Az őszibúza- és kukoricafajták szárazságtűrése

Alkalmazkodás a változó hazai klímához

A hazai klímaváltozás hatásait a növénytermesztők már a saját közvetlen környezetükben is tapasztalhatják. A 2022-es és a 2024-es év a hazai növénytermesztők számára különösen nehéz, száraz körülményeket hozott a nyári tenyészidényben. Magyarországon egyre gyakrabban fordul elő, hogy már a téli félévben folyamatos és tartós vízhiány alakult ki, ami a nyári félévben folytatódik vagy újra kialakul!

Vízhiány

Az elmúlt években sok területen alakult ki olyan mértékű vízhiány, amely a kukorica- és napraforgó-állományok jelentős terméscsökkenéséhez, esetenként a növények teljes elszáradásához vezetett. Hazánkban egyre többször alakul ki olyan szélsőséges csapadékeloszlás, ahol a 40–50 napot is meghaladja a növények számára mértékadó csapadékmentes időszak. A klímaváltozás okozta csökkenő csapadékmennyiséget és a növekvő hőmérsékletet és párologtatást a növényállományok egyre nehezebben viselik. Ahhoz, hogy megfelelő termésátlagot érjünk el, megfelelő agrotechnikával, talajműveléssel, fajtaválasztással és vízgazdálkodással tudunk alkalmazkodni.

Melyek a hazai növénytermesztés legnagyobb problémái?

Jelentős probléma, hogy a termelők számára a fajta-/hibrid választás nem mindig a megfelelő szakmai döntésekkel alátámasztva történik. A termelők különböző talajokon, különböző klímaviszonyok mellett gazdálkodnak, amelyek eltérő fajtákkal adhatják a legjobb termésátlagot. A területre és a klímaviszonyokra alapozott tudatos fajtaválasztás csak megfelelő fajtakísérletekkel és szakmai vizsgálatokkal segítheti a gazdálkodók döntéseit. Megjelentek a nemesítőházak fajtaválasztékában a „szárazságtűrő” fajták, amelyek általában nagyobb gyökérzettel, kisebb párologtatással, jobb alkalmazkodóképességgel rendelkeznek. Ezek a korszerű fajták/hibridek általában hatékonyabb fotoszintetikus aktivitással, nagyobb gyökérfelülettel, nagyobb gyökérszívóerővel rendelkeznek, mellyel javul a víz- és tápanyag-felhasználás hatékonysága. Ilyen fajták/hibridek választása segítheti az aszálykárok mérséklését.

Búza- és kukoricahibrid-kísérlet

A termelők fajta- vagy hibridválasztásának segítésére már évek óta vizsgáljuk Szarvason eltérő genotípusú búza- és kukoricafajták reakcióit a vízhiányos körülményekre. Ehhez célzott tenyészedényes szárazságtűrési kísérleteket állítottunk be 2018-ban, melyet azóta is folytatunk. A kísérleteket Szarvason, a MATE KÖTI Öntözésfejlesztési és Meliorációs Tanszékéhez tartozó galambosi kísérleti telepén található fóliában állítottuk be. Tenyészedényenként 10 literes, műanyag, fehér színű vödröket használtunk. A búzakísérlet beállítására 2020. november 4-én került sor 3 búzafajtával, 3 vízellátási szinten (VKsz 40%, VKsz 60% és VKsz 80%), 3 ismétlésben, összesen 27 tenyészedényben. A kukoricakísérlet beállítására 2021. április 19-én került sor 5 kukoricahibriddel, 3 nedvességszinten, 3 ismétlésben, összesen 45 tenyészedényben (4., 5. kép).

Az általunk használt talaj homokos, vályog fizikai féleségű talaj, a kémhatása gyengén savanyú (pH (H₂O) = 6,54), meszet nem tartalmaz, a vízben oldható összes sótartalom alapján kis sótartalmú (só% < 0,1).

A kísérletben 3 különböző búzafajta (MV Nemere, GK Szilárd és Sothys) és 5 kukoricahibrid (GKT 4486 (Lehel), GK SILOSTAR, GKT 372, GKT 376, GKT 3385) szárazságtűrését vizsgáltuk a természetes csapadéktól elzárt körülmények között.

Mindkét növénynél 3 vízellátottsági szintet alkalmaztunk három ismétlésben. A nedvességtartalmakat a talaj szabadföldi vízkapacitásának (VKsz) a függvényében állítottuk be. A szabadföldi vízkapacitás az a vízmennyiség a talajban, amit természetes körülmények között a talaj egy beázás után a gravitációval szemben vissza tud tartani.

A következő nedvességszinteket alkalmaztuk:

1. kezelés VKsz 40%-a (25 × 0,4 = 10 térfogat% nedvesség),

2. kezelés VKsz 60%-a (25 × 0,6 = 15 térfogat% nedvesség),

3. kezelés VKsz 80%-a (25 × 0,8 = 20 térfogat% nedvesség).

Látható, hogy az első kezelés esetében a holtvíz-tartalom közelében tartottuk a növényeket, a második kezelésnél már kielégítettük a növények nedvességigényét, míg a harmadik kezelés során már luxus vízellátásban is részesültek, hiszen a talajban a hasznosítható víz 65%-a rendelkezésre állt.

A búzafajták szemtermésének elemzésekor látható volt, hogy a romló vízellátás minden esetben szignifikáns szemterméscsökkenéssel járt. A jó vízellátási körülmények között elért szemtermés-eredmények mindhárom fajta esetében jelentősen csökkentek, mintegy 55,12–56,48%-ára az optimális szemtermésnek (1. táblázat).

Ez azt mutatja, hogy a fajtákban rejlő potenciális termőképességet a szárazságstressz akár 50%-kal is csökkentheti. A területre vetített hozamok a vizsgált három búzafajtánál szárazságstressz körülményei között 4,82–5,36 t/ha között alakultak.

Szignifikáns különbségek

A közepes vízellátási körülmények közt a búzafajták kevésbé voltak kitéve a vízhiány okozta stresszhatásoknak, a termésátlaguk 7,12 t/ha és 8,93 t/ha között alakult, bár a maximális terméshez szükséges vízmennyiséget itt sem kapták meg a növények. A jó vízellátási körülmények közt a búzafajták 8,75–11,12 t/ha termésátlagot értek el, ami azt mutatja, hogy a búza ugyan jó szárazságtűréssel rendelkezik, de a modern fajták jó vízellátás mellett képesek 10 tonnát meghaladó termésátlag elérésére.

Nagyon szembetűnő változás még a föld feletti szalmatömeg csökkenése. Minden esetben szignifikánsan csökkent szárazságstressz körülményei között a szalma tömege, de nem azonos arányban a különböző vízellátási szinteken. Szárazságstressz körülményei között a szemtermés tömege sokkal drasztikusabban csökken, mint a búza szalmatömege; száraz körülmények között 1 : 1,1–1,4 szem/szalma arány alakult ki. Ez arra utal, hogy a növény a csökkent vízellátásban még a vegetatív növényi részeket ki tudja fejleszteni, de a termésképzéshez már nem rendelkezik elegendő vízzel.

Az optimális vízellátási körülmények között, szárazságstresszmentes körülmények mellett a búza szem/szalma aránya 1 : 0,9–1,2 volt, amely sokkal kedvezőbb. Ilyen körülmények között a búza ugyanannyi szemtermést tudott előállítani, mint amennyi a vegetatív részek tömege volt, esetenként még akár többet is a szalma tömegénél. Mindhárom fajta esetében megfigyelhető volt az, hogy a szárazságstressz hatására egységesen romlott a szem/szalma aránya.

Tapasztalatok a kukoricánál

A kukoricahibrideket nem lehet tenyészedényes körülmények között teljes értékű termés eléréséig nevelni, ezért a növények levélterületét (LAI), a gyökér-, biomassza- és csőtömegét vizsgáltuk tenyészedényenként. A szárazságstressz hatását nézve a fotoszintézis szempontjából kiemelt jelentőségű a levélterület nagyságának alakulása is. A levélterületet a teljes érés elején mértük, amikor további jelentős levélnövekedés már nem volt. A levélterületi indexértékek alakulását a 2. táblázatban láthatjuk.

A levélterületi index azt fejezi ki, hogy mekkora levélterület (m²) van 1 m² talajfelszínen. Ezzel a területre érkező globálsugárzás hasznosítására, a területen elérhető fotoszintézis nagyságára tudunk következtetni. Kijelenthetjük, hogy a szárazságstressznek szignifikáns levélterület-csökkentő hatása van. A jobb vízellátás egyértelműen és bizonyíthatóan növeli a kukoricahibridek levélterületi index- (LAI) értékeit. A legnagyobb LAI-értéket a GK SILOSTAR hibrid érte el, amely a hibrid nemesítési és genetikai hátterét igazolja, hiszen ez a hibrid jellemzően nagy biomassza-termelő képességgel rendelkezik. Elsősorban szilázs hasznosítási irányú kukoricahibrid.

A szárazságstressz hatására a legnagyobb levélterület-csökkenést a GK 372 és a GKT 3385 hibridek szenvedték el a holtvíz-tartalom közeli alacsony vízellátási szinten (VKsz 40%). Ezzel együtt viszont az is kijelenthető, hogy a legdinamikusabb növekedést is ezek a hibridek mutatták javuló vízellátás hatására, amely a hibridek kiváló öntözési reakcióját mutatja.

A növényi szervesanyag-termelés kiindulópontja a víz- és tápanyagfelvétel, amelyet a kukoricahibridek csak fejlett gyökérrendszer és megfelelő felszívófelület mellett képesek akadálytalanul folytatni. A gyökértömeg jó jelzés arra, hogy a szárazságstressz hogyan csökkenti, hogyan változtatja meg a különböző kukoricahibridek gyökér­tömegét (3. táblázat).

A gyökértömeg az a növényi fenológiai paraméter, amely a legegyértelműbb reakciót mutatta a szárazságstressz hatására. A vízhiány hatására a hibridek gyökértömege egyértelmű, statisztikailag is igazolható csökkenést mutatott. A hibridek reakciói azonban eltérőek voltak.

A különböző vízadagokra adott válaszreakciók tekintetében is jelentősen eltérnek a vizsgált kukoricahibridek. Minden hibrid esetében a legkisebb gyökértömeget a száraz körülmények között, alacsony vízellátási szinten (VKsz 40%) érték el. A vizsgált hibridek közül a legkisebb gyökértömeget a GKT 372 hibrid produkálta.

A csöves termés nagysága

A vizsgált kukoricahibridek közül a GKT 376 hibrid hasonló tulajdonságokat mutatott: a legkisebb vízadagnál kisebb gyökértömeggel rendelkezett. A javuló vízellátási szinteken (VKsz 60% és VKsz 80%) a gyökértömegek szignifikáns növekedését figyelhettük meg. A hibridek típusai közötti különbségek továbbra is megmaradtak, de a gyökértömegek a levélterületi értékekhez (LAI) hasonlóan növekedtek. A kapott eredmények alapján egyértelműen megállapítottuk, hogy a gyökértömeg önmagában nem elegendő indikátora, jelzője egy­egy hibrid szárazságtűrésének. A gyökértömegeket a szár/levél, vagyis a párolgásért, szervesanyag­termelésért felelős növényi részek arányában kell vizsgálni, az sokkal jobban megmutatja a hibridek valódi reakcióit a víz mennyiségének változására.

A legnagyobb gyökértömeg a legjobb vízellátás mellett (VKsz 80%) alakult ki, amely lehetővé tette a nagy víz­ és tápanyagfelvételt, és ez igen szoros összefüggésben volt a növények későbbi csőtömegnagyságával. Azonban meg­figyelhetjük, hogy nem a legnagyobb gyökértömeget adó kezelésben értük el később a legnagyobb csőtömegeket, tehát a termés kialakításában a jobb vízellátási szinteken is a biomasszatömeg/gyökértömeg vagy a LAI/gyökértömeg arány lesz nagyobb hatású.

Végül vizsgáltuk a szárazságstressz körülményei között kialakult csőtö­megeket, a hibridek által elért csöves termés nagyságát is (4. táblázat).

A termések nagyságát a hibridek egyedi reakciói és a különböző vízellátási szintek függvényében elemeztük.

Az eredményekből jól látható, hogy a GKT 372 és a GKT 376 kukoricahibridek száraz körülmények között közel 65%­kal adtak nagyobb csőtömeget az utánuk következő GKT 3385 és GKT 4486 hibrideknél, illetve több mint 345,5%­kal nagyobb csőtömeget értek el a GK SILOSTAR hibridhez képest. A legjobb szárazságtűréssel a GKT 372 és a GKT 376 kukoricahibridek rendelkeznek, így ezek a hibridek ajánlhatók azoknak a gazdálkodóknak, akik aszályos, száraz körülmények közt termesztik a kukoricát.

A másik fontos vizsgált tulajdonság, hogy a kukoricahibridek hogyan reagálnak a javuló vízellátási feltételekre, milyen az „öntözési reakciójuk”. Az eredmények alapján megállapítottuk, hogy a GK SILOSTAR és a GKT 376 kukoricahibridek azok, amelyek a jó vízellátási körülmények között kiemelkedő csőtömeg elérésére voltak képesek. Ezek azok a hibridek, ame­lyek igen jól tudják hasznosítani a normál vagy jó vízellátási körülmények között a rendelkezésre álló vizet. Kijelenthető tehát, hogy a vizsgálataink alapján a GK SILOSTAR egy rendkívül jó öntözési reakcióval rendelkező, de szárazságra nagyon érzé­keny típusú kukoricahibrid, míg a GKT 376 egy kiváló öntözési reakcióval és mellette jó szárazságtűréssel is rendelkező hibrid. A vizsgálatok alapján megállapítottuk, hogy a hibridek között lényeges különbség lehet a vízfelhasználás/­hasznosítás területén is, így a hibridek között kialakíthatunk hibridspecifikus öntözési technológiákat.

A talajszerkezet hatása a termesztésre

A klímaváltozás hatásait a folyamato­san romló talajszerkezet egyre kevésbé tudja ellensúlyozni. A romló talajszerkezet két nagyon fontos következménnyel jár. A területre érkező csapadék nehezebben és lassabban szivárog be a talajainkba, illetve a beszivárgás mélysége is csökken, a mélyebb részeken található talajtömörödés miatt. A víz nem tud a gyökérzóna mélyebb rétegeibe szivárogni, és a talajokban raktározódni, hanem gyakran oldalirányú elfolyás formájában távozik a területről, így azt a növények nem tudják hasznosítani.

A talajművelési technológia megfelelő megválasztása

A hibridválasztáson túl igen nagy jelentősége van a víztakarékos agrotechnikai elemek megfelelő használatának is. Talán a legkritikusabb agrotechnikai művelet a talajművelés, és annak vízmegőrző szerepe a növénytermesztésben. A talajművelési technológiák közül kiemelkedő a megfelelő időben és módon elvégzett tarlóhántás. A tarlóhántás esetében a gyorsaság mellett az azt követő tömörítésre is szükséges odafigyelni, mivel a leghatékonyabban akkor járunk el, ha ezt a két műveletet egy menetben vagy közvetlenül egymás után végezzük el. A közvetlenül betakarítás után elvégzett és megfelelően tömörített tarlóhántás csökkenti a talaj párologtatását, sőt a talajharmat kicsapódásával a légköri páratartalom egy része is hasznosulhat. A jól elvégzett tarlóhántás évjárattól függően akár 40–60 mm vizet is képes megőrizni a talajainkban.

A talajművelési technológiák között az alapművelések is fontos szereppel rendelkeznek a vízmegőrzés szempontjából is. A forgatásos alapművelés elsősorban az ekével történő szántást jelenti, illetve egyre nagyobb arányban találhatók meg a forgatás nélküli technológiák, a lazítók, kultivátorok alkalmazásával. Napjainkban egyre több érv szól a szántás elhagyása mellett, és ez a vízgazdálkodás szempontjából is különösen fontos lehet. A szántás jelentősen megnöveli a talaj párolgási felületét, és ezért a talaj mélyebb rétegeinek kiszáradását is fokozza. Ugyanakkor javíthatja a téli csapadék beszivárgásának esélyét (ha nincs a talajban káros talajtömörödés). A szántás gyors elmunkálásával a párolgási veszteség csökkenthető, viszont ez esetben is fontos az idő, azaz a két műveletet lehetőleg gyorsan egymás után vagy egy menetben kell elvégezni.

Megőrizni a talaj nedvességét!

Napjainkban a felszínen hagyott, és megfelelően kezelt szármaradványok jelentős hatással vannak a talajaink vízgazdálkodására, vízmegőrzésére. Növénytakaróként jelentősen csökkentik a talajfelszín párolgását, és ezáltal a talaj vízveszteségét, védik a talajainkat a szél és a víz romboló hatásától (a deflációtól és eróziótól), és megvédik a termőréteget. A megőrzött talajnedvességnek további pozitív hatása a talajművelés vonóerőigényének csökkenése is. A talajnedvesség megkímélésével nemcsak talajaink szerkezetét óvjuk, hanem egyúttal a jelentkező művelési költségeket is csökkentjük. A megőrzött szerves anyagnak elsődleges szerepe van a morzsásodás kialakulásában, a talaj ülepedési hajlamának csökkentésében, és a nedvesség megtartásában. A mulcstechnológiák kedvező hatásai ellenére a hazai talajművelési gyakorlat egyelőre idegenkedik ettől, ezeket nagyon kevés területen alkalmazzák a hazai gazdálkodók.

Az agrotechnikai megoldások közül igen nagy jelentősége van a vetéstechnológiáknak és a helyesen megválasztott tőszámnak. Minden növény esetében kijelenthető, hogy a nagy tőszámok nagyobb vízfelhasználással, nagyobb párologtatással járnak. A szárazságra hajlamos területeken vagy az öntözési lehetőségek hiányában célszerű a fajták/hibridek tőszámoptimumának az alsó határát választani, amellyel az aszálykárok némileg mérsékelhetők. Ez nem jár jelentősebb termelési kockázattal, de mérsékli a vízhiány okozta károkat.

A tápanyagok érdekében

A megfelelő agrotechnika igen fontos eleme a tápanyagellátás, amely nem választható el a megfelelő vízellátástól. Megfelelő vízellátás nélkül a tápanyagok nem tudnak hasznosulni, a növény azokat oldott formában nem tudja felvenni. Kísérletekkel igazolható, hogy optimális vízellátási szinten 2–10-szer jobb a tápanyagok hasznosulása, mint száraz talajon! De fordítva is igaz; ha a növény tápanyagellátása nem megfelelő, akkor a növény a vizet „pazarolja”, sokkal több víz felhasználásával tudja csak a szükséges tápanyagmennyiséget felvenni, ami szintén terméscsökkenéssel jár!

Általánosságban kijelenthető, hogy a rossz tápanyagellátás megnövekedett vízfogyasztással, a vízhiány pedig a táp anyagfelvétel csökkenésével jár! Célszerű ezért a növény tápanyagigényét komplex módon, a növény igényeinek megfelelően kielégíteni, ami a vízfelhasználás hatékonyságát is javítja!

Az aszályhoz és a szárazodó klímához természetesen a hiányzó víz pótlásával, öntözéssel, öntözési rendszerek fejlesztésével tudunk a legjobban alkalmazkodni. Napjainkban egyre több gazdálkodó fejlesztette növénytermesztését öntözési lehetőségek kialakításával. A korszerű öntözés azonban rendkívül nagy szakértelmet igénylő agrotechnikai beavatkozás, ahol a növény vízigényén kívül rendkívül sok egyéb feltételt is figyelembe kell venni, pl. a talajok víznyelő és vízáteresztő képességét, a talajok fizikai féleségét, a klimatikus viszonyokat, a párolgási/párologtatási adatokat, a termesztett fajta/hibrid vízigényét, öntözési reakcióját stb. A mai korszerű helyspecifikus, precíziós gazdálkodás és az ezzel együtt járó műszaki fejlesztések, kutatások lehetővé teszik, hogy a talaj tulajdonságait figyelembe vevő differenciált öntözést valósítsunk meg. Ezek az öntözőrendszerek rendkívül víz- és energiatakarékos megoldásokat kínálnak.

Több termés – nagyobb termésbiztonság

Az öntözésnek a termésbiztonságon kívül a termésátlagra is igen kedvező hatása van. A Szarvason végzett öntözési kísérletek eredményei alapján száraz évjáratokban az öntözés termésnövelő hatása akár 70–120% is lehet. A 2021-es évben elsőként a szántóföldön is igen gyakran öntözött kukoricát vizsgáltuk. A különböző kukoricahibridek eltérő potenciális termőképességgel és eltérő öntözési reakcióval is rendelkeznek. Azt vizsgáltuk, hogy a különböző kukoricahibridek termésátlaga hogyan alakul öntözött és öntözetlen körülmények között. A kukorica kifejezetten aszályérzékeny növénynek számít, hiszen a virágzás, szemtelítődés időszaka igen gyakran egybeesik a száraz, csapadékmentes periódusokkal hazánkban. Ez a vizsgált 2021-es évben is így alakult, ami az öntözés nélküli terméseredményeken is meglátszott, azok döntően 4,2–6,1 t/ha között alakultak (1. grafikon).

A kukoricahibridek termésátlaga öntözött viszonyok között jelentősen nőtt az aszályos 2021-es évben. Az öntözés igen jelentősen növelte a kukoricahibridek termésátlagát, ami így 8,2–11,8 t/ha között volt 2021-ben.

Összességében kijelenthetjük, hogy rendkívül sokféle agrotechnikai megoldás létezik az aszály károsító hatásának a mérséklésére a növénytermesztés során. A különböző talajművelési eljárások, a megfelelő hibridválasztás, vetéstechnológia, tápanyag-gazdálkodás és növényvédelem segítheti az aszálykárok mérséklését, de az utóbbi évekéhez hasonló súlyos aszályos évjáratokban a növényeink továbbra is védtelenek az aszály okozta stressz és terméscsökkenés ellen!

A termésbiztonság megalapozását az egyéb agrotechnikai módszereken kívül a klímaváltozás következményeként csak az öntözés fejlesztése jelentheti a hazai agráriumban! Ma már nem kérdés, hogy az öntözéssel foglalkoznunk kell, az öntözési beruházások alkalmával pedig a területi adottságainkhoz legjobban illeszkedő, víz- és energiatakarékos megoldást kell választanunk!

Dr. Futó Zoltán egyetemi docens
Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Öntözésfejlesztési és Meliorációs Tanszék