AGROKÉMIA ÉS TALAJTAN 62 (2013) 2 345 358 N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben KÁDÁR Imre és CSATHÓ Péter MTA Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest Bevezetés és irodalmi áttekintés A rezet régóta hasznosítjuk széleskörűen, ezért szóródása és akkumulációja nyomon követhető a környezeti elemekben. Komló- és szőlőkultúrákban a talajok Cu-készlete a feltalajban akár egy nagyságrenddel megnőhet a Cu-tartalmú növényvédő szerek tartós használata miatt. Ezek közül legismertebb, klasszikus gombaölő szer a bordói lé, a CuSO 4 5H 2 O + Ca(OH) 2 0,1 0,2%-os oldata, melyet a 19. század végén Franciaországban alkalmaztak először Bordeaux város közelében. A Cu-toxikózis mérsékelhető szervestrágyázással, meszezéssel, illetve az antagonista P, Fe és Mo elemek bevitelével (BOWEN, 1979). A réz túlsúlya természetszerűen kiugró lehet rézbányák közelében, meddőhányókon. Újkori Cu-terhelést jelenthet a sertéstrágya. A sertések takarmányát rézsókkal egészítik ki a jobb takarmányhasznosulás céljából. A takarmány Cu-tartalma elérheti akár a 250 mg kg -1 értéket. A sertéstrágya Cu-készlete ebből adódóan nagyságrendekkel nőhet, mely a talaj nemkívánatos Cu-terhelését eredményezheti. Saját elemzéseink szerint egy vizsgált sertéshizlalda trágyájában (n = 8) 380 530 mg kg -1 Cu-tartalmat mértünk a szárazanyagban (KÁDÁR, 2011). A réz hiánya is elterjedt. A talaj szerves anyaga éppen a rezet köti meg a legerőteljesebben (KORTE et al., 1976). Ez is magyarázatul szolgál arra a jelenségre, hogy Cu-hiány elsősorban tőzeg- és rétláp, ill egyéb szerves talajokon léphet fel nagyobb mértékben. A legsúlyosabb esetben például a gabonafélék ezeken a talajokon még kalászt sem képesek fejleszteni. Rétláp talajokon a másodlagos vagy indukált Cuhiány oka a Mo-felesleg lehet (TÖLGYESI, 1965). Cu-igényes növénynek tekinthető a saláta, a hagyma, a spenót és a paradicsom; mérsékelten Cu-igényesnek a búza, az árpa, a zab, a kukorica, a canola, a lucerna, a herefélék, a szudánifű, a sárgarépa, a zeller, és a retek; nem Cu-igényesnek, ill. a Cu-többletre különösen érzékenynek a rozs, a burgonya, a borsó, a bab, a szója, a spárga, a káposzta, a brokkoli, az uborka és a menta (SCHULTE & KELLING, 1999). A hazai talajok összes Cu-tartalma 10 110 kg ha -1 mennyiségre tehető a szántott rétegben GYŐRI (1984) adatai alapján, aki 3 38 mg kg -1 összes Cu-készletet talált eltérő talajokban. Egy nemzetközi FAO felmérésben a hazai talajok (n = 250) NH 4 - acetát+edta-oldható Cu-tartalma az 1 15 mg kg -1 tartományban ingadozott. Ha- Postai cím: KÁDÁR IMRE, MTA Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani és Agrokémiai Intézet, 1022 Budapest, Herman Ottó út 15. E-mail: kadar@rissac.hu
346 KÁDÁR CSATHÓ zánk az 5,4 mg kg -1 átlagos értékkel a nemzetközi rangsor középmezőnyében foglalt helyet. A vizsgált talajokon termett bokrosodáskori búza (n = 144) 8,5 mg kg -1, míg a 4 6 leveles korú kukorica hajtása (n = 106) 15,0 mg kg -1 átlagos Cukoncentrációt mutatott, illeszkedve a nemzetközi középértékhez (SILLANPÄÄ, 1982; KÁDÁR, 1995). Megemlíthető, hogy lápi termőhelyek nem voltak képviselve a magyar FAO mintákban. A magyarországi talajok Cu-ellátottságáról ELEK és munkatársai (1985) munkájából tájékozódhatunk. A magyar talajok Cu-ellátottsága általában kielégítő, rézhiányos talajokról főképpen a Nyírségben, a Kisalföldön, valamint Baranya és Békés megyékben számolnak be, kisebb területeken. SCHULTE és KELLING (1999) ugyanakkor felhívja a figyelmet, hogy a valós Cu-hiány megállapítására önmagában a talajvizsgálat nem lehet elegendő, diagnosztikai célú növényvizsgálatokkal is meg kell győződnünk arról, hogy valóban fellépett-e a Cu-hiány. Kisalföldi kisparcellás, illetve üzemi kísérletekben SZAKÁL és TÖLGYESI (1989) a Cu-trágyázás termésnövelő hatásáról számoltak be szójakultúrában. A mezőföldi mészlepedékes csernozjom vályogtalajon beállított műtrágyázási tartamkísérletünkben a pillangósnélküli gyepszéna Cu-tartalma 2,1-ről 4,7 mg kg -1 értékre nőtt igazolhatóan a N-trágyázással. A PK-ellátottsági szintek érdemi hatással nem bírtak a Cu-tartalomra. A molibdén koncentrációja ugyanakkor a kontrollon mért 0,44-ról 0,05 mg kg -1 -ra zuhant az együttes, bőséges NPK-kínálat nyomán. A széna eredeti 5 körüli Cu/Mo aránya így 94 körülire tágult. Tehát a széna relatíve Mo-hiányossá vált az NPK-műtrágyázással. Valójában a talaj Mo-készlete nem módosult, csupán a növényi Mo-felvétel szenvedett gátlást. A jelenség tehát talajvizsgálatokkal nem ismerhető meg, csak a növényelemzés tárhatja fel a mechanizmust (KÁDÁR, 2004). A N és a Cu elemek közötti kölcsönhatásokat tenyészedény-kísérletekben is vizsgáltuk karbonátos homok- és vályogtalajokkal, árpa és köles jelzőnövénnyel. A CuSO 4 formában adott Cu-terhelést a KCl+EDTA-oldható Cu-tartalom jól tükrözte mindkét talajban. A növényi hozamokat a Cu-trágyázás nem befolyásolta. A mintegy 10 mg kg -1 Cu-adaggal a tavaszi árpa gyökereinek Cu-tartalma vályogtalajon 10 15 mg kg -1, homoktalajon 30 40 mg kg -1 értékkel nőtt. A föld feletti hajtás Cukoncentrációja ugyanakkor nem módosult érdemben, a réz növényen belüli transzportja gátolt volt. A N-bőség bizonyos határig igazolhatóan növelte a réz beépülését a gyökerekbe (KÁDÁR & SHALABY, 1984, 1985). Ismeretes, hogy a talaj tápelemkínálatának, illetve a növény tápláltsági állapotának megítélésére a bokrosodáskori fiatal hajtás összetétele a leginkább alkalmas. Ekkor a koncentrációk magasak és széles sávban változhatnak. Ezt követően a gyors szárazanyag-felhalmozás miatt erőteljes hígulás lép fel. LÁSZTITY (1985) azt találta, hogy a tavaszi árpa bokrosodáskori tápelemkoncentrációit 100-nak véve virágzásig a N 33, a P 44, a K 25, a Ca 48, a Mg 55%-ra esett vissza. A bokrosodás vége/szárbaindulás eleje stádiumában levő hajtás optimuma CERLING (1978) szerint 3,0 4,0% N, 0,37 0,45% P, 3,6 4,1% K körül alakulhat. Irodalmi adatok szerint a tavaszi árpa tenyészideje rövid, gyökérzete viszonylag kevéssé fejlett, ezért víz- és tápelemigényes. A takarmány célra termesztett árpánál a N-bőség előnyös, mert nő a fehérjetartalom és a takarmányérték. A sörárpa minő-
N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben 347 ségét a N-túlsúly rontja, míg a PK-műtrágyázással javulhat a szárszilárdság, hozam, extrakt tartalom, illetve a maláta és a sör minősége. A cukorrépa ideális előveteménye lehet a sörárpának, az ipari célokra termesztett tavaszi árpának, amennyiben gyommentes, tiszta, érett, termékeny, de nitrogénben nem gazdag talajt hagy maga után. A két növény ökológiai igénye is közelálló, a tőlünk É-ÉNy-ra fekvő Cseh- és Németország élenjáró a minőségi cukorrépa és sörárpa termesztésében (CSERHÁTI, 1901; LŐRINCZ, 1984; KISMÁNYOKY, 1980). A továbbiakban rátérünk a N és Cu közötti kölcsönhatásokat vizsgáló szabadföldi tartamkísérletünk bemutatására. A kísérlet 1988 és 2002 között folyt, 15 éven át, mészlepedékes csernozjom vályogtalajon, az MTA TAKI Nagyhörcsöki Kísérleti Telepén. A növényváltás tavaszi árpa, búza, őszi árpa, kukorica, tritikále, burgonya, zab, rozs, 4 éven át lucerna, repce, mák és napraforgó növényfajokat foglalta magában. A növények termésének meghatározásán túl rendszeresen mértük a növényi szervek, valamint a kísérleti parcellák talajának elemösszetételét is. Anyag és módszer A N és a Cu kölcsönhatásokat vizsgáló kéttényezős kísérletet 1988 tavaszán állítottuk be az MTA TAKI Nagyhörcsöki Kísérleti Telepén. A kísérlet talaja löszön képződött vályogos csernozjom, amely a kísérlet beállítása előtt 1988. március elején végzett talajvizsgálataink szerint mintegy 5% CaCO 3 -ot és 3% humuszt tartalmazott a szántott rétegben. A ph(kcl) 7,3; az AL- P 2 O 5-128, az AL-K 2 O- 243, a KCl-Mg- 150 180, az EDTA-Mn- 127, az EDTA- Cu 2 3, az EDTA-Zn-tartalom 1 2 mg kg -1 értékekkel jellemezhető. A KCl-oldható NH 4 -N- 9, ill. NO 3 -N-tartalom 12 mg kg -1 a feltalajban. A MÉM NAK (1979) módszere és határértékei alapján ezek az adatok a talaj jó Ca-, Mg-, K- és Mn-; kielégítő Cu-, közepes N-, valamint gyenge P- és Zn-ellátottságáról tanúskodnak. A talajvíz szintje 13 15 m mélyen helyezkedik el, a terület aszályérzékeny. Éghajlata az Alföldéhez hasonlóan szárazságra hajló, átlagos középhőmérséklete 11 ºC, éves átlagos csapadékösszege 576 mm. A kísérlet osztott parcellás (split-plot) elrendezésű, 4N 3Cu=12 kezeléssel és 3 ismétléssel, összesen 36 (egyenként 4,9 15=73,5 m² méretű) parcellával. A vizsgált tényezők az alábbiak: 1. tényező (főparcellák): 2. tényező (alparcellák): N 0 = kontroll Cu 0 = kontroll -1 N 1 = 100 kg N ha -1 év Cu 1 = 50 kg Cu ha -1 1988 tavaszán -1 N 2 = 200 kg N ha -1 év Cu 2 = 100 kg Cu ha -1 1988 tavaszán -1 N 3 = 300 kg N ha -1 év Az alaptrágyázás évente 100 kg P 2 O 5 ha -1 és 100 kg K 2 O ha -1 adagot jelentett szuperfoszfát és kálisó formájában. A nitrogént 25%-os pétisó (Ca-NH 4 NO 3 ), a Cutrágyát 25,5%-os CuSO 4 5H 2 O formában alkalmaztuk. A PK-műtrágyákat és a nitrogén felét az elővetemény lucerna törésére szórtuk ki 1987 őszén és leszántot-
348 KÁDÁR CSATHÓ tuk, míg a nitrogén másik felét és a CuSO 4 trágyát 1988 tavaszán kevertük a talajba vetés előtt. Mars tavaszi árpa fajtát vetettünk el gabona sortávra. A főbb agrotechnikai műveleteket és módszertani megfigyeléseket az 1. táblázat tekinti át. Megemlítjük, hogy általában az üzemekben szokásos agrotechnikát alkalmaztuk. 1. táblázat Főbb agrotechnikai műveletek és megfigyelések a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talajon beállított tavaszi árpa kísérletben Műveletek megnevezése (2) Időpont (Év, hónap, nap) (3) Egyéb megjegyzések 1. Tavaszi szántás 1988. 03. 03 MTZ-50+ Lajta eke 2. Szántás elmunkálása 1988. 03. 11. MTZ-50+tárcsa 3. Műtrágyázás (N, Cu) 1988. 03. 30. Parcellánként kézzel 4. Műtrágyák bedolgozása 1988. 03. 30. MTZ-50+kombinátor 5. Vetés (Fajta: Mars) 1988. 03. 30. MTZ-50+vetőgép 6. Bonitálás keléskor 1988. 04. 11. Parcellánként 1 5 skálán 7. Bonitálás bokrosodáskor 1988. 05. 14. Parcellánként 1 5 skálán 8. Növénymintavétel gyökérrel 1988. 05. 18. Parcellánként 4 fm = 0,5 m 2 9. Bonitálás vetésfehérítőre 1988. 06. 06. Parcellánként 1 5 skálán 10. Bonitálás aratás előtt 1988. 07. 20. Parcellánként 1 5 skálán 11. Növénymintakéve aratáskor 12. Kombájnolás 1988. 07. 20 1988. 07. 22. Parcellánként 4 fm = 0,5 m 2 Parcellánt 2 15 = 30 m 2 13. Talajmintavétel (0 20 cm) 1988. 09. 30. Átlagminta parcellánként Megjegyzés: Vetés 5 cm mélyre, 12 cm gabonasortávra, 60 70 db fm -1 csíraszámmal és 200 kg ha -1 vetőmag normával A növényállományt parcellánként 1 5 skálán bonitáltuk bokrosodás, virágzás és betakarítás idején. Ugyanakkor parcellánként 2 2 = 4 fm-ről föld feletti növénymintákat is vettünk tömegmérés és elemzés céljából. A betakarítást követően talajmintavételre is sor került a szántott rétegből, parcellánként 20-20 lefúrásból képezve átlagmintákat. A növényeket tíz elemre vizsgáltuk. A talajmintákban meghatároztuk a KCl+EDTA-oldható Cu-tartalmat, valamint a KCl-kicserélhető NH 4 -N- és NO 3 -N-tartalmat a MÉM NAK (1978), illetve a BARANYAI és munkatársai (1987) által ismertetett eljárásokkal. A havi, negyedéves és az éves csapadékösszegekről a 2. táblázat adatai tájékoztatnak. Az elővetemény lucerna a talajt kiszárította, de a tavaszi árpa vetéséig 149 mm csapadékot kapott, mely némileg pótolta a felsőbb talajrétegek vízkészletét. Az április, és különösen a május időjárása kedvezőtlenül hathatott a tavaszi árpa kezdeti fejlődésére. E két hónap alatt az átlagos csapadékmennyiség csupán 1/3-a hullott. A júliusi száraz időszak az ezerszemtömeg mérséklődésén keresztül további terméscsökkenésekhez vezethetett. A tenyészidő egészét tekintve a sokéves átlaghoz közeli csapadékkal rendelkezhetett a tavaszi árpa.
N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben 349 2. táblázat Havi, negyedéves (I-IV.) és az éves csapadékösszegek a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talajon beállított tavaszi árpa kísérletben 1988-ban Hónap, negyedév (2) Mért (3) Sokéves átlag mm Hónap, negyedév (2) Mért (3) Sokéves átlag mm a) január 38 29 h) július 29 55 b) február 53 29 i) augusztus 97 60 c) március 58 32 j) szeptember 57 47 I. negyedév 149 90 III. negyedév 183 161 d) április 25 43 k) október 27 41 e) május 11 46 l) november 14 53 f) június 71 71 m) december 38 41 II. negyedév 107 156 IV. negyedév 79 135 g) január június összesen 256 245 n) július december összesen 262 296 Megjegyzés: Az április szeptember tenyészidőszak alatti csapadékösszeg 1988-ban 290 mm, míg a 48 éves átlag 317 mm volt Kísérleti eredmények A bokrosodás végén végzett állománybonitálásunk szerint a N-trágyázás igazolhatóan pozitív hatást gyakorolt a fiatal növényállomány fejlődésére. Virágzás idején ez a pozitív hatása a levélkárosító vetésfehérítő bogár (Lema melanopus) kártételének mérséklődése terén nyilvánult meg. Némileg nőtt a friss és a légszáraz hajtás tömege is bokrosodáskor, bár inkább csak tendenciájában. A virágzáskori átlagos növénymagasság 52 cm-t tett ki kezelésektől függetlenül. Aratáskor a kalászonkénti szemszám 13 db, a kalászonkénti átlagos szemtömeg 0,5 g, míg az 1000-szem tömege mindössze 35 g körül alakult. A generatív fázisban a N-túlkínálat az aszályos július nyomán magszorulást és mintegy 20%-os szemterméscsökkenést okozott. Az átlagos termésszint mérsékelt maradt 3 t ha -1 légszáraz szalma- és a 3 t ha -1 szemhozammal. Az összes föld feletti biomassza légszáraz tömege 6 t ha -1 mennyiséget tett ki, 1 körüli fő/melléktermés aránnyal. A Cu-trágyázás hatástalan volt a termésre ezen a kielégítő Cu-ellátottságú talajon, ezért a N-kezelések adatait a Cu-kezelések átlagaiban mutatjuk be a 3. táblázatban. Megemlíthető, hogy a lucerna elővetemény nyomán a talaj N-szolgáltatása kielégíthette a mérsékelt termések N-igényét a kontrolltalajon is. A N-trágyázás ebből adódóan N-túlsúlyt, túltrágyázást eredményezett. Egy másik, ugyanezen a mezőföldi mészlepedékes csernozjom talajon korábban beállított NPK-műtrágyázási tartamkísérletünkben a 100 kg N ha -1 év -1 feletti N- trágyázás csökkentette a tavaszi árpa m²-enkénti kalászainak számát és az átlagos ezermagtömegét is, ez utóbbit 40-ről 38 g-ra. A magtermés igazolhatóan mérséklődött, a N-túlsúly nyomán a szalma/szem aránya a N-kontrollon mért 0,7-ről 1,1-re
350 KÁDÁR CSATHÓ 3. táblázat N-trágyázás hatása a tavaszi árpára 1988-ban a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talajon beállított kísérletben (2) (3) Hajtás (6) (7) (8) N-adag Bonitálások (4) (5) Szalma Pelyva Szem kg ha -1 (hónap, nap) zöld légszáraz 05.14. 06. 06. 05.18., g 4 fm -1 07. 20., t ha -1 (9) Együtt 0 3,2 3,7 260 42 2,1 0,8 3,5 6,4 100 3,9 2,8 277 44 2,3 0,7 2,9 5,9 200 4,8 2,7 307 49 2,1 0,8 2,9 5,8 300 4,9 2,4 307 48 2,5 0,7 2,8 6,0 a) SzD 5% 1,0 1,1 40 7 0,7 0,3 0,6 0,8 b) Átlag 4,2 2,9 288 46 2,3 0,7 3,0 6,0 Megjegyzés: Adatok a Cu-kezelések átlagában. Bonitálás 05.14-én állományra (1=gyengén, 5=jól fejlett állomány); Bonitálás 06.06-án vetésfehérítő bogár kártételére (1=gyengén, 5=erősen fertőzött). 1000-szem 35,4 g; 13,4 db szem kalász -1 ; 0,5 szem g kalász -1 átlagosan ugrott. A generatív fázisban fellépő N-depresszióhoz az ebben az évben is aszályos július is hozzájárult. A maximális (5,5 t ha -1 szem + 5,5 t ha -1 szalma) termést az évenkénti 100 kg ha -1 körüli N-trágyázás, valamint a talaj kielégítő P- és K- ellátottsága (150 200 mg AL-P 2 O 5, illetve AL-K 2 O kg -1 ) biztosította. A nitrogén túlsúlya 0,5 t ha -1 terméscsökkenést eredményezett (KÁDÁR et al., 2003). N-Cu kísérletünkben a N-kínálattal emelkedett a bokrosodáskori hajtásban mért makro- és mikroelemek koncentrációja a Na és a Zn kivételével. A gyökérben csak a N-tartalom emelkedése volt igazolható. A szalmában és a szemtermésben négy elem (N, Ca, Mn és Cu) beépülését serkentette a N-bőség. BERGMANN (1992) szerint a tavaszi árpa hajtásának optimális elemösszetétele bokrosodás végén az alábbi tartományban van: K 2,5 4,5%; N 2,0 4,0%; Ca 0,4 1,0%; P 0,3 0,5%; Mg 0,12 0,30%; Mn 25 50, Zn 15 60, B és Cu 5 10 mg kg szárazanyag -1. Megállapíthatjuk, hogy fenti határértékek alapján a K, N, Ca, P, Mg, Mn, Zn és Cu elemekkel a fiatal tavaszi árpa állománya egyaránt kielégítően el volt látva (4. táblázat). A Cu-adagolás a növényi szervek összetételét sem módosította igazolhatóan. A réz döntően a gyökerekben akkumulálódott. A trágyázatlan talajon fejlődött növények gyökerében 3,5-ször akkora volt a Cu-koncentráció, mint a föld feletti hajtásban. A N-kínálattal a hajtás Cu-tartalma érdemben nem változott, míg a gyökérben 28-ról 144 mg kg -1 -ra, az ötszörösére ugrott. A réz növényen belüli transzportja, vertikális mozgása gátolt (5. táblázat). Ismeretes, hogy a felvett elemek mennyiségi viszonyai nemcsak a tápelemigényt jelezhetik, hanem közvetlenül a trágyaszükséglet becslésében is iránymutatóul szolgálhatnak. Kielégítően ellátott talajokon ugyanis megelégszünk a felvett tápelemek többé-kevésbé egyszerű pótlásával, fenntartó trágyázást folytatva. A trágyaigényt ilyen esetben a tervezett termés és fajlagos elemtartalom szorzata adja meg. A trágyaigényt más tényezők is módosítják, elsősorban a talaj tápelem-ellá-
N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben 351 4. táblázat N-trágyázás hatása a tavaszi árpa hajtás, gyökér, szalma és szemtermés elemösszetételére 1988-ban a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talajon beállított kísérletben (2) N-trágyázás, kg N ha -1 Elem 0 100 200 300 (3) SzD 5% (4) Átlag A. Hajtás bokrosodáskor (05. 18.) K % 4,28 4,44 4,59 4,67 0,20 4,49 N % 3,08 3,40 3,59 3,81 0,23 3,47 Ca % 0,74 0,79 0,80 0,84 0,03 0,79 Mg % 0,17 0,17 0,19 0,20 0,03 0,18 Fe mg kg -1 430 486 513 677 462 527 Mn mg kg -1 62 65 69 77 12 68 Cu mg kg -1 7,5 7,8 7,5 8,0 0,6 7,7 B. Gyökér bokrosodáskor (05. 18.) N % 1,01 1,39 1,58 1,72 0,29 1,42 C. Szalma aratáskor (07. 20.) N % 0,84 0,96 1,05 1,10 0,20 0,98 Ca % 0,32 0,32 0,34 0,38 0,06 0,34 Mn mg kg -1 36 41 42 46 6 41 Cu mg kg -1 3,5 4,1 4,5 4,5 0,4 4,1 D. Szemtermés aratáskor (07. 20.) N % 2,06 2,22 2,27 2,31 0,08 2,22 Ca mg kg -1 637 660 667 712 52 669 Mn mg kg -1 19 19 20 20 1 20 Cu mg kg -1 7,7 8,3 9,0 8,9 0,8 8,5 Megjegyzés: Adatok a Cu-kezelések átlagában. A Cu-trágyázás az összetételt igazolhatóan csak a gyökérben befolyásolta. BERGMANN (1992) szerint a bokrosodáskori hajtás optimális elemtartalma: 2,5 4,5% K; 2,0 4,0% N; 0,4 1,0% Ca; 0,30 0,50% P; 0,12 0,30% Mg; 25 100 mg kg -1 Mn, 15 60 mg kg -1 Zn, 5 10 mg kg -1 B és Cu 5. táblázat A Cu-trágyázás hatása a bokrosodáskori tavaszi árpa gyökerének és hajtásának Cutartalmára (mg kg -1 ) 1988. május 18-án a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talajon beállított kísérletben Növényi (2) Cu-trágyázás, kg Cu ha -1 rész 0 50 100 (3) SzD 5% (4) Átlag a) Hajtás 8 8 8 1 8 b) Gyökér 28 71 134 18 77 tottsága. A fajlagos elemtartalom szintén változhat a talaj elemkínálatától függően. A talaj növény elemforgalmát átfogóan ezért csak trágyázási tartamkísérletekben vizsgálhatjuk.
352 KÁDÁR CSATHÓ A környezeti hatásokkal (mint az éghajlat, talaj, trágyázás, gyomosodás stb.) szemben a legérzékenyebb gabonafélének minősülhet a tavaszi árpa. Ami az 1 t szem + a hozzá tartozó melléktermés fajlagos elemigényét illeti, szintén tág határok között ingadozhat a termesztési feltételektől függően. A hazai szaktanácsadásban a 23-9-21-8-2=N-P 2 O 5 -K 2 O-CaO-MgO átlagos fajlagos mutató az elfogadott (BUZÁS et al., 1979; ANTAL 1987). A szélsőértékeket feltüntetve, az NPK-ellátottság függvényében, KISMÁNYOKY (1980, 1997, 2005) az alábbi fajlagos elemtartalmakat közli: 19 30 kg N, 10 12 kg P 2 O 5, 21 36 kg K 2 O, 6 12 kg CaO, 3 5 kg MgO. A továbbiakban vizsgálni kívánjuk a tavaszi árpa fajlagos elemtartalmát is, hogy a növény tápelemigényének megítélésére szolgáló irányszámokat a szaktanácsadás számára tovább finomítsuk. A tavaszi árpa átlagos elemösszetételét és felvételét a 6. táblázat foglalja össze. Látható, hogy a bokrosodáskori gyökér a hajtáshoz viszonyítva N és K elemekben szegényebb, míg egyéb makro- és mikroelemekben gazdagabb. A szemtermésben elsősorban a N, P, Mg, Zn és Cu elemek akkumulálódtak. A szalmában ezzel szemben a K, Ca, Na, Fe és Mn elemek halmozódtak fel. Mindez tükröződik a felvett elemek mennyiségében is. A 6 t ha -1 légszáraz föld feletti biomasszába kerekítve 96 kg N, 48 kg K (57 kg K 2 O), 16 kg P (37 kg P 2 O 5 ), 12 kg Ca (17 kg CaO) és 7 8 kg Mg (12 13 kg MgO) épült be. A fajlagos, azaz 1 t szemtermés + a hozzá tartozó melléktermés elemtartalma tehát 32 kg N, 19 kg K 2 O, 12 kg P 2 O 5, 6 kg CaO és 4 kg MgO mennyiségre tehető. A tavaszi árpára kritikus időszakok csapadékszegénysége miatti kisebb termésekben a fajlagos tápelemtartalmak az átlagoshoz képest mint- 6. táblázat A tavaszi árpa átlagos elemtartalma és elemfelvétele 1988-ban a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talajon beállított kísérletben Elem jele (3) Hajtás (2) Elemtartalom (7) Elemfelvétel 05. 18. 07. 20. 07. 20. (4) (5) (6) (5) (6) Gyökér Szalma Szem Szalma Szem (8) Összesen % kg ha -1 K 4,49 1,25 1,07 0,52 32,1 15,6 47,7 N 3,47 1,42 0,98 2,22 29,4 66,7 96,0 Ca 0,79 1,11 0,34 0,07 10,2 2,1 12,3 P 0,31 0,28 0,11 0,43 3,3 12,9 16,2 Mg 0,18 0,53 0,10 0,15 3,0 4,5 7,5 mg kg -1 g ha -1 Na 315 613 349 87 1047 261 1308 Fe 527 7200 170 55 510 165 675 Mn 68 333 41 20 123 60 183 Zn 24 44 8 29 24 87 111 Cu 8 28 4 8 12 24 36 Megjegyzés: A szalma+pelyva melléktermés és a szemtermés is 3 t ha -1 átlaghozammal számolva
N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben 353 egy 20%-os növekedést mutattak kísérletünkben. A fajlagos N-tartalomban mindezen túl a pillangós elővetemény, valamint a 100 300 kg N ha -1 adagok miatti N-túlkínálat is tükröződik. Adataink hasonló termesztési körülmények között felhasználhatók a tavaszi árpa tervezett termés elemigényének becslésekor a szaktanácsadásban. A tervezett termésszint és a fajlagos tápelemtartalom közötti negatív összefüggés, a tápelemhígulás elve az MTA TAKI MTA MGKI (Pro Planta) költség- és környezetkímélő trágyázási szaktanácsadási rendszerbe beépítésre került (CSATHÓ et al., 2007). 7. táblázat N- és Cu-kezelések hatása a nagyhörcsöki mészlepedékes csernozjom talaj szántott rétegének KCl+EDTA-oldható Cu-tartalmára (mg kg -1 ) a tavaszi árpa aratása után, 1988. 09. 30-án Cutrágyázás, (2) N-trágyázás, kg N ha -1 kg Cu ha -1 0 100 200 300 (3) SzD 5% (4) Átlag 0 2 3 3 2 2 50 21 22 18 25 12 22 100 37 48 46 46 44 a) SzD 5% 6 b) Átlag 20 24 22 24 6 23 Megjegyzés: A CV=30%. A KCl-oldható NO 3 -N átlagosan 11, NH 4 -N 9 mg kg -1 A szeptember végén vett talajminták elemzésekor (7. táblázat) a szántott rétegben a kontrolltalajon 2 3, az 50 kg Cu ha -1 Cu-terhelésnél kerekítve 22, a 100 kg Cu ha -1 Cu-terhelésnél 44 mg kg -1 Cu-tartalmat találtunk. A vizsgálatok hibáját is figyelembe véve mindez arra utal, hogy a CuSO 4 formában beszántott réz gyakorlatilag teljes mennyisége KCl+EDTA-oldható formában maradt a kísérlet első éve után a talajban. Hasonló becslésnél feltesszük, hogy a 0 20 cm körüli szántott réteg tömege 3 millió kg ha -1, tehát közelítően 2,5 3,0 kg Cu egy mg kg -1 koncentrációnövekedést eredményezhet a talajban. Megemlítjük, hogy a KCl-oldható NO 3 -N átlagosan 11, az NH 4 -N 9 mg kg -1 volt a kezelésektől függetlenül a feltalajban szeptember végén. Összefoglalás Mészlepedékes csernozjom vályogtalajon beállított szabadföldi kísérletben vizsgáltuk a N és a Cu elemek közötti kölcsönhatásokat 1988-ban tavaszi árpával. A termőhely talaja a szántott rétegben 3% humuszt, 5% körüli CaCO 3 -ot és 20% körüli agyagot tartalmazott. A talajelemzések alapján a terület jó Ca-, Mg-, K- és Mn-, kielégítő Cu-, közepes N-, valamint gyenge-közepes P- és Zn-ellátottságú volt. A talajvíz 13 15 m mélyen található, a terület aszályérzékeny. A kísérletet 4N 3Cu =
354 KÁDÁR CSATHÓ 12 kezelés 3 ismétlés = 36 parcellával állítottuk be osztott parcellás (split-plot) elrendezéssel. A N-adagokat (0, 100, 200 és 300 kg N ha -1 ) Ca-ammónium-nitrát, a Cu-adagokat (0, 50 és 100 kg Cu ha -1 ) CuSO 4 formájában adtuk ki. Áprilisban és májusban a szokásos csapadék csupán 1/3-a, júliusban a fele hullott. A jelzőnövényként használt Mars fajtájú tavaszi árpát 5 cm mélyre vetettük 12 cm gabona sortávra, 60 70 db fm -1 csíraszámmal és 200 kg ha -1 vetőmagnormával. A növényállományt parcellánként 1 5 skálán bonitáltuk bokrosodás, virágzás és betakarítás idején. A betakarítást követően talajmintavételre is sor került a szántott rétegből, parcellánként 20-20 lefúrásból képezve átlagmintákat. A növénymintákat tíz elemre vizsgáltuk. A talajmintákban meghatároztuk a KCl-EDTA-oldható Cu-tartalmat, valamint a KCl-kicserélhető NH 4 -N- és NO 3 -N-tartalmat. A főbb eredményeket a következőkben foglaljuk össze: A 100 300 kg N ha -1 N-trágyázás 20 25%-os szemterméscsökkenést eredményezett az évelő pillangós lucerna elővetemény után. A Cu-trágyázás teljesen hatástalan maradt a termésre ezen a kielégítő Cu-ellátottságú talajon. Az átlagos termésszint 3 t ha -1 szem- és 3 t ha -1 melléktermést jelentett mindössze. A kis termés N- igényét ebben a száraz évben a trágyázatlan talaj is kielégítette a N-gyűjtő lucerna elővetemény után. A N-kínálattal viszont a Na és a Zn kivételével nőtt a bokrosodáskori hajtás makro- és mikroelem-tartalma. Aratáskor a szalmában és szemben található N, Ca, Mn és Cu elemek beépülését szintén serkentette a N-trágyázás. A Cu-trágyázás a növényi összetételt sem módosította. A réz döntően a gyökérben halmozódott fel, ahol a növekvő Cu-kínálattal a Cu-koncentráció a kontrollon mért 28-ról 144 mg kg -1 -ra ugrott. A szemtermésben főként a N, P, Mg, Zn és Cu elemek dúsultak. A tavaszi árpa fajlagos, azaz 1 t szem + a hozzá tartozó melléktermés elemtartalma 32 kg N, 19 kg K 2 O, 12 kg P 2 O 5, 6 kg CaO és 4 kg MgO mennyiséget tett ki. Adataink hasonló termesztési körülmények között felhasználhatók a tavaszi árpa tervezett termésének elemigénye becslésekor a szaktanácsadásban. Megemlítjük, hogy a kapott kis termések fajlagos elemtartalmai átlagosan mintegy 20%-kal meghaladták a normál években kapottakat. A fajlagos N-tartalomban mindezen túl a pillangós elővetemény, valamint a 100 300 kg N ha -1 adagok miatti N-túlkínálat is tükröződött. Az első év után a bevitt Cu-trágya gyakorlatilag teljes mennyisége kimutatható volt KCl+EDTA formában a talaj szántott rétegében. A kontrolltalajon mért 2 mg kg -1 Cu-tartalom az 50, illetve a 100 kg Cu ha -1 év -1 Cu-terhelés hatására 22, illetve 44 mg kg -1 értékre ugrott. A réz növényen belüli (vertikális) transzportja ugyanakkor gátolt volt. Kulcsszavak: N Cu kölcsönhatások, szabadföldi kísérlet, tavaszi árpa, mészlepedékes csernozjom talaj
N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben 355 Irodalom ANTAL J.,1987. Növénytermesztők zsebkönyve. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. BARANYAI F., FEKETE A. & KOVÁCS I., 1987. A magyarországi talaj tápanyagvizsgálatok eredményei. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. BERGMANN, W., 1992. Nutritional Disorders of Plants. G. Fischer Verlag. Jena Stuttgart New York. BOWEN, H. J. M., 1979. Environmental Chemistry of the Elements. Acad. Press. London New York Toronto Sydney San Francisco. BUZÁS I. et al. (szerk.), 1979. Műtrágyázási irányelvek és üzemi számítási módszer. MÉM Növényvédelmi és Agrokémiai Központ. Budapest. CERLING, V. V., 1978. Agrohimicseszkie osznovü diagnosztiki mineral nogo pitanija Sz/h. kultur. Izdat. Nauka. Moszkva. CSATHÓ P. et al., 2007. A legelterjedtebb hazai trágyázási szaktanácsadási rendszerek tesztelése szabadföldi kísérletekben. Agrokémia és Talajtan. 56. 173 190. CSERHÁTI S., 1901. Általános és különleges növénytermelés. II. kötet. Czéh Sándor-féle Könyvnyomda. Magyar-Óvár. ELEK, É., PATÓCS, B. & GARTNER, Á., 1983. Manganese, zinc and copper supply of the soils in Hungary and relations to crop production. In: Proc. 9 th World Fertilizer Congress. (Eds.: WELTE, E. & SZABOLCS, I.) Vol. 3. 87 90. Goeltze Druck. Göttingen. GYŐRI D., 1984. A talaj termékenysége. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. KÁDÁR I., 1995. A talaj növény állat ember tápláléklánc szennyeződése kémiai elemekkel Magyarországon. KTM MTA TAKI. Budapest. KÁDÁR I., 2004. Műtrágyázás hatása a telepített gyep ásványi elemtartalmára. Gyepgazdálkodási Közlemények. 2. 57 66. KÁDÁR I., 2011. Jelentés a sertéshígtrágyák által okozott Cu-terhelésről. MTA TAKI. Budapest. KÁDÁR I., BÉNDEK GY. & RADICS L., 2003. A műtrágyázás hatása a sörárpa (Hordeum distichon L.) termésére és minőségére. Növénytermelés. 52. (3-4) 409 421. KÁDÁR I. & SHALABY, M. H., 1984. A nitrogén- és réztrágyázás közötti kölcsönhatások vizsgálata meszes homoktalajon. Agrokémia és Talajtan. 33. 269 274. KÁDÁR I. & SHALABY, M. H., 1985. N és Cu trágyázás hatása a talaj és a növény tápelemtartalmára. Növénytermelés. 34. (2) 119 126. KISMÁNYOKY T., 1980. Sörárpa termesztése barna erdőtalajon. Kand. értekezés. PATE. Keszthely. KISMÁNYOKY T., 1997. Árpa. In: Az árpa, a rozs és a zab termesztése. (Szerk.: PALÁGYI A.) 9 63. GKI-Winter Fair Kiadás. Szeged. KISMÁNYOKY T., 2005. Gabonafélék. 7. Őszi és tavaszi árpa. In: Növénytermesztéstan. 1. (Szerk.: ANTAL J.) 244 276. Mezőgazda Kiadó. Budapest. KORTE, N. E. et al., 1976. Trace element movement in soils: influence of soil physical and chemical properties. Soil Sci. 122. 350 359. LÁSZTITY B., 1985. A műtrágyázás hatása a tavaszi árpa szárazanyag-felhalmozására, tápelemtartalmára és arányaira. Növénytermelés. 34. 417 425. LŐRINCZ J. (szerk.), 1984. A sörárpa termesztése. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. MÉM NAK, 1978. A TVG tápanyagvizsgáló laboratórium módszerfüzete. MÉM Növényvédelmi és Agrokémiai Központ. Budapest.
356 KÁDÁR CSATHÓ SCHULTE, E. E. & KELLING, K. A., 1999. Soil and Applied Copper. Understanding Plant Nutrients. A2527. University of Wisconsin. Madison, USA. SILLANPÄÄ, M., 1982. Micronutrients and the Nutrient Status of Soils. A Global Study. FAO Soils Bulletin No. 48. FAO. Rome. SZAKÁL P. & TÖLGYESI E., 1989. Különböző fémek és fém-komplexek hatása a szójanövény terméshozamára és beltartalmára. Agrokémia és Talajtan. 38. 330 332. TÖLGYESI GY., 1965. A keszthelyi lápon termett szálastakarmányok réz és molibdén tartalmának takarmányozási vonatkozásai. Magyar Állatorvosok Lapja. 20. 502 506. Érkezett: 2013. május 31.
N Cu kölcsönhatások szabadföldi tavaszi árpa kísérletben 357 N Cu interactions in a field experiment on spring barley I. KÁDÁR and P. CSATHÓ Institute for Soil Sciences and Agricultural Chemistry, Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences, Budapest Summary Interactions between the elements N and Cu were examined in a field experiment on spring barley set up on pseudomyceliar (calcareous) chernozem soil in 1988. The soil contained 3% humus, around 5% CaCO 3 and around 20% clay in the ploughed layer. Soil analysis showed the nutrient supply level to be good for Ca, Mg, K and Mn, satisfactory for Cu, moderate for N and poor-to-moderate for P and Zn. The groundwater was at a depth of 13 15 m and the area was prone to drought. The experiment was set up in a split-plot design with 4N 3Cu = 12 treatments 3 replications = 36 plots. The N rates (0, 100, 200 and 300 kg N ha 1 ) were applied in the form of calcium ammonium nitrate and the Cu rates (0, 50 and 100 kg Cu ha 1 ) as CuSO 4. The rainfall was only a third of the usual quantity in April and May and half in July. The spring barley variety Mars, used as indicator plant, was sown at a depth of 5 cm with a row distance of 12 cm, and a seed number of 60 70 m -2 and 200 kg ha 1. The plant stand was scored on a 1 5 scale in each plot at the tillering, flowering and harvesting stages. After harvest, soil samples were taken from the ploughed layer, forming mean samples from 20 drillings per plot. Ten elements were analysed in the plant samples, while in the soil samples the KCl-EDTA-soluble Cu content and the KClexchangeable NH 4 -N and NO 3 -N contents were determined. The main results were as follows: N fertilizer rates of 100 300 kg ha 1 led to a 20 25% loss of grain yield after perennial legume alfalfa as preceding crop. Cu fertilization had no effect at all, as the soil had satisfactory Cu supplies. The average yield level was only 3 t ha 1 grain and 3 t ha 1 by-products. The N requirements of the low yield achieved in this dry year could be satisfied even by the unfertilized soil when grown after the N-fixing crop alfalfa. The macro- and microelement contents of the shoots at tillering increased, however, with the exception of Na and Zn as the N supplies increased. The incorporation of the nutrients N, Ca, Mn and Cu in the straw and grain at harvest was also stimulated by N fertilization. Cu fertilization had no effect on the plant composition. Copper was accumulated primarily in the roots, where the Cu concentration rose steeply from 28 mg kg 1 in the control to 144 mg kg 1 as the Cu supplies increased. The nutrients N, P, Mg, Zn and Cu were enriched to the greatest extent in the grain. The specific element contents of spring barley (in 1 t grain + corresponding byproducts) amounted to 32 kg N, 19 kg K 2 O, 12 kg P 2 O 5, 6 kg CaO and 4 kg MgO. These data could be useful to the extension service for the estimation of the nutrient requirements of the planned yield of spring barley. It should be noted that the specific nutrient contents of the low yields averaged around 20% more than in normal years. In addition the specific N content reflected the excessive N supply resulting from the application of 100 300 kg N ha 1 after a legume forecrop.
358 KÁDÁR CSATHÓ After the first year practically the whole of the Cu fertilizer applied could be detected in the ploughed layer in KCl+EDTA form. The 2 mg kg 1 Cu content recorded in the control soil rose steeply to 22 and 44 mg kg 1 in response to the addition of 50 and 100 kg Cu ha 1 year 1, resp. The transport of Cu within the plant (vertically) was, however, inhibited. Table 1. Main agronomic measures and observations in the spring barley experiment set up on pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök. Agronomic measures. (2) Date (year, month, day). (3) Other comments. Remarks: Sowing at a depth of 5 cm with a row distance of 12 cm, and a seed number of 60 70 m -1 and 200 kg ha 1. Table 2. Monthly, quarterly (I IV.) and annual rainfall sums in the spring barley experiment set up on pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök in 1988. Month, quarter-year. a) f): Jan. Jun.; g) Total for Jan. Jun.; h) m) Jul. Dec.; n) Total for Jul. Dec. (2) Measured, mm. (3) Long-term mean. Remarks: The rainfall sum in the growing period, from April to September, was 290 mm in 1988, compared with the 48-year mean of 317 mm. Table 3. Effect of N fertilization on spring barley grown on pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök in 1988. N rate, kg ha 1. a) LSD 5% ; b) Mean. (2) Scoring (month, day). (3) Shoots, (4) fresh; (5) air-dry. (6) Straw. (7) Husks. (8) Grain. (9) Together. Remarks: Data averaged over Cu treatments. Scoring for stand status on May 14 (1 = poorly, 5 = very well developed). Scoring on June 6 th for cereal leaf beetle damage (1 = weakly, 5 = heavily infected). Thousand-grain weight 36.4 g; 13.4 grains ear 1 ; grain weight ear 1 0.5 g on average. Table 4. Effect of N fertilization on the element composition of the shoots, roots, straw and grain of spring barley in an experiment set up on pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök in 1988. Element. (2) N fertilization, kg N ha 1. (3) LSD 5%. (4) Mean. A. Shoots at tillering. B. Roots at tillering. C. Straw at harvest. D. Grain at harvest. Remarks: Data averaged over Cu treatments. Cu fertilization only had a significant influence on the element composition in the roots. Optimum element content of the shoots at tillering according to BERGMANN (1992). Table 5. Effect of Cu fertilization on the Cu content (mg kg 1 ) of the roots and shoots of spring barley at tillering in an experiment set up on pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök on 18 May 1988. Plant organ. a) shoots; b) roots. (2) Cu fertilization, kg Cu ha 1. (3) LSD 5%. (4) Mean. Table 6. Mean element content and element uptake of spring barley in 1988 in an experiment set up on pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök. Element symbol. (2) Element content. (3) Shoots. (4) Roots. (5) Straw. (6) Grain. (7) Element uptake. (8) Total. Remarks: Taking values of 3 t ha 1 for both the by-products (straw+husks) and the grain. Table 7. Effect of N and Cu treatments on the KCl-EDTA-soluble Cu content (mg kg 1 ) in the ploughed layer of the pseudomyceliar chernozem soil in Nagyhörcsök after the harvest of spring barley, on 30 Sept. 1988. Cu fertilization, kg Cu ha 1. (2) N fertilization, kg N ha 1. (3) and a) LSD 5%. (4) and b) Mean. Remarks: CV = 30%. Mean KCl-soluble content of NO 3 -N and NH 4 -N: 11 and 9 mg kg 1, respectively.