A szemes cirok termesztéstechnológiájának optimalizálása

Az éghajlatváltozás következtében Magyarország szárazabb régióiban is megkérdőjelezhetővé válhat a kukoricatermesztés fenntarthatósága. A szubtropikus eredetű szemes cirok (Sorghum bicolor L.) megfelelő választás lehet azoknak a gazdáknak a számára, akik a kukorica helyett keresnek olyan alternatívát, amely toleránsabb a hőmérsékleti stresszel és az aszállyal szemben.

A nagy termés elérése, a gazdaságosság, továbbá a környezet védelme a cirok esetében is alapvető cél, így fontos az adott viszonyok között legmegfelelőbb hibrid, tőszám és nitrogén- (N) dózis megválasztása. A cikkben bemutatott kisparcellás szántóföldi kísérletben 3 köztermesztésben lévő szemescirok-hibrid különböző tőszám- és nitrogénkezelésekre adott reakcióit vizsgáltuk. A kísérlet eredményei hozzájárulhatnak a szemes cirok magyarországi termesztéstechnológiájának optimalizálásához.

A klímaváltozás várható hatásai

A hőmérséklet folyamatos emelkedése, valamint a csapadékviszonyok megváltozása kiemelt veszélyt jelenthet a gazdálkodók számára. Az Országos Meteorológiai Szolgálat megfigyelései alapján Magyarországon az évi középhőmérséklet 1901 óta átlagosan több mint 1 ^oC-kal emelkedett. A klímakutatók a 21. század végére további 1–4 ^oC-os évi középhőmérséklet-emelkedést jósolnak. Míg a hőmérséklet emelkedő tendenciát mutat, addig a csapadék esetében csökkenés várható. A tenyészidőszak (május–szeptember) átlagos csapadékösszege 1991 és 2020 között 387 mm-ről 321 mm-re csökkent.

A század végére a nyári időszak csapadékmennyisége várhatóan további 10%-kal fog csökkenni. Feltételezhető, hogy hazánkban az ország középső részei, valamint az Alföld egyes területei lesznek a leginkább kitéve a klímaváltozás negatív hatásainak. Az éghajlatváltozás és a szántóföldi növénytermesztés kapcsolataival foglalkozó szimulációs kísérletek eredményei rámutatnak, hogy a hazánkban termelt szántóföldi növények közül a kukorica esetében várható a legnagyobb termésveszteség.

A termelői tapasztalatok szerint helyi szinten már az elmúlt években is nagy veszteségeket okozott a tenyészidőszakban fellépő vízhiány. A KSH adatai alapján az átlagos magyar kukoricatermés 2000 és 2024 között igen tág határok között (3,4–8,6 t/ha között) mozgott. A kultúrák öntözésére a legtöbb esetben nincs lehetőség, így a kukorica számára kedvezőtlenebbé váló területeken kézenfekvő megoldás lehet a megváltozott viszonyokat jobban toleráló alternatív növények termesztése.

Miért pont a szemes cirok?

A szemes cirok egy sokoldalú gabona, mely az emberi táplálkozásban, az állati takarmányozásban, továbbá az iparban is felhasználható. Átlagos termésmennyisége az Európai Unióban 5,2 t/ha, viszont a modern hibridek potenciális termésmennyisége megközelíti a kukoricáét. Mivel agrotechnikája, tápanyagigénye és termésmennyisége a kukoricáéhoz hasonló, a világ számos régiójában a kukorica alternatívájaként tartják számon és termesztik. A C₄-es fiziológiájú növények közül a cirokfélék alkalmazkodtak a legjobban a száraz körülményekhez. Míg a kukorica kritikus hőmérsékleti küszöbértéke 29–30 ^oC, a ciroknak 32–33 ^oC. Míg a kukoricának 163–368 liter vízre van szüksége 1 kg szárazanyag előállításához, a szemes ciroknak ehhez elég csupán 150–250 liter is. Aszályos körülmények között a szemes cirok a rendelkezésre álló tápanyagokat is hatékonyabban tudja hasznosítani.

Agrotechnika és fenntarthatóság

A többi szántóföldi növényhez hasonlóan a cirok termésmennyisége is nagymértékben függ az alkalmazott hibrid genetikai potenciáljától, a növénysűrűségtől és a helyes tápanyagellátástól. Az adott hibrid számára az optimális tőszám beállítása segíti az erőforrások legmegfelelőbb hasznosulását, a gyomok visszaszorítását, továbbá a biológiai és szemtermés maximalizálását. A hibridek pontos N-igényének meghatározása egyaránt fontos a nagy termés elérése, továbbá a környezeti kockázatok csökkentése érdekében. A N hiánya, illetve annak feleslege is csökkentheti a termésmennyiséget. A növények igényén felül kijuttatott N talajsavanyodást okozhat, NO₃^– formájában felhalmozódhat a talajvízben, valamint N₂O, NO, N₂ vagy NH₃⁺ formájában távozhat az atmoszférába. A növénytáplálásból eredő szennyezések visszaszorítása a gazdálkodók és a kutatók közös feladata. Az optimális dózis értéke egyaránt függ az alkalmazott hibrid tulajdonságaitól, a tőszámtól, a talajadottságoktól, továbbá a klimatikus viszonyoktól is. Mivel az elmúlt években a műtrágyaárak is jelentős mértékben megemelkedtek, gazdasági szempontból is célszerű minimalizálni a nem megfelelő műtrágyahasználatból származó veszteségeket.

Kísérlet a cirokhibridek tőszám- és nitrogénreakciójának vizsgálatára

Kutatásunkban 2023. május 24. és szeptember 27. között, a MATE Georgikon Campus keszthelyi szántóterületén vizsgáltuk különböző tőszám- és nitrogénkezelés-kombinációk hatását a KWS Nemesis (G₁), RTG Huggo (G₂) és ES Foehn (G₃) cirok genotípusok produktivitására (1. grafikon). Az összehasonlíthatóság érdekében olyan hibrideket választottunk, melyek potenciális termésmennyisége (~11–12 t/ha) közel azonos. A kísérletben 2 tőszámmal (T₁ =240 000 tő/ha, T₂ = 280 000 tő/ha) és 6 ekvidisztánsan növekvő N-dózissal (N₀ = 0, N₁ = 40, N₂ = 80, N₃ = 120, N₄ = 160, N₅ = 200 kg N/ha) dolgoztunk. A kísérleti területen Ramann-féle barna erdőtalaj állt rendelkezésünkre. A terület egységesen 100 kg/ha P₂O₅ és 100 kg/ha K₂O hatóanyagban részesült, továbbá az egyéb agrotechnikai beavatkozások (talaj-előkészítés, vetés, gyomszabályzás) is táblaszinten történtek. Minden kezeléskombinációból 4 ismétlés került beállításra, így összesen 144 db (22,5 m²-es) parcellával dolgoztunk.

A vizsgált tenyészidőszakban összesen 281,8 mm csapadék hullott, 42 csapadékos napon. A nyár viszonylag enyhe volt. Csupán 7 olyan nap volt, melyen a napi maximum-hőmérséklet meghaladta a cirok számára kritikusnak számító 33 ^oC-os határértéket. Az optimális csapadékellátás és az enyhe hőmérséklet megfelelő feltételeket biztosított a cirok kiegyensúlyozott fejlődéséhez.

A megfelelő agrotechnika a magas termésszintek záloga

A tőszám 240 000 tő/ha-ról 280 000 tő/ha-ra történő sűrítése pozitív hatással volt a vizsgált hibridek termésmennyiségére (1. grafikon). A tőszámsűrítés a G₁ esetében átlagosan 18%-kal, a G₂ esetében 36%-kal, a G₃ esetében pedig 33%-kal növelte a termésmennyiséget. A tőszám sűrítésével egyidejűleg nyilvánvalóan megnőtt az állomány tápanyagszükséglete is. Az adott kísérleti körülmények mellett az alacsonyabb tőszámú (T₁) kezelésben (1. grafikon, a) 120–160 kg N/ha-os dózissal, míg a magasabb tőszámú (T) kezelésben (1. grafikon, b) 160–200 kg N/ha-os dózissal tudtuk elérni a vizsgált hibridek maximális termésmennyiségét. A kísérletben szereplő genotípusok alapvetően jól teljesítettek. Termésmennyiségük a legtöbb esetben megközelítette vagy meghaladta az európai uniós átlagot (5,2 t/ha). Feltételezhető, hogy ebben a 2023-as tenyészidőszak optimális vízellátása is nagy szerepet játszott.

A kijuttatott nitrogén hasznosulása

Az adott genotípusra jellemző optimális N-dózis elérése után a kijuttatott adaggal arányosan nőtt a már nem hasznosuló többlet N-mennyisége is. A nagyobb N-dózisok megosztása, illetve a lassú feltáródású műtrágyák alkalmazása mellett a N-utánpótlás mérlegközpontú megközelítése is segítheti a potenciális hozamok elérését, valamint a környezeti kockázatok és a felesleges kiadások csökkentését. A kijuttatott műtrágya-hatóanyag megtérülése akkor a legjobb, amikor a N-mérlegértéke megközelíti vagy eléri a nullát. A gazdasági és környezeti szempontból is legoptimálisabb N-dózis a G₁ és G₂ hibridek esetében– tőszámtól függetlenül – 120–160 kg N/ha körül volt. A G₃ esetében, T₁ kezelésben (2. grafikon, a) 120–160 kg N/ha körül, illetve T₂ kezelésben (2. grafikon, b) 160–200 kg N/ha körül volt. Az eredményeket tekintve szembetűnő, hogy a magasabb tőszámú kezelésben közel azonos ráfordítás mellett értünk el nagyobb termésmennyiséget. Ennek több oka is lehetett.

A sűrűbb állomány hatékonyabban hasznosította a rendelkezésre álló N-t, így feltételezhető, hogy kevesebb lehetett a kimosódással és felszíni elfolyással távozó N-mennyisége. Mivel a kísérlet egy gyomokkal fertőzött táblán került beállításra, a pre- és posztemergens gyomirtás után is maradtak gyomok, így valószínűsíthető, hogy a gyomokkal folytatott kompetíció is befolyásolta a terméseredmények alakulását. A magasabb tőszám mellett általánosan alacsonyabb volt a gyomborítottság (3. grafikon). Megfigyelhető volt továbbá, hogy a gyomborítottság 80–120 kg N/ha-os dózisig emelkedő, majd onnantól csökkenő tendenciát mutatott. Ennek oka az lehetett, hogy a kultúrnövények számára optimális dózis eléréséig a gyomok kompetíciós előnnyel rendelkeztek, mivel a tápelemeket általában gyorsabban és hatékonyabban tudták felvenni. Mivel a megfelelő N-ellátású kezelések növényei el tudták érni potenciális méretüket, a gyomelnyomó képességük is erősebb lehetett.

A kezelés hatása a termés minőségére

Ahogyan az várható volt, a N-dózis növelésével arányosan nőtt a szemek N-tartalma is (4. grafikon).

A vizsgált hibridek termésének N-tartalma azonos N-szinteken közel azonos volt, viszont nyersfehérje- és keményítőtartalmuk általában különbözött. A magasabb fehérjetartalmakhoz általában alacsonyabb keményítőtartalom társult. A felhasználási cél szerint a legmegfelelőbb tulajdonságokkal rendelkező hibridek kiválasztása kulcsfontosságú a jövedelmezőség érdekében. A N-tartalom növekedése a fehérjetartalom alakulásával pozitívan, a keményítőtartalom alakulásával viszont negatívan korrelált. Ennek az az oka, hogy a magasabb N-ellátás hatására felborul a N-felvétel és a C-asszimiláció egyensúlya, ezért arányaiban nő a raktározott fehérje mennyisége a magban.

Megfelelő kezelés alkalmazásával a felhasználási terület igényei szerint alakíthatjuk a termés beltartalmát, természetesen bizonyos határokon belül. A tőszám sűrítése a vártnál kisebb mértékben csökkentette a beltartalmi mutatók értékét. A nyersfehérje-tartalom csupán 1–6%-kal, míg a keményítőtartalom csupán 1–4%-kal volt alacsonyabb a sűrűbb állományok esetében. Az eredmények rámutatnak, hogy az alkalmazott tőszám, hibrid és N-dózis megfelelő kombinációjának megválasztásával a magas hozam és a környezet biztonsága egyidejűleg biztosítható.

A cikkben megjelenő kutatási eredmények angol nyelvű referált szakfolyóiratokban korábban már publikálásra kerültek. A cikkhez felhasznált szakirodalom jegyzéke a szerzőknél és a szerkesztőségben érhető el.

Tóth Ariel
Kozma-Bognár Kristóf
Tóth Zoltán

Fotók: shutterstock.com