OM-00381/2008 projekt A klímaváltozás káros hatásainak megelőzése, előrejelzése és csökkentése az agrárélelmiszertermelési

Átírás

1 A klímaváltozás káros hatásainak megelőzése, előrejelzése és csökkentése az agrárélelmiszertermelési vertikumban ( ) Földműveléstani kutatások: záró beszámoló 4 kutatási év ( ) feladatai: 1. A termésbiztonságot veszélyeztető talajminőség-hibák megjelölése. Talajminőség-kímélő művelési tesztek. Kockázatelemzés. 2. Termésbiztonság fenntartó művelési rendszerek adaptálása. Klímavédelmi indikátorok kijelölése. Publikálás, oktatás. 3. Talajminőség javító és klímakár csökkentő művelések innovációja. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek kijelölése. Publikálás, oktatás. 4. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek adaptálása. A klímakár csökkentő talajhasználat innovációja. Publikálás, szaktanácsadás, oktatás A vállalt feladatok saját kutatások révén teljesültek. Birkás Márta DSc Birkas.Marta@mkk.szie.hu Innovációt segítő kísérlet Nagyparcellás kísérlet Növények: 2009: őszi búza, mustár 2010: kukorica, 2011: zab, 2012: őszi búza SK SZ Hely: GAK Nonprofit Kft. Kísérleti és Tangazdasága, Hatvan Józsefmajor (F-10 tábla, 5,21 ha). A terület klíma érzékeny. Művelési kezelések: 1. Szántás (28-32 cm, SZ) és elmunkálás, 2. Lazítás (35-40 cm, L), elmunkálás tárcsával, 3. Kultivátoros művelés (14-16 cm, SK), 4. Kultiv. művelés (20-22 cm, K), 5.Tárcsás művelés (14-16 cm, T), 6. Direktvetés (DV). L Ismétlés: 4x

2 Innovációt segítő kísérlet Középparcellás kísérlet Hely: GAK Nonprofit Kft. Kísérleti és Tangazdasága, Hatvan Józsefmajor Őszi búza tarlók Művelési kezelések Mélység (cm) Hántatlan tarló takart/nem Jel Évek * magas 0 HN x x x alacsony 0 HN - x x hagyományos tárcsa 9-12 HT x x x h. Tárcsa + henger 9-12 HTGY x - x x síktárcsás porhanyító 6-9 SP x x x x kombinált kultivátor 8-12 KK x x x x váltvaforgató eke VSZ x x x Váltvaf. eke + pakker VSZE x x - - Talajlazító L - - x * 2012: a takart tarló, és minden kezelés 1/5-e + hengerezést kapott F-14 X F-13 X F-10 F-11 X X F-12 X: tarlókísérletek helye

3 Csapadék (mm) A kutatás háttere J F M A M J J A S O N D A sokévi átlagos, és a 2009, 2010, 2011, 2012 évek csapadéka Hatvan- Józsefmajorban Összes (mm): 2009: 641; 2010: : 297, 2012: 276 (nov.30-ig) Vizsgálatok 1. Talaj fizikai és biológiai állapotváltozása 2. Szárazság- és hőstressz hatása a talajokra (kiszáradás, kérgesedés) 3. Csapadék-stressz hatása a talajokra (ülepedés, kérgesedés, por lemosódás, tömörödés) 4. A felszíntakarás kárenyhítő hatása 5. Talajállapot és növényfejlődés (gyökerezés, szártömeg, termés) 1. A termésbiztonságot veszélyeztető talajminőség-hibák megjelölése. Talajminőség-kímélő művelési tesztek. Kockázatelemzés Kijelölés Fokozatok: biztonságos, közepes, kockázatos igen kockázatos Lazult réteg mélység: cm cm Talajszerkezet: min. 70% morzsa > 40 % por/rög Bolygatott talaj-felület: egyenletes (100 %) > 150 % felszín-növekedés Talajfelszín borítottság % optimum: Á: 30-45, SZ: 45-60, CS: Tesztek 7 művelési változattal: 1) Vízveszteség 2) Vízbefogadás 3) Nedvesség kímélés/tárolás 4) Földigiliszta tevékenység 5) Talajszerkezet védelem 6) Hő-stressz a talajban 7) Szalma feltáródás 8) Művelhetőség javulás 9) Szénveszteség kg/ha/nap (friss művelés után 6 nap) 1. hántatlan tarló (takart / nem takart) Művelések: 2. síktárcsás (6-10 cm), 3. kultivátoros (6-12 cm), 4. hagyományos tárcsás (9-14 cm), 5. hagyományos tárcsás (9-14 cm) elmunkálással, 6. szántás (30-32 cm), 7. szántás (30-32 cm), elmunkálva

4 1. év Kockázatelemzés (2009) FMEA módszerrel 1) Vízveszteség bekövetkezésének és elkerülhetőségének valószínűsége 2) Nedvesség kímélés elmaradása vagy megvalósulása. 3) Talajszerkezet romlás bekövetkezése vagy elkerülése (felszínvédelem?) 4) Hő- és zápor-stressz bekövetkezése vagy elkerülése 5) Szalmafeltáródás folyamatossága vagy akadályozottsága 6) Nagy szénveszteség bekövetkezése vagy kis szénveszteség 7) Talaj művelhetőség romlás vagy javulás nyári művelésnél 1) HNt HN0 ST K HT HTE SZ SZE hiba bekövetk valószínűsége hiba felismerés valószínűsége hiba hatása Kockázati szám Kockázat tűrhető nem tűrhető csekély csekély nem tűrhető tűrhető nem tűrhető tűrhető 2. Termésbiztonság fenntartó művelési rendszerek adaptálása. Klímavédelmi indikátorok kijelölése. Publikálás, oktatás. Adaptálás: 1) vízbefogadást elősegítő lazult állapot létrehozása 2) 40 cm laz. mélység alakítása 3) sekély műv. mélység csak tömör talptól mentes állapot esetén! 4) minőségi kritérium 70-75% morzsa, legf % por 5) minél kisebb, vízbefogadásra alkalmas felszín alakítása 6) védő felszíntakarás alapművelés után is 7) tartósan jó talajélet elősegítése 8) klíma-stressz enyhítő talajállapot kialakítása Megfelelés a csapadékos évben: 0: nem felelt meg, X: megfelelő, XX: jó, XXX: kiváló Tényezők Szántás Lazítás Sekély kultivátoros Kultivátoros Tárcsás Direktvetés Jó vízbefogadás XXX XX XX XXX X XX Lazult talaj cm XXX XXX - XX - X Sekélyművelés, talpmentes állapot - - XX - X XX % morzsa, <15 % por XXX XXX XXX XXX XX XX Kis felszín, jó vízbefogadás XXX XXX XXX XXX X XX Felszíntakarás min % vetés után 0 X XXX XXX X XXX Földigilisztaszám X XX XXX XXX XX XXX Klíma-stressz csökkentés szintje XXX XX XX XXX X XX Minősítés kiváló közepes jó jó közepes közepes Kukorica termés t/ha 8,342 6,516 7,126 7,289 6,487 6,592

5 2. év. Klímavédelmi indikátorok kijelölése Hét fő indikátor és a résztényezők (zárójelben a számuk): 1. Lazult réteg mélység (8) 2. Talajszerkezet (3) 3. Felszíntakarás, hő és víz-stressz elleni védelem (6) 4. Felszín elmunkálás (6) 5. Hatás a talaj szervesanyag- és széntartalmára (3). 6. Alkalmazkodás a száraz talajhoz (2). 7. Alkalmazkodás a nedves talajhoz (2). Példa Indikátor Változat Kockázat aszályos idényben Kockázat csapadékos idényben 4. Felszín elmunkálás 5. Hatás a talaj szervesanyag-és széntartalmára Tarlóművelés után van tömörítéssel együtt csekély egyengetés esetén csekély Tarlóművelés után nincs nagy közepes Nyári alapművelés után van tömörítéssel együtt csekély egyengetés esetén csekély Nyári alapművelés után nincs nagy közepes Őszi alapművelés után van tömörítéssel együtt csekély egyengetés esetén csekély Őszi alapművelés után nincs nagy szeles és meleg napok kivételével csekély Kímélés tarlóműveléstől a vetésig csekély csekély Az alapművelés szénvesztő nagy közepes A teljes művelési rendszer szénvesztő igen nagy nagy 3. Talajminőség javító és klímakár csökkentő művelések innovációja. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek kijelölése. Publikálás, oktatás. Innováció Csapadékos idény hibajelzés 1. Természetes és művelési hiba eredetű vízpangás és csapadék-stressz talajra gyakorolt eltérő hatásának kimutatása 2. A felszínen, és a felső talajrétegben mechanikai és természetes úton kialakult por (<0,25 mm) lemosódásának igazolása ismétlődő, sok eső esetén 3. A tömörödés súlyosbodásának bizonyítása a csapadékos idényben bekövetkezett por- és agyagkolloid lemosódásnak betudhatóan. 4. A humusztól függően mezőségi + erdőtalajokon 1,75-7,33 cm, réti talajon 2,08-7,86 cm mélység csökkenés kimutatása csapadékos idényben ( nap alatt) 5. A por- és kolloid lemosódás konzisztencia jelenségeket duzzadás, kiszáradás, zsugorodás, kérgesedés felerősítő hatásának igazolása. 6. A takaratlan felszín eliszapolódásának bizonyítása ismétlődő eső-stressz nyomán, >17,5 % felszíni por, > 25 % aprómorzsa (<2,5 mm frakció) esetén 7. Takaratlan talajfelületen magágykészítéstől a növényzet teljes borításáig a talaj 10 cm rétegében lévő morzsa csökkenés (63,1-81,5 %-kal) kimutatása 8. A talp-tömörödéssel lerontott talajokon a korlátozott gyökerezési mélység bizonyítása (2011. tavasz, koranyár). Esőket (2011. július) követően a tömör talpba belenövő kevés gyökér a tömörödés súlyosságát újólag igazolja

6 80 IGEN! 70 Morzsa (0,25-10 mm) % Csapadékos Átlagos Száraz NEM! Felszíntakarás % A felszíntakarás hatása a hő- és víz stressz csökkentésére és a vízkímélésre különböző idényekben, Hatvan térségi talajon Idény Optimum Megfelel Gyenge Csapadékos < 20 Átlagos < 15 Száraz < 30 3.év. Talajminőség javító és klímakár csökkentő művelések innovációja Száraz idény hibajelzés 1. Vízvesztés meleg nyáron: 2,8-3,2 mm/nap rögös, lezáratlan felületen 2. Vízvesztés széles sorközű növények betakarítása után (2012). Kényszerérés, korai aratás, a takaratlan talajon meleg napokon 2,5-3,0 mm/nap vízvesztés 3. Vízvesztés a gyomos tarlókon. Szárazságban az árvakelés nem, a gyomok, (mélyen gyökerező évelők) kikeltek, nagy tömeget fejlesztettek 4. Sikertelen lazítás (2011) a 2010-ben összetömődött talajokon: a) hantképzés, elmunkálhatatlanság. b) a megmozdított hantok visszaülése, lazítóhatás kicsi 5. A tömör forgók erős klíma-érzékenysége (alacsony növény, termésveszteség) 6. Mélyművelés utáni vízvesztés. A tömör talp feltörésekor (2011) kialakult rögök (35-45 % >10 cm) között, üregesség miatt (Felszín-tömörítés hibaenyhítés: a mélyebb rétegekből felfelé igyekvő nedvesség kicsapódott az üregekben, nem jutott el a hengerezett felszín alá; hiányos repce- és kalászos-kelés 7. Nagy őszi-téli vízvesztés (szept. 20-március 20 között vályogtalajon min mm, réti talajon mm, állapottól függően) a szeptemberben-októberben hantosan szántott talajokon. Enyhe, szeles tél: vízvesztést fokozó tényezővé vált 8. Tárcsás sekélyművelés repce, kalászosok alá az egyébként tömör talajokon 9. Gyenge morzsásodás okai: száraz idény, száraz talajhoz alkalmatlan művelés, idényen kívül a felszín kitettsége.

7 3.év. Talajminőség javító és klímakár csökkentő művelések innovációja Talajnedvesség m 3 m -3 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 SzD5%: SZ: 0.026; L: 0.037; SK: 0.045; K: 0.034; T: 0.055; DV: a.m. 10 a.m p.m. SZ: szántás L: lazítás SK, K: kultivátoros művelés T: tárcsás művelés DV: direktvetés 0 SZ L SK K T DV Változás a talaj 0-20 cm rétegének nedvességében 8 óra alatt, meleg, száraz és kissé szeles napokon (2011. okt ) 3.év. Talajminőség javító és klímakár csökkentő művelések innovációja Száraz/Csapadékos idény hibajelzés, javítás Morzsa (0,25-10 mm) % SzD 5%: P: 8.16; L: 7.74; SK:5.38; K: 6.79; T: 11.09; DV: év Kedvező év Nedves év Száraz év SZ: szántás L: lazítás SK, K: kultivátoros művelés T: tárcsás művelés DV: direktvetés 10 0 SZ L SK K T DV A talaj agronómiai szerkezete a kísérlet kezdetén, kedvező, nedves és száraz években 6 művelési kezelésben

8 3. év. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek kijelölése 1. Kevés és sok tarlómaradványt hagyó növények okszerű váltása (Piacos?) 2. Két kalászos között zöldtrágyanövény (? aszályos nyár), optimális tömeg zúzása, talajba juttatása 3. Szénkímélő tarlóművelés, a talaj légzés okszerű szabályozása: sekély, felszínen lezárt, idény (száraz, átlagos, csapadékos) szerinti mértékben takart 4. A kritikus időszak elmúltával a takaróanyag talajba juttatása (reciklikáció) 5. Szénkímélő tarlókezelés (kémiai): az elölt maradványok talajba juttatása 6. A műveléskor nagy energiát igénylő talajállapot romlás (tömörödés, taposás) megelőzése 7. Szénkímélő alapművelés, a nedvességtartalmához igazodva: a) ha szántás, kis szén- és vízvesztő felszín. b) tömör talpak átlazítás esetén szénkímélő felszín kialakítása. c) a kultivátoros művelés szénkímélő hatásának kihasználása 8. Alapművelést időben később követő vetéskor szénkímélő felszín hagyása az idényen kívüli időszakra. Kivétel: nedves talaj = a felszínelmunkálás elhalasztása a talaj járhatósági nedvességének eléréséig 9. Szénkímélés vetéskor: magágykészítés és vetés egymenetben 10. A trágya kijuttatás (istállótrágya, hígtrágya is), és talajba keverés azonos ideje, vagy minél kisebb idő-intervallumban, felszínegyengetéssel. 11. Célzott szükséges mértékű kémiai anyag használata a növényvédelemben 4. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek adaptálása. A klímakár csökkentő talajhasználat innovációja. Publikálás, szaktanácsadás, oktatás Lehetséges szénkímélés vagy veszteség eltérő nyári művelésnél 5,5 t/ha szalma és gyökérmaradvány (széntartalom 2,04 t/ha) esetén, 2,5-3 hónap alatt Művelési változat N SZ magas tarló N NY alacs. tarló N NY magas tarló SZ NY magas tarló N SZ NY alacs.tarló Hántatlan 1,70-1,83 1,70-1,79 01,58-1,74 1,82-1,89 1,65-1,84 Síktárcsás porhanyítás 1,62-1,46 1,42-1,59 1,32-1,40 1,69-1,82 1,68-1,77 Kultivátoros hántás 1,39-1,59 1,21-1,53 1,18-1,39 1,63-1,82 1,62-1,77 Hagyományos tárcsás hántás 0,68-0,90 0,61-0,72 0,37-0,49 1,22-1,58 1,06-1,23 H. tárcsás hántás + henger 1,42-1,53 1,12-1,39 1,09-1,18 1,48-1,82 1,38-1,47 Tarlóba vetés 1,61-1, ,62-1,69 Szántás egyenletes 0,47-0,72 0,70-0,93 0,60-0,69 1,16-1,35 0,70-0,92 Szántás szalonnás/rögös, üreges -0,3-0,5* -0,3-0,6* -0,9-1,0* 0,79-0,91-0,5-0,8* Lazítás, elmunkált ,98-1,16 1,20-1,27 Lazítás elmunkálatlan ,68-0,82 0,73-0,77 * veszteség N: nedves, SZ: száraz, NY: nyirkos talaj

9 4. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek adaptálása. A klímakár csökkentő talajhasználat innovációja. Publikálás, szaktanácsadás, oktatás Lehetséges szénkímélés vagy veszteség eltérő nyári művelésnél 1,5 t/ha gyökér-és tarlócsonk (széntartalom 0,56 t/ha) esetén, 2,5-3 hónap alatt Művelési változat N SZ magas tarló N NY alacs. tarló N NY magas tarló SZ NY magas tarló N SZ NY alacs.tarló Hántatlan 0,22-0,35 0,22-0,31 0,10-0,26 0,34-0,41 0,17-0,30 Síktárcsás porhanyítás 0,0-0,14-0,17 +0,06-0,08-0,16* 0,21-0,34 0,20-0,29 Kultivátoros hántás -0,09+ 0,14-0,27 +0,05-0,08-0,30* 0,15-0,34 0,14-0,29 Hagyományos tárcsás hántás -0,58-0,80* -0,76-0,87* -0,99-1,11* -0,36 +0,1-0,35-0,52* H. tárcsa + henger -0,06 +0,05-0,07-0,36* -0,30-0,39* 0-0,34* -0,01-0,10* Tarlóba vetés 0,13-0, ,14-0,21 Szántás egyenletes -0,76-1,01* -0,55-0,78* -0,79-0,88* -0,13-0,32-0,56-0,78* Szántás szalonnás/rögös, üreges -1,82-1,93* -1,79-2,09* -2,49-2,60* -0,57-1,69* -2,0-2,32* Lazítás, elmunkált ,32-0,50* -0,21-0,28* Lazítás elmunkálatlan ,66-0,80* -0,71-0,80* * veszteség N: nedves, SZ: száraz, NY: nyirkos talaj 4. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek adaptálása. A klímakár csökkentő talajhasználat innovációja. Publikálás, szaktanácsadás, oktatás 1. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek adaptálása Alkalmazók: Nyilatkozó gazdaságok, szakmai rendezvényeken résztvevők 35 %-a 2. A klímakár csökkentő talajhasználat innovációja - Hatvan térség (kísérlet körzete) csernozjom, erdő- és réti talajok - Dunántúl, sekély termőrétegű, köves erdő-, k. kötött erdő- és vályogtalajok - Alföld, k. kötött erdő-, csernozjom, kötött csernozjom, réti, öntés talajok - Komarno térség (SK), erdő-, csernozjom, öntés-, réti talajok - Orahovica (HR) humo- és sztagnoglej talajok - Ždralovac (BiH), tőzegtalaj; Derventa, Odžak, Glamoc, Grabovo (BiH), kövesés k. kötött erdőtalajok

10 Léh Bekecs XXXX Verseg Hatvan Tura Dány Tiszaderzs Szentgál Knyék Pánd Kunhegyes Pókaszepetk Enying Dunavecse Dióskál Dalmand X Bóly Belvárdgyula Érsekcsanád Bácsbokod X X Pitvaros Mezőhegyes Orahovica Transzfer BiH (Zdralovac, Derventa stb.) Háttéranyagok 1. Talajállapot-, művelési - és termesztési kockázatok (2011) 2. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek kijelölése 3. A paprikatermesztés kockázata (dunavecsei termőhely) 4. A repcetermesztés kockázata (szentgáli termőhely, ) 5. Az almatermesztés kockázata a években (Bekecs térség)esztés 6. A csapadék-stressz következményei csernozjom talajokon 7. A szárazság-stressz következményei csernozjom talajokon 8. A szénkímélés talajhasználati feltételeinek kijelölése 9. Klíma Talaj Talajművelés Előadások, Klíma Talaj Talajművelés Előadások, Publikációs lista ( ), file: publlita A talajművelés minőségszabályozása tekintettel a klímakár csökkentésre 13. Új klímakár-csökkentő földművelési technológia Továbbá 1. Mérési jegyzőkönyvek, 2011 (file:meresjk_2011), 9 feladatot illetően 2. Mérési jegyzőkönyvek, 2012 (file:meresjk_2012), 7 feladatot illetően 3. Pósa Barnabás mérési feladatai, 2011, 2012 (PosaB_feladatok) 4. A józsefmajori kísérlet google képe (a kísérleti táblák X-szel jelölve)

11 Az OM-00379v381/2008 támogatásával készült publikációk Összes Tud. cikk angol nyelven Tud. cikk magyar nyelven Angol nyelvű könyvfejezet 4 4 Magyar nyelvű szakkönyv 1 1 Magyar nyelvű könyvfejezet 2 2 Konferenciacikk angol nyelven Konferenciacikk magyar nyelven 1 1 Konf. proceedings angol nyelven Konf. proceedings magyar nyelven Konf. előadás angol nyelven Konf. előadás magyar nyelven Szakcikk magyar nyelven Szakmai előadás Bemutató szántóföldön A projekt támogatása elősegítette 1. Fontos tudományos és szakmai adatgyűjtésre alkalmas tartamkísérlet folytatása 2. Művelési tesztekre, kockázatelemzésre alkalmas, évente megújított kísérletek 3. A kísérletekben mért adatok révén tudományos publikációk, konferencia előadások, szakmai előadások készültek/készülnek 4. A kísérletek PhD dolgozatok (Bottlik László, Kalmár Tibor, Csorba Szilveszter) létrejöttét segítik elő 5. A mérések PhD hallgatók (Pósa Barnabás, Sallai András) készségeit fejlesztik 6. A kísérletek példát adnak kistérségi gazdálkodóknak 7. A kísérletben végzett mérésekkel egzakt módon volt nyomon követhető a száraz 2009, 2011, 2012) és a csapadékos (2010) klíma talajra gyakorolt hatása, és a kárenyhítési módszerek hatékonysága 8. Az eredményeket használó gazdaságokban végzett mérések hozzájárulnak a feltevések igazolásához, de nem pótolják a kísérlet nyújtotta lehetőségeket 9. Az eredmények innovációt és transzfert segítenek: GAK Kft. Józsefmajori Tanüzem, Nyilatkozatot adó gazdaságok, szakmai előadást hallgatók 1/3-a 10. Nemzetgazdasági jelentőségű eredmények létrejötte