Az őszigabona-félék fejlődése
A mezőgazdasági üzemek túlnyomó többsége foglalkozik legfontosabb kenyérgabonánk termesztésével, de növényélettani szempontból a tömegtakarmányként hasznosított rozs, árpa, tritikálé, zab is sok hasonlóságot mutat a búzával a korai fenológiai fázisokban. Ezért az itt felsorolt korai betakarítású tömegtakarmányok esetében is alkalmazhatók a cikkben olvasottak. Egyik esetben sem mindegy ugyanis, hogy a növény hozama és a betakarított termény minősége hogyan alakul.
Ahhoz, hogy a gazdaságok célirányosan tudják javítani a terméshozamokat, s hogy biztonságosabbá tudják tenni a termelést, pontosan kell ismerniük azokat a növényélettani folyamatokat és azok időpontját, amelyek során a fő paraméterek kialakulnak.
Az őszi búza (de ide sorolhatjuk az összes kalászos növényt) terméselemei a következők:
- a kikelt növények száma,
- a növényenkénti kalászok száma,
- a kalászonkénti padkák (kalászkák) száma,
- a padkánkénti szemek száma,
- a szemek tömege és beltartalma.
1. kép. A kalászosgabona-félék szemesként és tömegtakarmányként egyaránt hatással vannak az állattenyésztés nyereségességére. Fotó: Orosz Szilvia
1. A kikelt növények száma
A hektáronkénti növények száma a kivetett csíraszám és a vetőmag csíraképessége alapján alakul ki. A vetőmagnormát az agronómus határozza meg, a fajtatulajdonos ajánlása alapján. A mag csíraképessége adott, illetve a vetőmagtermesztésnél a megtermékenyítés és a mag fejlődésének idején alakul ki. Ez utóbbi javítására korlátozott lehetősége van a termelőknek:
- a csírázás folyamatának,
- a szikanyag mobilizálásának támogatásával, illetve a magágy megfelelő minőségének biztosításával.
2. kép. A kalászosgabona-félék maximális (esetenként kedvezőtlen) hozamának egyik eleme már vetéskor eldőlhet, és keléskor látszik is. Fotó: Orosz Szilvia
2. A növényenkénti kalászok száma
Gabonaféléinket a tenyészterület optimális kihasználására – többek között – bokrosodásuk teszi alkalmassá. A kalászok száma és mérete szoros összefüggésben áll a bokrosodás mértékével, mivel a nagyobb levélfelület több fotoszintetikus végterméket (ún. asszimilátát) képes előállítani, ami javítja a kalász energiaellátását. A tömegtakarmányként hasznosított gabonafélék esetében pedig a kora tavaszi betakarítás hozama miatt fontos a jobb bokrosodás. Bokrosodáskor a gabonafélék leveleinek hónalji rügyeiből ún. oldalhajtások fejlődnek (elsődleges hajtások), illetve a későbbiekben ezek hónaljából újabb oldalágak (másodlagos hajtások) nőhetnek ki. Az oldalágak képzésében a sziklevél hónaljrügye is részt vesz. A sziklevél oldalhajtása általában a föld alól hajt ki.
3. kép. A kalászosgabona-félék bokrosodásának mértéke meghatározó jelentőségű a biztos termés és a jó hozam szempontjából. Fotó: Orosz Szilvia
A bokrosodási csomók, illetve az oldalhajtások száma elsősorban:
- a vetésidőtől,
- a vetésmélységtől,
- az állomány sűrűségétől és a
- tápanyagellátástól függ.
A szik- és az első levél oldalhajtásának rügye, illetve az első három lomblevél kezdeményei már csírázás előtt megtalálhatók a magban. A további oldalágak rügyei a levelek képződése után differenciálódnak. Általánosságban igaz, hogy a levelek számának növekedésével nő a bokrosodási csomók potenciális száma. Általában ott alakulnak ki a levélhónalji rügyek, ahol a levél előtt és után rövid szártag található. Ennek energetikai okai vannak, aminek hatását később, a kalászkák elhalási folyamatánál tárgyaljuk majd. A bokrosodás folyamata a 3. lomblevél megjelenésével kezdődik, és a csúcsi osztódó szövet átalakulásával ér véget. Kedvezőtlen környezeti körülmények között, illetve a növényi „erőforrásokhoz” (pl. fény, tápanyag, víz) való korlátozott hozzáférés miatt az oldalágak egy része vagy nem fejlődik tovább, vagy a fejlődés során elhal (1. kép), emiatt csökken a kalászok száma. A hajtások végein képződő kalászok kialakulásához őszi gabonánál hideghatás, az ún. vernalizáció (régen jarovizáció) és elegendően hosszú fotoperiódus (a nappali megvilágítás hossza eléri a 10 órát) szükséges. Az őszi búza vernalizációja 0–12 oC között történik, az ún. effektív hőmérsékleti tartomány pedig 0–7 °C között van. A hideghatás szükséges időtartama 30–60 nap között változik. A folyamat végén (valamikor a tél folyamán) megtörténik a csúcsi osztódó szövet átalakulása, és megjelennek a virágkezdemények, a kalászok száma véglegesedik (2. kép). A búza főhajtása ebben az időpontban 4–8 leveles.
4. kép. Az oldalhajtások elhalása természetes jelenség tavasszal, de mértéke nagy hatással van a hozamra
A téli vegetáció és a tavaszi indulás energiaigénye – bokrosodás, virágdifferenciálódás
Nem tartozik a terméselemek közé, de az áttelelő kultúrák esetében (mint a búza, rozs, árpa, tritikálé vagy a repce, de idetartoznak a fás szárú növények is) azokhoz közvetett módon köthető az ún. nem szerkezeti cukrok szintézise. A nappalok rövidülésével, amíg képesek aktív fotoszintézisre, a növények elkezdik feltölteni az energiakészleteiket, ami elsősorban cukor (keményítő) raktározását jelenti. A nyugalmi időszak élettani folyamatait, a vegetáció tavaszi indulását és a virágzás (!) energiaigényének jelentős részét ezek mobilizálásával fedezik. A búza vegetatív fejlődésének (illetve a fotoszintézisnek) a hőmérsékleti minimuma 0–4 °C között van. Mire a napi középhőmérséklet 2–3 °C alá csökken, az őszi gabonának megfelelő tartalékokkal kell rendelkeznie ahhoz, hogy a bokrosodás téli szakasza és a vernalizációt követő virágdifferenciálódás megfelelő módon történjen meg. Az energiakészletek feltöltésében:
- a hosszú, enyhe ősz,
- a megfelelő talajnedvesség,
- a megfelelő tápanyagellátás,
- az optimális környezeti feltételek megléte segíti növényeket.
5. kép. A csúcsi osztódó szövet átalakulása (Li és mtsai, 2017). A vegetatív fázis; B megnyúlási szakasz; C levélkezdemények fázis; D kettős barázda; E pelyvalevél differenciálódása; F virágdifferenciálódás
3. A kalászonkénti padkák (kalászkák) száma
A kalász fejlődése a kettős barázda kialakulásától a virágzásig tart. Ennek során folyamatosan differenciálódnak az egyes kalászemeletek. Potenciálisan kb. 20 darab padka képződik egy kalászon. A padkák maximális száma a bokrosodás végén (a szárbaindulás előtt) véglegesedik (!), amikor a záró kalászka kialakul. Ekkor a csúcsi osztódószövet kb. 1 cm-nyire található a koronagyökerek fölött (6. kép). A kalász hossza (a padkák száma) ezek után már nem növekszik (!). Ellenben az utolsó levélhüvely megduzzadásánál (amikor a kalász hasban van) egy természetes elhalás indul meg a csúcsi részen, ami a virágzásig tart. Ennek oka, hogy a kalászt tartó utolsó szárköz ebben az időszakban hirtelen megnyúlik, és az erre fordított energiát a növény a csúcsi padkáktól vonja el. Az elhalás mértéke attól függ, mennyire optimálisak a környezeti feltételek, és hogy milyen a növény kondíciója. A virágzás előtt (a csúcsi padkák elhalásának befejeződésével) tehát eldől a kalászonkénti padkák végleges száma. A kalászkaelhalás következményeként a beporzás idejére csökken a potenciális termés (Alqudah és Schnurbusch, 2013).
1. ábra. Zadok-skála – őszi búza (forrás: www.fao.org)A zöld színnel jelzett rész az egyes fejlődési elemek kialakulásának és elhalásának időpontját, a sárgával jelzett rész az egyes terméselemek kialakulásának szakaszait mutatja
4. A kalászkánkénti szemek száma
Egy kalász virágzása átlagosan 4–7 napig tart. A kalász középső harmadában lévő padkákon 8–12, az alsó és felső harmadban maximum 6–8 virág képződik potenciálisan. Ezeknek csak kevesebb mint a fele (!) termékenyül meg a virágzás során. A szemek lehetséges maximális száma a kalász fejlődésének idején alakul ki (szárbaindulástól a hasban lévő kalász állapotig), míg végső számát a megtermékenyülés minősége határozza meg, azaz:
- a virágszervek (porzók és termő) kondíciója,
- a pollen fertilitása,•a szükséges energia (a tartalék keményítőből mobilizált cukor) megléte,
- nyomelemek (pl. bór és kalcium),
- optimális környezeti feltételek (pl. víz, hőmérséklet).
A kettős megtermékenyítés során mindkét sejtmag megtermékenyül: a központi mag, amelyből a csírasejt fejlődik és a poláris sejtmag, amiből pedig az endospermium/szikanyag lesz. Előbbi a mag csíraképességét, utóbbi a csíranövény fejlődését, illetve a malomipari minőséget határozza majd meg.
5. A szemek tömege és beltartalma
A megtermékenyítést követő néhány nap alatt a magban gyors sejtosztódás zajlik (előbb az endospermiumé, majd ezt követi a csírasejt), ez idő alatt képződik a végső szárazanyag-tartalom 20-30%-a. Ezt követi a sejtmegnyúlás szakasza, megindul az intenzív fehérje- és szénhidrátszintézis/-beépülés, és kialakul a végleges embrió (a tejesérés kezdetétől a viaszérésig). A mag kb. 10 nap alatt eléri végleges hosszát, kezdeti zöld színe fokozatosan sárgásbarnává válik. A fehérjetartalom növekedéséhez a lombozat (különösen a zászlóslevél) fotoszintetikus aktivitása és – a tejesérés kezdetekor – hozzáférhető nitrogén szükséges.
6. kép. A padkák száma a bokrosodás végén véglegesedik (a csúcsi osztódó szövet kb. 1 cm-nyire a koronagyökerek felett)
Összefoglalás
Tekintsük át, hogy a búza fejlődési szakaszai és növényélettani folyamatai szempontjából melyek azok a kritikus időszakok, amikor a termesztési feltételek optimalizálásával támogatni kell a növényt:
- a csírázás és a korai fejlődés szakaszában jó csíraképességű vetőmag, megfelelő magágy-előkészítés és vetésmélység alkalmazása szükséges;
- 3 leveles kortól a vegetatív fejlődés hőmérsékleti minimumának eléréséig (2–3 °C);
–az őszi vegetációs fejlődés, a bokrosodás, illetve a nyugalmi időszak energiaellátásának támogatása;
–a levelek számának növelése, a levélfelület-index maximalizálása;
–a nappalok rövidülésével a fotoszintézis serkentése, a keményítőraktárak feltöltése;
- a vegetáció indulásától a szárbaindulásig a kalász korai fejlődése, a maximális padkaszám kialakítása;
- a szárbaindulástól a zászlóslevél megjelenéséig a virágszervek kialakulása, érése;
- a levélhüvely duzzadásától (hasban kalász) virágzásig a kalászkaelhalás minimalizálása;
- virágzáskor a gyors és hatékony megtermékenyítés (a magszám maximalizálása érdekében) és a csíraképesség javítása;
- tejeséréstől viaszérésig a mag fejlődése, a beltartalom javítása.
A fenti időszakokban elvégzett minden agrotechnikai beavatkozás és minden környezeti változás az adott pontban kialakuló paraméterre (bokrosodási csomók száma, kalászhossz, ezerszemtömeg stb.) van hatással, és a terméselemeken keresztül pozitív vagy negatív irányban befolyásolja a termelés gazdaságosságát. Az aktuálisan zajló (és sok esetben nem is látható) élettani folyamatok jobb megértésével okszerűen növelhetjük az őszi gabonafélék hozamát, termésbiztonságát és -minőségét.
Szabó István
növényvédelmi- és talajtani szakmérnök
Dr. Orosz Szilvia
ÁT Kft.
