A fenntartható növénytermesztés agrotechnikájának fejlesztési lehetőségei

1970-80-as évtizedben kukoricatermesztésünk a világ élvonalába tartozott. A területegységre vetített termés mennyiségével a világon a harmadik, a genetikai előrehaladás tekintetében – 151,5 kg/ha termésnövekedéssel 1960-1981 között – az első helyen állt hazánk (Menyhért, 1985).

A termésátlag növekedésében meghatározó szerepe volt a korszerű biológiai alapok (kukoricahibridek) megjelenésének, a műszaki-technikai háttér fejlődésének, a kemikália-felhasználás növekedésének (Debreczeni, 1986) és a nagyobb szakértelemnek. A műtrágya-felhasználás növekedésére jellemző, hogy 1960-1980 között az 1 ha mezőgazdasági területre jutó műtrágya mennyisége a kezdeti mennyiség többszörösére nőtt. A műtrágya-felhasználás dinamikus növekedése 1985-ig tartott.

1. ábra: A kukorica vetésterületének és termésátlagának alakulása Magyarországon (1921-2016)

Klímaváltozás

A globális felmelegedés okozta klímaváltozás kedvezőtlen időjárási szélsőségeket okoz Magyarországon és az egész világon. A XXI. században a vízhiány növekvő mértékű lesz. A Föld 2/3-a víz, de ennek csak b. 2%-a az édesvíz.

A globális felmelegedést a szakemberek szerint az energiafogyasztás és az energiaforrás változása okozza. A fosszilis energiák megnövekedett felhasználása következtében jelentősen nőtt a CO₂ légköri koncentrációja. Azonban a felmelegedést és az ezzel együtt járó klímaváltozást az üvegházhatású gázok együtt okozzák. A CO₂-től a metán tízszer, a dinitrogén-oxid hússzor nagyobb mértékben képes a felmelegedéshez hozzájárulni.

Az elmúlt 120 évben (pl. Debrecen térségében) 121 mm-rel csökkent a csapadék sokévi átlaga. Ez nagyjából 1 mm/év, napjainkban azonban a csapadék csökkenése eléri az 1,5-2,0 mm/évet. A csapadék főleg a nyári hónapokban csökken, ami különösen a kapás kultúrákat, így a kukoricatermesztést érinti kedvezőtlenül (2. ábra).

2. ábra: Az éves csapadékösszeg eltérése a 30 éves átlagtól (Debrecen, 1990-2016.)

Ezért az aszálykárt elsősorban biológiai- és agrotechnikai tényezőkkel mérsékelhetjük:

• megfelelő vetésváltással,
• harmonikus NPK-tápanyagellátással,
• víztakarékos, a növény igényét kielégítő szakszerű talaj-előkészítéssel,
• az ökológiai adottságoknak megfelelő, jó alkalmazkodó képességű fajták (hibridek) választásával,
• egészséges, jó biológiai értékű vetőmag használatával,
• a területegységre vetített tőszám mérséklésével,
• hatékony növényvédelemmel,
• az agrotechnikai műveletek optimális időben és jó minőségben való végzésével.

A vetésváltás jelentősége a kukoricatermesztésben

A növények eltérően veszik igénybe a talaj víz- és tápanyagkészletét. A szántóföldi növények vízigénye 400-450 mm (őszi búza, borsó stb.) és 600-750 mm között változik (burgonya, cukorrépa, lucerna stb.). A kedvező elővetemény megválasztása a fent említetteken túl a klímaváltozás okozta időjárási szélsőségek miatt is rendkívül fontos. Azonban Magyarországon az utóbbi évtizedekben csökkent a termesztett növényfajok száma, diverzitása. Nagymértékben visszaesett a pillangós növények aránya, bár jelenleg növekvő tendenciát mutat a szója termesztése. A vetésszerkezet túlzottan gabona-centrikus (3. ábra).

3. ábra: Főbb növények vetésterülete Magyarországon, 2016 (AKI adatok alapján)

A tápanyagellátás

Továbbra is fontosnak tartjuk a talaj felvehető NPK-tápanyagtartalmához és az adott hibrid tápanyagigényéhez igazodó, harmonikus és hibridspecifikus tápanyagellátást. A kukorica tápanyagellátásnál figyelembe kell venni a kukorica tápanyagfelvételi dinamikáját. A N-felvétel egészen a fiziológiai érésig folyamatos, míg a K-felvétel a virágzás idejére be is fejeződik.

A hektáronkénti műtrágya-felhasználásunk a korábbi 300 kg/ha hatóanyagról 100 kg/ha-ra csökkent. A világ műtrágya-felhasználása tekintetében a sor végéhez tartozunk. Azonban még ettől is kedvezőtlenebb, hogy nagyon aránytalan a felhasznált N-P-K műtrágya aránya, több, mint 70% a N, elhanyagoljuk a foszfor és kálium visszapótlását (4. ábra).

4. ábra: A kukorica nitrogénfelvétele, a vegetatív és a generatív fejlődés függvényében (Berzsenyi Z. adatai alapján)

Az optimális műtrágyaadag előveteménytől, évjárattól és a hibridtől függően 60-120 kg/ha N, 70-80 kg/ha P és 90-110 kg/ha K hatóanyag (5. ábra). Ipari célú termesztésnél a N kismértékű csökkentése, a K növelése előnyös, mert növelheti a szénhidráttartalmat.

5. ábra: Az NPK-tápanyagellátás hatása a kukoricahibridek termésére és műtrágya-reakciójára Görbeháza, 2013. (Alapadag: N 40, P₂O₅ 25, K₂O 30 kg/ha hatóanyag, a maximális dózis ennek ötszöröse)

Vetésidő, vetéstechnológia

Szoros összefüggés van a vetésidő és a termés, termésbiztonság, továbbá a vetésidő és a betakarításkori szemnedvesség-tartalom között. Ha az optimális vetésidő-intervallumon belül korábban tudunk vetni, hamarabb következik be (már június második felében) a hím- és nővirágzás, megtermékenyülés, a szemtelítődés kezdete nem júliusra esik, amely az utóbbi években a legaszályosabb hónap.

A korábbi vetésidő esetén a kukorica hamarabb beárnyékolja a talajt, kisebb lesz a gyomosodás mértéke, hamarabb éri el a kukorica a fiziológiai érettséget (amikor a szem csutka felőli részén kialakul a fekete réteg, megszűnik a további víz- és tápanyagfelvétel). Ettől a fenológiai állapottól (fejlődési szakasztól) további termésnövekedés nincs. Megkezdődik a szem víztartalmának leadása biológiai úton, a levélen keresztül. A szemtermés vízleadása időszakában tovább lehet még kint a kukorica a szántóföldön, és így akár 5-10%-kal is tudjuk a víztartalmát csökkenteni a korábbi vetéssel. Kevesebb lesz a szárítási költség, nő a termesztés hatékonysága.

A korábbi vetésidő esetén időben hamarabb kialakul a nagyobb levélterület (LAI-index), nagyobb lesz a fotoszintézis intenzitása, a szárazanyag-képződés és -beépülés, végül is nagyobb lesz a termés (6. ábra).

6. ábra: A vetésidő hatása a kukoricahibridek termésére a tőszámok átlagában
Görbeháza, 2015.

A kukoricahibridek állomány sűríthetősége

A tőszámnövelést alapvetően az ökológiai-biológiai és agrotechnikai tényezők együttesen tették lehetővé. Az optimális tőszám mellett nagyon fontos a tőszámoptimum intervallum-meghatározása, mivel a termésbiztonság növelése szempontjából az intervallum alsó értékét célszerű a termesztés során alkalmazni. Természetesen kedvező, ha a hibridek tőszámoptimum-intervalluma széles, mivel ezek a tőszámsűrítéssel szemben plasztikusan viselkednek, és általában jobb az alkalmazkodó képességük is.

A tőszám a kukorica termésére és termésbiztonságára jelentős hatással van. Az optimális tőszámot alapvetően befolyásolja a hibrid genetikai tulajdonsága és a tenyészideje. Azonban ezt jelentősen módosítja a termőhelyi adottság, az évjárat hatása, a víz- és tápanyagellátás mértéke. Ha ezek optimumban lennének, a következő korlátozó tényező a fény lenne, hiszen a tőszámnövelés hatására nő a kukorica önárnyékolása is, ami a produkcióval is összefüggésbe hozható.

Az optimálisnál nagyobb tőszám növeli a vízigényt, az aszályérzékenységet, a meddő tövek részarányát, ezáltal csökkenti a termésbiztonságot és a termést.

Természetesen a termelőt az a tőszám érdekli, amelyhez a maximális termés tartozik. Ezért nem elég csak az optimális tőszámot, hanem a tőszámoptimum-intervallumot is meg kell határozni, azt az intervallumot, amely alkalmazása nem jár terméscsökkenéssel.

A kukoricahibridek a tőszám-sűríthetőség szempontjából négy típusba sorolhatók.

A gyakorlat számára javasolható optimális tőszám az alábbi:

A 7. ábrán látható, hogy a tőszámot hiába növelem 45 ezer tő/ha-ról 60, 75 ezer tő/ha-ra, műtrágyázás nélkül a termés nem nőtt. Az N 40, P₂O₅ 25, K₂O 30 kg/ha alaptrágya kezelésnél a kontrollhoz viszonyítva a termés 4-5 t/ha-ral nőtt. Ha az alapműtrágya-kezelést háromszorosára (N 120, P₂O₅ 75, K₂O 90 kg/ha) növeltem, akkor az alapműtrágya-kezeléshez viszonyítva újabb 2-3 t/ha-os termésnövekedést értünk el. Az agroökológiai műtrágya-optimumnál már a tőszám és a termés közötti összefüggés is rendkívül szoros, még SzD_0,1%-on is szignifikáns.

7. ábra: Az NPK-tápanyagellátás és a tőszám együttes hatása a kukorica termésére Görbeháza, 2012.

Biológiai alapok a kukoricatermesztésben

A biológiai alapokkal összefüggésben fontos, hogy az ökológiai viszonyoknak és a ráfordítás színvonalának megfelelő, jó alkalmazkodóképességű hibridet válasszunk. Ha megnézzük a szántóföldi növények fajtaellátottságát, akkor látható, hogy a kukoricatermesztésben a legnagyobb a hibridek száma, 2014-ben 375 volt, de már volt 400 felett is.

A régi fajtáknál és fajtahibrideknél főleg a cső alatt helyezkedett el a levélzet, a nagyobb önárnyékolás miatt hamarabb leszárad a levélzetük, nem a cső volt nagy, hanem a címer. Napjaink korszerű hibridjeinél a levélzet zöme a cső felett helyezkedik el (1-2. kép). Nagyobb a levélterületük, nagyobb a fotoszintetikus aktivitásuk, végül is nagyobb a termőképességük, de jobb a tőszám-sűríthetőségük, és jobban tudják a napenergiát is hasznosítani.

A különböző nemesítőházak piaci részesedésénél a Monsanto és a Pioneer vezet. A termesztett hibridek FAO-szám szerinti megoszlása Magyarországon a korai érésű FAO 350-390 hibridek nagyobb elterjedését mutatja. A legnagyobb területen termesztett tíz hibridnél első helyen az N01-es hibrid található, de megjegyzem, hogy ezektől a hibridektől is sokkal korszerűbb hibridek vannak napjainkban (8. ábra).

8. ábra: A Top 10 kukoricahibrid rangsora a vetésterület alapján
Forrás: amis®Seeds, Kleffmann)

A hibridekkel szemben támasztott követelmények közül továbbra is a legfontosabb az agronómiai stabilitás, a stressztűrés a környezeti tényezőkkel és a termesztéstechnológiai tényezőkkel szemben. A jövőben a klímaváltozás miatt még nagyobb gondot kell fordítani az ökológiai-, biológiai- és az agrotechnikai tényezők közötti interakciók harmonizálására, mert csak így növelhető a termésbiztonság. A termésbiztonság növelése érdekében pedig a biológiai alapok vonatkozásában továbbra is a FAO 350-390-es tenyészidejű hibridekre kell alkalmaznunk (9. ábra).

Seed volume (80K), 2014 = 1 088 298 units

9. ábra: A termesztett hibridek FAO szám szerinti megoszlása Magyarországon
Forrás: amis®Seeds, Kleffmann)

2016-ban kedvező évjáratban érvényesült a hosszabb tenyészidejű hibridek potenciálisan nagyobb termőképessége, mert volt elegendő víz a talajban.

2016-ban 1 millió 50 ezer hektáron termesztettünk kukoricát. Az előző évekhez viszonyítva ez jelentős csökkenést mutat. Ennek oka lehetett, hogy a kukoricatermesztés hektáronkénti költsége is nőtt, ami napjainkban 280 ezer és 320 ezer forint között változik, vagyis csökkent a jövedelmezősége. Ugyanakkor 2016-ban az országos termésátlag 8,6 t/ha-ral rekordot ért el. Néhány megyében azonban az országos átlagtól is magasabb terméseredményeket értünk el, 90 százalékos betakarítottságnál.

Ezek a megyék az elért termésátlagokkal valóban a világ élvonalába kerültek. Ugyanakkor már az elmúlt években is az országos átlagtól lényegesen kisebb terméseredményt tudott elérni, pl. Heves, Nógrád, Jász-Nagykun-Szolnok és Csongrád megye. Ezekben a megyékben 2016-ban csak 7,4-7,7 t/ha volt a megyei kukorica termésátlaga (10. ábra).

10. ábra: Kukorica megyénkénti vetésterülete és termésátlaga Magyarországon, 2016
(AKI előzetes adatok alapján)

A 2016. évi kukorica terméseredményeiről bemutatom egy Pioneer és egy Monsanto demós kísérlet terméseredményeit és a saját kísérleti eredményeimet. Mindhárom esetben a biológiai alapok, a termesztett hibridek termőképességét vizsgáltuk és elemeztük. A három helyszín Létavértes, Földes és Debrecen, a vizsgálatok – mindhárom helyen – csernozjom talajon történtek (a létavértesi Pioneer eredményeket Cseresznye Sándor, a földesi Monsanto kísérlet eredményeit Kovács László bocsájtotta a rendelkezésemre).

Létavértes Pioneer kukoricahibridek összehasonlító kísérlete: elővetemény őszi búza, egy parcella területe 686 m². A termés mennyiségének átlaga 14,55 t/ha volt a vizsgált hibridek átlagában. A FAO 200-300-as hibridek közül a P9537-as hibrid érte el az átlag feletti termést, ennek ugyanis 15,61 t/ha volt a hozama. A legkevesebbet a P9074-es hibrid produkálta, 12,74 t/ha-os termésmennyiségével. A FAO 400-500-as csoportból és a hibrid jelöltek közül a legnagyobb termést a P0023-as hibrid érte el, 16,00 t/ha-os terméseredménnyel. A legkisebb hozamot a 12,57 t/ha-os termés nagysággal a P9234-es produkálta (11. ábra).

11. ábra: A termés és a betakarításkori szemnedvesség-tartalom alakulása
(Cseresznye S. Létavértes, 2016.)

Földes a Monsanto Dekalb hibridek összehasonlító kísérlete. Elővetemény napraforgó. Parcella méret 914,4 m². A kísérletben 12 hibridet vizsgáltak, amelyek a korai és középérésű tenyészidejűek voltak. A termésátlagok között nagy különbségek figyelhetőek meg. A legmagasabb hozamot a DKC 5068-as hibrid érte el, a legalacsonyabbat pedig a DK 440-es. A két terméshozam között 4,71 t különbség volt. A terméshozam mennyisége a DKC 5068-as hibridnél 16,26 t/ha volt. Ez majdnem 2 t/ha-ral haladta meg a kísérlet átlagát. A legalacsonyabb eredményt a DK 440-es hibrid érte el a 11,55 t/ha-ral, valamint a DKC 4590-es hibrid. Ez a két hibrid már sok éve megtalálható a köztermesztésben.

Debreceni Egyetem MÉK kukoricahibridek összehasonlító kísérlete. Elővetemény burgonya, a parcella mérete 35 m². Különböző nemesítő házak hibridjeinek termőképességét hasonlítottuk össze. A különböző genetikai hátterű és különböző tenyészidejű kukoricahibridek termése rendkívül kedvezően alakult. Összességében 15-20 t/ha között változott, hibridtől függően. Ezt lehetővé tette a kedvező évjárat, a jó elővetemény, a szakszerű tápanyagellátás és a kukoricahibridek kiváló termőképessége. A közel 20 t/ha-os terméseredményt (19,86 t/ha) a P0412-es, FAO 520-as hibriddel értük el. A betakarításkori szemnedvesség-tartalom viszont viszonylag magas volt, a hibridek átlagában közel 25%. Ez a csapadékos évjáratnak és a korai (október 4-5.) betakarításnak a következménye.

Összefoglalásként megállapítható, hogy rendkívül korszerű biológiai alapok állnak rendelkezésre, azonban – mint a bevezetőben is említettük –, egyre jobban leszakadunk a világ élvonalától, ezért további kutatásokat kell végezni az agrotechnikai tényezők racionalizálása céljából: például szakszerű vetésváltás, korszerű tápanyag-gazdálkodás, az öntözés fejlesztése, hatékonyabb vízgazdálkodás, hatékony integrált növényvédelem és más téren.