsége annak, hogy 9 t/ha-nál nagyobb termést kapunk? A 60 kg/ha nitrogén adaggal közel 70%, a 90 kg/ha mellett 75%. Ezek szerint az ajánlott 80 kg/ha nitrogénadag esetében, kísérleti körülmények között, 72%-os valószínűséggel fogunk hosszútávon 9-11 t/ha közötti termést kapni (3. ábra). A kérdés tehát lényegében nem az, hogy mennyi műtrágyát kell kijuttatni a tervezett cél elérése érdekében, hanem az, hogy melyik teljesíti az elvárt hatékonyságot, és mekkora a valószínűsége a tervezett termés elérésének. nem öntözött(1)

öntözött(2)

14,00

termés (t/ha)(3)

12,00

10,00

8,00

6,00

4,00

2,00 nem trágyá zott

N30, P23, K27

N60, P45, K53

N90, P68, K80

N120, P90, K106

N150, P113, K133

nem trágyá zott

N30, P23, K27

N60, P45, K53

N90, P68, K80

N120, P90, K106

N150, P113, K133

3. ábra. A kukorica termésátlagai (1996-2007, Debrecen)

Irodalom Berzsenyi, Z., Dang, Q.L. (2002): Kukorica (Zea mays L.) hibridek műtrágyareakciójának vizsgálata különböző függvényekkel tartamkísérletben. In: Jávor, A., Sárvári, M. (szerk.) Innováció, a tudomány és a gyakorlat egysége az ezredforduló agráriumában. Nemzetközi Konferencia. Debrecen. 96-101. Huzsvai, l., Nagy, J. (2004): A műtrágyázás hatásának értékelése a kukorica (Zea mays L.) termésére kettős lineáris függvénnyel. Növénytermelés, 53, (4). 365-374.

252


CSERNOZJOM RÉTI TALAJ N-FORGALMA MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLETBEN IZSÁKI ZOLTÁN SZENT ISTVÁN EGYETEM VÍZ- ÉS KÖRNYEZETGAZDÁKODÁSI KAR, SZARVAS A környezetkímélő N-trágyázási rendszer kidolgozása és gyakorlati alkalmazása igényli, hogy vizsgáljuk a talajok N-forgalmát, a NO3-N felhalmozódását és kimosódását adott termőhelyi körülmények között. E dolgozat célja, hogy 18 éves műtrágyázási tartamkísérletek eredményei alapján adatokat szolgáltasson a csernozjom réti talaj Nmérlegéről és a NO3-N mélységi eloszlásáról, kimosódásáról. A 3.0-3.2%-os humusztartalmú csernozjom réti talaj jó N-szolgáltatású, 18 év átlagában N-trágyázás nélkül a növények N-felvétele 126 kg ha-1év-1 volt. A 80 kg ha-1-os N-trágyázásnál a talaj N-mérlege negatív és a növények átlagos N felvétele 170 kg-1 év-1 és esetenként NO3-N kimosódás mutatkozott. A 160 kg ha-1-os N-trágyázás halmozott N-mérlege csak kismértékben volt negatív. A 18 évből 7 évben a növények N-felvétele 160 kg ha-1 alatt maradt. A talaj természetes N-szolgáltatását is figyelembe véve a 160 kg ha-1-os Ntrágyázás termőhelyi viszonyaink között már túlzott, az évek többségében a növények potenciális termőképességének N-igényét már meghaladja, s NO3-N kimosódással járt együtt. A N-forgalmi vizsgálatok szerint a 240 kg ha-1-os N-adag az adott termőhelyen túltrágyázást okozott. Kulcsszavak: N-trágyázás, N-forgalom, NO3-N kimosódás, tartamkísérlet

NITROGEN TURNOVER OF CHERNOZEM MEADOW SOIL IN A LONG-TERM MINERAL FERTILISATION TRIAL Z. IZSÁKI FACULTY OF WATER AND ENVIRONMENTAL MANAGEMENT, SZENT ISTVÁN UNIVERSITY, SZARVAS The elaboration and introduction of an environment-friendly N fertilisation system requires studies on the soil N regime, and on NO3-N accumulation and leaching under field conditions. The present work aimed to provide data on the soil N balance and on the depth distribution and leaching of NO3-N in chernozem meadow soil, based on the results of an 18-year long-term mineral fertilisation experiment. The soil contained 3.0-3.2% humus and had good N-supplying ability. Averaged over 18 years, the plant N uptake on plots without N fertilisation was 126 kg ha-1year-1. At the 80 kg ha-1 N rate the soil N balance was negative, with a mean plant N uptake of 170 kg ha-1year-1 and a low rate of NO3-N leaching was observed. At 160 kg ha-1 N the accumulated N balance was only slightly negative. In 7 of the 18 years plant N uptake was below 160 kg ha-1. Under the given experimental conditions, considering the natural N-supplying capacity of the soil, the 160 kg ha-1 N fertiliser rate proved to be excessive, surpassing the N requirements of the potential crop yield in most years and resulting in NO3-N leaching. The N regime data indicated that the 240 kg ha-1 N rate represented over-fertilisation in the given location. Key words: N fertilisation, N turnover, NO3-N leaching, long-term trial

253

IZSÁKI Z.

Bevezetés A N-trágyázásból eredő környezetszennyezés minimalizálása, a növény igényéhez igazodó N-trágyázási gyakorlat, valamint a precíziós N-trágyázási szaktanácsadási rendszer fejlesztése igénylik, hogy különböző ökológiai és termesztéstechnológiai körülmények között minél nagyobb pontossággal tudjuk becsülni talajaink N-forgalmát és N-szolgáltatását. Magyarország mezőgazdasági területének átlagos N-terhelése (műtrágya+istállótrágya N) – az elmúlt közel két évtizedet értékelve – nem jelent nagy környezeti kockázatot. Ebből azonban nem következik, hogy ne lennének lokális és nem pontszerű mezőgazdasági eredetű N-terhelési kockázatok és problémák a helytelen Ngazdálkodásból eredően. Hazánk is alkalmazza az EU Nitrát Direktíváját, kidolgozta annak szabályozási és monitoring rendszerét, de e mellett továbbra is szükséges vizsgálni mindazon tényezőket, melyek harmonizációjával környezetünk káros N-terhelése mérsékelhető. A talajok N-forgalmát, a NO3-N felhalmozódását és kimosódását számos tényező befolyásolja, úgymint a N-trágyázás gyakorlata, a növények N-felvétele, a talajok N-szolgáltatása, az ökológiai adottságok, az agrotechnika, a gazdálkodási és talajhasználati módok (Jung 1972, Németh 1996, Kirchmann et al. 2002). Számos tartamkísérlet eredményei igazolták, hogy a N-felhalmozódást és a NO3-N kimosódást alapvetően a növény igényét meghaladó N-trágyázás okozza (Kádár és Németh 1993, Ruzsányi et al. 1994, Hansen és Djurhuus 1996, Németh és Kádár 1999, Izsáki és Iványi 2005), amit azonban jelentősen befolyásolhat a talajszerkezet, a talajművelés, a növényi sorrend, a növények gyökerezés mélysége és N-igénye, a tarló- és növénymaradvány mennyisége és C/N aránya, a talaj fedettsége, a N-trágyázás ideje és megosztása, a vízellátottság és öntözés (Hansen és Djurhuus 1996, Delphin 2000, Icher et al. 2003, Nakamura 2004). Ezen összetett hatások vizsgálatára különösen alkalmasak a trágyázási tartamkísérletek. A dolgozat célja, hogy 18 éves műtrágyázási tartamkísérlet eredményei alapján értékelje a N-trágyázás, a vetésforgó és a vízellátottság hatását a csernozjom réti talaj N-mérlegére, N-szolgáltatására, a NO3-N felhalmozódására és kimosódására a környezetkímélő, termőhely specifikus N-trágyázás fejlesztéséhez. Anyag és módszer A műtrágyázási tartamkísérletet a Mezőgazdaság-tudományi Intézet Kísérleti Telepén, Szarvason 1989-ben állítottuk be. A kísérleti terület talaja mélyben karbonátos csernozjom réti talaj, melynek főbb jellemzői a kísérlet beállításakor a következők voltak: a humuszos réteg vastagsága 85-100 cm, a művelt réteg pH(KCl)-ja 5.0-5.2, humusztartalma 3.0-3.2%, CaCO3-ot nem tartalmaz, kötöttsége (KA) 50, agyagtartalma 32%, foszfor- és kálium-ellátottsága jó szinten volt. A talajvíz átlagos mélysége 300-350 cm. A kísérleti terület felszíne teljesen sík volt.

254

CSERNOZJOM RÉTI TALAJ N-FORGALMA A műtrágyázási kezeléseket négy-négy N-, P- és K-szinten alakítottuk ki, teljes kezelés kombinációban, azaz 64 kezeléssel, kétszeresen osztott parcellás elrendezésben, három ismétléssel. A kísérlet egyik részfeladata volt a N-trágyázás hatásának vizsgálata a növények tápelemfelvételére, terméshozamára, a talaj ásványi N-tartalmának változására, a talaj Nszolgáltatásának értékelésére és a NO3-N kimosódására. A vizsgálatokat a kísérlet kiválasztott parcelláin végeztük, ahol a N-trágyázás adagja 0, 80, 160, 240 kg ha-1év-1 volt. A nitrogént ammóniumnitrát (34% N) formájában juttattuk ki. A növényi sorrend az egyes N-forgalmi vizsgálati ciklusok szerint a következő volt, 19901993: cukorrépa (Beta vurgaris L.), szója (Glycine max L.), rostkender (Cannabis sativa L.) fénymag (Phalaris canariensis L.); 1994-1997: kukorica (Zea mays L.), szója, olajlen (Linum usitatissimum L.), csupasz zab (Avena nuda L.); 1998-2000: lóbab (Vicia faba L.), rostkender, silócirok (Sorghum bicolor L. Moench.); 2001-2003: kukorica, lóbab, rostkender, 2004-2007: silócirok, kukorica, szója, rostkender. A talaj N-mérlegének elkészítéséhez mértük a növények parcellánkénti terméshozamát és N-felvételét. A N vizsgálathoz teljes földfeletti növényzet mintáit közvetlen a betakarítás előtt vettük meg, parcellánként 2x1 méteren. A növényi részek N-tartalmát macro-Kjeldal módszerrel határoztuk meg. A NO3-N mozgásának nyomon követéséhez 1993-ban, 1997-ben, 2000-ben, 2003-ban és 2007-ben az N0, N80, N160 és N240 kezelések talajának NO3-N-tartalmát határoztuk meg 200 és 300 cm mélységig. A talaj NO3-N-tartalmának meghatározását 1N KCl-os kivonatból kolorimetriás módszerrel végeztük.

Eredmények és következtetések A talaj N-forgalmának becsléséhez mértük a növények N-felvételét, Nellátottsági szintenként számítottuk a talaj N-mérlegét, összevetettük a Ntrágyázott parcellák mérlegét a kontrollparcellák mérlegével (egyenleg N – egyenleg N0), és vizsgáltuk az NO3-N mélységi eloszlását, annak felhalmozódását, kimosódását. A különbség a kontrollhoz (egyenleg N – egyenleg N0) arról ad információt, hogy a növények N-felvételét meghaladóan relatíve mennyi nitrogénnel „gazdagodott a talaj”. A kísérlet számított Nforgalmának adatait az 1. táblázat tartalmazza. Az első vizsgálati ciklusban (1990-1993) a növények által felvett N 558 kg ha-1 volt N-trágyázás nélkül. A 80 és 160 kg ha-1-os N-adagoknál a N-mérleg negatív volt, s csak a 240 kg ha-1-os ellátottságnál tapasztaltunk pozitív Nmérleget. A NO3-N kimosódás a 160 kg ha-1-os N-ellátottságnál már elkezdődött és a legnagyobb N-adagnál pedig kifejezetté vált. A második vizsgálati ciklus, a nyolcadik év (1997) végére a növények Nfelvétele 899 kg ha-1-t ért el N-trágyázás nélkül. A N-mérleg 80 kg ha-1-os ellátottságnál negatív volt, 160 kg ha-1-os adagnál megközelítőleg egyensúlyba került, míg a 240 kg ha-1-os N-trágyázásnál erősen pozitívvá vált. Ebben a vizsgálati ciklusban, amikor kisebb N-igényű növényeket is termesztettünk, és két száraz év is előfordult, kicsik voltak a hozamok, a talaj N-készlete (egyenleg N – egyenleg N0) minden N-trágyázott kezelésben növekedett. A NO3-N mélységi eloszlása a kísérlet nyolcadik évében azt mutatta, hogy a NO3-N eloszlási görbék már élesen elkülönültek egymástól a 100 cm-nél mélyebb rétegben a N-ellátottságtól függően. A N-akkumuláció maximuma a 140-180 cm-es mélységben helyezkedett el, függetlenül a N-ellátottságtól. 255

IZSÁKI Z. 1. táblázat. A kísérlet számított N-mérlege, kg ha-1 (Szarvas, 1990-2007.)

Kiadott N Kivont N Egyenleg Különbség a kontrollhoz NO3-N a talajban, 0-2 m NO3-N különbség a talajban a kontrollhoz viszonyítva, 0-2 m

899 -899 205 -

N-műtrágya adag kgha-1 80 160 240 1997. szeptember (8. év végén) 640 1280 1920 1192 1330 1294 -552 -50 626 347 849 1525 384 530 690 179 325 485

Kiadott N Kivont N Egyenleg Különbség a kontrollhoz NO3-N a talajban, 0-2 m NO3-N különbség a talajban a kontrollhoz viszonyítva, 0-2 m NO3-N a talajban, 0-3 m NO3-N különbség a talajban a kontrollhoz viszonyítva, 0-3 m

1126 -1126 115 -

2000. szeptember (11. év végén) 880 1760 1595 1747 -469 13 657 1149 117 304 2 189


1523 -1523 118


2273 -2273 76 -

A mérleg tételei 0

256

214 -

256 42

466 252

2003. szeptember (14. év végén) 1120 2240 2139 2343 -1019 -103 504 1420 211 265

2640 1806 834 1960 359 244 603 389

3360 2441 919 2442 606

-

93

147

488

221

388

493

842

-

167

272

621

2007. szeptember (18. év végén) 1440 2880 3054 3309 -1614 -429 659 1844 128 235 52 159

4320 3435 885 3158 254 178

153

235

380

427

-

82

227

274

CSERNOZJOM RÉTI TALAJ N-FORGALMA

A tizenegy éves kísérleti időszak (1990-2000) alatt a növények által felvett N 1126 kg ha-1 volt, ami évi átlagban 102 kg ha-1 N-trágyázás nélkül. A N-mérleg 80 kg ha-1-os N-adagnál negatív, 160 kg ha-1-os N-ellátottságnál lényegében egyensúlyban maradt, míg a N-túltrágyázás (240 kg ha-1) a N-mérleg aktívumát tovább növelte. A kontrollhoz viszonyított számított Nkészletgazdagodás a N-trágyázás növekvő szintjein 411, 1139 és 1961 kg ha-1 , melynek azonban csak 10, 22 és 20%-át tudtuk a 300 cm-es talajrétegben NO3-N formában kimutatni. Ez a nagymértékű N-kimosódás azzal magyarázható, hogy az 1999. év rendkívül csapadékos volt (847 mm), a novemberi és decemberi csapadék mennyisége elérte a 207 mm-t, s a talajvíz késő ősztől kora tavaszig a talajfelszín közelében helyezkedett el. A 2000-es tenyészidőszak rendkívüli szárazsága alatt a talajvíz szeptember végére lehúzódott a 300 cm-es mélységre, és jelentős mennyiségű NO3-N-t mosott ki. A negyedik vizsgálati ciklusban (2001-2003), amikor a forgóban kukorica, lóbab és rostkender szerepelt, a növények N-felvétele 397 kg ha-1 volt N-trágyázás nélkül. A 14. tenyészidőszak végére a növények N-felvétele a kontroll területen 1523 kg-ot ért el hektáronként, ami éves átlagban 109 kg ha-1 N-szolgáltatást jelent. A N-mérleg a 80 kg ha-1-os ellátottságnál jelentős (-1019 kg ha-1), 160 kg ha-1 N-adagnál csekély mértékű (-103 kg ha-1) negatív értéket mutatott. A 240 kg ha-1-os N-trágyázásnál a N-mérleg 919 kg ha-1-ral volt pozitív. Ha a 14-éves ciklus kontrollhoz viszonyított N-készlet változását vizsgáljuk, akkor a talaj elméleti N gazdagodása a N-trágyázás növekvő szintjein 504, 1420, 2442 kg ha-1, melynek 33, 19, 25%-a volt NO3-N formában kimutatható a 300 cm-es talajrétegben. Az ötödik vizsgálati ciklusban (2004-2007) silócirok, kukorica, szója és rostkender szerepelt a vetésforgóban. E kísérleti periódusban három év (20042006) kedvező vízellátottságú, egy év (2007) átlagos csapadék ellátottságú volt. A jobb vízellátottság kedvezett a nagyobb terméshozamoknak és N-felvételnek. Így N-trágyázás nélkül a négy év alatt a növények N-felvétele 750 kg ha-1-t, éves átlagban pedig 188 kg ha-1-t ért el. A N-trágyázott kezelésekben (80, 160, 240 kg ha-1) pedig a N-felvétel 915, 966 és 994 kg ha-1 volt. Mindezek eredményezték azt, hogy a N-trágyázás minden szintjén e négyéves ciklus N-mérlege negatív lett. A 18 éves kísérleti időszak összevont N-mérleg adatai azt mutatják, hogy N-trágyázás nélkül a növények N-felvétele 2273 kg ha-1 volt, ami éves átlagban 126 kg ha-1-t jelent. A talaj N-mérlegét vizsgálva megállapítható, hogy 80 kg ha1 -os N-trágyázásnál a mérleg 1614 kg ha-1-ral, 160 kg ha-1-os N-adagnál pedig 429 kg ha-1-ral negatív. A 240 kg ha-1-os N-trágyázás N-mérlege 885 kg ha-1-os pozitív értéket mutatott. Összevetve a N-trágyázott és trágyázás nélküli Nmérlegeket (egyenleg N – egyenleg N0) kitűnik, hogy a talaj N-készletének elméleti gyarapodása a N-trágyázás növekvő adagja (80, 160, 240 kg ha-1) rendjében 659, 1844 és 3158 kg ha-1, melynek 12-12-9%-a volt NO3-N formában kimutatható a 300 cm-es talajrétegben. A 18 éves kísérleti időszakban a 257

IZSÁKI Z.

növények átlagos N-felvétele a N-trágyázás 80, 160 és 240 kg ha-1-os szintjén 170, 184 és 191 kg ha-1 volt. Ha a N-trágyázás nélküli talaj átlagos 126 kg ha-1os N-szolgáltatását vesszük figyelembe, akkor a 80 kg ha-1-os N-adaggal a talaj N-szolgáltatása 206 kg ha-1, ami meghaladja a 160, 240 kg ha-1 N-ellátottságnál elért növényi N-felvételi értékeket. Ez arra utal, hogy sok év átlagában e jó Nszolgáltatású talajon a 80 kg ha-1-os N-trágyázás a növények N-trágyaigényét kielégíti. Mindezt a terméshozam vizsgálatok is alátámasztották, mert a 80 kg ha-1-os N-trágyázáshoz képest a 160, 240 kg ha-1-os N-trágyázás egyik évben sem eredményezett szignifikáns terméshozam növekedést. Köszönetnyilvánítás A kísérleti eredmények részben az OTKA (T-034463, T-048816) támogatásával megvalósult kutatási program keretében születtek.

Irodalom Delphin, J-E. (2000): Estimation of nitrogen mineralization in the field from an incubation test and from soil analysis. Agron. Sustain. Dev., 20, 349-361. Hansen, E.M., Djurhuus, J. (1996): Nitrate leaching as affected by long-term N fertilization on a coarse sand. Soil Use and Management, 12, 221-228. Ichir, L.L., Ismaili, M., Hofman, G. (2003): Recovery of 15N labeled wheat residue and residual effect of N fertilization in a wheat-wheat cropping system under Mediterranean conditious. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 66, 201-207. Izsáki, Z., Iványi, I. (2005): Effect of mineral fertilization on NO3-N leaching on clay soil. Comm. Soil. Sci. Plant Anal., 36, 383-391. Jung, J. (1972): Factors determining the leaching of nitrogen from soil, including some aspects of maintenance of water quality. Plant Foods for Human Nutrition, 21, 343-366. Kádár, I., Németh, T. (1993): Nitrát bemosódásának vizsgálata műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés, 42, 331-338. Kirchmann, H., Johnston, A.E.J., Bergström, L.F. (2002): Possibilities for reducing nitrate leaching from agricultural land. AMBIO: J. of the Human Environ. 31, 404-408. Nakamura, K., Harter, T., Hirono, Y., Hirono, H., Mitsuno, T. (2004): Assesment of root zone nitrogen leaching as affected by irrigation and nutrient management practices. Vadose Zone J. 3, 1353-1366. Németh, T. (1996): Talajaink szervesanyag-tartalma. MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete, Budapest. Németh, T., Kádár, I. (1999): Nitrát bemosódásának vizsgálata és a nitrogénmérleg alakulása egy műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés, 48, 377-386. Ruzsányi, L., Pepó, P., Sárvári, M. (1994): Evaluation of major agrotechnical factors in sustainable crop production. Agrokémia és Talajtan, 43, 335-343.

258


A NYÍRLUGOSI TARTAMKÍSÉRLET TANULSÁGAI KÁDÁR IMRE MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST A nyírlugosi meszezési és műtrágyázási tartamkísérletben végzett vizsgálataink alapján az alábbi főbb tanulságok fogalmazhatók meg: A trágyahatások időfüggők. A kísérlet első 10 évében (1963-1972) érdemi trágyahatásokat, ill. terméstöbbleteket csak a N-trágyázás okozott. A második évtizedben (1973-1982) a N-hatások fokozatosan lecsökkentek a trágyázatlan kontroll szintjére. Trágyahatásokat kalászosoknál az együttes NP, kapásnövényeknél az NPK kezelések mutattak. A harmadik évtizedben (1983-1992) a napraforgó és a dohány már meghálálta az NPKCaMg elemek pótlását. A negyedik évtizedben (1993-2002) a tritikále monokultúra termésmaximumai is az NPKCaMg kezeléshez kötődtek. Az utóbbi években (2003-2006. között) az egyoldalúan 100-150 kg/ha/év N-adaggal kezelt talajokon a tritikále gyakorlatilag kipusztult, a talaj extrém módon elsavanyodott és tápelemekben elszegényedett. A talajtermékenység megőrizhető, ha biztosítjuk a feltalajban a 120-150 mg/kg AL-P2O5 és AL-K2O tartalmat, ill. 1 t/ha/év körüli dolomitport alkalmazva fenntartjuk az 5,5-6,0 pH(KCl) értéket és a megfelelő Ntrágyázásról is gondoskodunk. Kulcsszavak: műtrágyázás, meszezés, szabadföldi tartamkísérlet

WHAT WE CAN LEARN FROM NYÍRLUGOS EXPERIMENT I. KÁDÁR RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST The paper reports results achieved in a 44-year-old field trial set up on acid sandy brown forest soil in the Nyírség region. Characteristics of the site: pHKCl 4.3-4.6, humus 0.5-0.7%, CEC 3-4 meq/100 g in the ploughed layer. The topsoil was poor in all five macronutrients (N, P, K, Ca, Mg) and the groundwater depth was 2-3 m. Fertilizers were applied in form of Ca-ammonium nitrate, superphosphate, potassium chloride, powdered limestone and dolomite. The following conclusions could be drawn: Fertilizer responses were time dependent. In the 1st decade of the experiment N alone increased the potato and rye yields. In the 2nd decade, the yield on N-plots declined near to the control. In the last few years studied, the yields on N-plots were negligible, the soil lost its fertility and became leached and very acid. To maintain or increase the yields of crops NPKCaMg fertilization was needed. Fertile plots have a pH (KCl) 5.5-6.0, 120-150 mg/kg ammonium lactate-soluble P2O5 and K2O in the ploughed layer and require the application of about 150 kg N and 1 t/ha ground dolomite yearly. Key words: fertilization, liming, long-term field experiment

Bevezetés A meszezés évezredes gyakorlat a mezőgazdaságban. Már az ókori görögök és rómaiak alkalmazták a márgát anélkül, hogy bővebb ismereteik lettek volna a talaj savanyúságáról. Plinius (i.sz. 23-79) említi: „Egy másik 259

KÁDÁR I.

módszer szerint, amelyet Britanniában és Galliában találtak fel, a földet földdel táplálják. Azzal amit márgának hívnak. Úgy magyarázzák, hogy miként az élő test ereje mirigyeiben, úgy tömörül a márgában a talaj termőereje. Ez a görögök figyelmét sem kerülte el. Van egyáltalán valami, amit Ők ki ne próbáltak volna? Régebben csak kétféle márgát ismertek, de újabban a tudomány előrehaladtával már többfélét ismerünk: van fehér, vörös, galambszürke, agyagos, tőzeges és homokos márga… Mindenféle márgát a már felszántott talaj felületére kell kiszórni, hogy gyógyszerként minél előbb kifejtse hatását. Ezenkívül a föld egy kevés trágyát is elvár.” A gyakori meszezés ereje azonban trágyázás (istállótrágyázás) nélkül csökken és a talaj gyorsan kimerülhet. Angliában a gazdák felismerték, hogy a meszezést össze kell kapcsolni az istállótrágyázással, pillangósok termesztésével, új vetésforgókkal, a belterjesebb gazdálkodással. Szállóigévé vált: „lime and lime without manure will make both soil and farmer poor.” Hasonlóképpen az 1800-as évek végén, ill. az 1900-as évek elején a hazai klasszikusok (Cserháti, Kosutány, Gyárfás, Rázsó, ’Sigmond) is hangsúlyozták, hogy ez a beavatkozás bizonyos termőhelyeken a talaj kimerülését okozhatja és:…,,az apák nagyobb terméseit a fiak és unokák sínylik meg, ha egyidejűleg megfelelő trágyázásról nem gondoskodnak.” Anyag és módszer Hazánk egyik legrégebbi műtrágyázási tartamkísérlete a Nyírségben található, melyet Láng (1963, 1971) állított be savanyú homokos kovárványos barna erdőtalajon. A talaj mechanikai összetételét tekintve a 0.25-0.05 mm finom homok frakció az uralkodó 70-85 %-kal, a por és iszap 5-15 %, míg az agyag 5-10 %-ot ér el a talajszelvényben. A tápanyag- és vízgazdálkodás szempontjából oly fontos kolloidális rész feldúsul a kovárványcsíkokkal tagolt B és C szintekben és elérheti a 12-17 %-ot is. Stefanovits (1966) vizsgálatai szerint a csíkokban a Ca ion a kicserélhető kationok 60-80, míg a Mg ion 20-30 %-át képezheti. A K és Na részaránya mindössze néhány % körüli. A K a szántott rétegben dúsult fel, míg a Na egyenletesen oszlik el a talajszelvényben a kicserélhető kationok között. A talajvízszint 2-3 m mélységben található. Ami a tritikálé hozamait illeti, korábban megállapítottuk, hogy trágyázás nélkül ezen a sovány homokon még a kedvező években sem kaphatunk 1 t/ha feletti szemtermést. Bár az egyoldalú N-trágyázás relatíve hatékonynak bizonyult, csak a kiegyensúlyozott NPK adagolással sikerült 5 t/ha fölé növelni kedvező években a szemtermést, mert a termőhely talaja P-ral és K-mal egyaránt gyengén ellátott. A kedvező évek terméspotenciálját igazán az NPKCa, ill. NPKCaMg kezelés realizálta, amely a talaj savanyúságát megszüntetve egyidejűleg a Ca és Mg elemek pótlásáról is gondoskodott (Kádár 1999, Kádár et al. 1999, 2004). A kísérlet első 10 évének főbb eredményeit Láng (1972, 1973, 1984) ismertette. A P, K, Ca, Mg trágyákat 5 évenként egyszerre adjuk ki ősszel szántás előtt, míg a N-t megosztva fele-fele arányban ősszel vetés előtt és fejtrágyaként tavasszal juttatjuk ki. Az utolsó, 5 évre szóló előretrágyázás 2002. őszén történt. A trágyaszereket 28%-os pétisó, 18%-os szuperfoszfát, 60%-os kálisó, 95%-os mészkőpor és 15% Mg-tartalmú dolomitpor formájában alkalmazzuk az 1. táblázatban közöltek szerint. Növényvédelmi beavatkozásokat a kísérletben nem folytatunk, gyomirtást sem végzünk.

260

A NYÍRLUGOSI TARTAMKÍSÉRLET 1. táblázat. Műtrágyázási és mésztrágya kezelések a kísérletben, kg/ha/év (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Kezelési szint 0 1 2 3

N 0 50 100 150

P2O5 0 60 120 180

Adagok kg/ha/év K2O 0 60 120 180

CaCO3 0 250 500 1000

MgCO3 0 140 280 -

Megjegyzés: 28%-os pétisó, szuperfoszfát, 60%-os kálisó, 95%-os mészkőpor és 15% Mg-tartalmú dolomitpor formájában.

Eredmények és következtetések A 2. táblázat eredményei szerint a trágyázatlan kontroll talajon mért pH a N-terheléssel 0,8 egységgel csökkent, az N2 és N3 kezelések szántott rétege erősen savanyúvá vált. Erősen savanyúnak tekinthető az NP, NK, NPK kezelések talaja is. A meszezőanyagokkal történt kiegészítés nyomán a pH mindkét esetben megközelíti a semleges tartományt. Az erősen savanyú kezelések telítetlenségére utal, hogy a vizes és sós pH értékek közötti különbség 1,1 egységet érhet el, míg a közel semleges tartományban ez a különbség 0,3-0,5 egységre mérséklődik. A humusz %-a érdemben nem változik a kezelések hatására. Az NH4-acetát+EDTA oldható P-készlet megkétszereződik a Ptrágyázással és a „jó” ellátottsági kategóriába kerül. 2. táblázat. Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a művelt réteg talajvizsgálati jellemzőire 2006-ban, a kísérlet 44. évében (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos) Kezelés Jele Kontroll N1 N2 N3

pH (H2O) 5,4 5,0 4,7 4,6

pH (KCl) 4,3 4,2 3,6 3,5

N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

4,9 4,6 4,7 4,7 4,9 4,8 4,8 6,8 6,3 6,7

3,8 3,9 3,9 3,7 3,8 3,7 3,8 6,4 6,0 6,2

10,6 11,6 11,6 11,4 10,4 11,1 11,6 3,6 4,8 3,8

0,8 0,9 0,8 0,8 0,7 0,8 0,8 0,7 0,8 0,7

135 158 191 101 92 99 163 225 198 220

43 50 41 56 78 73 67 62 69 65

SzD5% Átlag

0,3 5,2

0,5 4,3

2,1 9,5

0,3 0,8

41 139

12 57

y1 érték 7,6 9,6 12,6 13,6

Humusz % 0,6 0,8 0,8 0,7

NH4-acetát+EDTA, mg/kg P2O5 K2O 92 67 85 43 105 41 89 44

261

KÁDÁR I.

Az oldható K-tartalom ezzel szemben csak mérsékelten változik. A Khiányos N és NP kezelésekben mintegy 1/3-ával mérséklődik a kontrollhoz viszonyítva, míg a K-adagolással a kontroll szintjén marad. Feltételezhető, hogy a K egy része a szántott réteg alá mosódott ezen a kolloidszegény talajon. Úgy tűnik, hogy a tenyészidő alatti csapadékösszegek és a tritikále termése vagy a trágyahatások (terméstöbbletek) között nincs egyenes összefüggés. A csapadékbő 1999. évben alaposnak mondható, 2004-ben átlagfeletti, míg 2005-ben és 2006-ban a 8 év legkisebb szemterméseit kaptuk. A szalma termése azonban 2005. évben elérte a 8-9 t/ha-t, ezzel a 8 évben mért maximumot. A szalma/szem aránya 10 körülire tágult, a vegetatív növényi rész fejlődéséhez ideális, a generatív szemtermés képződéséhez viszont ebben az évben igen rossz körülmények alakultak ki. Normál években a szalma/szem aránya 1-1,5 körüli, sőt 2000-ben 0,8 körüli volt (3. táblázat). 3. táblázat. Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a tritikále monokultúra termésére a monokultúra 9-16., ill. a kísérlet 37-44. évében, t/ha légszárazanyagban (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos) Kezelés jele Kontroll N1 N2 N3

1999-ben Szem Szalma 1,4 1,5 2,4 2,3 2,0 2,7 1,9 2,5

2000-ben Szem Szalma 1,8 1,7 1,8 1,8 1,6 1,8 2,0 2,1

2001-ben Szem Szalma 1,4 1,1 2,4 2,4 2,3 2,3 1,0 1,3

2002-ben Szem Szalma 1,5 2,5 2,0 3,9 3,4 4,8 1,2 2,2

N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3

1,9 3,6 2,9 2,5 2,3 2,9

2,7 4,1 3,4 2,7 3,3 4,3

2,4 3,9 3,6 2,5 2,1 3,7

2,7 4,1 3,5 2,6 2,9 3,8

2,2 2,4 2,9 2,3 1,8 2,8

2,3 2,3 3,3 2,4 1,9 3,0

3,9 3,6 3,9 3,3 2,3 2,7

5,7 4,8 4,7 5,2 4,3 4,0

N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

3,1 4,2 3,9 3,8

4,8 5,1 5,0 4,7

3,8 4,9 4,4 4,8

3,8 5,0 4,2 4,3

4,0 5,7 5,3 5,4

4,5 6,0 4,8 4,7

4,8 3,7 4,4 5,0

6,9 7,2 7,3 7,9

SzD5% Átlag

1,2 2,8

1,3 3,5

1,7 3,1

1,4 3,2

1,2 3,0

1,3 3,0

1,5 3,3

2,0 5,1

262

A NYÍRLUGOSI TARTAMKÍSÉRLET 3. táblázat folytatása Kezelés jele Kontroll N1 N2 N3

2003-ban Szem Szalma 1,2 1,8 1,2 1,8 1,1 1,6 0,6 1,0

2004-ben Szem Szalma 1,8 1,8 3,6 3,9 3,0 3,5 1,1 1,5

2005-ben Szem Szalma 0,3 2,3 0,3 2,7 0,4 2,9 0,1 1,2

2006-ban Szem Szalma 0,6 0,7 0,4 0,6 0,3 0,3 0,1 0,2

N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3

1,1 1,8 1,7 1,1 1,7 1,0

1,7 2,5 2,1 1,5 2,9 1,6

4,0 4,6 5,0 2,2 3,2 2,3

4,7 5,3 5,3 3,0 4,1 2,6

0,5 0,4 0,3 0,2 0,3 0,3

4,3 3,2 3,2 2,1 3,0 3,0

0,3 0,3 0,3 0,2 0,3 0,4

0,4 0,2 0,4 0,2 0,4 0,3

N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

1,7 1,8 2,2 2,1

2,4 2,7 2,7 3,3

4,2 5,6 5,7 6,7

4,5 5,8 6,1 6,7

0,5 0,9 0,8 0,9

4,8 9,1 7,0 8,1

0,4 2,1 1,3 1,9

0,6 1,8 2,1 2,5

SzD5% Átlag

0,6 1,5

0,8 2,1

1,5 3,8

1,4 4,2

0,2 0,4

1,8 4,1

0,7 0,6

0,6 0,8

Nemcsak a szalma/szem arányt tekintve alakultak ki nagy eltérések. A minimális szemtermés a kontroll parcellán 0,3 t/ha, míg a maximális 1,8 t/ha volt. A szalma 0,7 t/ha és 2,5 t/ha között ingadozott ugyanitt. Megfigyelhető az utóbbi 5 év során, hogy az egyoldalú N3 kezelésben rendre igazolhatóan csökkent a szemtermés. A tritikále gyakorlatilag kipusztult az erősen elsavanyodott talajon 2005. és 2006. években, amikor csapadékbőség uralkodott. A maximális szemterméseket a teljes NPKCaMg kezelés produkálta 2004-ben, amikor a hozama 6 t/ha fölé emelkedett, a teljes földfeletti biomassza aratáskor pedig 13,4 t/ha tömeget ért el. Ugyanebben a kezelésben 2006-ban a szem + szalma tömege mindössze 4,4 t/ha mennyiséget tett ki. Összességében és átlagosan a 8 vizsgált évet tekintve a kontroll termését az együttes műtrágyázás + meszezés megháromszorozta. Amennyiben az N3 kezelések terméseit is figyelembe vesszük, a kezelések helyenként 5-szörös különbségeket okoztak az aratáskori hozamokban (3. táblázat). Köszönetnyilvánítás A munka a 68665 sz. OTKA, valamint a CRO-13/2006 sz. pályázat támogatásával jött létre.

263

KÁDÁR I.

Irodalom Kádár, I. (1999): A hazai homoktalajok műtrágyaigényéről. Agrokémia és Talajtan, 48, 217-223. Kádár, I., Németh, T., Szemes, I. (1999): Triticale trágyareakciója a nyírlugosi tartamkísérletben. Növénytermelés, 48, 647-661. Kádár, I., Németh, T., Szemes, I. (2004): Homokjavítási kutatások. In: Környezetügy. 2004. Tanulmányok Láng István tiszteletére. 161-168. Szerk.: Bulla M.- Kerekes S. Országos Környezetvédelmi Tanács. Friedrich Ebert Alapítvány. Budapest. Láng, I. (1963): A homoktalajok műtrágyázásának kérdései. MTA Agrártud. Oszt. Közl., 22, 431434. Láng, I. (1971): A nitrogén és foszfor érvényesülés, valamint kölcsönhatás tartamkísérletek homoktalajon. MTA Agrártud. Oszt. Közl., 30, 507-510. Láng, I. (1972): A burgonya és az őszi rozs műtrágyázása Magyarország homoktalajain. Nemz. Mezőgazd. Szemle, 16, (4):72-75. Láng, I. (1973): Műtrágyázási tartamkísérletek homoktalajokon. Akad. Doktori Disszertáció. Kézirat. MTA. Budapest. Láng, I. (1984): Homoktalajok termőképességének fokozása. Agrokémia és Talajtan, 14, 75-87. Plinius, C.S. (i.sz. 23-79): A természet históriája. Fordította: Tóth Sándor. NATURA. 1987. Pannon Nyomda. Veszprém. Stefanovits, P. (1966): Hazánk homoktalajainak jellemzése. In: Antal, J. (Szerk.) Növénytermesztés homokon. 9-22. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest.

264


AZ IDŐJÁRÁSI TÉNYEZŐK ÉS AZ ELŐVETEMÉNY HATÁSA AZ ŐSZI BÚZA, A KUKORICA ÉS A BORSÓ TERMÉSEREDMÉNYEIRE A MOSONMAGYARÓVÁRON VÉGZETT KÍSÉRLETEKBEN (1967-2008) KAJDI FERENC, GYŐRI TIBOR és SCHMIDT REZSŐ NYME MEZŐGAZDASÁG- és ÉLELMISZERTUDOMÁNYI KAR, MOSONMAGYARÓVÁR Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek keretén belül 3 kísérletet (17, 18, 19) folytattunk Mosonmagyaróváron 1967 és 2008 között. Vizsgálataink célja az volt, hogy összefüggést keressünk a főbb meteorológiai tényezők és a kísérletekben elvetett növényfajok (őszi búza, kukorica és borsó) terméseredményei között. Az évenkénti-, valamint az egyes tenyészidőszakokra jutó csapadékmennyiségek, hőmérsékleti adatok, illetve napfénytartam értékek között nagy szórást tapasztaltunk. Az elemzések alapján megállapítható, hogy az őszi búza termését az éghajlati tényezők nagyobb mértékben befolyásolják, mint a kukoricáét. A kukorica után termesztett őszi búza hozamait a legnagyobb mértékben a csapadékviszonyok befolyásolják. Az időjárási tényezők hatása a borsó után termesztett őszi búza esetében kifejezettebb, mint a kukorica után termesztetté. Az őszi búza után termesztett kukorica hozamait az időjárási tényezők karakterisztikusabban befolyásolták, mint az önmaga után vetettet. A borsót is magában foglaló 4 éves vetésforgók összhozamai nagyobbak, a borsó kedvező előveteményhatása a közvetlenül utána következő őszi búzánál, illetve az azt követő kukorica terméseredményinél is megmutatkozik. A borsó kedvező előveteményértéke még a 4. évben termesztett kukorica esetén is kimutatható. Kulcsszavak: elővetemény- és időjárási tényezők hatása, őszi búza, kukorica, borsó

THE EFFECT OF METEOROLOGICAL FACTORS AND THE PRECEDING CROP ON THE YIELD OF WINTER WHEAT, MAIZE AND PEA CROPS IN LONG-TERM EXPERIMENTS CARRIED OUT IN MOSONMAGYARÓVÁR (1967-2008) F. KAJDI, T. GYŐRI and R. SCHMIDT UNIVERSITY OF WEST-HUNGARY FACULTY OF AGRICULTURAL AND FOOD SCIENCES, MOSONMAGYARÓVÁR In the framework of the National Uniformed Long-Term Fertilisation Experiments we carried out 3 experiments (17, 18, 19) in Mosonmagyaróvár in the period between 1967 and 2008. The aim of the experiments was to study the relationship between the yield of the plant species grown in the experiments (winter wheat, maize and peas) and the major meteorological factors. There was a high variation in the amount of precipitation, temperature and solar radiation values annually and in the vegetation periods respectively. According to the analyses we could establish that meteorological factors had a higher influence on the yield of winter wheat than that of maize. The yield of winter wheat grown after maize was influenced by precipitation the most. The effect of meteorological factors was stronger when winter was grown after peas than when after maize. Regarding maize, the meteorological factors had a higher influence on the yield when maize was grown after peas than when the preceding crop was maize also. The cumulated yields of the 4 years long crop rotations that include peas are higher and the favourable effect of peas as a preceding crop manifested itself at the following winter wheat and also at maize which was the next crop in the rotation. The positive effect of peas appears even in the case of maize grown in the 4th year of the rotation. Key words: yield, winter wheat, maize, peas, meteorological factors, the effect of preceding crops

265

KAJDI F. és mtsai

Bevezetés A szántóföldi kultúrák hozamait és beltartalmi tulajdonságait nagyon sok tényező befolyásolja, melyek szerepe, jelentősége kisebb, vagy nagyobb. Egy részük közvetlenül hat a jelzett tulajdonságokra, másoké, mint pl. a műtrágya mennyiségeké, vagy az előveteményé közvetett hatással, un. tartamhatással is rendelkezik. A közvetett hatások értékelésére, valamint a tényezők teljesebb körű vizsgálatára csak hosszabb ideig beállított tartamkísérletekben van lehetőség. Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek keretén belül Mosonmagyaróváron 3 kísérlet – a 17AB-, a 18AB- és a 19AB jelű – beállítására került sor 1967-1969 között, melyek azóta is az egységes irányelvek szerint folynak. A kísérletek eredményeiről korábban több közlemény is megjelent, melyek közül a legátfogóbbak az 1994-ben kiadott „Trágyázási kutatások 1960-1990” és a 2009-ben megjelent „Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (1967-2001)” című könyvek. Az utóbbi kiadvány 5.6. fejezete részletesen is ismerteti a kísérletek növényfajainak 1967-2001. közötti idejéből származó hozameredményeit (Kajdi 2009). E cikkben – felhasználva a már közölt adatokat – a 2001 utáni adatokkal együtt elvégzett értékelések eredményeit ismertetjük. Anyag és módszer A három, kétszeresen osztott parcellás kísérlet közül a 20-20 eltérő NPK-kezelésű, 17A- és 17B-jelű kísérletek beállítására 1967-ben került sor. A 18-as és a 19-es kísérletek 1968-ban, illetve 1969-ben kezdődtek. A kísérletek részletes leírását, az alkalmazott kezeléseket, illetve az azokban időközben bekövetkezett változásokat „Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (1967-2001)” című könyv 5.1. fejezete tartalmazza (Debreczeni B-né és Dvoracsek 2009). A karbonátos többrétegű humuszos öntés-talajon beállított kísérletek közül a 17-es jelűek kezdetektől fogva eltérő vetésforgóval folynak. A 17A kísérletben alapvetően őszi búza-kukoricakukorica-borsó növényi sorrendet, a 17B kísérletben őszi búza-kukorica-kukorica-őszi búza vetésváltást alkalmazunk. Az eltérő vetésváltás miatt így alkalmunk nyílik a különféle NPK kezelések mellett a pillangós virágú növényt is tartalmazó vetésforgó hozamainak a bikultúrás vetésváltású növények terméseredményeihez történő viszonyítására. Az elemzésekből azonban azokat az évjáratokat, illetve ciklusokat kihagytuk, melyekben valamilyen módosító tényező okán az eredeti elképzeléstől eltértek. A 18AB és 19AB kísérletek NPK kezelései eltérnek a 17-es jelű kísérletek kezeléseitől. Mindkét kísérlet, mint a 17-es jelűek is, a kezdetektől fogva az A-forgójukban borsót is tartalmaztak, azonban a 18-as kísérletben 1988-ban, a 19-es kísérletben 1989-ben történt utoljára e kultúra vetése. A jelzett időktől fogva mindkét kísérletben őszi búza-kukorica-kukorica-őszi búza vetésváltás történik, ami az időjárási elemek évjárathatásának nagyobb arányú elemzését ezáltal lehetővé teszi. A 18AB és 19AB kísérletek 40-40 kezelésesek, mely kezelések közül 21 a kísérletek kezdete óta változatlan. A növényfajok hozamainak értékelését ezen 21 kezelés után elért eredményeikre korlátozzuk.

266

AZ IDŐJÁRÁS ÉS AZ ELŐVETEMÉNY HATÁSA ÓVÁRI KÍSÉRLETEKBEN A kísérletek növényállományainak betakarítását követően megmértük az egyes parcellák hozamait. Ugyanebben az időben elvégeztük a termények nedvességtartalmának meghatározását is, s az így kapott értékeket a búza esetében 13%-os, a kukorica és borsó esetében 14%-os nedvességtartalomra korrigálva kiszámított a hektáronkénti hozamokat, s az eredményeket t/ha mértékegységekben adjuk meg. A meteorológiai tényezők közül az értékelések során a havi csapadékmennyiség, az átlaghőmérséklet és a napfénytartam adatokat használtuk. Ezen adatokból kiindulva a növényfajok fejlődési fázisaihoz jellemzően kapcsolható meteorológiai adatokat is számoltunk, így többek között meghatároztuk az évenkénti összes-, a tenyészidőszakra jutó-, valamint a téli- és a nyári félév csapadékösszegeit, illetve ugyanezen időszak hőmérsékleti átlag-, valamint napfénytartam értékeit. Az elemzések során ezen értékek termésmennyiségekre gyakorolt befolyását értékeltük, korrelációszámítást alkalmazva.

Eredmények és következtetések A 17-es kísérletekben 31, a 18-19 kísérletekben 48 esetet elemezhettünk az őszi búza terméshozamainak értékelése során. Megállapítható, hogy mindhárom kísérletben a műtrágyázott kezelések után minden esetben több termést takarítottunk be, mint a kontroll kezelésű parcellákon. A 17-es kísérletben a kontroll kezelésnél az évenkénti hozam átlagosan 3,50 t/ha volt, a 18-19-es kísérletekben ez az érték 3,65 t/ha ért el. A 17-es kísérletben a legnagyobb terméstöbbletet a 311 kódjelű kezelés után mértük - 5,19 t/ha-t, míg a 18-19-es kísérletekben a legnagyobb átlaghozam a 442-es kódjelű kezelés után alakult ki (5,46 t/ha). Az előbbi érték 48,1%-os, az 5,46 t/ha-os 49,8%-os terméstöbbletet jelent a kontroll kezeléshez képest. Megállapítható ugyanakkor az is, hogy az évenkénti termések rendkívül széles hatások között ingadoztak. Az azonos kezelések után mért éves termések a 18-19-es kísérletekben pl. 2,4 és 4,3-szeresen változtak, a legnagyobb átlaghozam-különbség a műtrágyázatlan kontroll kezelés után alakult ki. A 17-es kísérletekben az őszi búza hozamait az éves csapadékmennyiség növekedése minden műtrágyázott kezelés után csökkentette, azonban pozitív összefüggést találtunk a téli félév csapadékmennyisége és a termés nagysága között. A január-áprilisi, illetve a január-májusi időszakok csapadékmennyiségei a búza hozamát csak nagyon kis mértékben befolyásolják, szemben a márciusi és a május havi csapadékok nagyságával, melyek növekedése termésnövekedést eredményezett. A csapadékos május-júliusi időszak megítélése ellentmondásos, hiszen a 17-es kísérletben a bő csapadék igen erős terméscsökkenést váltott ki, míg a 18-19-es kísérletek adatai alapján – kezeléstől függően – az akár többlettermést is eredményezhetett. A hőmérsékleti adatok közül melegebb február és március, valamint a május-júliusi időszak átlaghőmérséklete van a legnagyobb hatással a hozamokra. Az előbbiek a termés mennyiségét kedvezően befolyásolják, vagyis az enyhébb télutó hatására a hozamok nőhetnek, illetve amennyiben a májusjúliusi időszak magas átlaghőmérsékletű az a kijuttatott műtrágyaadagoktól függően akár termésdepressziót is kiválthat. A különféle időszakok napfénytartam értékei közül a búza hozamait a május-júliusi időszak napfényes 267

KAJDI F. és mtsai

óráinak a száma határozza meg legfőképpen, pozitív irányban, míg a napfényesebb január-áprilisi, illetve január-májusi időszakok termésdepressziót eredményezhetnek. Az egyes hónapok napfényes óráinak számát illetően a búza hozamára csökkenő sorrendben a júliusi, az áprilisi és a februári értékeknek van jelentősebb pozitív szerepe. A 17-es kísérletek kukorica terméseinek elemzése során 37, a 18-19-es kísérletekben 53 esetet vehettünk figyelembe. A 17-es kísérletek 20 kezelése után az évenkénti szemtermés 5,72 t/ha és 7,64 t/ha között változott, míg ugyanez a mutató a 18-19-es kísérleteknél 6,34 t/ha és 8,30 t/ha között ingadozott. A kisebb értékek mindkét esetben a kontroll kezelések után alakultak ki, a 7,64 t/ha-os átlagtermést a 431 kódjelű kezelés után mértük a 17-es és a 8,30 t/ha-os termést az 542-es kódjelű kezelés után. Ez utóbbi értékek 33,6-, illetve 30,9%-kal nagyobbak a kontroll kezelés utáni értékekhez viszonyítva. A vizsgált éghajlati elemek közül a kukorica termését legnagyobb mértékben a csapadék befolyásolta. A különböző időszakok csapadékadatai közül legnagyobb a hatása az augusztusi-, illetve a május-július hónapokban lehullott csapadékmennyiségnek, de szignifikánsan növekszik a termés mennyisége a május-augusztusi időszakban lehulló több csapadék következtében is. Az éves, valamint az október-szeptemberi időszakban lehulló csapadékmennyiségnek vizsgálataink szerint nagyobb szerepe van a kukorica hozamaira, mint a búzáéra. A hőmérsékleti adatok közül a legkedvezőtlenebb hatást a magas átlaghőmérsékletű október-márciusi időszak váltja ki, de terméscsökkenést okoz a magas január-áprilisi, és január-májusi átlaghőmérséklet is, illetve ha a március az átlagosnál melegebb. A nyári hónapok közül a meleg augusztus kezeléshatástól függetlenül terméscsökkenést idéz elő, míg ha az átlagosnál melegebb a szeptemberi és októberi átlaghőmérséklet, akkor a termés mennyisége is növekszik. A napfényes órák mennyisége egyik vizsgált időszakban sem eredményezett - általában - szignifikáns összefüggést a hozamok nagyságával, viszont a 17-es kísérlet 100-as kódjelű és kontroll kezelése esetén a május-október közötti időszak napfényes óráinak száma és a termés mennyisége között pozitív - szignifikáns - kölcsönhatást mutattunk ki. A borsó hozamait a 17-es és 18-19-es kísérletekben 10-10 adatpárral vizsgáltuk. A 17-es kísérletben a legkisebb terméseket a borsónál is a műtrágyázatlan kontroll kezelésben mértük (1,53 t/ha). Ehhez viszonyítva 50,9%-kal nagyobb (2,31 t/ha) hozamot mértünk a 431-es kódjelű kezelés után. A 18-19-es kísérleteknél a kontroll kezeléshez (2,68 t/ha) viszonyítva nem szignifikánsan, de kisebb évenkénti átlaghozamot kaptunk a 101-es kezelés hatására (2,64 t/ha). A csapadékmennyiségek közül legnagyobb jelentősége e kultúránál a téli félévben, illetve az áprilisban lehullott csapadéknak van, amelyek összességében pozitívan hatnak a hozamok nagyságára. A csapadékos május-júliusi időszak azonban már megbízhatóan csökkenti e növényfaj hektáronkénti termését. A hőmérsékleti adatok közül minden vizsgált időszak magas értékei terméscsökkenést eredményeznek, a legjelentősebb veszteségek sorrendben a júniusi- és márciusi havi, illetve a május-júliusi időszak hőmérsékletértékei hatására alakulnak ki. 268

AZ IDŐJÁRÁS ÉS AZ ELŐVETEMÉNY HATÁSA ÓVÁRI KÍSÉRLETEKBEN

A már több, mint 40 éve folyó tartamkísérletek adatainak elemzése az előveteményhatások időjárási tényezőktől független értékelését is lehetővé teszik. A nagyszámú eredmény közül e közleményünkben azonban csak a 17-es kísérletekből levonható következtetéseket ismertetjük (1. táblázat). Az őszi búza-kukorica-kukorica-borsó vetésváltású A-kísérlet mellett a Bkísérletben őszi búza-kukorica-kukorica-őszi búza vetésváltást folytattunk. A kísérletekben egyidejűleg összesen 20-20 különféle NPK adagú műtrágyázott és műtrágyát nem kapott kontroll kezelést hajtottunk végre. A borsó előveteménye minden esetben kukorica volt. Az őszi búza előveteménye az A-kísérletben borsó, a B-kísérletben őszi búza volt. 10 ciklus összevont értékelésének adatai alapján borsó után a búza évente átlagosan 0,61 t/ha-ral termett többet. A legnagyobb hozamtöbbletek a 110-es, a 101-es és a 201-es kódjelű kezelések után alakultak ki, míg a 120-as kódjelű kezelést követően a búza utáni búza termett többet - éves átlagban 0,36 t/ha-ral. A borsó utáni búzatermések kezelésenkénti többletei a kontrollhoz viszonyítva nagyobbak, mint a búza után termetteké. 1. táblázat. Hatóanyag-kombinációk hatása a mosonmagyaróvári 17A és 17B kísérletekben (t/ha) Kezelés kódja

Vetésforgók ∑ termése

Búza termés

(t/ha)

Kukorica termés (t/ha)

Kukorica termés (t/ha) őb-őb17A 17B ∆ b őb ∆ b-öb őb-őb ∆ b-őb-k ∆ k 0 141,0 136,1 0,2 4,30 3,89 0,41 6,15 6,41 -0,26 4,90 4,77 0,12 100 167,2 151,2 0,6 5,01 4,17 0,85 6,70 6,55 0,15 6,85 5,94 0,91 110 180,3 159,2 0,8 5,62 4,41 1,22 7,18 6,82 0,35 7,06 6,49 0,57 120 181,8 183,5 -0,1 5,81 6,18 -0,36 7,32 7,21 0,11 6,97 6,86 0,11 200 160,2 165,0 -0,2 4,40 4,49 -0,08 7,11 7,18 -0,07 6,39 6,72 -0,34 210 181,9 172,6 0,3 5,53 5,15 0,38 7,63 7,16 0,47 7,08 6,73 0,35 220 187,0 176,5 0,4 5,95 5,34 0,61 7,39 7,19 0,20 7,38 6,98 0,40 300 170,9 157,5 0,5 4,97 4,22 0,75 7,16 6,89 0,27 6,92 6,23 0,69 310 181,3 171,0 0,4 5,68 5,04 0,64 7,50 7,32 0,18 6,91 6,57 0,34 320 190,9 175,3 0,6 6,03 5,25 0,78 7,66 7,39 0,27 7,40 6,72 0,68 101 167,7 155,6 0,4 4,97 3,93 1,04 7,23 7,07 0,16 6,53 6,23 0,29 111 178,4 174,1 0,2 5,27 5,04 0,23 7,80 7,45 0,36 6,78 6,66 0,12 121 188,5 174,8 0,5 5,83 4,97 0,86 7,89 7,56 0,33 7,16 6,79 0,36 201 174,7 159,4 0,5 5,10 4,17 0,93 7,62 6,91 0,71 6,61 6,61 0,00 211 186,1 176,2 0,4 5,99 5,20 0,79 7,54 7,54 0,00 6,99 6,77 0,22 221 186,0 180,9 0,2 5,91 5,39 0,52 7,75 7,48 0,27 6,96 7,14 -0,18 301 174,1 163,4 0,4 5,12 4,29 0,83 7,42 7,15 0,27 6,80 6,63 0,17 311 186,7 177,9 0,3 5,82 5,16 0,66 7,85 7,47 0,37 6,99 7,05 -0,06 321 190,1 183,5 0,2 6,17 5,53 0,64 7,72 7,75 -0,02 7,04 7,07 -0,03 431 188,3 186,3 0,1 5,92 5,44 0,48 8,05 7,96 0,09 6,88 7,13 -0,25 Átlag 178,1 169 9,2 5,47 4,86 0,61 7,43 7,22 0,21 6,83 6,61 0,22 b – borsó; őb – őszi búza; b-őb – borsó- őszi búza; őb-őb – őszi búza-őszi búza; b-őb-k – borsóőszi búza –kukorica; őb-őb-k – őszi búza-őszi búza-kukorica elővetemények

269

KAJDI F. és mtsai

A borsós vetésforgóban lévő búza utáni kukorica szemtermések kezelésenkénti átlagai 6,15 t/ha és 8,05 t/ha között váltakoznak (átlag 7,43 t/ha), míg a búza-búza utáni kukorica ugyanezen mutatója a különféle kezelések után 6,41-7,96 t/ha között ingadozik (átlag 7,22 t/ha). A borsós vetésforgójú kukorica évenkénti többlethozama az előzőek alapján a kezelések átlagában tehát pozitív, azonban az egyes műtrágyakezelések után a különbségek már lényesen nagyobbak (-0,07 és 0,71 t/ha között változnak). A műtrágyát nem kapott kezelések esetén a borsó nélküli vetésforgójú kukorica évenkénti többlettermése 0,26 t/ha. Kukoricát 2 évig is termesztettünk egymás után. A kukoricát követő kukorica átlagtermései mindkét vetésváltási rendszerben elmaradnak az első éves terméseredményektől (6,83 t/ha a borsós forgóban, 6,61 t/ha a borsó nélküliben), a borsó elővetemény másodéves közvetett pozitív hatása azonban azonos szintű maradt (0,22 t/ha a kezelések átlagában). A kukorica után vetett kukorica különböző kezelések utáni terméseredményei között a legnagyobb arányú terméscsökkenés a kontroll – műtrágyázatlan – kezelések után alakult ki, így a másodéves kukorica hozamok kontrollhoz viszonyított növekménye a borsót is tartalmazó forgóban átlagosan 39,5%, a borsó nélküliben 38,4%. Irodalom Debreczeni, B-né., Dvoracsek, M. (2009): Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek leírása. In: Debreczeni B-né., Németh, T. (Szerk.) Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó. Budapest. 114-124. Kajdi, F. (2009): Mosonmagyaróvár. In: Debreczeni B-né., Németh, T. (Szerk.) Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei (1967-2001). Akadémiai Kiadó. Budapest. 169-176.

270


A 0,01 M KALCIUM-KLORID OLDATTAL KIVONHATÓ NITROGÉN FRAKCIÓK MENNYISÉGÉNEK ALAKULÁSA A WESTSIK VETÉSFORGÓ KÍSÉRLETBEN LAZÁNYI JÁNOS és LOCH JAKAB DEBRECENI EGYETEM AGRÁR- ÉS MŰSZAKI TUDOMÁNYI CENTRUMA A helyes tápanyag-gazdálkodás alapvető feltétele a növények tápelem-igényének és a talajok tápanyag-ellátottságának ismerete. A szaktanácsadási módszerek közös vonása a mérlegelv, mely szerint a talajok termékenységének fenntartásához a növények termésével elvont tápelemeket kell pótolnunk, a talaj ellátottságának figyelembevételével. A termésképzéshez szükséges tápelemek mennyisége viszonylag jól becsülhető a termesztendő kultúra várható termése és a kémiai összetétele alapján. A talajok tápelemellátottságának megítélése már lényegesen nehezebb feladat. A Westsik vetésforgó kísérletben végezett vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a 0,01 M CaCl2 oldattal kivonható szervetlen és szerves nitrogén mennyisége a termőhelytől, vízellátottságától és a szerves trágyázástól függ elsősorban. A 0,01 M kalcium-klorid oldattal kivonható Nfrakciók az EUF módszerhez hasonlóan alkalmasak a talajok N-ellátottságának jellemzésére, ugyanakkor a vizsgálatok egyszerűbbek és olcsóbbak. Kulcsszavak: talajok tápanyag-ellátottsága, nitrogén frakciók, 0,01 M kalciumklorid oldat

AMOUNT OF ORGANIC AND INORGANIC NITROGEN EXTRACTED BY 0.01 M CALCIUM-CHLORIDE SOLUTION IN WESTSIK CROP ROTATION EXPERIMENT J. LAZÁNYI and J. LOCH CENTRE OF AGRICULTURAL SCIENECES AND ENGINEERING, UNIVERSITY OF DEBRECEN DEBRECEN Environmentally friendly nutrition management is based on the demands of cultivated plants and on the soil nutrient supplying capacity. Common characteristics of extension are nutrient balance, and the nutrients taken up by plants are replaced to maintain soil fertility. The calculation of nutrient uptake is based on the yield and chemical composition of crops. It is more difficult to evaluate the nutrient supplying capacity of soils, but based on the results of Westsik crop rotation experiment, it is well established that the amount of organic and inorganic nitrogen extracted by 0.01 M CaCl2 primarily depends on the organic manure treatments and water management. Organic and inorganic nitrogen extracted by 0.01 M CaCl2 solution are suitable for the characterisation of soil nutrient supplying capacity similarly to EUF methods, but the procedure is less complicated and less expensive. Key words: nutrient supplying capacity of soils, nitrogen, 0.01 M calcium-chloride extraction

271

LAZÁNYI J. és LOCH J.

Bevezetés A N-ellátottság helyes megítélése lényegesen nehezebb, mint más tápelemeké, mivel a talaj N-készletének mintegy 95-98%-a szerves kötésben van jelen. A növények számára közvetlenül hozzáférhető szervetlen NO3- és NH4+ mennyisége mindössze néhány százaléka az összes N-tartalomnak és szezonális ingadozásuk is jelentős. A növények N-ellátása szempontjából éppen ezért fontos a talajok N-szolgáltató képessége, melyet a mikrobiológiai folyamatok intenzitása határoz meg. Németh (1979) az EUF módszer kidolgozásával teremtett lehetőséget a könnyen oldható és oxidálható szerves frakció vizsgálatára. Houba et al. (1986) kimutatták, hogy a 0,01 M CaCl2-os talajkivonatokban is mérhető könnyen oxidálható szerves nitrogén. Az EUF módszerrel mért szerves nitrogén és a CaCl2-os szerves frakciók összefüggését Appel és Mengel (1990) mutatták ki. Az EUF szerves nitrogén mennyiségét 2-3szor találták nagyobbnak, mint a CaCl2 oldható szerves frakció mennyiségét. A CaCl2 oldható szerves frakció mennyisége a termőhelyek könnyen mobilizálható nitrogén készletét jellemzi, ugyanakkor Appel és Steffens (1988) rámutat a módszer alkalmatlanságára azokon a talajokon, melyeken az immobilizált nitrogén remobilizációja a meghatározó az ásványosodási folyamatban. Természetes ökoszisztémákban Groot és Houba (1995) növekvő jelentőséget tulajdonított a szerves nitrogén vegyületek képződésének és ásványosodásának. Appel és Mengel (1990) megfigyelései szerint egy termőhelyen a CaCl2-oldható szerves N mennyisége a tenyészidőben állandónak tekinthető. Anyag és módszer A Westsik vetésforgó kísérletben a parlagoltatás F-1 vetésforgó abszolút kontrollnak tekinthető, sem szerves-, sem műtrágyázásban nem részesül. A parlagszakaszon túl benne csak a burgonya és a rozs termesztése folyik. A vetésforgó többi kezelése a szerves anyag utánpótlás és műtrágyázás módja szerint csoportosítható. Az F-2 és F-3 vetésforgók modellezik a fővetésű csillagfürt zöld- és gyökértrágyás kezeléseket. Az egyetlen négyszakaszos F-8 jelzésű vetésforgó is ebbe a csoportba sorolható, bár itt másodvetésű csillagfürt zöldtrágya termesztése is folyik. A második csoportba sorolhatók a szalmatrágyás kezelések, melyekben az alapanyag a rozsszalma. A szalmahozam növelése érdekében a vetésforgó első és harmadik szakaszában rozstermesztés folyik. A vetésforgók között a különbség a szerves anyag kijuttatás módjában van (Westsik 1951, 1965). Az F-4 jelzésű vetésforgó trágyázása rozsszalmával, az F-5, F-6, F-7 forgók trágyázása erjesztett szalmatrágyával történik. Az erjesztés az F-5 forgóban nitrogénnel, az F-6 és F-7 vetésforgóban műtrágya nélkül, víz hozzáadásával történik. A csoport kontrollja az F-7 jelzésű vetésforgó, amely vízzel erjesztett szalmatrágyát kap. A harmadik csoport a zöldtakarmány-termesztésen alapuló vetésforgóké. Az F-9 jelzésű vetésforgóban csillagfürt zöldtakarmány-termesztése folyik, így lehetőség kínálkozik hatásának összehasonlítására a fővetésű zöld- és gyökértrágyával. Az F-10 és F-11 jelzésűben az istállótrágyázás hatását tanulmányozhatjuk úgy, hogy az utóbbi műtrágya-kiegészítésben is részesül. Az F-12 jelzésű az őszi takarmánykeverék termesztését modellezi, melynek betakarítása után a terület hasznosítása másodvetésű csillagfürttel történik. Az F-13, F-14 és F-15 vetésforgók a másodvetésű csillagfürt zöldtrágya hatásának tanulmányozására lettek beállítva. Közöttük a különbség a zöldtrágya-leszántás idejében, illetve a műtrágyázásban van. Az F-13 jelzésű leszántása ősszel történik, míg az F-15 jelzésű vetésforgó műtrágyázásban nem részesül.

272

NITROGÉN FRAKCIÓK MENNYISÉGE A WESTSIK VETÉSFORGÓBAN A talajvizsgálatok a Debreceni Egyetem ATMC Mezőgazdasági Kémiai Tanszékén történtek. A 0,01M CaCl2-oldható N-frakciók (NO3-N, NH4-N és az összes-N) mérésére a SKALAR San-System készüléket használtuk. A szerves-N frakciót az összes oldható N és a szervetlen frakciók különbségéből számítottuk. Mintavételezésre a burgonya ültetését követően került sor. A részmintákat a parcellák talajából véletlenszerűen vettük talajfúróval 0-20, 20-40, 4060 cm mélységben. A homokdomb Érpatak felőli, valamint keleti lejtőjét és a dombtetőt különkülön mintáztuk meg, így parcellánként 9 mintát vettünk (Mh1-9). A mintákat 6 részminta homogenizálásával állítottuk elő, amelyet a kísérleti parcella 300 m2-es területéről gyűjtöttünk be. Nem vettünk elemi mintát a parcellákat elválasztó sáv 1 m-es körzetéből.

Eredmények A 0,01 M CaCl2-dal kivont nitrát-N a csillagfürt zöld- és gyökértrágya, továbbá a műtrágya nélküli F-1, F-7, F-15 kezelésekben volt a legkisebb, szignifikánsan különbözött a jobb vízelátottságú F-6 és F-8, valamint a második homokdombon lévő istállótrágyás és a másodvetésű csillagfürt zöldtrágyás vetésforgóktól. A legkevesebbet az F-2 vetésforgóban mértünk: 1,57 mg/kg talaj. A nitrát-N tartalom a domb tetején volt a legkisebb (Mh-6 = 2,46 mg/kg talaj) és az Érpatak felőli oldalon, a Mh-1 mérőhelyen a legnagyobb (5,15). A mérőhely és vetésforgó kapcsolatában megállapítható (1. ábra), hogy a tengerszint feletti magasság csökkenésével a talaj nitrát-N tartalma nő. Kiugróan magas volt az F-11, F-12 és F-13 vetésforgók Mh-4 mintavételi helyén, ami a terület topográfiájával, a domboldalról elfolyó csapadék mennyiségével és a tápanyagok felhalmozódásával hozható összefüggésbe. Mh-1

Mh-2

Mh-3

Mh-4

Mh-5

Mh-6

Mh-7

Mh-8

Mh-9

14

Nitrát-nitrogén (mg/kg)

12 10 8 6 4 2 0 F-1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 F-7 F-8 F-9 F-10 F-11 F-12 F-13 F-14 F-15

1. ábra. A talaj 0,01 M kalcium-klorid oldattal kivonható nitrát-nitrogén tartalma a Westsik vetésforgó kísérlet kezeléseiben mintahelyenként (mgN/kg)

273


A 0,01 M CaCl2 oldattal kivont NH4-N tartalom szintén a kontroll valamint a csillagfürt zöld és gyökér trágyázáskezelésekben volt a legalacsonyabb és szignifikánsan különbözött a második homokdombon elhelyezkedő F-13, F-14, F-15 vetésforgók hasonló értékétől. Legnagyobb értéket az F-15 jelzésű vetésforgóban mértünk: 3,85 mg/kg talaj. A 2. ábrán a mérőhely és vetésforgó kölcsönhatást elemezve megállapítható, hogy a tengerszint feletti magasság növekedésével az ammónium-nitrogén tartalom csökken a talajban. Kiugróan nagy ammónium-nitrogén tartalmat mértünk az F13 vetésforgóban, amely a talajban időlegesen kialakult levegőtlenséggel, valamint néhány vetésforgó erdő felőli oldalán, ahol a gyengébb humusz minőséggel hozható összefüggésbe.

9

Mh-1

Mh-2

Mh-3

Mh-4

Mh-5

Mh-6

Mh-7

Mh-8

Mh-9

Ammónium-nitrogén (mg/kg)

8 7 6 5 4 3 2 1 0 F-1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 F-7 F-8 F-9 F-10 F-11 F-12 F-13 F-14 F-15

2. ábra. A talaj 0,01 M kalcium-klorid oldattal kivonható ammónium-nitrogén tartalma a Westsik vetésforgó kísérlet kezeléseiben mintahelyenként (mgN/kg)

A talaj 0,01 M kalcium-klorid oldattal kivonható szerves nitrogéntartalma függ a szerves anyag minőségétől, a mineralizációs folyamat intenzitásától, a lebontó mikroorganizmusok életfeltételeitől. Az F-próba megbízható különbséget igazolt a 0,01 M CaCl2 oldattal kivonható szerves-nitrogén tartalomban a mintavétel helyétől, továbbá a forgószakaszokban kijutatott szerves anyagtól függően (3. ábra). A vetésforgók közötti különbségek a több mint hétévtizedes kezeléshatásnak tudható be. A 0,01 M CaCl2 oldattal kivonható szerves-nitrogén tartalomban a forgó-szakaszok között az eltérés sokkal kisebb volt, mint a nitrát-nitrogén és az ammónium-nitrogén esetében, bár a vizsgálatokat a vetésforgónak megfelelően ez esetben is három egymást követő évben végeztük el. A 0,01 M kalcium-klorid kivonószerben oldódó 274

NITROGÉN FRAKCIÓK MENNYISÉGE A WESTSIK VETÉSFORGÓBAN

szerves-nitrogén tartalom a csillagfürt zöld- és gyökér-, valamint a műtrágyázás nélküli F-1, F-15 kezelésekben volt a legalacsonyabb és szignifikánsan különbözött a jobb vízelátottságú F-6 és F-8 jelzésű vetésforgók továbbá az istállótrágyás és szalmatrágyás kezelések hasonló értékétől. Legkisebb értéket az F-1 jelzésű vetésforgóban mértünk: 1,74 mg/kg talaj. A 0,01 M kalcium-klorid oldattal kivonható szerves-nitrogén tartalom a domb tetején lévő mintahelyeken volt a legkisebb (Mh-6 = 2,59 mg/kg talaj) és az Érpatak felőli oldalon a Mh-1 mérőhelyen a legnagyobb 3,31 mg/kg talaj. Szignifikáns kapcsolatot mutattunk ki a burgonya termése és a különböző szerves trágyakezelésekben mért szerves frakció között (4. ábra). Mh-1

7

Mh-2

Mh-3

Mh-4

Mh-5

Mh-6

Mh-7

Mh-8

Mh-9

Szerves nitrogén (mg/kg)

6 5 4 3 2 1 0 F-1

F-2

F-3

F-4

F-5

F-6

F-7

F-8

F-9 F-10 F-11 F-12 F-13 F-14 F-15

3. ábra. A talaj 0,01 M kalcium-klorid oldattal kivonható szerves nitrogén tartalma a Westsik vetésforgó kísérlet kezeléseiben mintahelyenként (mgN/kg)

Burgonya (t/ha)

Burgonya (t/ha)

14

6


5

12 4

10 8

3

6

2

4 1

2 0


16

0 F-15

F-14

F-13

F-12

F-11

F-10

F-9

F-8

F-7

F-6

F-5

F-4

F-3

F-2

F-1

4. ábra. A szerves N frakció kapcsolata a burgonyaterméssel, Westsik kísérlet

275


Következtetések Az egyik legnehezebb feladat a talajok N-ellátottságának megítélése, mivel a növények számára közvetlenül felvehető formák mennyisége a talajoldatban időben állandóan változik. A NO3-N és NH4-N tartalom függ a trágyázás színvonalától, a mikroszervezetek tevékenységétől, a növények felvételétől, emiatt szezonálisan ingadozik. Ezért a felvehető formák helyett gyakran az összes-N, illetve humusztartalmat határozzák meg. Tekintettel arra, hogy a talajok összes N-tartalmának mintegy 98%-a szerves kötésben van jelen a talajok N-szolgáltató képessége jellemezhető érleléssel is. Az időigényes érlelés helyett egyre inkább a gyors, sorozatvizsgálatokra alkalmas kémiai módszerek terjedtek el. Nyugat-Európában a közvetlenül felvehető szervetlen N-formákat (NO3-N és NH4-N) tartalmat vizsgálják. A talajt 1m mélységig mintázzák kora tavasszal, rétegenként meghatározzák a szervetlen N formákat, majd kiszámítják az 1 m-es réteg NO3-N + NH4-N tartalmát, ennek figyelembe vételével határozzák meg a tavaszi N szükségletet. A Debreceni Egyetem Agrokémiai és Talajtani Tanszékén folyó vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a 0,01 M CaCl2 oldattal kivonható szerves nitrogén jól jellemzi a könnyen mobilizálható készleteket, mennyisége a termőhelytől és a trágyázástól függ. A kísérletben szoros összefüggést mutat a burgonya termésével.

Köszönetnyilvánítás Munkánkat a T017043 OTKA és az FVM 43550 sz. pályázata támogatta.

Irodalom Appel, Th., Mengel, K. (1990): Importance of organic nitrogen fractions in sandy soils, obtained by electro-ultrafiltration or CaCl2 extraction, for nitrogen mineralization and nitrogen uptake of rape. Biol. Fertil. Soils. 10. 97-101. Appel, Th., Steffens, D. (1988): Vergleich von Elektro-Ultrafiltrationen (EUF) und Extraktion mit 0,01 molar CaCl2-Lösung zur Bestimmung des pflanzenverfiigbaren Stickstoffs im Boden. Z. Planzenernlthr. Bodenk. 151. 127-130. Groot, J.J.R., Houba, V.J.G. (1995): A comparision of different indices for nitrogen mineralisation. Biol. Fertil. Soils. 19. 1-9. Lazányi, J., Loch, J., Jászberényi, I. (2002): Analysis of 0.01 M CaCl2 Soluble Organic Nitrogen in the Treatments of Westsik‘s Crop Rotation Experiment. In.: Hungarian Contributions to the 17th International Congress of soil Science. Agrokémia és Talajtan. 51, (1-2) 79-88. Németh, K. (1979): The availability of nutrients in the soil as determined by electro-ultrafiltration (EUF). Advances in Agronomy. 31, 155-188. Westsik, V. (1951): Homoki vetésforgókkal végzett kísérletek eredményei. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Westsik, V. (1965): Vetésforgó kísérletek homoktalajon. Akadémiai Kiadó, Budapest.

276


MŰTRÁGYÁZÁS ÉS A CSAPADÉKVÁLTOZÉKONYSÁG HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA A NYÍRLUGOSI SZÁNTÓFÖLDI TARTAMKÍSÉRLETBEN MÁRTON LÁSZLÓ1, KÁDÁR IMRE1 és BENEDEK SZILVESZTER2 1

MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST 2 SZENT ISTVÁN EGYETEM, GÖDÖLLŐ

Az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet Nyírlugoson működő, 1962-ben beállított műtrágyázási tartamkísérletében - homokos, savanyú, kovárványos barna erdőtalajon - vizsgáltuk a N, P, K, Ca, Mg műtrágyázás és a csapadék változékonyságának hatását a rozs, burgonya, őszi búza és a tritikále termésére. A kísérlet 32x4=128 parcellát tartalmazott kétszeresen osztott faktoriális véletlen blokk elrendezésben. A nitrogén 75, a foszfor 90 (P2O5), a kálium 90 (K2O), a kalcium 437.5 (CaCO3) és a magnézium 140 (MgCO3) kg ha-1 év-1 adagban lett kijuttatva. A rozs kísérletekben az NPK kezelések -21%-os aszályos és -39%-os csapadékbő évjáratú értékeket mutattak. A legkedvezőbb, 4 t ha-1 körüli termések a csapadék 400-500 mm-es mennyiségei között jelentkeztek. A burgonya kísérletekben terméscsökkenés nem volt tapasztalható. A maximálishoz (21 t ha-1) közeli termések a 280-330 mm közötti tartományban adódtak. A búza kísérletekben aszálykor a kontroll területek szemtermése mintegy 30%-kal volt alacsonyabb mint a műtrágyázottaké. Az egyoldalú N és a hiányos NP, NK kombinációknál 41% volt a kiesés. Csapadékos évben az aszálykárt meghaladóan csökkent a hozam. Az optimális csapadékmennyiségek és a hozzárendelhető termések 449495 mm és 1.7-3.4 t ha-1 között változtak. A tritikále kísérletekben az egyoldalú N és a hiányos NP és NK kezeléseknél 45% és 24% volt a terméskiesés. Az 5-6 t ha-1 körüli maximális termések 580 mm-nél mutatkoztak. Kulcsszavak: csapadék, műtrágyázás, növény, termés

EFFECT OF PRECIPITATION AND FERTILIZATION ON CROP YIELD IN LONG-TERM EXPERIMENT AT NYÍRLUGOS L. MÁRTON1, I. KÁDÁR1 and SZ. BENEDEK2 1

RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL CHEMISTRY OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST 2 SZENT ISTVAN UNIVERSITY, GÖDÖLLŐ The effects of rainfall and N, P, K, Ca, Mg fertilisation on the yield of rye, potato, winter wheat and triticale were evaluated in the long-term mineral fertilisation experiment set up in 1962 on acidic sandy brown forest soil under fragile agro-ecological conditions in the Nyírlugos-Nyírség region of Eastern Hungary. The main results were as follows. Rye experiment: yield was decreased by 21% and 39% in the dry and wet years. Maximum 4 t ha-1 yield was harvested at 400-500 mm-1 year-1. Potato experiment: yield depression was not detected. Maximum 21 t ha-1 yield was harvested at 280-330 mm-1 year-1. Wheat experiment: yield diminished by 30% and 48% in the dry and wet years. The maximum 3.4 t ha-1 yield was recorded at 449-495 mm-1 year-1. Triticale experiment: yield was reduced by 14% and 36% in the dry and wet years. The maximum 5.5 t ha-1 yield was recorded at 550-600 mm-1 year-1 precipitation. Key words: precipitation, fertilisation, crop, yield

277

MÁRTON L.

Bevezetés A globális klímaváltozás egyik kiváltó oka lehet a levegő széndioxid koncentrációjának állandó növekedése. Az emberi tevékenység hatására a 18. század – az iparosítást megelőzően becsült – 280 ppm-es értéke exponenciálisan növekedve jelenleg mintegy 370 ppm, és a 21. század végére elérheti akár a 600 ppm-es értéket (Houghton et al. 1990) is. Átlagosan mintegy 1,5 ppm az éves CO2 növekmény (Uprety 1999), amely jelentősen hozzájárul főként a nappali hőmérséklet emelkedéséhez és a Föld légkörének általános melegedéséhez. Hazánkban a klíma jelentősebb megváltozása az 1850-es években kezdődött (Rácz 1999) és folytatódik ma is (Bocz 2001) felbecsülhetetlen károkat okozva a népgazdaságnak (Láng 2003). A szántóföldi növényeink eltérő módon reagálnak a klímaváltozások kedvezőtlen hatásaira. Csapadékmentes időszakban ez fokozott aszályérzékenységet, nedves időszakban areációs problémákat jelenthet (Várallyay 1994). Több hazai szerző szerint (Lásztity 1991, Kádár 1992, Németh 1996, Jolánkai et al. 1999, Márton 2002, 2003) szerint különösen szoros a kapcsolat az "évhatás" és a növények tápanyagellátottsága, ill. termése között. Az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet több mint 40 éve folytat kutatásokat műtrágyázási tartamkísérletekben. Az ezekből nyert adatbázisok, eredmények lehetővé teszik a fenti kérdések egzakt kutatását. A bemutatásra kerülő eredmények Magyarország egyik legnagyobb kiterjedésű homoktalaj régiójában, a Nyírségben, Nyírlugoson működő, Láng (1973) által 1962-ben beállított N-, P-, K-, Ca- és Mg-műtrágyázási tartamkísérletben születtek.

Anyag és módszer A műtrágyázási tartamkísérlet 1962-től kezdődően Nyírlugoson savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon napjainkban is működik. Azzal a céllal került beállításra, hogy vizsgálják a műtrágyázás, a fajta, a szántási mélység és az elővetemény hatását a nyírségi homoktalaj termékenységére és az ott termesztett két legfontosabb szántóföldi növényfaj a burgonya és a rozs termésére. A talaj agrokémiai paramétereit a következő értékek jellemezik: pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.21-0.43, humusz 0.41-0.87%, összes N 20.6-48.0 mg kg-1, AL-P2O5 20-66 mg kg-1, AL-K2O 20-100 mg kg-1. A kísérleti kezelések száma 32, az ismétléseké 4, az összes parcellák száma 128, faktoriális véletlen blokk rendszerben. A parcellák mérete 10x5=50 m2. Az évhatások elemzésekor Harnos (1993) csapadékhiány (%) értékeit vettük figyelembe. Az az aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20%-kal, aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = 30%-kal, aszályos hónap = 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A túlzott csapadékbőség megállapításánál ugyanazokat az értékeket tekintettük érvényesnek mint az aszálynál, de ellenkező előjellel. Száraz periódusok fogalma alatt Gyuricza és Birkás (2000) paramétereit fogadtuk el, „miszerint az adott időszakot vizsgálva az 10-20%-kal kevesebb csapadékot jelent a sokévi átlaghoz viszonyítva”. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát variancianalízissel (Sváb 1981, MANOVA), a csapadék-, a műtrágyázás és a termés kapcsolatát regresszióanalízissel (SPSS) értékeltük.

278

MŰTRÁGYÁZÁS ÉS CSAPADÉKVÁLTOZÉKONYSÁG

Eredmények és következtések Rozs eredmények 1962 és 1972 között A bő csapadékú évjáratban az aszálykárt háromszoros mértékben meghaladóan, 20%-kal csökkent a hozam. A tápelemekkel jól ellátott növények termése aszályos évben 17, csapadékosban 52%-kal csökkent. A vegetációban mért csapadék és a termés között a N adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros (0=0.9900***, N=0.8400***, NP=0.8400***, NK=0.9100***, NPK=0.8500***, NPKMg=0.6500**), másodfokú összefüggések voltak kimutathatók. A legkedvezőbb, 4 t ha-1 körüli termések a csapadék 400-500 mm-es mennyiségei között jelentkeztek. Burgonya eredmények 1962 és 1979 között Aszályos évben 3, a csapadékbőben 12%-kal nőtt a hozam az átlagoshoz viszonyítva. A csapadékbő év pozitív hatása közel 24%-al haladta meg a közepes ellátottságét. A vegetációbani csapadékmennyiségek és a termések között a nitrogén adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros (0=0.9800***, N=0.9500***, NP=0.9600***, NK=0.9500***, NPK=0.9800***, NPKMg=0.9600***) másodfokú összefüggések adódtak. A maximálishoz (21 t ha-1) közeli termések a 280-330 mm közötti tartományban jelentkeztek. Őszi búza eredmények 1973 és 1990 között Aszálykor a kontroll területek szemtermése mintegy 30%-kal volt alacsonyabb mint az átlagos évjáratoké. Csapadékos évben az aszálykárt meghaladó mértékben csökkent a hozam. A teljes NPK és a NPKMg kezeléseknél kissé mérsékelt, 63%-os negatív hatás volt megállapítható. A vegetációs csapadékmennyiség, a N, P, K, Mg tápláltság és a termés kapcsolatrendszerben a tápláltságtól függő másodfokú összefüggések (0: R=0.5949***, nitrogén: R=0.5734***, NP: R=0.7635***, NK: R=0.5357**, NPK: R=0.6710***, NPKMg: R=0.7055***) voltak meghatározók. Az optimális csapadékmennyiségek és a hozzárendelhető termések 449-495 mm és 1.7-3.4 t ha-1 között változtak. Tritikále eredmények 1990 és 2001 között Száraz és aszályos évjáratban a kontroll területek termése 14 és 36%-kal csökkent az átlagos évjáratokéhoz viszonyítva. A csapadékos évjáratban trágyázás nélkül 14%-kal csökkent, egyoldalú (N) és hiányos (NP-, NK) táplálásnál nem változott, teljes (NPK) és kiegészített (NPK-, NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg) ellátottságon 31%-kal nőtt a termés. A „vegetációs csapadékmennyiség-NPKCaMg tápláltság-termés” kapcsolatrendszerben a másodfokú (0=0.3455**, N=0.2779+, NP=0.4722***, NK=0.3739***, NPK=0.6311***, NPKCa=0.6673***, NPKMg=0.6734***, NPKCaMg=0.6232***) összefüggések voltak meghatározók. Az 5.0-6.0 t ha-1 körüli maximális termések az 550-600 mm közötti csapadéktartományban, 580 mm-nél jelentkeztek. 279

MÁRTON L.

Irodalom Bocz, E. (2001): Magyarország vízellátottságának romlása. In: Lunczer, S. (szerk.) Vízellátottsági és öntözési jelzés. XXX. 3. DATE. Debrecen. Gyuricza, Cs., Birkás, M. (2000): A szélsőséges csapadékellátottság hatása egyes növénytermesztési tényezőkre barna erdőtalajon, kukoricánál. Növénytermelés. 49. 691706. Harnos, ZS. (1993): Időjárás és időjárás-termés összefüggéseinek idősoros elemzése. In: Baráth, Cs-né., Győrffy, B., Harnos, Zs. (szerk.) Aszály 1983. KÉE. Budapest. Houghton, J.T., Jenkins, G.J., Ephraums, J.J. (1990): Climate Change. The PCC Scientific Assessment. Cambridge Univ. Press. Cambridge. Jolánkai, M., Menyhért, Z., Széll, E. (1999): Fajtaérték a növénytermesztésben. In: Ruzsányi, L., Pepó, P. (szerk.) Növénytermesztés és környezetvédelem MTA. Budapest. Kádár, I. (1992): A növénytáplálás alapelvei és módszerei. MTA TAKI. Budapest. Láng, I. (1973): Műtrágyázási tartamkísérletek homoktalajokon. Akadémiai Doktori Disszertáció. Budapest. Láng, I. (2003): A globális klímaváltozással kapcsolatos feladatok kutatásának terve. A falu. 18. 85-89. Lásztity, B. (1991): Az őszi árpa vízellátása és a műtrágyázás. Agrokémia és Talajtan. 40. 97-108. Márton, L. (2002): A csapadék-, a tápanyagellátás és az őszi búza (Triticum aestivum L.) termése közötti kapcsolat. Növénytermelés. 51. 529-542. Márton, L. (2003): Plant production, climate-rainfall changes and desertification researches. José, A.B., Rose, A. (eds.). RISSAC. Budapest. 125. Németh, T. (1996): Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma. MTA TAKI. Budapest. Rácz, L. (1999): Climate History of Hungary Since 16th Century: Past, Present and future. In: Gál, Z. (ed.). Discussion paper Center for Regional Studies of the Hungarian Academy of Sciences, Pécs. 160. Sváb, J. (1981): Biometriai módszerek a kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. Uprety, D.C. (1999): Global change series. IARI. New Delhi. Várallyay, Gy. (1994): A nyírlugosi tartamkísérlet talajszelvényeinek leírása és laborvizsgálati eredményei. In: Kádár, I., Szemes, I. (szerk.). A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve. MTA TAKI. Budapest.

280


FELDOLGOZOTT VÁGÓHÍDI MELLÉKTERMÉKEK TÖBBÉVES UTÓHATÁSA TRITIKÁLÉ TERMÉSHOZAMÁRA RAGÁLYI PÉTER és KÁDÁR IMRE MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST Különböző minőségű állati eredetű komposztok és húsliszt hatását és utóhatását vizsgáltuk szabadföldi kísérletben az MTA TAKI őrbottyáni kísérleti telepén meszes homoktalajon. A talaj átlagosan 1-6% közötti CaCO3 és 1-1,5% humusz készlettel rendelkezett, a termőhely N, P és K elemekben egyaránt szegény. A kezelésekben egyszeri 0, 25, 50, 100, 200 t/ha friss komposztot, illetve 0; 2,5; 5; 10; 20 t/ha húsliszt adagot juttattunk ki 4 ismétlésben. Kísérleti növényként 2002-ben kukoricát, 2003-ban mustárt, 2004-től pedig tritikálét termesztettünk. Az aszályos első két évében az éretlen komposzt nagyobb adagjai már depressziót okoztak. A kedvező csapadék-ellátottságú 2004. évben az éretlen komposzt a kontroll parcella összes földfeletti termését több mint háromszorosára növelte. A maximális dózisok ekkor már egyik kísérlet esetében sem okoztak depressziót. A további években az utóhatások mérséklődnek, a húsliszt kezelés 2007 után már elveszítette termésnövelő hatását, de az éretlen és félérett komposzt fajták magasabb adagjai még 2008-ban is igazolhatóan növelték a termést a kontrollhoz képest. Kulcsszavak: állati eredetű komposzt, tritikálé, termésmennyiség, homoktalaj

LONG-TERM RESIDUAL EFFECT OF PROCESSED SLAUGHTERHOUSE BY-PRODUCTS ON TRITICALE YIELD P. RAGÁLYI and I. KÁDÁR RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST The possible agricultural utilization of processed slaughterhouse by-products was examined in a field experiment at the Őrbottyán Research Station. The trial was set up on a calcareous sandy soil with 1-6% CaCO3 and 1-1.5% humus. The site was prone to drought. The soil was weakly supplied with N, P and K. Composts were applied once at 5 levels (0, 25, 50, 100, 200 t/ha fresh compost and 0, 2.5, 5.0, 10, 20 t/ha meat powder) in 4 replications making 20 plots for each compost form. The plots had an area of 5x8=40m2 arranged in a split plot. Extreme doses (100-200 t/ha) of immature and semi-mature compost combined with dry weather in 2002 and 2003 (483 and 337 mm/year) caused depression. Residual effects of composts were pronounced from 2004, when the triticale yield increased threefold compared to control without any depression. In the following years residual effects decreased, so the meat meal lost its effect after 2007, but immature and semi-mature composts could significantly raise the yield even in 2008. Key words: slaughterhouse waste compost, triticale, crop yield, sand soil

281

RAGÁLYI P. és KÁDÁR I.

Bevezetés Az állati eredetű veszélyes hulladékok mennyisége országos szinten 300400 ezer tonna, melyből 70-90 000 tonnát komposztálnak. Az egészséges állatállományból származó állati hulladékok megfelelő hőmérsékleten és nyomáson történő kezelés után kikerülnek a veszélyes hulladékok köréből. Célszerűen komposztálásos stabilizáció után lehetőség van termőföldi kijuttatásra. Az így kezelt anyag gyarapítja a talaj szerves- és tápanyagkészletét, ezért javulhatnak egyes talajjellemzők (pl. víztartó képesség, szervesanyag tartalom) és nőhet a termésbiztonság. A 2000. évi XLIII. Hulladékgazdálkodási törvény egyik legfontosabb célkitűzése, hogy a biológiai úton lebomló szervesanyag lerakásra kerülő mennyisége csökkenjen. Az égetés költséges, az elföldelés pedig környezetterhelő és szintén egyre szigorodó szabályozás alá esik (Izsáki 2000, Kiss et al. 2001, Vermes 1998). FAO (2006) előrejelzések szerint a népességnövekedés és a gazdasági fejlődés együttes hatására az állati termékek iránti kereslet a legtöbb más élelmiszerkeresletét meghaladhatja. A hústermelés globálisan megduplázódhat, azaz az 1999/2001-es 229 millió tonna 2050-re elérheti a 465 millió tonnát. Az állattenyésztés növeléséhez az ágazat környezetre gyakorolt káros hatásait feltétlenül csökkenteni kell. Anyag és módszer Szabadföldi kisparcellás kísérleteket az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet Őrbottyáni Kísérleti Telepén állítottuk be. A talajvíz mélysége 6-8 m, a talaj átlagosan 1-6% közötti CaCO3 és 1-1,5% humusz készlettel rendelkezik. A humuszos szint vastagsága 60-80 cm, a pH(H2O) 7,0-7,4 közötti értéket mutat. Az agyagfrakció mennyisége 10-15%, a termőhely nitrogén, foszfor és kálium elemekben egyaránt szegény. A kísérleteket 5 kezeléssel és 4 ismétlésben, azaz 20-20 parcellában állítottuk be. A parcellák 5x8=40 m2 területet jelentettek véletlen blokk elrendezésben. Az egyes kezelésekben 0, 25, 50, 100, 200 t/ha friss komposztot és 0; 2,5; 5; 10; 20 t/ha húslisztet juttattunk ki és szántottuk be a talajba egy alkalommal. A komposztok káliumban szegények, ezért egyszeri 200 kg/ha K2O hatóanyagú műtrágyázást is végeztünk egységesen az egész kísérletben. A komposztokat az ATEVSZOLG Rt. bocsátotta rendelkezésünkre, ezek összetevőit, főbb tulajdonságait és a kijuttatás idejét az 1. táblázat foglalja össze. Az alkalmazott komposztok átlagos összetételét a 2. táblázat szemlélteti. A vizsgált komposztok és húsliszt trágyaértéke igen nagy, N, P, Ca, Zn és Cu tartalmuk jóval meghaladhatja az istállótrágyákét. A kísérlet első évében (2002) kukorica (Zea mays), a másodikban mustár (Sinapis alba) volt a tesztnövény, míg 2004-től kezdve tritikálét (X Triticosecale) termesztettünk monokultúrában. A 2002. és 2003. évek aszályosak voltak, a tenyészidő alatt a kukorica 237 mm, a mustár 52 mm csapadékot kapott. A tritikálé 2004 után többnyire elegendő mennyiségű csapadékot kapott. 1. táblázat. Az alkalmazott szerves trágyák összetevői, tulajdonságai és kijuttatásuk időpontja Kijuttatott anyag

Kijuttatás ideje Év Hó Nap érett komposzt vágóhídi hulladék, szennyvíziszap 2002. 05. 09. éretlen komposzt húsliszt, szalma 2002. 05. 09. félérett komposzt húsliszt, szalma 2002. 11. 18. félérett komposzt húsfőzet, szalma 2003. 05. 06. húsliszt 100% húsliszt 2002. 11. 18.

282

Összetevők

Érzékszervi minősítés szagtalan, morzsás bűzös, rögös bűzös, rögös bűzös, rögös nedvszívó, szagtalan por

VÁGÓHÍDI MELLÉKTERMÉKEK TÖBBÉVES UTÓHATÁSA 2. táblázat. Az ATEV komposztok és a húsliszt összetétele szárazanyagban. Összes elemtartalom cc.HNO3+cc.H2O2 feltárásból. (Duna-Tisza közi meszes homoktalaj, Őrbottyán, 2002.) Vizsgált jellemzők Száraza. Szervesa. Szerves C C/N arány Ca P N K Mg Na S Zn Mn Cu NH4-N NO3-N

Mértékegység % % % % % % % % % % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg

Érett komposzt 38,9 26,3 15,2 7,5 9,31 2,22 2,04 0,76 0,70 0,52 0,50 540 268 109 169 2480

Éretlen komposzt 45,8 41,7 24,1 7,7 12,65 5,56 3,12 0,76 0,36 0,79 0,70 270 80 46 3006 1135

Félérett komposzt hl. 60,0 40,3 23,3 7,1 11,25 4,26 3,26 0,83 0,37 0,69 0,62 164 69 19 941 61

Félérett komposzt hf. 55,7 43,8 25,3 8,7 11,69 5,26 2,89 0,50 0,54 0,63 0,75 237 90 42 882 122

Húsliszt 95,0 58,6 33,9 5,3 7,02 4,06 6,41 0,41 0,18 0,45 0,60 104 19 13 167 1

Eredmények A kísérlet első évében, 2002-ben az érett komposzt 50 t/ha terhelésig, az éretlen pedig 25 t/ha terhelésig fejlettebb állományt és trendjében nagyobb földfeletti zöld tömeget eredményezett a kukorica esetében, mely 3 t/ha átlagtermést produkált. Az éretlen komposzt nagyobb adagjai már fejlődésben gátlást, a kukorica 20-50%-os pusztulását, a földfeletti zöld tömeg 30-60%-ának elvesztését okozta, feltehetően az NH4-N túlsúlya miatt, mely átlagosan 0,3%-ot tett ki az alkalmazott komposzt szárazanyagában. A következő évben a mustár termése az aszály miatt elhanyagolható volt, de a hatások tendenciája a 2002-es évihez voltak hasonlók. A 2004. évben kedvezően alakult a csapadékellátottság és a tritikálé is megfelelő tesztnövénynek bizonyult. Valamennyi komposzt és húsliszt már alacsonyabb dózisok esetén is kedvező hatással volt a korai fejlődésre, ami tovább fokozódott a maximális terhelési szintekkel. Az érett komposzt 2. éves utóhatása mérsékelt, de szignifikáns. Az éretlen komposzt azonban a kontroll parcella összes földfeletti termését több mint háromszorosára, az 1,6 t/ha szemtermést 5,3 t/ha-ra növelte (3. táblázat). A maximális 200 t/ha adagú húsliszt alapú félérett komposzt kezelés valamivel több, mint kétszeres, a húsfőzet alapú pedig alig másfélszeres különbséget produkált a kontroll parcellákhoz képest (4. táblázat). Húsliszt esetében a maximális szemtermést az 5 t/ha kezelésnél kaptuk, de lényegi terméscsökkenés e fölött sem volt tapasztalható (5. táblázat). 2005-re az érett komposzt hatásai tovább csökkentek, bár bokrosodáskor és virágzáskor még észlelni lehetett különbséget, a kezelések hatására nem tapasztalható szignifikáns különbség a terméseredményekben, így a kísérletet megszüntettük. 283

RAGÁLYI P. és KÁDÁR I. 3. táblázat. Vágóhídi komposztok hatása a tritikálé légszáraz termésére (Őrbottyán, t/ha) Komposzt t/ha friss anyag 0 25 50 100 200 Érett komposzt (kijuttatás 2002 május 9-én) Tritikálé 2004 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2005 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2004 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2005 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2006 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2007 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2008 Szem Szalma Összesen

2,2 3,8 6,0

2,2 3,8 6,0

2,0 3,3 5,3

2,9 4,8 7,6

2,6 4,5 7,1

1,7 1,9 1,7 2,2 2,3 2,8 2,9 2,6 3,6 3,5 4,5 4,8 4,2 5,8 5,8 Éretlen komposzt (kijuttatás 2002 május 9-én)

SzD5%

Átlag

0,6 1,0 1,4

2,4 4,0 6,4

0,6 1,1 1,6

1,9 3,1 5,0

1,6 2,8 4,4

2,8 4,5 7,3

3,2 5,0 8,2

4,5 6,7 11,2

5,3 8,0 13,4

1,8 2,8 4,6

3,5 5,4 8,9

1,8 2,6 4,4

1,9 2,7 4,6

2,2 3,1 5,2

3,1 4,9 8,0

3,2 5,3 8,5

1,2 1,8 3,0

2,4 3,7 6,1

0,8 1,5 2,3

0,8 1,8 2,6

1,1 2,1 3,2

1,1 2,2 3,4

1,5 3,1 4,6

0,4 1,2 1,5

1,1 2,1 3,2

1,0 1,8 2,8

1,2 2,2 3,3

1,6 2,7 4,3

1,6 2,8 4,5

1,8 3,1 4,8

0,3 0,6 0,9

1,4 2,5 4,0

1,0 1,9 3,0

1,2 2,3 3,5

1,3 2,6 4,0

1,8 3,5 5,3

2,2 4,1 6,3

0,7 1,6 2,3

1,5 2,9 4,4

A tavalyihoz hasonlóan 2005-ben is a húsliszt alapú félérett komposzt bizonyult a legerősebb hatásúnak, a földfeletti részek termésátlaga azonban az előző évinek csak 70%-át éri el és ez a tendencia igaz a többi kísérletre is. A kontroll parcellák 5-6 t/ha-os földfeletti terméseit a maximális dózisok 8-10 t/hara képesek növelni. Sőt már a 25 és 100 t/ha komposzt, valamint 5 és 20 t/ha húsliszt dózisok között is szignifikáns különbségek alakulnak ki. A legalacsonyabb kezelési szintek hatása ugyanakkor szinte teljesen megszűnt. A 2006-os évben a bokrosodáskori szárazság kedvezőtlenül hatott a termésre, ami az előző évi termés fele volt csak a kontrollparcellákon. A trágyaadagok hatására bekövetkezett terméskülönbségek is éppen a szignifikáns határ felett voltak, de a húsliszt már csak trendjében növelte a tritikálé szemtermését. Ebben az évben is a húsliszt alapú félérett komposzttal kezelt parcellákon termett átlagosan a legtöbb termés.

284

VÁGÓHÍDI MELLÉKTERMÉKEK TÖBBÉVES UTÓHATÁSA 4. táblázat. Vágóhídi komposztok hatása a tritikálé légszáraz termésére (Duna-Tisza közi meszes homoktalaj, Őrbottyán, t/ha) Komposzt t/ha friss anyag SzD5% 0 25 50 100 200 Húsliszt alapú félérett komposzt (kijuttatás 2002 november 18-án) Tritikálé 2004 Szem 2,4 3,8 4,3 4,4 5,4 1,7 Szalma 3,9 5,9 6,3 6,5 8,1 2,1 Összesen 6,3 9,7 10,6 10,9 13,6 3,8 Tritikálé 2005 Szem 2,3 2,2 3,0 3,3 3,2 0,9 Szalma 3,3 3,2 4,3 5,2 5,6 1,3 Összesen 5,6 5,4 7,3 8,5 8,8 2,2 Tritikálé 2006 Szem 1,2 1,2 1,4 1,5 1,6 0,4 Szalma 2,3 2,4 2,9 3,0 3,4 1,1 Összesen 3,5 3,6 4,3 4,5 5,0 1,4 Tritikálé 2007 Szem 1,4 1,4 1,6 1,6 2,0 0,3 Szalma 2,3 2,5 2,7 2,8 3,4 0,5 Összesen 3,6 3,9 4,3 4,4 5,3 0,8 Tritikálé 2008 Szem 1,2 1,5 1,4 1,6 1,8 0,4 Szalma 2,3 3,0 2,7 2,9 3,7 0,7 Összesen 3,6 4,4 4,1 4,4 5,4 1,0 Húsfőzet alapú félérett komposzt (kijuttatás 2003 május 6-án) Tritikálé 2004 Szem 3,2 3,1 3,8 4,7 4,6 0,9 Szalma 4,9 5,0 5,7 6,6 6,7 1,2 Összesen 8,1 8,0 9,4 11,3 11,4 2,0 Tritikálé 2005 Szem 2,5 2,4 2,3 3,0 3,2 0,5 Szalma 3,9 3,7 3,3 4,5 5,1 0,9 Összesen 6,5 6,1 5,6 7,5 8,3 1,3 Tritikálé 2006 Szem 1,1 1,0 1,0 1,4 1,4 0,2 Szalma 2,3 2,1 2,0 2,6 2,6 0,5 Összesen 3,4 3,2 3,0 4,0 4,0 0,7 Tritikálé 2007 Szem 1,3 1,6 1,5 1,8 2,1 0,4 Szalma 2,3 2,6 2,4 2,8 3,2 0,6 Összesen 3,6 4,2 3,9 4,6 5,3 1,0 Tritikálé 2008 Szem 1,2 1,4 1,5 1,5 1,8 0,6 Szalma 2,2 2,7 2,6 3,0 3,2 1,0 Összesen 3,4 4,1 4,1 4,5 5,0 1,6

Átlag

4,1 6,2 10,2 2,8 4,3 7,1 1,4 2,8 4,2 1,6 2,7 4,3 1,5 2,9 4,4 3,8 5,8 9,6 2,7 4,1 6,8 1,2 2,3 3,5 1,7 2,7 4,3 1,5 2,7 4,2

285

RAGÁLYI P. és KÁDÁR I. 5. táblázat. Húsliszt hatása a tritikálé légszáraz termésére. Kijuttatás 2002 november 18-án. (Őrbottyán, t/ha)

Tritikálé 2004 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2005 Szem Szalma Összesen Tritikálé 2006 Szem Szalma Összesen

Húsliszt, t/ha 5 10

SzD5%

Átlag

4,2 7,0 11,2

1,3 1,7 3,0

3,8 6,1 9,9

3,0 4,4 7,4

3,9 6,7 10,6

1,3 2,5 3,7

2,6 4,0 6,6

1,1 1,8 2,9

1,2 2,3 3,5

0,4 0,6 1,0

1,1 1,8 2,9

0

2,5

2,7 4,6 7,3

2,8 5,0 7,8

4,7 6,9 11,6

4,5 6,9 11,4

1,9 3,0 4,9

2,0 3,2 5,2

1,9 2,7 4,6

1,0 1,6 2,6

0,9 1,6 2,5

1,0 1,9 3,0

20

2007-ben és 2008-ban az éretlen és a húsliszt alapú félérett komposzt erős utóhatást fejtettek ki a tritikálé termésére. 2008-ban a húsfőzet alapú félérett komposzt hatásai alig haladták meg a szignifikáns szintet. 2007 után a húsliszt kezeléseknek már nem volt szignifikáns termésnövelő hatásuk. A komposztokat összehasonlítva látható, hogy a húsliszt alapú félérett komposzt növelte leghatékonyabban a termést és adta a legnagyobb termésátlagokat 2007-ig, de a másik félérett és az éretlen komposzt hatása sem sokkal maradt el. Ezen trágyák hatása hosszantartó és erőteljes, kiegyensúlyozottan bomlanak le, így kijuttatásuk után 5-6 évvel is képesek tápanyagot szolgáltatni. A húsliszt szintén erőteljes trágyaszer volt 2005-ig, de ezután utóhatása jelentősen csökkent. Az érett komposzt bár fizikailag legkönnyebben kezelhető, hatásában mégis elmaradt a többi komposzttól. A kísérletek tanulságai alapján a komposztokat a szerves trágyához hasonlóan 25-50 t/ha adagokban célszerű alkalmazni termésnövelő anyagként. Nitrát-érzékeny területeken viszont a 2-3% N-készlet alapján 5-8 t/ha/év szárazanyag, ill. 10-15 t/ha friss komposzt használható fel. Irodalom 2000. évi XLIII. tv. a hulladékgazdálkodásról. (2000): Magyar Közlöny. 53:3126-3144. FAO (2006): World Agriculture: towards 2030/2050. Interim Report. (ed.: Alexandratos N. et al.) Rome. Italy. 1-78. pp. Izsáki, Z., (2000): Mezőgazdasági hulladék gyűjtése, ártalmatlanítása, hasznosítása. Tessedik Sámuel Főiskola, Szarvas. 94 pp. Kiss, J., Simon, M., Horváth, Z., Kádár, I., Kriszt, B., Szoboszlay, S., Morvai, B. (2001): Állati eredetű zsíros hulladékok biológiai degradációjának vizsgálata. In: XVI. Orsz. Környezetvédelmi Konf. (Szerk: ELEK GY., VÉCSI B.) 351-360. Siófok. Vermes, L. (1998): Hulladékgazdálkodás, hulladékhasznosítás. Mezőgazda Kiadó. Budapest.

286


MIKROELEM-TERHELÉS HATÁSA A LUCERNA TERMÉSÉRE ÉS ÖSSZETÉTELÉRE SZABADFÖLDI TARTAMKÍSÉRLETBEN RÉKÁSI MÁRK MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST A mikroelem-terhelések talajra és növényre gyakorolt hatásának vizsgálatára kísérletet állítottak be löszön képződött karbonátos csernozjom talajon 1991 tavaszán. Osztott parcellás elrendezésben a vizsgált 13 elem jelenti a főparcellát, míg a 4-4 terhelési szint az alparcellát 13×4=52 kezeléssel, 2 ismétléssel, azaz összesen 104 parcellával. A terhelési szintek 0, 90, 270, 810 kg/ha mennyiséget jelentettek elemenként AlCl3, NaAsO2, BaCl2, CdSO4, K2CrO4, CuSO4, HgCl2, (NH4)6Mo7O24, NiSO4, Pb(NO3), Na2SeO3, SrSO4, ZnSO4 formájában. A sók kiszórására egyszer került sor, a kísérlet kezdetén, 1991 tavaszán. Alaptrágyázása évente történt 100-100-100 kg N, P2O5 és K2O/ha hatóanyag alkalmazásával, ammónium-nitrát, szuperfoszfát és kálisó műtrágyákkal. Ebben a munkában a kísérlet 16. évében (2007-ben) termett lucerna terméseredményeit és elemtartalmát tekintjük át. A kísérletben a 2004-es évtől kezdve a tesztnövény a lucerna volt. A 13 elem közül a lucerna termésének mennyiségét csak az Al és a Se befolyásolta szignifikánsan. Ez utóbbi esetében a négy kaszálás során betakarított légszáraz anyag 14-ről 8 t/ha értékre módosult a kontroll és a legnagyobb terhelés viszonyában. A kijuttatott elemek közül a Hg, Mo és Pb kimutathatósági határ alatt maradt a növényben. Ezeken kívül az Al, Cd, kezelések a sók kiszórása után 16 évvel nem okoztak változást a lucerna összetételében a terhelés függvényében. A többi vizsgált elem esetében azonban tendenciózus változást figyelhettünk meg. A Zn csak az első kaszálás termésében mutatott szignifikáns növekedést a terhelés függvényében. Kulcsszavak: mikroelem-terhelés, lucerna, szabadföldi tartamkísérlet

EFFECT OF MICROELEMENT LOAD ON ALFALFA YIELD AND ELEMENT COMPOSITION IN A LONG TERM FIELD EXPERIMENT M. RÉKÁSI RESEARCH INSTITUTE FOR SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL CHEMISTRY, BUDAPEST A long-term field experiment on microelement contamination was set up in spring of 1991 on a calcareous chernozem soil. Salts of 13 microelements (AlCl3, NaAsO2, BaCl2, CdSO4, K2CrO4, CuSO4, HgCl2, (NH4)6Mo7O24, NiSO4, Pb(NO3)2, Na2SeO3, SrSO4, ZnSO4) were applied at four levels: 0, 90, 270 and 810 kg/ha. The 13 x 4 = 52 treatments were set up in two replications giving a total of 104 plots in a split-plot design. Background fertilizers were applied at doses of 100-100-100 kg/ha N, P2O5 and K2O every year. In this paper the results of the 16th year of the experiment are discussed: Since 2004 the test plant in the experiment is alfalfa. Only Al and Se treatments influenced significantly the yield of alfalfa. In the case of Se the total air-dry yield (the sum of the 4 harvests) changed from control value of 14 t/ha to 8 t/ha in the highest load. The Hg, Mo and Pb was under the detection limit in the test plant. The Al and Cd treatments did not cause changes in the element composition of the test plant as a function of the treatments, but the other investigated elements showed a significant increase in the alfalfa. Zn increased significantly only in the yield of the first harvest. Key words: contamination, soil, plant uptake, yield

287

RÉKÁSI M:

Bevezetés A nehézfémek és mikroszennyezők nagy koncentrációja a talajban jelentős veszélyt jelenthet a környezetre, a növényekre és rajtuk keresztül az egész táplálékláncra. A mezőgazdasági művelés alatt álló talajokon a szennyeződést gyakran a szennyvíziszap elhelyezés okozhatja. Az egyéb ember által folytatott tevékenységek, mint a közlekedés, ipar, vagy maga a mezőgazdaság is jelentős hatással lehet a tápláléklánc szennyeződésére (Rékási és Kádár 2008, Kádár és Morvai 2007). A talajok szennyeződése által okozott problémák legpontosabban szabadföldi tartamkísérletek segítségével ismerhetők meg. Ezért, azaz a talaj-növény-állat-ember tápláléklánc szennyeződésének vizsgálatára került beállításra egy ilyen kísérlet Magyarországon 1991-ben (Kádár 1995). Ebben a munkában a kísérlet 16. évének eredményeit foglaljuk össze. Anyag és módszer A kísérlet az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet nagyhörcsöki kísérleti telepén Kádár Imre állította be 1991 tavaszán, 13 mikroszennyezővel. A termőhely löszön képződött mészlepedékes csernozjom talaja a szántott rétegben mintegy 5 % CaCO3-ot és 3 % humuszt tartalmaz. Fizikai féleségét tekintve vályog, 20 % agyag és 20 % iszap frakcióval. Agyagásványainak közel felét illit, harmadát klorit, kisebb részét szmektit alkotja. A talajvíz kb. 15 m mélyen helyezkedik el, szennyeződése felszíni kilúgzással kizárható. A telep éghajlata az Alföldéhez hasonlóan csapadékszegény és aszályra hajló. Szántott rétegében a pH (KCl) 7,3, ALP2O5 80-100, AL-K2O 140-160 mg/kg értéket mutat (Kádár 2000). Osztott parcellás elrendezésben a vizsgált 13 elem jelenti a főparcellát, míg a 4-4 terhelési szint az alparcellát 13×4=52 kezeléssel, 2 ismétléssel, azaz összesen 104 parcellával. A parcellák mérete 21 m2. A terhelési szintek 0, 90, 270, 810 kg/ha mennyiséget jelentettek elemenként AlCl3, NaAsO2, BaCl2, CdSO4, K2CrO4, CuSO4, HgCl2, (NH4)6Mo7O24, NiSO4, Pb(NO3)2, Na2SeO3, SrSO4, ZnSO4 szilárd só formájában. Az extrém adagok a talajszennyezési szintek modellezését szolgálták. Míg a mikroelemek egyszer kerültek kiszórásra 1991. tavaszán, évente alaptrágyázás is történt 100-100-100 kg/ha N, P2O5 és K2O hatóanyag adagolásával, ammónium-nitrát, szuperfoszfát és kálisó formájában. A P- és K-műtrágyákat, valamint az N-műtrágya felét ősszel szántás előtt, a nitrogén másik felét tavasszal vetés előtt vagy fejtrágyaként jutott a talajba. A talajművelés az üzemekben szokásos módon történt. Parcellánként 20-20 pontminta egyesítésével nyertünk a talaj átlagmintákat. Parcellánként növényi átlagminta vételére is sor került. Az átlagmintákat minimum 20 növényi részből ill. egyedből képezzük, melyet az egyes parcellák nettó területéről vettünk. A növényi elemtartalmat mikrohullámú teflonbombás cc. HNO3+cc. H2O2 roncsolást követően ICP-AES módszerrel határozták meg. A talajmintákból az „összes” (cc. HNO3+cc. H2O2 roncsolás, MSz 21470-50:2006); a felvehető: 0,5 M ammónium-acetát+0,02 M EDTA-oldható (Lakanen és Erviö 1971); elemtartalmakat vizsgáltuk. Az elemkoncentrációk meghatározása minden esetben ICP-AES módszerrel történt.

288

MIKROELEM-TERHELÉS HATÁSA A LUCERNA TERMÉSÉRE

Eredmények és következtetések A kísérletben 2004. óta a tesztnövény a lucerna. 2007-ben 4 kaszálás történt. A vizsgált évben talajmintavétel nem volt, így a vizsgált évhez legközelebbi, 2004-es talajvizsgálat eredményét mutatjuk be az 1. táblázatban, hogy képet alkothassunk a talaj szennyezettségének hozzávetőleges mértékéről. 1. táblázat. A kezelések hatása a talaj szántott rétegének felvehető elemtartalmára (ammónium-acetát+EDTA-oldható, mg/kg) 2004-ben, 13 évvel a kísérlet kezdete után (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök) Elem Al Sr Ba Pb Ni Cu Zn Mo Cd Cr Se As Hg

0 86 28 18 4 4 4 2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,02

Terhelési szint (kg/ha) 90 270 87 83 43 61 27 41 21 58 12 27 15 43 14 28 6 8 9 26 0,5 0,8 0,7 1,2 3 8 0,2 1,3

810 87 94 72 72 40 93 65 16 67 1,7 2,1 29 4,5

SzD5%

Átlag

12 15 9 12 5 11 8 5 8 0,4 0,5 3 1,0

86 57 40 39 21 39 27 8 26 0,8 1,0 10 2

Az As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Sr és Zn felvehető frakciója szignifikáns növekedést mutatott a terhelés függvényében még 13 évvel a kísérlet kezdete után is. A legnagyobb növekedés az As estében figyelhető meg, melynek a koncentrációja az egyik legalacsonyabb volt a kontroll talajon. Csak az Al tartalom nem mutatott szignifikáns emelkedést. Ezek alapján kimondható, hogy a szennyeződés 13 évvel a sók kijuttatása után is kimutatható, bár a koncentrációk a kísérlet kezdete óta statisztikailag igazolhatóan csökkentek. A termés csak az Al és Se kezelést kapott parcellákon csökkent szignifikánsan (2. táblázat). Mivel a talaj Al tartalma nem változik a kezelések függvényében (1. táblázat), ezért feltehetően az Al-kezelést kapott parcellákon az áthordás okozhatott változást a termés mennyiségében. A Se esetében a négy kaszálás során betakarított légszáraz anyag 14-ről 8 t/ha értékre módosult a kontroll és a legnagyobb terhelés viszonyában. Ezek az eredmények a toxicitás jelentős csökkenéséről árulkodnak, hiszen a 2004-ben, a lucerna első évében még az As, Cd, Cr és Se kezelések terméscsökkentő hatása jelentkezett. A legnagyobb dózisú Cd kezelés a lucernát gyakorlatilag teljesen kipusztította (Kádár et al. 2009). A termés mennyiségével ellentétben a kezelések hatására a lucerna összetétele több elem esetében is szignifikánsan változott. Ezeket a 3. és 4. 289

RÉKÁSI M:

táblázat mutatja be. A lucerna As tartalma átlagosan több mint duplájára, a Cr, a Se koncentrációja pedig több mint tízszeresére emelkedett a kontroll és a legnagyobb terhelés viszonylatában. A 4/1990 (II. 28.) MÉM rendelet szabályozza a takarmányok As tartalmát. Eszerint az utolsó három kaszálás termése a legnagyobb terhelési szinten meghaladta a rendeletben rögzített 2 mg/kg-os határértéket. 2. táblázat. Az Al és Se kezelés hatása a lucerna légszáraz termésére (t/ha) 2007-ben, 16 évvel a kísérlet kezdete után (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök) Kaszálás száma

0

1. 2. 3. 4. Átlag

4,0 3,1 2,0 1,6 2,7

1. 2. 3. 4. Átlag

4,8 3,7 2,7 2,5 3,4

Terhelési szint (kg/ha) 90 270 Al kezelés hatása, t/ha 2,9 3,0 2,7 2,3 1,2 1,0 1,4 1,1 2,1 1,8 Se kezelés hatása, t/ha 5,7 3,0 4,5 2,7 3,5 1,3 3,7 1,4 4,3 2,1

SzD5%

Átlag

2,8 2,3 1,1 1,2 1,9

1,0 0,3 0,6 0,8

3,2 2,6 1,3 1,3 2,1

3,0 2,5 1,3 1,1 2,0

0,4 0,9 2,2 0,7

4,1 3,3 2,2 2,2 3,0

810

3. táblázat. Az As, Ba és Cr kezelések hatása a lucerna összetételére (mg/kg) 2007-ben, 16 évvel a kísérlet kezdete után (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök) Kaszálás száma

0

1. 2. 3. 4. Átlag

0,6 1,2 1,0 1,0 0,9

1. 2. 3. 4. Átlag

5 5 6 6 5

1. 2. 3. 4. Átlag

0,1 0,3 0,3 0,5 0,3

290

Terhelési szint (kg/ha) 90 270 810 As kezelés hatása, As mg/kg 0,4 0,5 1,2 0,5 1,2 2,4 0,4 0,7 3,4 0,4 0,9 2,4 0,4 0,8 2,3 Ba kezelés hatása, Ba mg/kg 8 14 30 8 14 35 9 13 33 11 15 41 9 14 35 Cr kezelés hatása, Cr mg/kg 0,2 2,5 3,4 0,4 1,6 2,2 0,5 4,9 4,5 0,5 2,5 3,6 0,4 2,9 3,4

SzD5%

Átlag

0,3 0,5 1,5 0,7

0,7 1,3 1,4 1,2 1,1

12 6 7 14

14 15 15 18 16

0,5 0,3 5,7 0,6

1,6 1,1 2,5 1,8 1,8

MIKROELEM-TERHELÉS HATÁSA A LUCERNA TERMÉSÉRE

Az Al, Hg, Mo és Pb kezelések a sók kiszórása után 16 évvel a lucerna összetételében nem okoztak szignifikáns változást. A Cd esetében az első két kaszálás esetében szignifikáns különbség volt a különböző kezelésekben termett lucerna Cd tartalma között, ez azonban nem követte az elemterhelés trendjét. Az átlagos Cd tartalom (2,9 mg/kg) viszont meghaladta 4/1990 (II. 28.) MÉM rendelet 0,5 mg/kg határértékét. A kijuttatott elemek közül a Hg, Mo és Pb kimutathatósági határ alatt maradt a növényben a legnagyobb terhelésnél is. A Zn csak az első kaszálásnál mutatott szignifikáns növekedést a lucernában a terhelési szintekkel párhuzamosan. 4. táblázat. A Cu, Ni, Se és Sr kezelések hatása a lucerna összetételére (mg/kg) 2007-ben, 16 évvel a kísérlet kezdete után (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök) Kaszálás száma

0

1. 2. 3. 4. Átlag

5 8 6 6 6

1. 2. 3. 4. Átlag

0,40 0,79 1,03 0,74 0,74

1. 2. 3. 4. Átlag

23 29 30 53 34

1. 2. 3. 4. Átlag

110 102 136 126 118

Terhelési szint (kg/ha) 90 270 810 Cu kezelés hatása, Cu mg/kg 8 9 9 11 12 13 8 8 9 11 13 12 10 10 11 Ni kezelés hatása, Ni mg/kg 0,64 1,65 2,61 2,35 3,35 4,91 1,25 2,21 4,37 1,53 3,52 4,66 1,44 2,68 4,14 Se kezelés hatása, Se mg/kg 91 199 302 124 218 330 173 294 412 137 282 420 131 248 366 Sr kezelés hatása, Sr mg/kg 141 166 292 152 200 304 172 227 333 200 232 391 166 206 330

SzD5%

Átlag

2 3 2 2

8 11 8 10 9

1,03 1,81 0,91 1,34

1,33 2,85 2,22 2,61 2,25

84 155 175 79

154 175 227 223 195

67 100 114 62

177 189 217 237 205

Köszönetnyilvánítás A munkánkat az OTKA 68665 és a CRO-13/06 számú TéT pályázat támogatta.

291

RÉKÁSI M:

Irodalom Kádár, I., Rékási, M., Márton, L., Ragályi, P., Filep, T. (2009): Effect of soil pollution on alfalfa yield and element composition. Cer. Res. Comm. 37, 601-604. Kádár, I., Morvai, B. (2007): Ipari–kommunális szennyvíziszap-terhelés hatásának vizsgálata tenyészedény-kísérletben. Agrokémia és Talajtan. 56, 333–352. Kádár, I. (2000): A burgonya (Solanum tuberosum L.) tápelemfelvétele karbonátos csernozjom talajon. Növénytermelés. 49, 533-545. Kádár, I., (1995): A talaj–növény–állat–ember tápláléklánc szennyeződése kémiai elemekkel Magyarországon. KTM–MTA TAKI. Budapest. Lakanen, E., Erviö, R., (1971): A comparison of eight extractants for the deter-mination of plant available micronutrients in soils. Acta Agr. Fenn. 123, 223–232. MSz 21470-50:2006. Környezetvédelmi talajvizsgálatok. Az összes és az oldható toxikuselem-, a nehézfém- és a króm(VI)-tartalom meghatározása. Rékási, M., Kádár, I. (2008): Study of soil-plant interrelations on contaminated soil in a pot experiment. Cer. Res. Comm. 36, 1355-1358.

292


KUKORICA ARBUSZKULÁRIS MIKORRHIZA DIVERZITÁSÁNAK VIZSGÁLATA HOSSZÚ IDŐTARTAMÚ KÍSÉRLETEKBEN SASVÁRI ZITA, CSIMA GERGELY, HERNÁDI ILDIKÓ és POSTA KATALIN SZENT ISTVÁN EGYETEM, NÖVÉNYVÉDELMI INTÉZET, MIKROBIOLÓGIAI ÉS KÖRNYEZET TOXIKOLÓGIAI CSOPORT, GÖDÖLLŐ Szerves és szervetlen tápanyag utánpótlásban részesülő, valamint két különböző állománysűrűségű (70.000 és 100.000 növény/ha) kukorica növények gyökereinek mikorrhiza populációját tanulmányoztuk, hosszú időtartamú kísérletekben. Az eltérő kezelések nem okoztak szignifikáns különbséget a gyökérkolonizáció mértékében, de a spórák számában jelentős eltérések mutatkoztak. A kukorica gyökerét aktívan kolonizáló arbuszkuláris mikorrhiza gombák azonosítására a rDNS 18S alegységére tervezett specifikus oligonukleotidokat használtuk fel, nested-PCR reakcióban. A 78 megszekvenált klón közül 64 a Glomeromycota-hoz tartozott, és közöttük a Glomus nemzetség tagjai domináltak. A statisztikai elemzéssel, 97%-os hasonlósági szinten megállapított Shannon diverzitási index 1.57 ± 0.22 volt, ami megegyezik a kukorica monokultúrájából szakirodalomban leírt diverzitás értékkel. Az agrotechnikai eljárások diverzitást csökkentő hatását bizonyítja, hogy a Glomus nemzetség tagjai közül csak a Glomus–A csoport képviselőit tudtuk kimutatni, kivéve a nagy tőszámú parcellákban, ahol a Glomus-Ba alcsoport tagjaihoz tartozó filotípusokat is azonosítottunk. Kulcsszavak: arbuszkuláris mikorrhiza, diverzitás, Glomus sp., kukorica

DIVERSITY OF ARBUSCULAR MYCORRHIZA FUNGI IN LONGTERM CROP PRODUCTION EXPERIMENTS WITH MAIZE Z. SASVÁRI, G. CSIMA, I. HERNÁDI and K. POSTA MICROBIOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL TOXICOLOGY GROUP, PLANT PROTECTION INSTITUTE, SZENT ISTVAN UNIVERSITY, GÖDÖLLŐ Arable crops can be colonized extensively by arbuscular mycorrhiza (AM) fungi and crop production benefits from this mutual plant–fungus interaction. We assessed the diversity of AM fungi associated with maize in a long-term crop production experiment established at Martonvásár and studied the effect of different fertilization practices and plant densities (70.000 and 100.000 plants/ha) on species diversity and community structure of these organisms. Differences in small subunit ribosomal RNA genes were used to identify groups of arbuscular mycorrhiza fungi that are active in the colonization of maize roots using nested PCR procedure. The diversity of AM fungi in maize roots was 1.57 ± 0.22 at 97% of similarity (Shannon-Wiener diversity index). The Glomus clade dominated in the roots of maize monoculture, besides Glomus–A fungi, only the members of the Glomus-B group occurred at significantly lower frequency. There were significant differences in the phylogenetic group composition of AM fungi, demonstrating the impact of different management practices on AMF subgroups, reducing the number of AM fungi groups according to different nutrient supply and higher plant density. Key words: arbuscular mycorrhiza, diversity, Glomus sp., maize

293

SASVÁRI Z. és mtsai

Bevezetés Az arbuszkuláris mikorrhiza (AM) gombák mikroszkópikus méretű talajban élő gombák, melyek a szárazföldi növények többségével, köztük termesztett növényeink nagy részével is képesek szimbiózisban élni. Széleskörű földrajzi elterjedésüket jelzi, hogy a sarkköri régiótól a trópusi régióig mindenütt előfordulnak, vízi és sivatagi környezetben egyaránt megtalálhatóak (Reddy et al. 2005). Ez a kapcsolat mindkét fél számára kedvező: a gombapartner a növénytől kész tápanyagokat kap, a növény pedig a gomba micéliumhálózatának segítségével képes a számára egyébként elérhetetlen tápanyag és víz felvételére (Smith et al. 2003). A mikorrhizák közül a legősibb és legelterjedtebb típust jelentő AM kialakulása több mint négyszáz millió évre nyúlik vissza, és valószínűleg szerepet játszottak a szárazföldi növények térhódításában is. Ennek ellenére fajszámuk igen csekély, alig több mint kétszáz faj sorolható ide. Ezek is egy viszonylag szűk rendszertani csoportba a Glomeromycetes osztály négy rendjébe tartoznak (Archeosporales, Diversisporales, Glomerales, Paraglomerales), melyekben nyolc család (Archeosporaceae, Geosiphonaceae, Acaulosporaceae, Diversisporaceae, Gigasporaceae, Pacisporaceae, Glomeraceae, Paraglomeraceae) különíthető el (Schüßler et al. 2001). Habár az AM gombákkal való együttélés a növényfajok 80%-nál megtalálható, ennek ellenére Magyarország egyetlen termesztésbe bevont illetve természetes növényfajának mikorrhiza populációjáról sem rendelkezünk elegendő információval (Kovács 2008). Mindemellett számos tanulmány bizonyítja, hogy az eltérő agrotechnikai eljárások befolyásolják a talaj természetes arbuszkuláris mikorrhiza populációjának az összetételét, a gyomok és a kórokozók megjelenését. Az intenzív mezőgazdasági művelés, a peszticidek használata csökkenti az AM diverzitást, mely a stressz hatások csökkent mértékű kivédésében is megnyilvánulhat. A természetes és a mezőgazdasági rendszerekben jelenlévő AM gombák diverzitásbeli különbségeinek a vizsgálata elengedhetetlenül fontos ahhoz, hogy pontosabb képet alkothassunk a mikorrhiza gombák szerepéről és jelentőségéről; valamint a mikorrhiza gombák oltóanyagként történő felhasználásáról is ismereteket szerezzünk. Munkánk célja volt, hogy különböző termesztési technológiák közül, a mezőgazdasági gyakorlatban leginkább alkalmazatott szervetlen és szerves tápanyag utánpótlás, valamint elérő növénysűrűség AM diverzitásra kifejtett hatását megvizsgáljuk hosszú időtartamú kísérletekben. Törekedtünk a kukorica gyökerét aktívan kolonizáló mikorrhiza gombák azonosítására és a mikorrhiza populáció filogenetikai összetételének megállapítására is. Anyag és módszer A gyökérmintákat Martonvásáron 1961-ben beállított, hosszú időtartamú kukorica monokultúra szerves (kukoricaszár trágyaként 5 t/ha 1958-1983 között, 7,5 t/ha 1984-1992 között) és szervetlen (400 kg/ha NPK; 2:1:1) trágyázási kísérletből, illetve két különböző tőszámú állományból (70.000 és 100.00 növény/ha) gyűjtöttük be a kukorica virágzásakor, 4 ismétlésben. A gyökereket alapos csapvizes mosás után 1 cm hosszúságú darabokra vágtuk, melyből készített

294

ARBUSZKULÁRIS MIKORRHIZA DIVERZITÁS VIZSGÁLATA reprezentatív mintát használtunk fel a gyökerek festésére, háromszoros ismétlést alkalmazva. A szimbiotikus kapcsolat erősségére utaló gyökérkolonizáció mértékét festés után sztereomikroszkópos vizsgálattal állapítottuk meg 400x-os nagyításnál, az arbuszkulumokat és internális hifákat figyelembe véve (Giovanetti és Mosse 1980). Növényenként 5 ismétlésben hajszálgyökereket tartalmazó mintát használtunk fel DNS ® izolálásra (DNeasy Plant Mini Kit, Quiagen), melyet követően a mikorrhiza gomba 18S rDNS gén egy részének nested-PCR amplifikálását végeztük el, az AMV4.5F-AMV4.5R eukarióta, majd AMV4.5NF-NR AM gomba specifikus primerekkel (Saito et al. 2004). A PCR reakciók végtérfogata 20 µl volt, mely 2 µl 10x-es reakció puffert (Fermentas), 1.5 µl 25 mM-os MgCl2-ot, 2 µl 2.5 mM-os dNTP mixet, 1-1µl 40 mM-os primereket, 1 µl templát DNS-t, 0.2 µl (5U) Taq DNS polimeráz enzimet (Fermentas) és 11.3 µl steril desztillált vizet tartalmazott. A PCR reakciót az alábbi programmal végeztük el: 95 °C 10 perc, 20 illetve 40 ciklus (94 °C 30 mp, 60 °C 30 mp, 72 °C 1 perc), 72 °C 10 perc. A kapott PCR amplifikátumokat agaróz gélelektroforézissel mutattuk ki és választottuk el, 2%-os agaróz gélen, 0.1 µl/ml etidium-bromid jelenlétében. A gélből a megfelelő méretű (650bp) fragmenteket GFX PCR DNA és Gel Band Purification Kit-tel (GE Healthcare, Amersham Biosciences) visszaizoláltuk, pGEM®-T Easy Vector System-mel (Promega) pGEM®-T vektorba (3000 bp) építettük, majd E. coli DH5α törzsbe transzformáltuk. 78 klón nukleotid sorrendjét határoztuk meg (Biomi Kft., Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, Gödöllő), majd a kapott szekvenciákat az NCBI adatbázisban tárolt szekvenciákkal hasonlítottuk össze. A szekvenciák statisztikai elemzését DOTUR programmal (Schloss és Handelsman 2005) végeztük 97%-os hasonlósági szinten.

Eredmények és következtetések A kontroll és kezelt kukorica növények gyökerei egyaránt mikorrhiza megtelepedésére utaló jeleket mutattak, bár a mikorrhiza kapcsolat erősségét jelző gyökérkolonizáció mértékében nem találtunk a kezelésre utaló szignifikáns különbéget (1. ábra). A foszfortrágyázás mikorrhiza kolonizációt csökkentő hatása a szakirodalomban ismert, azonban itt komplex, a foszfor mellett kálium és nitrogén tápanyag utánpótlás is történt, mely jelentősen befolyásolta az eredményeket. Annak ellenére, hogy a kezelések nem okoztak szignifikáns különbséget a gyökérkolonizációban, az AM spóraszámban jelentős változás volt kimutatható: mind a szervetlen műtrágyázás, mind pedig a kukoricaszár beforgatása csökkentette a talaj 1 grammjában kimutatható mikorrhiza spórák mennyiségét (1. ábra). A mikorrhizák rendszertani azonosításra korábban a spóra morfológiáját használták, azonban a spórképzés erősen függ az AM gombák fiziológiai paramétereitől, a környezeti tényezőktől és ismerünk nem sporuláló fajokat is. Ezért a kukorica gyökereket aktívan kolonizáló fajok diverzitásának vizsgálata a mikorrhiza gomba rDNS gének SSU szekvenciáinak konzervatív régióira tervezett oligonukleotidokkal kivitelezett nested-PCR reakcióval történt. A kukorica monokultúrában a Glomus-ok domináns jelenléte, valamint a 97%-os hasonlósági szinten megállapított Shannon diverzitási index (1.57 ± 0.22) összhangban van az irodalmi adatokkal (Oehl et al. 2004).

295

70

40

60

35

50

30 25

40

20

30

15

20

10

10

5

0

Spóraszám (db/1g talaj

Gyökérkolonizáció (%


0 1.

2.

3.

Gyökérkolonizáció (%)

4.

5.

6.

Spóraszám (db/1g talaj)

1. ábra. Különböző kezelések hatása a gyökérkolonizáció mértékére és a spóraszámra 1. Szervetlen műtrágyázás (400 kg/ha NPK); 2. Szervetlen (kezeletlen) kontroll; 3. Szerves trágyázás (visszaforgatott kukoricaszár); 4. Szerves (kezeletlen) kontroll; 5. Eltérő tőszám: 70.000 növény/ha; 6. Eltérő tőszám: 100.000 növény/ha.

A jelenleg ismert négy Glomus fajcsoport (A,B,C,D) közül azonban csak a Glomus-A képviselőinek domináns, 97%-os jelenlétét tudtuk kimutatni a 3%os arányt kitevő Glomus-B fajcsoport mellett (2. ábra). Valószínűleg a Glomus nemzetség az, amely leginkább biztosítja a művelt területeken a mikorrhiza gombák fennmaradását, mivel ezek a gombák rendelkeznek igen gyors, externális hifából történő regenerálódási képességgel és csak ennél a nemzetségnél ismert az eltérő hifák közötti anasztomózis jelensége, mely biztosítja az intenzív mezőgazdasági műveléskor megsérült és feldarabolódott micélium hálózat igen gyors helyreállítását. 6%

3% 2% Glomus-Ab Glomus-Aa 53%

36%

Glomus-Ac Glomus-B Glomus sp.

2. ábra. Kukorica monokultúra mikorrhiza populációjának összetétele

296

ARBUSZKULÁRIS MIKORRHIZA DIVERZITÁS VIZSGÁLATA

A kukorica mikorrhiza populációjának több mint 53%-át a Glomus-Ab alcsoporthoz tartozó gombák alkotják, melyet követ a Glomus-Aa 36%-os és a 6%-ot kitevő Glomus-Ac alcsoportok jelenléte. Scutellopora és Gigaspora nemzetséghez tartozó gombákat nem tudtunk kimutatni, melynek oka az lehet, hogy ezek a gombák nem képesek gyors regenerációra intakt micélium hálózatból, valamint ismert a mikorrhiza gombák előfordulásának szezonális változása is. Vizsgálatunk azonban csak egy időpontra korlátozódott, közvetlenül a virágzás előtti időszakra, amikor szakirodalom szerint legnagyobb mértékű kolonizáció várható. A különböző kezelések mikorrhiza diverzitásra gyakorolt hatásakor megállapítható, hogy a tápanyag utánpótlás csökkentette az AM fajdiverzitást (3. ábra). Szervetlen műtrágyázás hatására kettőről egyre csökkent a kimutatott filotípusok száma, szerves tápanyag utánpótlásnál pedig négy helyett három csoportot tudtunk csak kimutatni. Nagyobb növénysűrűségnél a gyökerek, és hifák tápanyagot feltáró területei átfedésbe kerülnek, és így előnyben részesülnek az igen gyors hifa növekedésű és más kedvező adottságokkal rendelkező fajok. Mindez megnyilvánul a populáció összetételének változásában is, nagyobb növény denzitásnál csökken az AM diverzitás: a beazonosított alcsoportok száma hatról négyre változott. 100% 90% 80% 70%

%

60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1.

2.

Glomus-Ab sinosum filotípus Glomus-Aa 2. filotípus Glomus-Ac 1. filotípus Glomus-Ac 2. filotípus

3.

4.

5.

6.

Glomus-Aa 1. filotípus Glomus-Ab intraradices filotípus Glomus-B Glomus sp.

3. ábra. Különböző kezelések hatása a kukorica mikorrhizájának filogenetikai összetételére 1. Szervetlen műtrágyázás (400 kg/ha NPK); 2. Szervetlen (kezeletlen) kontroll; 3. Szerves trágyázás (visszaforgatott kukoricaszár); 4. Szerves (kezeletlen) kontroll; 5. Eltérő tőszám: 70.000 növény/ha; 6. Eltérő tőszám: 100.000 növény/ha.

297


Összefoglalva eredményeinket megállapítható, hogy a természetes ökoszisztémákhoz képest a mezőgazdasági műveléssel csökkent a mikorrhiza diverzitás értéke. A szervetlen és szerves tápanyagutánpótlás valamint a nagyobb növény sűrűség csökkentette a kukorica gyökerét aktívan kolonizáló mikorrhiza fajok számát, mely valószínűleg a fajdiverzitás mellett funkcionális diverzitást is mutat. Ennek bizonyítása azonban további vizsgálatokat igényel. Köszönetnyilvánítás A munkánkat az NKTH pályázat keretében a Jedlik Ányos Program (Sani2007) támogatta. Szerzők köszönetüket fejezik ki dr. Berzsenyi Zoltánnak, a mintavételezéseknél nyújtott segítségért.

Irodalom Giovannetti, M., Mosse, B. (1980): An evaluation of techniques to measure vesicular–arbuscular infection in roots. New Phytologist, 2, 489-500. Kovács, G. (2008): Magyarországi növények mikorrhizáltsági vizsgálatainak összefoglalása. Mit mondhatnak ezek az adatok? Kitaibelia, 12, 62-73. Oehl, F., Sieverding, E., Ineichen, K., Mäder, P., Dubois, D., Boller, T., Wiemken A. (2004): Impact of long-term conventional and organic farming on the diversity of arbuscular mycorrhizal fungi. Oecologia, 138, 574-583. Reddy, S.R., Pindi, P.K and Reddy, S.M. (2005): Molecular methods for research on arbuscular mycorrhizal fungi in India: Problems and prospects. Curr. Sci., 89, (10) 1699-1709. Saito, K., Suyama, Y., Sato, S. and Sugawara, K., (2004): Defoliation effects on the community structure of arbuscular mycorrhizal fungi based on 18S rDNA sequences. Mycorrhiza, 14, 363-373. Schloss, P.D., Handelsman J. (2005): Introducing DOTUR a computer program for defining operational taxonomic units and estimating species richness. Appl Environ Microb., 71, 1501-1506. Schüsser, A., Schwarzott, D., Walker C. (2001): A new fungal phylum, the Glomeromycota: phylogeny and evolution. Mycological Research, 105: 1413-1421. Smith, S., Smith, A., Jakobsen, I. (2003): "Mycorrhizal fungi can dominate phosphorus supply to plant irrespective of growth response". Plant Physiology, 133, 16-20.

298


FOSZFORDINAMIKAI VIZSGÁLATOK TRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLETEK TALAJAIVAL SÁRDI KATALIN1, CSATHÓ PÉTER2, OSZTOICS ERZSÉBET2 1

PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR KESZTHELY MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZET, BUDAPEST

2

Tenyészedény és inkubációs kísérleteket folytattunk szabadföldi tartamkísérletek talajaival, melyekben a 10 éves intenzív P trágyázás három ellátottsági szintet eredményezett. Vizsgáltuk a frissen adott P kezelések hatására a növényi P tartalom és felvétel változását, ill. a talaj-tulajdonságok szerepét. Számszerűsítettük a növényi és a vizsgált kivonószerekkel (vizes P, AL-P, pH = 3,7 és Olsen-P, pH = 8,5) mérhető talaj P tartalom kapcsolatát. Inkubációs kísérleteink fő célja a P utóhatás, valamint a frissen adott P hatásának agronómiai és környezetvédelmi célú értékelése volt. Kimutattuk, hogy a kedvező nedvesség-állapot a talajban alacsony hőmérsékleten elősegíti a kivonható P mennyiségek rövid távú mobilizácóját, míg a magasabb hőmérséklet e formák immobilizációját fokozta. Az agronómiai és a környezetvédelmi céllal mért talaj P tartalmak (AL-, Olsen-P), valamint a tavaszi árpa bokrosodáskori tömege és P tartalma közötti összefüggések alapján meghatározott agronómiai optimumok az eltérő pufferkapacitású két talajon jóval kisebbnek bizonyultak, mint a környezeti szempontból kritikus talaj P tartalmak. Kulcsszavak: foszfortrágyázás, tartamkísérlet, agronómiai és környezetvédelmi célú vizsgálatok

STUDIES ON THE PHOSPHORUS DYNAMICS OF SOILS FROM LONG-TERM FERTILIZATION FIELD TRIALS K SÁRDI1, P. CSATHÓ2, E. OSZTOICS2 1

GEORGIKON FACULTY, PANNON UNIVERSITY, KESZTHELY RESEARCH INSTITUTE OF SOIL SCIENCE AND AGROCHEMISTRY OF THE HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, BUDAPEST

2

Pot experiments and laboratory incubations were conducted with soil samples of long-term field trials showing three levels of P supply resulting from 10 years of intensive P fertilization. Influences of soil characteristics in plant P uptake and P contents were studied in freshly applied new treatments. Relationships between plant parameters and soil P test results in different extracts (water P, AL-P, pH = 3.7 and Olsen-P, pH = 8.5) were characterised. Laboratory incubations were carried out for evaluating the role of residual and freshly added P from agronomic and environmental aspect. From the results, it was evident that constant soil moisture favoured the mobilization of extractable soil P at the lower temperature while high temperature seemed to favour the short-term immobilization of available P forms. Based on the correlations between agronomic and environmental soil P test values (AL-, Olsen-P),as well as young barley shoot weight and P%, the agronomic optimum and the environmentally critical soil P threshold values differed significantly in both investigated soil, either with low or with high P buffer capacity. Key words: phosphorus fertilization, long-term field trials, agronomic and environmental evaluation

299

SÁRDI K. és mtsai

Bevezetés Ismeretes, hogy az agronómiailag szükséges - a termés-stabilitáshoz fenntartandó - szintet meghaladó foszfor mennyiségek a talajban a felszíni és felszín alatti vízkészletek terhelését idézhetik elő. A foszfor kijuttatás hatékonyságát a környezetkímélő tápanyag-gazdálkodásban növelni kell, a műtrágya hatóanyag érvényesülés javításán és a környezet terhelését okozó veszteségek csökkentésén keresztül (Gartley and Sims 1994). Korábbi kísérleteink során kapott eredményeink is igazolják, hogy az egyes termőhelyeken szignifikánsan eltérő a P vegyületek átalakulása (Sárdi 2001). Az elmúlt évtizedekben világszerte nagyszámú kísérletet végeztek a talajok foszfor ellátottságának biológiai módszerekkel történő megállapítására (Kamprath and Watson 1980). Számos szerző véleménye szerint a talaj foszfor ellátottságának és a foszfor utóhatásának jellemzésére a növényi P felvétel alkalmasabb, mint a termés mennyisége (Mattingly and Widdowson 1963). Annak ellenére, hogy a környezetvédelmi szabályozás indokoltan szigorodó előírásai a tápanyag-gazdálkodás környezeti kockázat-felmérését is érintik, hazánkban a talaj foszfor vizsgálatok környezetvédelmi célú adaptációjára a szükségesnél jóval kevesebb kutatás irányult. Tenyészedény- és inkubációs kísérleteink fő célja az agronómiai és extrém magas P adagok hatásának vizsgálata a foszfor agronómiai és környezetvédelmi szempontú értékelése céljából. Laboratóriumi analíziseink során vizsgáltuk a konvencionális és a környezetvédelmi célú P vizsgálatok alkalmazhatóságát a környezeti P kockázat becslésében. Anyag és módszer A kísérletek talaja olyan tartam- trágyázási kísérletek célszerűen kiválasztott parcelláiból származott, melyekben 10 évig (1963-73 között) intenzív, növekvő adagú feltöltő foszfor trágyázást végeztek (Balázs-Németh 2002). Ennek eredményeként a talajban 3 növekvő foszfor ellátottsági szint alakult ki (a továbbiakban P0, P1 és P2 alap trágyázási szintek). A 10 év során kijuttatott összes hatóanyag mennyisége az alábbi volt: - P0 alap trágyázási szint: trágyázatlan kontroll, 0 kg/ha, - P1 alap trágyázási szint: 1032 kg P2O5/ha - P2 alap trágyázás szint: 1986 kg P2O5/ha A kísérleti talajok származási helye: A.) Keszthely, Ramann féle barna erdőtalaj (homokos vályog), 17% agyag, 1,9% humusztartalom. B.) Szentgyörgyvölgy, pszeudogleyes barna erdőtalaj (agyagos vályog), 21% agyag, 2,3% humusztartalom. A talajmintavétel a 10 évig folytatott trágyázás beszüntetése után 30 év elteltével történt. A kísérletek beállítása előtt meghatároztuk a talajminták legfontosabb agrokémiai jellemzőit. Megállapítható, hogy a foszfor ellátottság mindkét kísérleti talajban nagyon gyenge volt. A.) Laboratóriumi körülmények között végzett inkubációs kísérletek A szabadföldi kísérletek talajmintáival 2 eltérő hőmérsékleten (10oC és 40 oC), 2, ill. 60 napig inkubációs kísérleteket folytattunk, a tenyészedénykísérletekkel azonos P kezelések alkalmazásával. Frissen adott kezelések: 0, 100, 500 és 1000 mg/kg P2O5. szuperfoszfát

300

FOSZFORDINAMIKAI VIZSGÁLATOK műtrágyában (18% P2O5). A kísérleteket MIM LP-123/1 típusú bakteriológiai hűtő-fűtő termosztátban, 100 g talaj befogadására alkalmas üveg-edényekben végeztük, 70% vízkapacitás értéken. A lebontáskor meghatároztuk a talajminták „felvehető” P tartalmát, 3 eltérő tulajdonságú kivonószerrel: vízoldható-P (Murphy-Riley 1962), Olsen-P (Olsen és Sommers 1982), valamint AL-oldható P tartalmát (Egner et al. 1960), az általánosan alkalmazott kolorimetriás módszerrel, a kék színű foszfor-molibdenát komplex 660 nm hullámhosszúságon történő mérésével. B.) Üvegházi körülmények között végzett kísérletek A tavaszi árpa (Jubilant fajta) fiatalkori fejlődését és tápanyag-felvételét a növekvő foszfor adagok hatására tenyészedény kísérleteink első részében tanulmányoztuk. Keléstől számított 5 héten keresztül edényenként nyolc növényt neveltünk 2 kg talajt tartalmazó edényekben, a talajnedvességet napi öntözéssel heti egyszeri alkalommal súlyraöntözéssel 70% VK értéken tartottuk. A tenyészedény kísérletekben mindhárom alap-trágyázási szinten (P0, P1 és P2) alkalmazott kezelések az alábbiak voltak (mg P2O5 /kg talaj): N0-P0-K0, N200-P0-K200, N200P100-K200, N200-P500-K200, N200-P1000-K200. A kísérletek lebontásakor meghatároztuk az átlagos növénymagasságot, majd ezt követően a legfontosabb mutatókat (edényenkénti átlagos zöld tömeg és szárazanyag-produkció, NPK tápelem koncentráció, edényenkénti kivont tápanyagmennyiségek stb.).

Eredmények és következtetések A.) Inkubációs kísérletek A frissen adott kezelések hatását egyértelműen mutatták az inkubációt követő talajvizsgálatoknál kapott értékek ugrás-szerű növekedései. Általánosan jellemző volt, hogy a P utóhatása még 30 év elteltével is érvényesült, amely mindhárom kivonószernél megmutatkozott a foszfor mennyiségek alakulásában. Az eltérő hőmérséklet és inkubációs időtartam jelentős, legtöbb kezelésnél statisztikailag igazolható különbségeket eredményezett a 3 különböző módszerrel meghatározható felvehető foszfor tartalomban. Az alacsonyabb hőmérsékleten a savas kémhatású AL oldattal kapott értékek jelentősen magasabbak voltak. Az eredmények azt mutatták, hogy a magasabb hőmérséklet kedvezett a talajban a foszfor immobilizációjának. Megfigyelhető, hogy az AL-P tartalomban mért csökkenés a magas hőmérsékleten a frissen kijuttatott foszfor adagok növekedésével együtt nőtt és különösen a P2 alap trágyázási szinten volt jelentős. A vízoldható foszfor formák csökkenése az Olsen-P és AL-P értékekhez képest jelentősebb mértékű volt, jelezve, hogy a rövid távú inkubáció alatt is jelentős az immobilizáció. Általánosságban megállapítható volt, hogy a 3 kivonószerrel meghatározott P mennyiségek az alábbi sorrendet követték: Vízoldható-P < Olsen-P < AL-P A szentgyörgyvölgyi pszeudoglejes barna erdőtalajnál a keszthelyi kísérleti talajjal kapott eredményekhez viszonyítva a frissen adott kezelések hatására a P0 alapszinten általában kisebb mértékű volt a foszfortartalom emelkedése. 301

SÁRDI K. és mtsai

A P1 és P2 alap trágyázási szinten - a foszfor utóhatás eredményeképpen – ugyanazok a frissen adott foszfor- kezelések jóval nagyobb mértékű növekedést idéztek elő a foszfortartalomban, mint a keszthelyi talajon. A 60 napos inkubációt követően mutatkozó csökkenés mértéke is különböző volt. Az AL-kivonatban mért foszfor mennyiségek változása tendenciájában hasonló volt, a 60 napos inkubáció után az alacsony hőmérsékleten emelkedést, míg 40 oC-on statisztikailag igazolható csökkenést tapasztaltunk. A kapott eredményekből korrelációszámítással elemeztük és értékeltük a 3 kivonószerrel kapott eredmények közti kapcsolatát (1. táblázat). 1. táblázat. A különböző kivonószerekkel mért értékek közti kapcsolat (P = 0.000) 2 nap oْ

R2

60 nap

R2

10 C

Egyenlet (n = 48)

Vizes P – Olsen P

y = 1.786x + 10.265

0.8844

y = 2.3579x + 4.6105

0.9469

Vizes P - AL P

y = 2.2685x + 19.798

0.9143

y = 3.5678x + 18.452

0.8959

Olsen P - AL P

y = 1.1985x + 12.235

0.9205

y = 1.5199x + 10.869

0.9546

40 °C Vizes P – Olsen P

y = 1.9118x + 10.872

0.8394

y = 2.6925x + 3.8034

0.9143

Vizes P - AL P

y = 3.653x + 24.696

0.8796

y = 4.7935x + 6.1502

0.9178

Olsen P - AL P

y = 1.6359x + 24.054

0.7682

y = 1.7476x + 1.0939

0.9672

Egyenlet (n = 48)

Az eredmények azt mutatták, hogy az egyes kivonószerekkel mérhető értékek korrelációja szignifikáns volt a P = 0.000 %-os szinten is. Az R2 értékek 0.7682 és 0.9672 között változtak, n = 48. Legszorosabb kapcsolatot az AL P- Olsen P módszerek között figyelhettünk meg (2 napos inkubáció után R2 = 0.9205), 60 napos inkubációt követően pedig R2 = 0.9672. Hasonló eredményeket közöl Wolf and Baker (1985), akik különböző talajokra végezték el az agronómiai célú talajvizsgálatoknál használatos kivonószerek összehasonlítását. B. A tenyészdénykísérletek eredményei A Keszthelyen folytatott tartamkísérlet talajával végzett kísérleteink eredményeiből megállapítottuk, hogy a kezelésenkénti átlagos szárazanyagprodukció minden P alapszinten növekedést mutatott, kivétel nélkül minden új kezelés hatására. A kontrollhoz viszonyítva a P100 kezelésnél minden P alapszinten szignifikánsan megnőtt a szárazanyag-tömeg, a P500 kezelés hatására azonban csak a P1 alapszinten. A P1000 kezelésnél további mérsékelt növekedés volt megfigyelhető. A fiatal növények NPK tápelem koncentrációja szintén egyértelműen tükrözte a kezelések hatását. A foszfor tartalom (P %) már az első kezelésnél is 302

FOSZFORDINAMIKAI VIZSGÁLATOK

szignifikánsan megnőtt, a további adagok hatására pedig szinte ugrás-szerűen emelkedett. Még az N200P1000K200 kezelésben is statisztikailag igazolhatóan nőtt az N200 P500 K200 kezeléshez képest. A növekedés (0,57 %-ról 0,73 % P-ra) még a P2 alapszinten adott legmagasabb P adag esetében is statisztikailag igazolható. A foszfor utóhatása itt is egyértelműen kimutatható. Figyelemre méltó, hogy még a P2 alap trágyázási szinten frissen adott legnagyobb foszfor adag (1000 mg P/kg) hatására is nőtt a növények foszfor felvétele. A Szentgyörgyvölgyről származó talajon az 5 hetes árpa növények átlagos szárazanyag produkciója a P100 kezelés hatására minden alapszinten számottevően fokozódott a kontrollhoz képest. A P500 kezelésnél tovább nőtt, bár a különbség nem mindig szignifikáns. A P1000 kezelés hatására pedig már bekövetkezett bizonyos csökkenés. A tavaszi árpa NPK tápelem koncentrációja ezen a talajon is tükrözte a kezelések hatását. A 100 mg/kg foszfornál nagyobb adagú kezelések hatására a kritikus határérték (0,41 P%) fölé emelkedett mindhárom alaptrágyázási szinten. A foszfortartalom változásában egyértelműen megfigyelhető volt az utóhatás pozitív befolyása. A kísérlet után visszamaradó foszfor mennyiségek a tartamtrágyázás eredményeként a P alapszinteken kialakult különbségeket, ill. a foszfor utóhatását mutatják, valamint az új kezelésekben kijuttatott adagok hatását. A növényvizsgálati és a talajvizsgálati eredmények (AL-P2O5 és OlsenP2O5 tartalom) kapcsolatának jellemzésére korreláció számításokat végeztünk (2. táblázat). 2. táblázat. A tenyészedénykísérletek főbb eredményeiből számított összefüggések KESZTHELY (n = 60) Egyenlet Sz.a. – hajtás P Sz.a. – AL P Hajtás P – AL P Sz.a. – Olsen P Hajtás P – Olsen P AL P – Olsen P

R2

SZENTGYÖRGYVÖLGY (n = 60) Egyenlet R2

y=3,0058Ln(x)+ 4,8692

0,6518

Y=3,8629Ln(x)+ 8,6213

0,5047

y=1,0905Ln(x) 2,3617

0,7269

Y=1,2596Ln(x)+ 1,2978

0,5742

y=0,1542Ln(x)-0,1949

0,8693

Y=0.1241Ln(x)+ 0,2042

0,9033

y=0,8489Ln(x)+0,2384

0,7817

Y=1,5019Ln(x)+ 0,2078

0,6188

y=0,1151Ln(x)+0,1858

0,8602

Y=0,1434Ln(x)-0,0804

0,9131

y=0,2157x+1,464

0,8926

Y=0,147x + 9,9023

0,9739

303

SÁRDI K. és mtsai

Az összefüggések minden esetben szignifikánsak (P = 0.000 % szinten is), a legjobb illeszkedést két kivétellel logaritmusos egyenletek írják le. Az R2 értékek 0.5047 és 0.9739 között változtak, n = 60). A talajvizsgálati eredmények és a szárbainduláskori árpa szárazanyag tömege között a keszthelyi talajon mutatkozott szorosabb kapcsolatot, míg a a hajtások P tartalma és a talajvizsgálati értékek között a szentgyörgyvölgyi agyagos vályogtalajon kaptunk jobb összefüggést. A kísérletekben kapott eredmények nélkülözhetetlenek a környezetvédelmi célú foszfor vizsgálatok kalibrációjában, hozzájárulnak a P trágyázás környezeti kockázatának becsléséhez. Köszönetnyilvánítás Kísérleteinket az OTKA T 042665 sz. kutatási pályázat támogatásával végeztük.

Irodalom Balázs, J. – Németh, I. 2002. Effects and residual effects of intensive P fertilization during the 1960’s. (in Hungarian: A hatvanas évek nagyadagú foszfor-műtrágyázásának hatása és utóhatása napjainkban) „Környezeti ártalmak és a légzőrendszer” Konferencia kiadvány, Hévíz, p. 7-17. Egner, H., Riem, H. and Domingo, W. 1960. Untersuchungen über die chemische Bodenanalyse als Grundlage für die Beurteilung des Nährstoff-zustandes der Böden. II. Chemische Extractionsmethoden zur Phosphor und Kaliumbestimmung. Kungl. Lantbrukshögsk. Ann. 26, 199-215. Gartley, K.L. & Sims, J.T. (1994): Phosphorus soil testing: environmental use and implications. Comm. Soil Sci. Plant Anal. Vol. 25 pp. 1565-1582. Kamprath, E.J. and M.E. Watson, 1980. Conventional Soil and Tissue Tests for Assessing the Phosphorus Status of Soils. In The Role of Phosphorus in Agriculture. (Ed. by Khasawneh et al.). ASA-CSSA-SSSA, Madison, WI. USA. pp. 433- 469. Mattingly, G.E.G. and F.W. Widdowson 1963. Residual value of superphosphate and rock phosphate on an acid soil. 1. Yields and phosphorus uptakes in the field. J. Agric. Sci. Vol. 60, pp. 399-407. Murphy, J. and Riley, J.P. (1962): A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Anal. Chim. Acta Vol.27, pp. 31-36. Olsen, S.R., Cole, C.V., Watanabe, F.S., Dean, L.A. 1954. Estimation of Available Phosphorus in Soil by Extraction with NaHCO3. U.S. Dept. Agric. Circ. 939. Sárdi, K. (2001): A P-lekötődés és szolgáltatás tanulmányozása tenyészedény kísérletben. Agrokémia és Talajtan, Tom. 50, pp. 226-246. Wolf, A.M. and Baker, D.E. 1985. Comparisons of soil test phosphorus by Olsen, Bray P1, Mehlich-I and Mehlich-III methods. Commun. Soil Sci Plant Anal. 16:467-484.

304

Tartamkísérletek jelentősége a növénytermesztés fejlesztésében

Recommend Documents