PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR, KESZTHELY Növényvédelmi Intézet Növénytermesztési és Kertészeti Tudományok Doktori Iskola Iskolavezetı: Dr. Kocsis László egyetemi tanár Témavezetı: Dr. NÁDASYNÉ Dr. IHÁROSI ERZSÉBET egyetemi docens KOMPETÍCIÓS ÉS HERBICIDHATÁS VIZSGÁLATOK ZÖLDBORSÓBAN DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI Készítette: WÁGNER GÁBOR Keszthely 2012
1.A kutatás elızményei, célkitőzései A gyomnövények visszaszorítására való törekvés a növénytermesztéssel közel egyidıs feladat. A kémiai gyomirtás néhány évtizedes múltra tekint vissza, iparszerő alkalmazása a trágyázáshoz hasonlóan jelentıs termésnövekedéshez vezetett. A herbicidek vezetı helyet foglalnak el a gyomszabályozás rendszerében. Jelentıségük rendkívül nagy a gyomnövények okozta károk csökkentésében. Az integrált gyomszabályozást megalapozó tápanyagversengés vizsgálata nagy jelentıséggel bír a zöldborsó termesztés szempontjából. A trágyázás szintje hatással van a borsó és gyomnövények kompetíciójára eltérı tápanyagfelvételük nyomán. Kutatások bizonyítják, hogy a gyomnövények gyakran gyorsabban és nagyobb mennyiségben képesek felvenni a tápanyagokat, mint a kultúrnövények és ez kezdeti fejlıdésükben kompetíciós elınyt jelent. Munkánk célja volt a borsó kompetitív képességének tanulmányozása eltérı gyomdenzitás mellett különbözı gyomnövényekkel szemben. A gyomsőrőség növelésének vizsgálata a borsó vegetatív fejlıdésére. A kompetíció nyomon követése pre- és posztemergens herbicidek alkalmazása mellett. Az emelkedı dózisú nitrogéntrágyázás hatásának tanulmányozása a borsó és a gyomnövények versengésére. 2
A borsó nitrogén-reakciójának vizsgálata. Növekvı nitrogén ellátottsági körülmények között a növekedési paraméterek, termésadatok mérése. A talajból felvett nitrogén, foszfor és a kálium megoszlása a borsó és a gyomnövények között. A különbözı pre- és posztemergens herbicidek hatásának elemzése a zöldborsó növekedési paramétereire, termés adataira. A borsó gyomosodásának vizsgálata eltérı herbicid kezelések alkalmazásakor. A herbicidek gyomirtó hatásának értékelése. Új, borsóban még nem engedélyezett gyomirtó szer hatásának és fitotoxicitásának tanulmányozása. A borsó herbicid érzékenységének vizsgálata emelt dózisú pre- és posztemergens herbicidek alkalmazásakor. 3
2. Anyag és módszer 2.1. Üvegházi tenyészedényes kísérletek Tápanyag és herbicid hatás kísérletünket a Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Növényvédelmi Intézetének üvegházában állítottuk be Ramann-féle barna erdıtalajon. 2006-ban öt, 2007-ben három különbözı hatásmechanizmusú herbicid és növekvı adagú nitrogénkezelések kölcsönhatását vizsgáltuk a zöldborsó növekedésére, termésére. A nitrogénkezelések 27 %-os nitrogén tartalmú pétisó formájában adagoltuk a következı módon: N 0 = 0 mg/kg talaj, N 1 = 100 mg/kg talaj, N 2 = 200 mg/kg talaj, melyet 2007-ben N 3 = 300 mg/kg talaj kezeléssel egészítettünk ki. A gyomirtó szerek közül 2006-ban 4 preemergensen (Afalon Dispersion, Command 48 EC, Sencor 70 WG, Pledge 50 WG), 1 posztemergensen alkalmazható (bentazon hatóanyagú Basagran). A Pledge 50 WP borsóban nem rendelkezik engedéllyel, de egy másik hüvelyesben, a szójában alkalmazható. Az ott engedélyezett dózist használtuk. 2007-ben három preemergens herbicidet vizsgáltunk (Command 48 EC, Pledge 50 WP, Stomp 330). A kísérletekbıl a borsó 2-4 leveles állapotában és terméséréskor mintát vettünk és elvégeztük a hajtáshossz, hajtás friss és száraztömeg, termés friss és száraztömeg, hajtás és termés nitrogén, foszfor és kálium koncentráció meghatározását. A hajtáshossz, hajtás friss és száraztömeg, termés friss és száraztömeg megállapítására egyszerő méréseket alkalmaztunk. 4
Kénsavas feltárást követıen az összes nitrogéntartalom meghatározása Kjeldahl módszerrel, a növényi foszfor-koncentrációé 430 nm-es hullámhosszon spektrofotometriásan, a káliumtartalomé 760 nm-es hullámhosszon lángfotometriás eljárással történt. Az SzD 5% értékének meghatározása varianciaanalízis alkalmazásával SPSS 9.0 for Windows programcsomag segítségével történt. 2.2. Szabadföldi kisparcellás kísérletek A herbicidek gyomirtó és fitotoxikus hatásának tanulmányozására szabadföldi kísérletet állítottuk be Keszthelyen a Pannon Egyetem Georgikon Tanüzem KHT. ban kisparcellákon, egytényezıs véletlen blokk elrendezésben, 2006-ban, 2007-ben és 2009-ben, melyekben azokat a herbicideket és nitrogén mőtrágyázási szinteket alkalmaztuk, mint a tenyészedényes kísérletek során. A kísérletekbıl a borsó 2-4 leveles állapotában, virágzás kezdetén és terméséréskor mintát vettünk és elvégeztük a hajtáshossz, hajtás friss és száraztömeg, termés friss és száraztömeg, hajtás és termés nitrogén, foszfor és kálium koncentráció meghatározását. A méréseket a tenyészedényes kísérleteknél leírtakkal azonos módon végeztük el. A gyomfelvételezéseket 3 idıpontban (a borsó 2-4 leveles állapotában, virágzáskor és éréskor) végeztük a parcellák teljes felületén, mely során Balázs-Ujvárosi felvételezési módszerrel értékeltük a gyomborítást. 5
2.3. Tenyészedényes kísérlet a borsó és gyomnövényei közötti kompetíció tanulmányozására Additív kompetíciós vizsgálatunkat 2006-ban a Pannon Egyetem, Georgikon Kar, Növényvédelmi Intézetének üvegházában állítottuk be a borsó és négy gyomnövénye között. A kísérletben szereplı gyomnövények a következık voltak: vadrepce (Sinapis arvensis L.), szırös disznóparéj (Amaranthus retroflexus L.), fehér libatop (Chenopodium album L.), kakaslábfő (Echinochloa crus-galli (L.) P.B.). A gyomnövények kompetícióját háromféle egyedszám mellett vizsgáltuk: 5, 10 ill. 15 db növény/tenyészedény. A növényeket 6 hétig neveltük, majd a lebontást követıen mértük a következı paramétereket: 1. borsóhajtások hossza (cm/növény) 2. borsóhajtások friss- és száraztömege (g/növény) 3. gyomnövények friss- és száraztömege (g/növény) 4. borsó és a vadrepce levélterülete (cm 2 /növény) A levélterület mérése LI-COR LI-3000 típusú levélterület mérıvel történt. A kísérleti eredmények feldolgozása során az egytényezıs varianciaanalízist alkalmaztuk. 6
3. Eredmények A borsó és vadrepce (Sinapis arvensis L.), szırös disznóparéj (Amaranthus retroflexus L.), fehér libatop (Chenopodium album L.), kakaslábfő (Echinochloa crus-galli (L.) P.B.) közötti addíciós kompetíciós vizsgálatunkban az E. crus-galli 10 db/tenyészedény és a S. arvensis 5 db/tenyészedény egyedsőrősége csökkentette legjobban a borsó friss és száraztömegét. A legerısebb kompetitítornak a S. arvensis bizonyult, ez a gyomfaj képezte a legtöbb szárazanyagot, a többi gyomfajhoz, illetve a borsóhoz viszonyítva is. A borsó levélterületét 5 db vadrepce csökkentette leginkább a kontrollhoz képest. 2007-ben és 2009-ben szabadföldi kísérletben a nitrogén-kezelések biomassza-tömeget növelı hatását tapasztaltuk a mintavételek illetve lebontások során egészen 200 kg/ha nitrogén mőtrágya dózisig, e felett már csökkenés volt megfigyelhetı. A kísérlet eredményei azt mutatják, hogy növekvı nitrogén adagok hatására kismértékben csökken a termés friss tömege a herbiciddel nem kezelt növények esetén. Az alkalmazott Pledge 50 WP, Command 48 EC és Stomp 330 herbicidek kismértékben növelték a termés biomasszáját a gyomkonkurencia kikapcsolása miatt. A gyomfelvételezések eredményei alapján a legnagyobb borítási értékkel a Chenopodium album szerepelt és szintén fontos gyomfaj volt még a Cirsium arvense, Sonchus arvensis, Ambrosia artemisiifolia, Amaranthus retroflexus, Abuthilon theophrasti, 7
Galinsoga parviflora. A Command 48 EC+Basagran és Stomp 330+Basagran kezelések adták a legjobb gyomirtó hatást. A tenyészedényes tápanyag és herbicid hatás kísérletünkben a borsó korai, 2-4 leveles stádiumában az alkalmazott herbicidek többsége visszavetette a hajtások hosszirányú növekedését, friss tömegét. A herbicidek kétszeres dózisai okozták a legnagyobb csökkentést, így az Afalon Dispersion, a Pledge 50 WP és a Sencor 70 WG. A nitrogén dózisok emelése növelte a növénymagasságot, a biomassza tömeget és csökkentette a kezelések közötti különbségeket. A kísérlet eredményei azt mutatják, hogy növekvı nitrogén adagok hatására kismértékben nıtt a termés friss tömege a herbiciddel nem kezelt növények esetén, míg a herbicidek kétszeres dózisai jelentısen mérsékelték a termést. A borsó 2-4 leveles korában nitrogénkezelés nélkül a hajtások átlagos nitrogéntartalma 2,54 %, mely 3,05 %-ra emelkedett 100 mg/kg nitrogén hatására. A herbicidek kétszeres dózisai kissé növelték a hajtások nitrogén koncentrációját. Nitrogén kijuttatás nélkül az Afalon Dispersion, Pledge 50 WP és a Basagran szignifikánsan növelték a nitrogén koncentrációt. Az Afalon Dispersion kezelés minden nitrogén szinten megnövelte a hajtások nitrogén koncentrációját, mely összefüggésben van a biomasszatömeg csökkentı hatásával. A herbicid kezelésben nem részesült növények foszfor és kálium koncentrációja a nitrogén dózisok növelésével az aránytalan tápelem ellátottság révén csökkent. 8
3. Új tudományos eredmények 1. A kísérletek eredményei alapján bebizonyosodott, hogy a borsó eltérı herbicid érzékenységgel rendelkezik a különbözı herbicidekkel szemben. A herbicid érzékenységben tapasztalt különbségek a borsó növekedési paramétereiben (friss és száraz tömeg, hajtáshosszúság) és termésében nyilvánultak meg. A borsó a linuron hatóanyagú Afalon Dipersionnal szemben bizonyult érzékenynek különösen kétszeres dózis alkalmazásakor és a kívántnál több bemosó csapadék hatására. Ez a készítmény 35-90% terméstömeg csökkenést idézett elı 2. A tenyészedényes kísérletek eredményei alapján 100 mg/kg nitrogénadag szignifikánsan növelte a 2-4 leveles borsó hajtásainak nitrogén koncentrációját, a 200 mg/kg már csökkentette. Éréskor a 200 mg/kg nitrogént is tudta hasznosítani a növény. 3. A 2-4 leveles borsónövények foszfor koncentrációja a nitrogén dózisok 0-ról 100 mg/kg-ra történı növelésével az aránytalan tápelem ellátottság révén mintegy 25%-kal csökkent. A nitrogén ellátottság 300 mg/kg-ra történı emelésével közel 40 %-os csökkenést figyeltünk meg a foszfor tartalomban. 4. A herbicidekkel nem kezelt borsó kiegészítı nitrogén ellátás nélkül a következı nitrogén koncentrációkat tartalmazta: 2-4 leveles állapotban hajtásban: 2,54-4,18 %, éréskor hajtásban: 1,31-1,75 %, termésben: 3,0-4,06 %. 9
5. A tenyészedényes kísérletek eredményei alapján a herbicidek szignifikánsan növelték a borsóhajtások nitrogéntartalmát a biomasszaprodukció csökkentése révén, különösen kétszeres dózis alkalmazásakor. Az Afalon Dispersion és a Command 50 WP herbicidek a termések nitrogéntartalmát magas nitrogénellátás esetén 8-25 %-kal növelték a herbicid nélküli kezelésekhez képest. A termések nitrogén tartalmát a flumioxazin tartalmú Pledge 50 WP mintegy 10 %-kal növelte. 6. A szabadföldi kisparcellás kísérletekben a fehér libatop nitrogéntartalma az emelkedı nitrogéndózisokkal egyenes arányban növekedett. A tápanyagokért folytatott kompetícióban a borsó több nitrogént épített be 100 és 200 kg/ha nitrogén adag alkalmazásakor, mint a libatop. 300 kg/ha nitrogén mennyiséget a borsó már nem tudta hasznosítani, míg a fehér libatop tízszer annyi nitrogént vettel fel, mint a borsó. 7. A kompeticiós kísérlet eredményei azt mutatják, hogy tenyészedényenként 10 db kakaslábfő illetve 5 db vadrepce 11%-kal csökkentette a borsó friss hajtástömegét. A legerısebb kompetítornak a vadrepce bizonyult több szárazanyagot képzett, mint a borsó és levélterület csökkentı hatása 15% volt. 8. A zöldborsóban végzett gyomfelvételezések eredményei alapján megállapítottuk, hogy a nitrogénadagok növelésével arányosan emelkedik a gyomnövények borítása, míg fajszáma csökken. A kísérletekben a legnagyobb borítási értékkel a nitrofil fehér libatopot (Chenopodium album L.) felvételeztük. A legjobb 10
gyomirtó hatást a Command 48 EC+Basagran és Stomp 330+Basagran kezelések adták. 11
4. Az értekezés témakörében írt tudományos közlemények, publikációk, elıadások Magyar nyelvő, lektorált tudományos folyóiratban megjelent cikk: Nádasyné I. E. - Wágner G. (2004): A borsó herbicidérzékenységének vizsgálata. Magyar Gyomkutatás és Technológia, V. évfolyam 1. szám, 55-62. Wágner G. Nádasyné I. E. (2006): Herbicidek fitotoxicitás vizsgálata zöldborsón. Magyar Gyomkutatás és Technológia, VII. évfolyam 2. szám, 71-78. Wágner Gábor Nádasyné Ihárosi Erzsébet (2008): A zöldborsó és néhány fontosabb gyomnövénye közötti kompetíció vizsgálata tenyészedényes kísérletben. Növényvédelem, 44. (1): 27-33. Wágner Gábor - Nádasyné Ihárosi Erzsébet (2009): A borsó és a gyomnövények tápanyag kompetíciója. Agrokémia és Talajtan, 58. (1): 69-78. Idegen nyelvő, lektorált tudományos folyóiratban megjelent cikk: 12
E. Nádasy G. Wágner (2005): Dry matter production of green pea influenced by herbicides, Cereal Research Communications, 33. (1): 377-380. G. Wágner E. Nádasy (2006): Changing of chemical weed control of green pea considering environmental protection in Hungary. Cereal Research Communications, 34. (1): 713-716. G. Wágner E. Nádasy (2006): Effect of pre-emergence herbicides on growth parameters of green pea. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, 71. (3a): 809-813. G. Wágner, E. Nádasy (2007): Study regarding the competition between green pea and its summer annual weeds. Analele Universitatii Din Oradea, Fascicula Agricultura-Horticultura, ed. Universitatii Din Oradea 13. (13): 317-324. G. Wágner E. Nádasy (2007): Competition for nutrients between weeds and green pea. Cereal Research Communications, 35. (2): 1325-1328. G. Wágner E. Nádasy (2009): Interaction between nutrition and herbicide application in pea culture. Communication in Soil Science and Plant Analysis, 40 (01-06), 435-444. 13
G. Wágner E. Nádasy (2010): Influence of nitrogen and herbicide treatments on the nitrogen uptake of pea and Chenopodium album (L.). Acta Agronomica Hungarica, 58 (2), 123-132. Konferencia elıadások teljes terjedelemben magyar nyelven: Wágner Gábor Nádasyné I. E. (2007): A zöldborsó gyomosodása különbözı herbicid kezelésekben. XVII. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum kiadványa, 68-72. Wágner Gábor Nádasyné Ihárosi Erzsébet (2009): Tápanyagok és herbicidek kölcsönhatásának vizsgálata tenyészedényes kísérletben. XIX. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum kiadványa, 150-159. Konferencia elıadások teljes terjedelemben angol nyelven: G. Wágner E. Nádasy (2006): Study of phytotoxicity of herbicides on green pea. 4 th International Plant Protection Symposium at Debrecen University, (11 th Trans-Tisza Plant Protection Forum), Debrecen, Proceedings, 307-313. E. Nádasy D. Szám Zs. Sümegi G. Wágner G. Kazinczi L. Labancz (2007): Problems and experience of chemical weed control of green pea in Hungary. IOBC /wprs Bulettin, 30 (8): 141-146. 14
Elıadás összefoglalók magyar nyelven: Nádasyné I. E. - Wágner G. (2004): A zöldborsó preemergens herbicidekkel szembeni érzékenysége. XIV. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum kiadványa, Keszthely, 43. Wágner G. Nádasyné I. E. (2004): A zöldborsó herbicid érzékenysége, mint a vegyszerválasztás egyik meghatározója. XLVI. Georgikon Napok Tudományos Konferencia kiadványa, Keszthely, 113. Wágner G. - Nádasyné I. E. (2006): A borsó herbicid-választékának változása az elmúlt 20 évben. XLVIII. Georgikon Napok kiadványa, Keszthely 131. Wágner Gábor Nádasyné I. E. (2007): A zöldborsó és néhány fontosabb gyomnövénye közötti kompetíció vizsgálata tenyészedényes kísérletben. 53. Növényvédelmi Tudományos Napok kiadványa, 59. Wágner Gábor Nádasyné Ihárosi Erzsébet (2008): A borsó és a gyomnövények versengése nitrogénkezelések hatására. 50. Georgikon Napok kiadványa, Keszthely 109. 15
Elıadás összefoglalók angol nyelven: G. Wágner E. Nádasy (2007): Effect of herbicides on green pea s weed flora. 59 th International Symposium on Crop Protection, Abstracts, May 22, 2007, Gent, Belgium, 142. G. Wágner E. Nádasy (2007): Interaction between nutrition and herbicide application in pea culture. 10 th International Symposium on Soil and Plant Analysis, Program and Abstract Book, 11-15 June, 2007, Budapest, Hungary, 33. Magyar nyelvő, ismeretterjesztı folyóiratban megjelent cikk: Wágner Gábor Nádasyné Ihárosi Erzsébet (2008): A borsó gyomnövényei, gyomirtása és gyomirtószer választéka. Agrofórum, 19. (2): 34-37. 16