GÁBORJÁNYI RICHARD egyetemi tanár, KISMÁNYOKY TAMÁS egyetemi tanár,

Átírás

1 Pannon Egyetem Georgikon Kar Keszthely Növénytermesztés és Kertészeti Tudományok Doktori Iskola Iskolavezető: GÁBORJÁNYI RICHARD egyetemi tanár, az MTA doktora Témavezető: KISMÁNYOKY TAMÁS egyetemi tanár, a mg. tud. Kandidátusa A BÚZA ÉS KUKORICA VÁLTÁS NÉLKÜLI TERMESZTÉSÉNEK AGRONÓMIAI ÉS AGROÖKOLÓGIAI VONATKOZÁSAI DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI Készítette: JOLÁNKAI PÉTER Keszthely 2010

2 1.1. A kutatás előzményei, célkitűzései A legfontosabb termesztett növényeink, a búza és a kukorica monokultúrás termesztéstechnológiája hosszú ideje kutatás tárgya. Ebbe a sorozatba illeszkedik be a jelen doktori disszertáció, melyben a búza és kukorica monokultúrás termesztése, valamint növekvő adagú tápanyagellátási, és az emelkedő szintű növényvédelmi kezelések kölcsönhatását vizsgáltuk. A vizsgálat 2002-től 2005-ig a 4/037/2001 sz. Nemzeti Kutatási és Fejlesztési Programhoz (NKFP) kapcsolódó konzorcium tagjaként folyt. A program lezárása után a tanszék saját forrásokból fenntartott kísérleteként folytatódott Anyag és módszer A búza és kukoricakísérlet szomszédos táblákon, a Pannon Egyetem Georgikon Karának Kísérleti Telepén, Keszthelyen lett beállítva. A dolgozat a 2002-től, a 2

3 beállításától 2008-ig értékeli a kísérlet eredményeit. A terület talaja agyagbemosódásos barna erdőtalaj. Főbb talajvizsgálati adatok: humusztartalom 1,492 % (alacsony), Arany-féle kötöttség értéke: 38, ph (KCl) : 6,9-7,3. AL-P 2 O (jó) mg/kg, AL-K 2 O 276 mg/kg (jóigen jó). A búza és a kukorica előveteménye gyep volt, majd a kísérlet beállítását követően mind a két kultúrát monokultúrában termesztettük. Az őszi búza kísérletben ötféle tápanyagellátási kezelés, N0 (N0 P0 K0), N1 (N40 P100 K100), N2 (N80 P100 K100), N3 (N120 P100 K100), N4 (N160 P100 K100) és négyféle növényvédelmi kezelés CH0 (kontroll), CH1 (herbicid), CH2 (herbicid és fungicid), CH3 (herbicid fungicid inszekticid) kombinációit alkalmaztuk sávos parcella elrendezésben. A kukorica kísérletben háromféle tápanyagellátási kezelés, N0 (N0 P0 K0), N1 (N200 (ősszel: 150, tavasszal: 50) P100 K100), N2 (N200 (tavasszal: 200) 3

4 P100 K100) és hatféle növényvédelmi kezelés CH0 Ø (kontroll), CH0 K (kapálás) CH1 Ø (herbicid és kapálás), CH1 K (herbicid CH2 (herbicid és fungicid), CH3 (herbicid, fungicid és inszekticid) kombinációit alkalmaztuk osztott-sávos parcella elrendezésben. Minden évben vizsgáltuk a kukorica és a búza szem termésének mennyiségét, egy évben a búzaszem nyersfehérje tartalmát, és az évek többségében a búza és a kukorica parcellák gyomborítását a CH0 és CH1, illetve a kukoricánál a CH0 Ø, CH0 K, CH1 Ø és CH1 K kezelésekben Eredmények A búzakísérlet eredményei A búza esetében a tápanyagellátási kezelések az összes vizsgálati évben jobban növelték a szemtermés mennyiségét, mint a növényvédelmi kezelések. A növényvédelmi kezelések közül a legjobban a CH1 4

5 kezelés emelte a búza termését, a többi kezelés ehhez képest kisebb mértékű termésnövelő hatást váltott ki (1. táblázat). A növényvédelmi és tápanyagellátási kezelések minden vizsgálati évben szignifikánsan növelték a búza szemtermését. A két kezelés kölcsönhatása csupán a kísérlet első, 2003-as évében volt szignifikáns. 1. táblázat. Búza szemtermés összesített átlag eredmények (tha -1 ) Keszthely, N0 N1 N2 N3 N4 átlag CH0 1,88 3,26 3,92 4,47 4,66 3,64 CH1 2,57 3,82 4,73 5,10 5,39 SzD5% 4,32 CH2 2,84 4,03 4,86 5,27 5,66 (CH): 0,29 4,53 CH3 2,86 3,99 4,79 5,37 5,79 SzD5% (N): 0,26 (CH N): n.sz. 4,56 átlag 2,54 3,77 4,58 5,05 5,37 4,26 A búza nyersfehérje tartalmát egy kísérleti év (2003) teljes anyagán vizsgáltuk. Megállapítottuk, hogy a szemtermés fehérjetartalma jelentős mértékben nőtt a N trágyázás növekedésével, de a növényvédelmi kezelések hatása nem volt szignifikáns. Ugyanakkor a két kezelés kölcsönhatása ismét szignifikáns volt. Amíg a 5

6 termésmennyiség szempontjából az optimális tápanyag adagnak a évben az N2 kezelés bizonyult, addig a nyersfehérje tartalom az ennél magasabb N adagok hatására javult a legnagyobb mértékben. A legmagasabb búza termést 2005-ben mértük, az N4 x CH3 kezelésben, (7,18 tha -1 ). A legalacsonyabb termést 2007-ben, az N0 CH0 kezelésben mértük, értéke 1,05 tha - 1 volt. A termés alakulására a legnagyobb hatással az időjárási körülmények voltak. Az évek sorát elemezve a monokultúra terméscsökkentő hatása a gyomirtás nélküli parcellákon jelentkezett a legnagyobb mértékben, a tápanyagellátás szempontjából pedig a magasabb adagú műtrágyázási szinteken (N3, N4). A nem gyomirtott parcellákon (CH0) a gyomnövények dominancia sorrendje a hat vizsgálati év átlagában (zárójelben az átlagos borításuk): Stellaria media (3,08%), Capsella bursa-pastoris (1,23%), Convolvulus arvensis (1,08%), Matricaria inodora (0,86%), Chenopodium album (0,3%). Az öt legnagyobb borítású 6

7 gyomnövény összesített átlagos borítása 6,56% volt, míg az összes gyomnövényé 8,19%. A gyomirtott parcellákon a dominancia sorrend: Stellaria media (1,71%), Convolvulus arvensis (0,72%), Capsella bursa-pastoris (0,36%), Apera spica-venti, és a Cirsium arvense (0,1%). A gyomirtás nem befolyásolta jelentősen a gyomnövények dominancia sorrendjét, csupán a borításukat csökkentette. Az öt legnagyobb borítású gyomnövény összesített átlagos borítása 3% volt, míg az összes gyomnövényé 3,26%. Megfigyelhető tendencia, hogy amíg a herbicides kezeléssel szinten lehetett tartani a gyomosodást, addig a gyomirtószer nélküli kezelésben a gyomnövények borítása az évek múlásával emelkedett A kukoricakísérlet eredményei A kukorica szemtermését a búzától eltérően a növényvédelmi kezelések jobban növelték, mint a tápanyagellátási kezelések. A két eltérő megosztású, magasabb tápanyagellátási kezelésnél (N1 és N2) az évek 7

8 során a termésre gyakorolt hatásuk között statisztikailag nem találtunk szignifikáns különbséget. A növényvédelmi kezelések közül a legnagyobb hatása a herbicid kezelésnek volt (CH1): a kísérleti évek átlagában 257%-kal növelte a termést a CH0 kezeléshez képest. Az inszekticides és fungicides kezeléskombinációk (CH2-CH3) nem eredményeztek jelentős termésnövekedést (2. táblázat). 2. táblázat. Kukorica összesített szemtermés átlaga (tha -1 ) Keszthely, N0 N1 N2 átlag CH0 1,65 4,03 3,74 3,14 CH1 5,21 9,69 9,36 8,09 SzD5% (CH): 1,22 CH2 5,60 9,76 9,53 8,30 CH3 6,12 9,34 9,53 8,33 SzD5% (N): 1,06 (CH N): n.sz. átlag 4,65 8,21 8,04 6,96 A legmagasabb termésátlagot 2006-ban, az N1 x CH1 K kezelésben mértük (14,74 tha -1 ), a legalacsonyabbat pedig 2008-ban, N0 x CH0 x Ø kezelésben, (0,23 tha -1 ). A búza minimális termésével összehasonlítva, megállapítható, hogy a búza a gyomelnyomó képessége 8

9 révén kevésbé igényli a gyomszabályozási beavatkozást, mint a kukorica. A kukorica gyom dominancia sorrendje a gyomirtásban nem részesült parcellákon (CH0): Ambrosia artemisiifolia (41,31%), Amaranthus retroflexus (10,91%), Persicaria lapatifolium (8,49), Chenopodium album (7,97%), Datura stramonium (2,86%) (zárójelben az összborításból számított átlagértékek). Az átlagos gyomborítás igen magas, 75,57%-os volt. Az öt legnagyobb borítású faj összesített átlagos borítása 71,53% volt. A kontroll variánsban kevesebb fajt regisztráltunk, mint a gyomirtott variánsban. Ennek az oka lehet az Ambrosia artemisiifolia jó kompetíciós képessége. A kukorica nem termeszthető gyomirtás nélkül, vegyszeres vagy mechanikai gyomszabályozásra mindenképpen szükség van. A gyomirtott parcellákon (CH1) az átlagos borítás lényegesen kisebb volt (26,74%), mint a CH0 parcellákon, és a borítást adó fajok is kevésbé veszélyes gyomnövények voltak. A gyomnövények dominancia 9

10 sorrendje (zárójelben az összborításból számított átlagérték): Digitaria sanguinalis (10,75%), Amaranthus retroflexus (5,75%), Persicaria lapatifolium (2,92%), Chenopodium album (2,58%), Ambrosia artemisiifolia (1,5%). Az öt legnagyobb borítású gyomfaj összesített átlagborítása 23,46% volt. A gyomnövények a kukoricában már az első évben, nagy borításban jelentek meg a gyomirtásban nem részesült (CH0) parcellákon, majd az évek múlásával a magas borítási értékek (minden esetben 80% feletti) megmaradtak. A gyomirtott parcellákon a kezdeti nagyon alacsony gyomosodás az utolsó két évben jelentősen megnőtt, ebben szerepe lehet a kísérlet második felében alkalmazott rosszabb gyomirtó hatású herbicidnek. 10

11 1.4. Új tudományos eredmények 1) Az alkalmazott tápanyagellátási, valamint növényvédelmi kezelések egyaránt szignifikáns hatással voltak a búza és a kukorica terméseredményére, ugyanakkor a két tényezőnek nem volt igazolható kölcsönhatása az évek összesítésében. 2) A kukorica kísérlet kezeléseinek a szórását vizsgálva megállítottuk, hogy a legmagasabb relatív szórást az abszolút kontroll (növény védőszer és tápanyagellátás nélküli variáns) esetében számítottuk, míg a herbicid kezelés és tápanyagellátási kontroll kombinációja (CH1 x N0) ezt 52,5%-al csökkentette. 3) Az őszi-tavaszi és a tavaszi osztott nitrogén műtrágyázási variánsok (N1 és N2) a kukorica szemtermésére kifejtett hatása között nem volt statisztikailag kimutatható különbség a vizsgálat éveiben. 11

12 4) A növényvédelmi kezeléseknek nem volt statisztikailag bizonyítható hatása a búza szem nyersfehérje tartalmára, ugyanakkor a tápanyagellátási kezelések hatása, valamint a növényvédelmi kezelések és tápanyagellátási kezelések kölcsönhatása is szignifikáns volt. 5) A kukorica termése az átlagos csapadékmennyiségű és eloszlású években a legmagasabb, az ennél több vagy kevesebb csapadékú években a kukorica kisebb termést ad. A téli és tenyészidőszakban (XII.-IX.) hullott csapadékadatok elemzésekor a legmagasabb termést 580 mm-es csapadékértéknél számítottuk. A kukorica termése és a hőmérsékleti adatok között a kísérlet éveiben nem találtunk statisztikailag értékelhető összefüggés. 6) A csapadék és a termés között szoros lineáris regressziót találtunk. Ez alapján a búza szemprodukciója a tenyészidőszakban hullott csapadék 1 mm-es emelkedésével 6,1 kgha -1 -ral nőtt. A hőmérséklet és a termés között szintén szoros lineáris összefüggést találtunk. Ez alapján a búza szemtermésében a 12

13 tenyészidőszak 1,0 C os emelkedése 0,5 tha -1 -os terméscsökkenést okozott Az értekezés témakörében írt tudományos közlemények, publikációk, előadások Külföldi szerkesztésű, referált szakfolyóiratban megjelent cikk Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. Farkas I. (2008): Impacts of agrochemical treatments in a winter wheat monoculture. Poljoprivreda (Agriculture) pp. Nemzetközi konferencia-előadás teljes anyaga, szerkesztett tanulmánykötetben: Jolánkai P. Szöllősi G. Birkás M. Jolánkai M. (2005): Site specific plant nutrition agronomic impacts on maize and wheat crop. 40 th Croatian Symposium on Agriculture. Eds: V. Kovacevic S. Jovanovic. Opatija (abstract) pp. Jolánkai P. Hárs T. Nándori S Birkás M. Jolánkai M. (2006): Agronomic and crop year impact on wheat (Triticum aestivum L.) quality. 41st Croatian and 1st International Simposion On Agriculture Eds: S. Jovanovic V. Kovacevic Opatija abstract pp 13

14 Hazai szerkesztésű, referált szakfolyóiratban angol nyelven megjelent cikk Jolánkai P. Tóth Z. Lehoczky É. Kismányoky T. (2004): Crop year effects on the herbological state of wheat crop. In: Proceedings of the 3 rd Alps-Adria Workshop. Eds.: Hidvégi Sz. - Gyuricza Cs. Akaprint. Dubrovnik pp. Jolánkai P. Tóth Z. Lehoczky É. Kismányoky T. (2005): Effect of nitrogen and pesticides on the yield and weed flora of winter wheat. Cereal Research Communications, pp. Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. (2006): Effect of nitrogen and pesticides on he yield and protein content of winter wheat. Cereal Research Communications Proceedengs of the V. Alps-Adria Scientific Workshop Vol p. Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. (2007): Gains and losses induced by agrochemical applications. Cereal Research Communications Proceedengs of the VI. Alps- Adria Scientific Workshop Vol p. Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. (2008): Combined effect of N fertilization and pesticide treatments in winter wheat. Cereal Research Communications. Vol. 36. Supplement

15 Tóth Z. Jolánkai P. Hermann T. Kismányoky T. (2009): Observation of nutrient status of maize monoculture as a major stressor in long-term field experiment over 38 years. Cereal Research Communications Vol. 37. Supplement pp. Magyar nyelven, referált szakfolyóiratban megjelent cikk Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. Farkas I. (2009): Agrokémiai kezelések hatása őszi búza (Triticum aestivum L.) monokultúrában. Növénytermelés. 58, 1: pp. Hazai konferencia-előadás teljes anyaga, szerkesztett tanulmánykötetben Jolánkai P. Tóth Z. Lehoczky É. Kismányoky T. (2004): Növekvő szintű növényvédelmi kezelések és N műtrágya adagok hatásának vizsgálata őszi búza (Triticum aestivum L.) állományban. In: 9. Tiszántúli Növényvédelmi Fórum. Ed.: Kövics Gy. DE. Debrecen, pp. Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. (2006): Kukorica termésének és gyomosodásának vizsgálata tápanyagellátási tartamkísérletben. 16. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum, VE-Georgikon Keszthely pp 15

16 Jolánkai P. Farkas I. Tóth Z. (2007): Kapálás hatása a kukorica terméseredményére precíziós kísérletben. XVII. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum, PE-Georgikon. Keszthely 81-84pp Jolánkai P. Kismányoky T (2008): Az ürömlevelű parlagfű (Ambosia artemisiifolia L.) hatása az amerikai kukoricabogár (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) lárvakártételére preciziós kukoricakísérletben. XVIII. Keszthelyi növényvédelmi fórum 2008, PE-Georgikon Keszthely 50-53p. Tóth Z. Jolánkai P. Kismányoky T. (2009): A műtrágyázás és az évjárat hatása a kukorica termésére monokultúrában. V. Növénytermesztési Tudományos Nap Növénytermesztés: Gazdálkodás Klímaváltozás Társadalom. szerkesztette: Harcsa Marietta. p Magyar nyelven ismeretterjesztő folyóiratban megjelent cikk Jolánkai P. Kismányoky T. (2007): Parlagfű vs. kukoricabogár?. Agro Napló XI. évfolyam 2007/12. szám p. Jolánkai P. Tóth Z. Kismányoky T. (2009): A kukorica monokultúrás termesztése. Agronapló XIII.évf. 2009/4. szám pp. 16

17 Más témában megjelent publikációk Jolánkai P. (2009): Klíma, talaj és növény rendszer vizsgálata áthelyezett talajmonolitokkal módszertani leírás. V. Növénytermesztési Tudományos Nap Növénytermesztés: Gazdálkodás Klímaváltozás Társadalom. szerkesztette: Harcsa Marietta. p