Precíziós lehetőségek a növénytermesztésben – amerikai szemmel

Előnyök és lehetőségek a helyspecifikus növénytermesztésben – a kecskeméti AgroFIELD Konferencia után beszélgettünk a precíziós növénytermesztésben rejlő lehetőségekről R. L. Nielsen és J. J. Camberato professzorokkal, a Purdue Egyetemről (West Lafayette, Indiana, USA) és Lajos Mihállyal, az Agrofil-SZMI Kft. ügyvezetőjével.

– Mi a véleményük és mik a tapasztalataik a szántóföldi precíziós gazdálkodásban rejlő lehetőségekről?

Dr. Robert L. Nielsen, Purdue Egyetem, USA

Robert L. Nielsen: – A helyspecifikus technológiák széles körű lehetőséget kínálnak a növénytermesztéssel foglalkozó gazdálkodók számára. Párhuzamvezetés és szakaszolás – ezek az első javasolt lépések a precíziós növénytermesztés megvalósítása terén. Ezek egyszerű, kézzelfogható fejlesztések. Javítják a gazdálkodás hatékonyságát, amellett, hogy lényegesen egyszerűsítik a szántóföldi munkák elvégzését. Bevezetésük nem kívánja nagy mennyiségű új ismeret elsajátítását. Valószínűleg ezért is ezek a legelterjedtebb precíziós technológiák az Egyesült Államokban. Az inputanyagok felhasznált mennyiségének helyspecifikus változtatása már eggyel nehezebb feladat. Ennek megoldása sok információt igényel a táblán belüli növény- és talajtényezők térbeli alakulásáról. Ezalatt adatgyűjtést értek, nagy mennyiségű és megbízható adatra van szükség egy ilyen összetett rendszer üzemeltetéséhez. Emellett a GIS-szoftverek hozzáértő használata is elengedhetetlen. A körültekintően beállított saját üzemi kísérletekből származó tőszám- és tápanyag-reakció adatot, eredményt is kell ismerni – ennek annál nagyobb a felhasználhatósága, minél több van belőle.

1. ábra. Egy sikeresen diagnosztizált tábla eredményei, ahol a változó tőszám alkalmazása megtérül

Lajos Mihály: – Egy Indianához hasonló, kiegyenlített klímájú államban is kell foglalkozni a különböző genotípusok tápanyag- és tőszámreakcióival. Ez még jelentősebb Magyarországon, ahol– más-más országrészekben – egyszerre vannak jelen az alacsony és a bő termés feltételeit meghatározó időjárási körülmények. A változó dózisú kijuttatás tervezése feladja a feladatot ilyen éghajlati körülmények között: milyen évjáratra tervezzünk? Ezen túl, a precíziós gazdálkodás gazdasági előnyeinek kihasználásához meg kell ismernünk a Magyarországon köztermesztésben lévő genotípusok tápanyag- és tőszámreakcióit. Az adatoknak kimondottan a hazai éghajlati körülmények között beállított kísérletekből kell származniuk, ezt nem lehet eléggé hangsúlyozni. Ezen alapismeretek nélkül egyszerűen nem tudjuk kihasználni a lehető legnagyobb mértékben a helyspecifikus gazdálkodás előnyeit.

Dr. James J. Camberato, Purdue Egyetem, USA

James J. Camberato: – A kukorica nitrogén- (N) utánpótlása összetett kérdés – függetlenül attól, hogy külön táblákról vagy táblán belüli döntésekről beszélünk. A N-típus kiválasztásával, a kijuttatás módjával, időpontjával és adózis mértékével meghatározzuk a kukoricahozamra, valamint a környezetre gyakorolt – előnyös és kevésbé előnyös – hatások mértékét. Az előadásom a helyes N-dózis kiválasztásáról szólt. A megfelelő N-adag többféle módszerrel is kiszámítható, leggyakrabban a hozam alapú megközelítéseket alkalmazzuk. A számítások technikai megoldásai az egyszerű egyenletektől a részletezett, bonyolult számítógépes modellekig terjednek. A legösszetettebb, hozam alapú javaslatokhoz becslések, illetve mért adatok szükségesek a jövőbeni termésről, a fajlagos N-igényről (pl. kg/t mértékegységben), a talaj N-ellátottságáról, a gyökérzónából hiányzó N-mennyiségről és az adott kultúra N-felvevő képességéről. A precíziós növénytermesztésben felhasznált helyspecifikus inputanyagok, mint például a nitrogén és a vetőmag mennyiségének megválasztásához feltétlenül fontos a termeszteni tervezett kultúrnövény (genotípus) hozamreakciójának ismerete. Ezzel tudjuk meghatározni az egyes zónák nitrogén- és tőszámigényét. Amennyiben a hozamreakciókat nem ismerjük, nem tudunk pontosan tervezni.

– Milyen buktatók és megoldások léteznek a helyspecifikus gazdálkodás terén a termelők számára?

Nitrogén-utánpótlás mért adatok alapján, valós időben

2. ábra. A hozamtérképek a szántóföldi problémamegoldás ütemtervét alapozhatják meg

RN: – A megfelelő termőzónák meghatározása nem mindig egyértelmű vagy logikus. A zónák meghatározására használható alternatív lehetőségek: talajtípus (textúra), talajmélység, talajnedvesség, a talaj tápanyag-ellátottsága, a talajban található szerves anyag szintje, talaj kation kicserélő képesség, tengerszint feletti magasság, a talaj drénezettségi szintje, az előző évek terméseredményeinek térbeli változékonysága vagy ezen tényezők kombinációi. Továbbá, ha egy adott típusú termőzóna alkalmas egy adott input anyag adagolásának szabályozására (pl. vetőmag, a változó tőszámú vetés esetén) előfordulhat, hogy nem lesz megfelelő egy másikra (pl. nitrogénműtrágya). A termőzónák lehatárolása során a kultúrnövény input anyagra adott hozamreakcióját dokumentálni kell egész táblás kísérletekkel, a precíziós technológiák és a GIS alkalmazásával. A mi szokásos kísérleti tervünk a következő:

1) Lehatároljuk a termőzónákat.

2) Meghatározzuk, hogy milyen inputanyag-kijuttatás hatását vizsgáljuk.

3) Megtervezzük és megvalósítjuk a több ismétléses, tábla méretű kísérleteket, ahol az egyes parcellák szélessége megegyezik a kombájn vágóasztal-szélességének a kétszeresével, a parcella hossza pedig a tábla hosszával.

A parcellákat hozammérésre képes kombájnnal takarítjuk be. Legtöbbször a parcella középső sávjáról gyűjtünk hozamadatokat. A parcella széléről származó adatok nem kerülnek feldolgozásra (szegélyhatás). A GIS-szoftverrel minden termőzónából kinyerjük a hozamreakció-adatokat és az egyes termőzónák különböző input anyagokra adott értékeit külön vizsgáljuk. LM: – Bob szavaiból egyértelműen kitűnik, hogy saját forrásból származó információk nélkül nem lehet tudatosan elérni az egyébként mindenki által kívánt hasznot. Ezt magam is meg tudom erősíteni, saját kísérleti adatok nélkül a vakszerencse foglyai vagyunk. Fel kell nőni a feladathoz. A folyamat nem ér véget azzal, hogy megvásároltam a korszerű eszközöket. Ekkor kezdődik csak az igazi munka! Mi a kísérleti munkában alkalmazunk kisparcellás és üzemi (táblás) módszereket is. Üzemi szinten – 20 éves tapasztalatunk alapján – mi már csak nagyon egyszerű kérdéseket fogalmazunk meg, melyekre a kísérleteinken keresztül keressük a válaszokat. Ezen információk egymásra építésével lehet elérni a kívánt célt, a hatékonyság javulását. Saját vizsgálataink alapján kijelenthetjük, hogy nem minden esetben a helyspecifikus módszer adja a közgazdaságilag és környezetileg legoptimálisabb megoldást. Ez nem probléma, hanem nagyon fontos információ, segít a gazdálkodás szempontjából gazdaságtalan tevékenységeket kizárni. Ezeket a tényeket ismerni kell, és figyelembe kell venni a tervezéskor.

JC: – Egy adott terület N-szükséglete évről évre változik a termesztett növény (beleértve a fajta- vagy hibridválasztás kérdését is), az időjárás, a talajadottságok, a N-műtrágya minősége, a kijuttatás időzítése és a dózis függvényében. A talaj szerves anyagának nitrogéntartalma jelentős természetes nitrogénforrás lehet – a nitrogénfeltáródás mértéke függ a talaj hőmérsékletétől és nedvességtartalmától. A megnövekedett hőmérséklet élénkíti a talajéletet, és így növeli a feltáródott és felvehető N mennyiségét. A talajban később rendelkezésre álló N mennyiségét nehéz előre meghatározni. Indianában a túl sok csapadék és túl magas talajnedvesség, illetve az emiatt alkalmazott drénezés is elősegíti a talaj nitrogénveszteségét, és ez képes alapvetően megváltoztatni azt, hogy menynyi műtrágyát kell kijuttatnunk. A kísérleti eredményeken alapuló ajánlások figyelembe veszik a talaj N-szolgáltató képességét és a N-veszteségeket, azzal, hogy több éven át folytatott és több különböző területen végzett kísérletet elemeznek.

– Mire kell a gazdálkodóknak különösen figyelemmel lenniük a helyspecifikus gazdálkodás során?

Workhorse és racehorse kísérletek beállítása Magyarországon

BN: – A precíziós gazdálkodás adatokra épül. Az előadásomban bemutattam egy tőszámreakciót vizsgáló, egész táblás kísérlet eredményeit (1. ábra). A termésreakciókat mutató görbét 3 különböző termőzónából állítottam elő (kék: A zóna, piros: B zóna, zöld: C zóna), amelyek a táblán 3 különböző tőszámoptimummal rendelkező zónát mutatnak. Amennyiben ezek az eredmények több egymás utáni évben hasonlóan alakulnak, az azt bizonyítja, hogy az adott területen érdemes foglalkozni a kukorica változó tőszámmal történő vetésével. Ilyen jellegű megerősítő adatok nélkül a változó tőszámú vetés hasznossága mellett igen nehéz lenne biztonsággal dönteni. Hozamtérképeket (2. ábra), légi felvételeket, műholdképeket használhatunk a táblán belüli speciális, különleges figyelmet igénylő területek beazonosítására. Az ilyen vizuális információkat térképként tudjuk használni, amelyek megmutatják, hogy pontosan hol vannak ezek a területek, és azokat megtalálva meghatározhatjuk a probléma okát. A légi felvételek előnye, hogy már a vegetációban fel tudjuk ismerni azokat a területrészeket, amelyeken van „valami”, így hamarabb kideríthetjük az eltérések okait, mert a problémák jelei már a növényállományon látszanak. Amint az okokat meghatároztuk, a precíziós technológiákkal mérsékelhetjük a veszteségeket és növelhetjük a hozamokat, de ami a legfontosabb: a nyereségességünket.

LM: – Elmondhatom, hogy több mint tíz éve végzünk tápanyagreakció-kísérleteket, több kultúrában. A többéves tőszámreakció-kísérleteink az ország teljes területét lefedve, több helyen kerülnek beállításra. Klimatikus okokra visszavezethetően nálunk nagyon nehéz egy irányba mutató adatokat találni, ezért lényegesen több vizsgálatra van szükség, mint egy olyan, többé-kevésbé homogén klímájú államban, mint Indiana. Furcsának tartom, hogy hazánkban a saját gazdálkodási adottságok között elvégzett kísérletek eredményeire vonatkozó termelői igény egyelőre tömegesen nem nyilvánul meg. Talán még kellemetlenkedésnek is tűnik részünkről ez a „szemnyitogatás”. Össze kell dolgoznunk a gazdálkodókkal a sikeres termelés érdekében! A differenciált kijuttatás lehet csak „felnőtt játék”, a hasznot hozó helyspecifikus gazdálkodás pedig igazi „férfimunka”. Ez pedig nincsen adat nélkül, a területünket jellemző adatokhoz pedig saját vizsgálat kell. El kell hagyniuk a gazdáknak a komfortzónájukat, és energiákat kell fordítani a valós adatok gyűjtésére, amelyek elvezethetnek a valós haszonhoz.

Kovács László