Technológiai tartalékok a kukoricatermesztésben Dr. Árendás Tamás, Dr. Bónis Péter, Dr. Micskei Györgyi, Dr. Marton L. Csaba, Dr. Berzsenyi Zoltán MTA ATK Mezőgazdasági Intézet, Martonvásár A kukorica alapvetően nem a közvetlenül alá adott trágyák mennyiségére, hanem a talaj tápanyag-ellátottságára, tágabb értelemben annak kultúrállapotára reagál. (Győrffy Béla) A legutóbbi emberöltőben, a rendszerváltozás mint történelmi mérföldkő óta eltelt években a magyarországi kukoricatermesztés eredménysorai látványos szinuszgörbét rajzolnak. A szántóföldi termesztés hazai kirakat-növényének történelmi, 7 tonnát először meghaladó átlagát, az 1982-es szakállas rekordot csak 2005-ben sikerült először felülmúlni, és miközben e 25 évből tizenháromban 6 és 8 tonna között változott a hozam, addig a periódus negyedében négy tonnát el nem érő hektáronkénti menynyiségek idézték a 60-as éveket (1. ábra). Pedig a termőhelytől elvárt nagy termés stabilizálása nem egy, a makrogazdaság szintjén megfogalmazott óhaj aprópénzre váltása, hanem elsősorban a gazdálkodás fenntarthatóságának tudatos, vagy ösztönös szándékával a termelő személyes érdeke. Történelmi tapasztalatok Az 1901-1957 közötti időszak ha), gyakran köztesnövényekkel együtt termesztették. A tápanyagforrásul szolgáló, de gyomosító istállótrágyák tápelemeinek maradékait a kukorica a vetésforgóban jobbára a második-harmadik szakaszban termesztett növényként hasznosította, miközben a műtrágyázás gyakorlatilag ismeretlen techno lógiai elemnek számított. A hazai műtrágya vegyes hatóanyag (NPK) felhasználás ekkor a mezőgazdaságilag művelt területek egészére vonatkoztatva átlagosan 2,7 kg/ha volt, aminek nagyobb részét a foszforral eredendően gyengén ellátott hazai talajokon legjobb hatást biztosító P-műtrágyák tették ki. A technológiában további nehézségeket jelentett a gyomkonkurencia csökkentése, az ehhez rendelkezésre álló mechanikai irtási módszerek (kapálás, ekézés) optimális időben és minőségben történő alkalmazása. Mindezek eredőjeként az évek döntő részében, 75 %-os gyakorisággal (42 év) a kukorica átlagtermése 1-2 t/ha között változott, csak 12 alkalommal lépte át a két tonnás küszöböt. Az ábra termésoszlopaihoz illesztett trendfüggvény egyenese azt mutatja, hogy e korszakban a fejlődés igen szerény, az évenkénti előrehaladás 11 kg/ha volt. A vonal alatt feltüntetett értékek szerint az ebben az időszakban évenként felhasznált műtrágya mennyisége (0-20 kg NPK/ha) és a kukorica termése között bizonyítható, de igen gyenge kapcsolat volt. Ezt a korszakot mért, mérhető időjárási paraméterekkel és talajjellemzőkkel kiegészülve jól modellezi Győrffy Béla 1961-ben Martonvásáron megkezdett, és ma is élő ún. polifaktoriális kísérlete, amelyben a termesztési tényezők extenzív és intenzív szintjeinek hatását vizsgáljuk a kukorica átlagtermésére. A tartamkísérlet 50 éves eredménysora szerint a trágyázás nélkül, 35 ezer A kukorica itthoni, legújabb kori teljesítménye a XX. század kezdetétől napjainkig terjedő időszakban az elemző kíváncsisága, szándéka szerint több szakaszra bontva elemezhető (1. ábra). Első fele, az 1901-1957 közötti időszak a magyar tengeri kis termésekkel, átlagosan 1591 kg/ha mennyiséggel, de nem kis éves ingadozásokkal jellemezhető kora. A szabadlevirágzású fajtákat tág térállásban (20-30 ezer növény/ 1. ábra A kukorica szemtermésének éves átlagai Magyarországon, 1901-2013. A növekedési trendek a hazai műtrágya-felhasználás eltérő intenzitású korszakaiban, a hibridvetőmag-használat érdemi térhódításának kezdete (1958) előtt és azt követően. 54
növény/ha állománysűrűséggel sekélyen szántott talajba vetett, kézi kapálással gyomirtott régi, tradicionális fajták szemtermése 1,97 t/ha volt. Az 1958-1989 közötti időszak A második szakasz (1958-1989) nyitányaként az 1953- ban Európában elsőként minősített Mv 5 kukoricával üzemi körülmények között is, nagy területen megindult a hibridek használata, megkezdődött a kukorica intenzív termesztésének korszaka Magyarországon. A látványos eredményekhez, a 156 kg/ha/év átlagos növekedéshez a hibridek gyors, 100 %-os elterjedésén és azok folyamatos fejlesztésén túl az új, iparszerű technológia minden elemének lendületes kidolgozására, kutatására szükség volt. A kemizáció fejlődése lehetőséget adott a gyomok fejlődésének vegyszeres korlátozására, a korábban jelentős munkaerő felhasználás nagy hányadát hatékonyan váltotta ki a műszaki eszközök látványos fejlődése, a gépesítés soha nem látott mértékű elterjedése. Kiterjedt kutatások eredményei igazolták, hogy a kukorica termésnövekedéssel válaszol a talaj növekvő tápanyag-ellátottságára, ha az megfelelő állománysűrűséggel párosul. A műtrágya-felhasználás dinamikusan nőtt, a műtrágyával talajba juttatott makroelemek nagyobbik részét már a N tette ki (N:P = 1,5). A 32 éves terminus első évében a magyar műtrágya NPK hatóanyag felhasználás mintegy 20 kg/ha mennyiségről indult, 1968-ban átlépte a 100-at, és a 16. évtől (1973) kezdve folyamatosan jóval 200 kg/ha/év felett maradt. A tápelem-mérlegek pozitív egyenlegei következtében a nitrogénnel, foszforral és káliummal jól és igen jól ellátott talajok részaránya emelkedett, bár helyenként a termesztés teljesítőképességét, a növények felvételét meghaladó túlzott felhasználás környezetszennyezést okozott. Győrffy Béla és Berzsenyi Zoltán a már említett martonvásári tartamkísérlet 50 éves eredményei alapján kimutatta, hogy a mindenkori legjobb hibridekkel, optimális növényszámmal, és trágyázással a vegyszeresen gyommentesített kukorica öntözetlen körülmények között is képes fél évszázad átlagában 8,5 t/ha-t megközelítő teljesítményre. Eredményeik szerint a 6,4 tonnás terméstöbbletet (minden termesztési tényező minimumban: 1,97 t/ha minden termesztési tényező optimumban: 8,37 t/ha) döntően a trágyázás (31 %-ban) és a hibridhasználat (30 %-ban) határozta meg. A kísérleti adatokat az 1. ábrán zöld oszlopokkal jelzett korszak gyakorlati eredményei is visszaigazolták, hiszen az intenzív innováció kis termésingadozást, látványos teljesítménynövekedést eredményezett, ami nagyon szoros kapcsolatot mutatott a mindenkori éves hazai műtrágya-felhasználással (R 2 =0,7969***). Az 1990-től napjainkig tartó időszak Az 1990-től napjainkig terjedő 3. periódus főbb karakteréről más esett néhány szó a bevezetőben. Annak ellenére, hogy a termesztéstechnológiát szolgáló eszközrendszerek (hibridek, gépek stb.) ebben a korszakban is tovább fejlődtek, s a határnyitás azok többirányú bővülését is lehetővé tette, mégis, a tulajdonviszonyok átrendeződése, új gazdasági értékrendek kialakulása (szubvenciók eltűnése, világpiaci árak érvényesülése stb.) és ezzel együtt a szakmai felvértezettség sokszínűsége (technikai eszközök, termesztési ismeretek hiánya az új gazdálkodóknál) a kukoricatermesztés hazai potenciáljának visszaesését okozta. Mindezekhez társult az időjárás szélsőséges, kedvezőtlen hatásainak gyakoribb, erőteljesebb megjelenése, amely így együttesen erre a negyedszázadnyi időszakra mintegy 5,6 t/ha/év átlag elérését tette lehetővé. A termések oszlopaihoz illesztett trendfüggvény egyenese ugyan növekedést (64 kg/ha/év), javuló teljesítményt mutat, de egyrészt a hektikus évenkénti ingadozás miatt ez az előrejelzés nem megbízható, másrészt a korábbinál szerényebb emelkedés nem a 80-as évek végére elért, 7 t/ha közeli szintről indult, hanem látványos törés után, 5 t/ha prognosztizál értéknél is kisebbről. Amennyiben az éves kukoricatermések és az adott évben a hazai mezőgazdaságban felhasznált összes műtrágya hatóanyag menynyiség közötti kapcsolatot keressük, akkor azt kell mondanunk, hogy ilyen a mostani érában az ezt megelőző történelmi szakasztól eltérően nem létezik. Mindez több részigazság eredője. Egyrészt az 1/20-ára, 1/25-ére csökkent foszfor- és káliumműtrágya hatóanyag felhasználás kis értékei és jó években a kukorica nagy termései közötti látszólagos ellenmondások a 70-es és 80-as években talajainkba tárolt PK-többletek jelenkori hasznosulásával értelmezhetőek. Ugyanakkor a friss műtrágyázás alacsony szintje, hiánya jól megmutatkozik aszályos években, amikor a gyökérzónában az oldott állapotú, régebbi tartalék-tápanyagok felvehetőségét is erősen korlátozza a hiányzó víz. Mai műtrágyázási gyakorlatunk nem csak mennyiségét tekintve változott és stagnál alacsony szinten 25 éve, de arányait tekintve sem optimális. A nitrogén-használat dominanciája jellemzi, az N:P arány 5,5, a felhasznált N- és K-hatóanyag hányadosa 5,1. Bár egyre több termelő ismeri fel, hogy a korábbi PK-tartalékok folyamatosan zsugorodnak és 55
18-22 (K) kg/ha között alakult átlagosan. N-adagok hatása a termésre 2. ábra A N hatása a monokultúrában és a vetésforgóban termesztett kukorica szemtermésére csapadékos években. Martonvásár (2001, 2004, 2005, 2006, 2008, 2009, 2010, 2011). 3. ábra A N hatása a monokultúrában és a vetésforgóban termesztett kukorica szemtermésére száraz években. Martonvásár 2000, 2002, 2003, 2007, 2012, 2013. 4. ábra A kukorica növényenkénti csőszáma N-trágyázási tartamkísérletekben. Martonvásár, 2000-2013. szükséges a talajvizsgálatokra alapozott N- és PK-pótlás, de az Agrárgazdasági Kutatóintézet által végzett reprezentatív felmérés kimutatásai szerint a hazai kukoricatermesztésben a növény stratégiai pozíciója ellenére a felhasznált N-, P- és K-mennyiség 2006-2009 között csak 96-110 (N), 19-24 (P), illetve A gazdálkodók tehát a kukorica műtrágyázása során is kulcsfontosságúnak tartják a N-pótlást, ezért minden információ, amely e tápelem érvényesülését segíti, hasznosulását javítja, a termelőeszköz szerepét töltheti be. A N-műtrágya adagoknak a kukorica termésére gyakorolt hatásait Martonvásáron több kísérletben is mérjük. Ezek közül egy 60 éves kukorica monokultúra tartamkísérletben és egy több mint 30 éve beállított norfolki típusú vetésforgó (őszi búza - kukorica - tavaszi árpa - borsó) kísérletben azok mindkettőben megtalálható N-kezeléseinek (0, 80, 160 és 240 kg/ ha/év N-hatóanyag), valamint azonos hibridjeinek (évente 5-10) köszönhetően mérhető a vetésváltásnak a N-trágyázásban betöltött szerepe is. Ez a két kísérlet a gyakorlatban nem, vagy kis valószínűséggel bekövetkező kedvezőtlen feltételeivel (kukorica folyamatos önmaga után való vetése, N-éheztetés és N-túletetés) és optimálishoz közeli körülményeivel (kukorica 4 évenkénti visszatérése a területre, 80-160 kg/ha/év N-hatóanyag) megmutatja, hogy a termelő milyen szélsőségekkel szembesülhet, illetve milyen lehetőségei vannak saját adottságai, lehetőségei ismeretében a termesztés szempontjából kedvezőtlen hatások tompítására. Az enyhén meszes, 2,5-3% humuszt tartalmazó vályogtalajon végzett vizsgálatok sokéves eredménysorai arra is rávilágítanak, hogy az időjárás változékonysága jelentős hatást gyakorol a tápanyagok érvényesülésére és az egyes fajták teljesítőképességére. A 2000-2013 közötti időszakot tekintve Magyarországon 8 olyan kedvező évet (2001, 2004-2006, 2008-2011) különít- 56
5. ábra A meddő növények aránya kukorica N-trágyázási tartamkísérletekben. Martonvásár, 2000-2013. 6. ábra A monokultúrában termesztett kukorica szemtermése változó termőhelyi adottságok (környezeti átlagok) között, eltérő N-adagok hatására. Martonvásár, 2000-2013. 7. ábra A vetésforgóban termesztett kukorica szemtermése változó termőhelyi adottságok (környezeti átlagok) között, eltérő N-adagok hatására. Martonvásár, 2000-2013. hetünk el, amelyekben a kukorica országos hozamai meghaladták a 6 tonnát (6,25-7,69 t/ ha), s ezek átlagában a termés 6,93 t/ha volt. A növényfaj vízigénye, annak kiszolgálása szempontjából 6 év volt kedvezőtlen, száraz: 2000, 2002, 2003, 2007, 2012 és 2013. Ezekben az években a hazai termés 3,60-5,10 t/ha között változott, átlagosan 4,38 tonna volt hektáronként. Ezek a számok tehát felhívták a figyelmet arra, hogy a kukoricatermesztés sikeressége elválaszthatatlan a csapadékkal, a vízzel való gazdálkodástól: a talajok okszerű művelésétől kezdve a szervesanyag-gazdálkodáson, a vetés időzítésén, az ésszerű növényszám beállításán át a vizet (is) pazarló gyomok irtásáig bezárólag. Hiszen ebben az időszakban voltak olyan évek, amikor az átlagosnál szárazabb volt a tenyészidőszak, mégsem történt katasztrófa a téli félév bősége adta tartalékoknak köszönhetően (2009, 2011) és voltak olyan átlagosan vizes nyaraink, amikor az azt megelőző téli időszak szárazságát nem tudtuk mértéktartó agrotechnikával kellően ellensúlyozni (2002, 2007). A már említett kedvező, csapadékos években (országos átlag: 6,93 t/ha) a martonvásári tartamkísérleteket tekintve a kukorica a hibridek és a N-adagok átlagában monokultúrában 7,41, vetésforgóban 11,30 t/ha szemtermést adott. Abban a kísérletben, ahol folyamatosan 100 % a kukorica részaránya, vagyis a monokultúrában N-trágyázás nélkül (N0) 4,68, a 25 % kukorica részarányú vetésforgó-kísérletben 9,82 t/ha volt a parcellákon mért szem menynyisége. A 2. ábra azt is megmutatja, hogy a mi viszonyaink között vetésforgóban 177 kg/ ha N-hatóanyaggal adta a kukorica a legnagyobb (12,13 t/ ha) termést. A két vetésváltást összehasonlítva látható, hogy növekvő N-adagokkal csak mérsékelni lehet a rosszabb vetésszerkezetből eredő hátrányt. A monokultúrában elérhető legnagyobb termés (8,96 t/ha) a hozzá tartozó nagyobb nitrogén szükséglet (203 kg/ha) biztosítása ellenére is jelentősen ( 3,17 t/ha) elmarad a vetésforgóban termesztett kukoricáétól. Aszályban a tápanyagok oldódását, felvehetőségét, a növények fejlődését gátló vízhiány még a vetésváltásban, 57
jó növényszerkezetű forgóban termesztett növények teljesítményét is erősen korlátozza. A kukoricát sújtó éveket (országosan 4,38 t/ha) tekintve vetésforgó kísérletünkben 5,61 t/ ha, monokultúrában 4,62 t/ ha volt a kukorica átlagtermése. A vízhiányos években mért adatokkal rajzolt 3. ábra függvényei szerint vetésforgóban a kukorica szemtermés maximuma 5,78, monokultúrában 5,63 tonna volt hektáronként, vagyis a két növényi rendszer közötti potenciálkülönbséget az extrém vízhiány gyakorlatilag lenullázta. Különbség ugyanakkor ott mutatkozik közöttük, hogy amíg a forgóban termesztett kukorica maximumának eléréséhez a számított N-igény 118 kg/ha volt, addig monokultúrában az ehhez igen közeli termésmennyiséghez 177 kg/ ha N-hatóanyagra volt szükség. A kukorica állományok agronómiai jellemzőinek felvételezése során kapott adatok azt mutatják, hogy a termőképességre mind a növényenkénti csövek száma, mind pedig a meddő növények részaránya jelentős hatással van. N-trágyázási kísérleteinkben a szárazság jelentősen csökkentette a csövek számát. A negatív hatás monokultúrában volt a legnagyobb. A jó vízellátottság azonban még növekvő N-adagokkal sem eredményezett a monokultúrában termesztett kukoricákon átlagosan egynél több csövet (4. ábra), bár a meddő növények részaránya még a trágyázatlan állományokban is mintegy harmadára (32 % 10 %) csökkent (5. ábra). Csapadékos évjáratokban a vetésforgóban termesztett kukoricák közül a többcsövűségre hajlamos hibridek 2-3 cső kinevelésére is képesek, viszont száraz években a túltrágyázás ezekben a fajtákban is növelheti (20-25 %-ra) a vegyszeresen ki nem irtható, gyomként viselkedő meddő növények arányát. A szabad ég alatt gazdálkodó ember különösen jól ismeri a panta rhei érzést, miszerint nincs két ismétlődő helyzet, minden egyes év másmás körülményeket teremtve változó mennyiségű és minőségű termések elérését teszi lehetővé ugyanazon helyen is. Ezt felismerve egy adott, állandó kezeléseket tartalmazó kísérlet több éves, változatos eredménysorai segítségével ún. stabilitásvizsgálatot lehet elvégezni. Kukorica N-trágyázási kísérleteink esetében ezzel azt tudjuk megmutatni, hogy a termőhely, egy adott terület, vagy tábla termesztési feltételeinek változása esetén milyen adagú N-trágyázás lehet indokolt. A kukorica fejlődése szempontjából rossz termesztési feltételeket (kis termések elérését, azaz kis környezeti átlagokat) és rekordterméseket is adó (nagy környezeti átlaggal, vagy másként fogalmazva nagy terméssel jellemezhető) évekkel egyaránt találkoztunk a 2000-2013 közötti időszakban Martonvásáron. A gyakorlat számára izgalmas N0, N80 és N160 adagok összehasonlítása a monokultúra kísérletben azt mutatja, hogy a trágyázatlan növényekhez mérten a 80 kg/ ha N-hatóanyag környezeti átlagtól függetlenül, bármely tervezett termésszinten nagyobb termést biztosít (6. ábra). Foszforral és káliummal legalább közepesen ellátott talajon tehát indokolatlan, jövedelmet csökkentő a N-műtrágyával történő végletes takarékosság. 8 tonnás tervezett mennyiségnél a különbség meghaladja a 3 t/ha-t. A hatóanyag mennyiség megduplázása is minden termésszinten a 160 kg-os adag nagyobb hatását mutatja a 80 kg/ha-os dózishoz mérten. A nagyobb mennyiség előnye a csökkenő hozadék elvének megfelelve jóval szerényebb, de kísérleti eredményeink szerint, amíg 8 tonna tervezhető termés esetén a 80 kg/ha-os adag becsült teljesítménye 8,19, addig a 160 kg-os dózisé 9,02 t/ha. A változatos növényi összetételű vetésforgóban a jó elővetemények lehetőséget adnak arra, hogy kisebb N-adagokkal is megbízhatóan tervezhetők legyenek nagy kukoricatermések (7. ábra). A kukoricával vetésforgóban végzett N-trágya hatások stabilitásvizsgálatai szerint a 80 kg/ha N-hatóanyag termésnövelő hatását a 160 kgos adag a 10 tonnánál nagyobb termés elérésére alkalmas környezetben múlta felül. Összefoglalás helyett A kukorica alá adott tápanyagok, különösen is a N érvényesülésére, termésnövelő hatásának mértékére a termőhely, a tábla vízellátottsága döntő hatással bír. A többnövényes vetésszerkezet elősegíti a változó mélységű gyökérzóna, a nem sematikus talajművelés révén a talajban tárolható vízkészletek növelését, a korán lekerülő előveteményeknek köszönhetően a tápanyagok feltáródását, a növények számára felvehető formák gyarapodását. A talaj jó víz- és tápanyag-gazdálkodásának elérése, fenntartása, a műtrágya-hatóanyagok jobb érvényesülése a melléktermések talajba juttatását, a szerves-anyagokkal való gazdálkodást feltételezi. A talajba juttatott tápanyagok felhasználásának hatékonysága elválaszthatatlan a vízzel való gazdálkodástól, amire az agrotechnika számos eleme hatással van. A kukorica termesztésében ilyen az optimális növényszám, amelynek meghatározásában a tenyészidőn kívül talajba tárolt csapadék mennyiségének, a tábla domborzati viszonyainak (nedvesebb laposok, szárazabb dombtetők), a leginkább alkalmas hibridek (szárazságtűrés, generatív jelleg, tőszám tolerancia) kiválasztásának is szerepe van. 58