Az aszálykár és a hőstressz csökkentése kukoricában



Az utóbbi néhány hónapban számos szakfolyóiratban jelent meg cikk az elmúlt időszakban bekövetkezett időjárás-változásról és annak a mezőgazdasági termelésre gyakorolt hatásáról.

A telek és a nyarak egyaránt szélsőségessé váltak. A sokszor tavaszias időszakokkal tarkított teleken gyakoribbak voltak a fagyos napok, a tavasz és az ősz szinte eltűnt, a nyarakat sűrűn ismétlődő rekkenő hőségnapok jellemezték, átmeneti erős lehűlésekkel. A szélsőségeket mi sem jellemzi jobban, mint hogy 2012. augusztus 24-én Baján 40,4 °C-ot mértek, míg négy nappal később Zabaron 1,7 °C-ra ébredtek az emberek.

Az országos átlaghőmérséklet az elmúlt 100 évben közel 2 °C-ot emelkedett, és az elmúlt 21 évből mindössze kettő (1996 és 2004) volt a sokéves átlag alatti, míg 19 meghaladta azt. Ez különösen az őszi betakarítású növények termesztésére nézve kedvezőtlen. Csak a legutóbbi nyárra tekintve, az átlaghőmérséklet növekedése meghaladta az átlagos emelkedési szintet (1. ábra), amely különösen káros hatással volt a növényekre.

1. ábra. A 2012-es nyár középhőmérsékletének eltérése a sokéves átlagtól (forrás: www.met.hu)
1. ábra. A 2012-es nyár középhőmérsékletének eltérése a sokéves átlagtól (forrás: www.met.hu)

Az adatokból világosan kitűnik, hogy klímánk változása nemcsak a nyár egészének melegedésével, hanem a meleg szélsőségek emelkedésével is jár. A hőségnapok száma az utóbbi években zömmel 20 felett volt évente; többször előfordult 30 feletti érték is, és volt év, amikor elérte az 50-et! Az utóbbi adat már nem a kontinentális, hanem a mediterrán klímára jellemző (2. ábra). Azokon a napokon, amelyeken a napi átlaghőmérséklet meghaladja a 25 °C-t, nem csupán az emberi szervezet, hanem a növények is nagymértékű megterhelésnek vannak kitéve. A térképen jól látható, hogy extrém meleg nyári napokra elsősorban az ország középső, valamint déli-délkeleti részein kell leginkább számítani, ugyanakkor, kisebb gyakorisággal, csaknem az egész országban felléphetnek hőhullámok.

2. ábra. Hőhullámos napok száma az 1980-2009-es időszakban (forrás: www.met.hu)
2. ábra. Hőhullámos napok száma az 1980-2009-es időszakban (forrás: www.met.hu)

A csapadék éves átlaga lényegesen kevésbé változott az elmúlt 100 évben, mint a hőmérséklet, eloszlása viszont annál egyenetlenebb lett. A 2010-es évben a „Le köll annak egyszer esni” paraszti bölcsesség látszott igazolódni, ugyanis az ebben az évben leesett 959 mm csapadék több mint másfélszerese a 100 éves átlagnak. 2011-ben csak az átlag 68%-át kaptuk, míg 2012-ben 70% körüli mennyiséget.

A 2012-es nyárra jellemző területi csapadékhiányt a 3. ábra mutatja, a szeszélyességét pedig érzékelteti, hogy Csólyospáloson egész nyáron 48,3 mm esett, míg Miskolcon 2012. július 29-én 112,7 mm zúdult le 24 óra alatt. Szélsőségek decemberre is jutottak. A legtöbb csapadékot, 123,6 mm-t ebben a hónapban Barcson mérték, míg az alig 100 km-re lévő Zalaegerszegen csak 18,8 mm-t regisztrált az állomás.

3. ábra. A 2012-es nyár csapadékösszege a sokéves (1971-2000-es) átlag százalékos arányában kifejezve (forrás: www.met.hu)
3. ábra. A 2012-es nyár csapadékösszege a sokéves (1971-2000-es) átlag százalékos arányában kifejezve (forrás: www.met.hu)

Az időjárás a növénytermesztés legnagyobb kockázati tényezője

A fentiek miatt hazánkban a szántóföldi növénytermesztéssel foglalkozó termelők az elmúlt időszakban megtanulták azt, hogy egyre gyakrabban jelentős terméskiesés következik be az aszály, illetve az ezzel párosuló forróság és a légköri aszály miatt.

A hőmérséklet- és csapadékadatok elemzése alapján nagy valószínűséggel állítható, hogy az elkövetkezendő években még inkább nő egyes meteorológiai szélsőségek gyakorisága, beleértve az extrém vízhiányos éveknek, a nyári aszályos periódusoknak, valamint a hőségnapok számának növekedését is. Az egyre csökkenő éves csapadékmennyiség mellett nő az egy napon lehulló csapadék mennyisége, vagyis kevesebb esős napra és több özönvízszerű esőre van kilátás.

A rapszodikus csapadékeloszlás, párosulva a szintén egyre gyakoribbá váló, a növények többsége számára már kedvezőtlenül magas hőmérséklettel (hőségnapok) növeli a növénytermesztés időjárás okozta kockázatait. Másképpen fogalmazva, a termesztéstechnológia egyéb tényezőinek (talajművelés, fajta, tápanyagellátás, növényvédelem, stb.) parciális hatása a termésmennyiségre egyre kisebbé válik, az időjárási tényezőkkel szemben.

Nő tehát a termelés kockázata, anélkül, hogy ez ellen bármit is tehetnénk?

A továbbiakban kísérletet teszünk e kérdés megválaszolására, illetve a benne foglalt állítás megcáfolására.

A vízhiány és a hőstressz

A növények egy bizonyos határig visszafordíthatóan tűrik a vízhiányt és a hőstresszt. Ha a növény nem jut kellő mennyiségű vízhez, a gázcserenyílásait részlegesen vagy teljesen bezárja, csökkentve ezzel a párologtatást. Ha tartós a vízhiány, akkor ez a technika már nem eléggé eredményes. A növényi szövetek, sejtek vizet veszítenek, csökken a belső feszítő erő, és a növény lankad, hervad. Ez egy ideig visszafordítható, de egy ponton túl a károsodott szövetek, növényi részek elszáradnak, sőt, a teljes növény elpusztulhat.

A hőmérséklet emelkedése súlyosbíthatja a vízhiányos állapot tüneteit. A növény a túlzott felmelegedéstől – más élőlényekhez hasonlóan – intenzívebb párologtatással védi magát, mindaddig, amíg ehhez elegendő víz áll rendelkezésére. Vízhiányos körülmények között azonban a párologtatás növelése nem lenne hasznos megoldás. A növény ekkor őrzi a szöveteiben meglévő vizet, ennek eredményeképpen a hűtő hatás csökken. A sztómák zárásával pedig lassul a növény vízszállítása, ezzel együtt a gyökerek felől a vízben oldott tápanyagok szállítása is csökken, vagy meg is állhat. Tovább súlyosbítja a helyzetet, hogy a sztómazárás gátolja a fotoszintézishez nélkülözhetetlen szén-dioxid (a szerves anyagok képzéséhez szükséges szénforrás) felvételét.

A hőstressz miatt „furulyázó” kukorica
A hőstressz miatt „furulyázó” kukorica

Vízhiánnyal párosuló magas hőmérsékletnél a növény – még akkor is, ha ez nem tartós és látható tüneteket nem is okoz – kevesebb szerves anyagot állít elő, mint ilyen hatás nélkül, vagyis a következmény termésveszteség lesz.

Normálisan, illetve a hőstressz miatt hiányosan  termékenyült kukoricák
Normálisan, illetve a hőstressz miatt hiányosan termékenyült kukoricák

Az intenzív napsugárzás a növény felületét sokkal magasabb hőmérsékletre hevítheti, mint a környező levegőt. A hatás csökkentésére (a napégés elkerülésére) a növény a leveleit igyekszik a napsugárzáshoz képest hegyes szögbe állítani (kukoricánál „furulyázás”), hogy az egységnyi felületre jutó sugárzás minél kisebb legyen. Ez önmagában eredményes lehet, de csak akkor, ha még megfelelő a növény vízellátása.

Köztudott, hogy a növényi anyagcsere felépítő (asszimilációs) folyamatainak centruma a fotoszintézis, amely anyagcsere-folyamatban a napsugárzás hatására szerves anyagok (első lépésben szénhidrátok) képződnek a növényben. Azt is tudjuk, hogy a fotoszintézisben a napsugárzás színspektrumából elsősorban a látható tartományon belüli vörös, kisebb részben a kék fény a leghatásosabb. Az ultraibolya (UV-), illetve infravörös (IR-) tartomány káros a növényekre.

A növényi szervesanyag-produkció nagysága a fotoszintézis mértékétől függ, utóbbi pedig számos tényező függvénye. Azt gondolhatnánk, hogy minél nagyobb a fényintenzitás (minél jobban süt a nap), annál jobban fotoszintetizálnak a növényeink. Ez az állítás azonban csak erős korlátok között igaz. Lássuk csak, miért. A fotoszintézis intenzitása – többek között – a növény hőmérsékletétől és a növény vízellátottságától függ (4. ábra). E két tényező sem független egymástól.

4. ábra. A fotoszintézis és a hőmérséklet összefüggése
4. ábra. A fotoszintézis és a hőmérséklet összefüggése

Nyáron a nap 24 óráján belül kb. 9 órás sötét és 15 órányi napfényes szakasz van, tehát a növényi sejtekben a fotoszintézis 15 órán át működik. Ennek a kémiai folyamatnak az intenzitása azonban nemcsak a napsugárzás erősségétől, hanem a hőmérséklettől is függ (5. ábra).

5. ábra. A fotoszintézis napi ritmusa
5. ábra. A fotoszintézis napi ritmusa

Az ábrán jól látható, hogy nyári napokon, délutánonként, amikor a levegő hőmérséklete 30 °C fölé emelkedik, mintegy 6 órán keresztül erősen csökken a fotoszintézis intenzitása. Így ez az időszak nem, vagy alig járul hozzá a növény fejlődéséhez és a termésképzéshez, noha a fényintenzitás éppen ilyenkor éri el a maximumát. Tehát a kb. 15 órás fény-szakasz 1/3-ában a növény nem asszimilál megfelelően!

Ezt a tényt – noha régóta ismert – a növénytermesztésben a közelmúltig úgy tekintettük, mint „normál” (gazdaságos) eljárásokkal kivédhetetlen tényezőt.

A kukorica sajátos helyzete

Az aszály, illetve a hőstressz többé-kevésbé mindegyik növényt érinti, de most szűkítsük le a témát a kukoricára, több okból. Egyrészt, mert ez a legnagyobb területen termesztett növény Magyarországon, másrészt, mert őszi betakarítású, tehát a nyári időjárás jobban befolyásolja a terméseredményét, mint pl. a repcéét, vagy a kalászos gabonákét.

A kukorica trópusi származású növény, mégis sínylődhet a melegtől, még itt, a Kárpát-medencében is. A tartósan 30 °C feletti hőmérsékletre terméscsökkenéssel reagál, különösen, ha ez vízhiánnyal is párosul. Utóbbira bőven volt hazai tapasztalat 2012-ben is, amikor a kukoricatermés országos átlagban 4 tonna/hektár alatt maradt. A terméscsökkenést a talaj vízhiánya, a légköri aszály miatti termékenyülési problémák, valamint a forróság miatti levélszáradás okozta. A termésveszteség a korai érésű hibrideknél is jelentkezett, de a késői érésűeknél annak mértéke nagyobb volt.

A kukorica-terméseredmények és az időjárási tényezők szoros összefüggését szemlélteti a 6. ábra, amely szerint 2012-ben a kukorica megyei átlagtermése Borsod-Abaúj-Zemplén megyében 15%-kal (6,33 t/ha) meghaladta az elmúlt 13 év 5,5 t/ha átlagát. Tolna megye 2012-es 3,3 t/ha átlagtermése viszont 51%-kal maradt el a megyei átlagtól.

6. ábra. A kukorica 2012. évi megyei átlagterméseinek eltérése az elmúlt  13 év átlagától (forrás: KSH/Tipotronik grafika)
6. ábra. A kukorica 2012. évi megyei átlagterméseinek eltérése az elmúlt 13 év átlagától (forrás: KSH/Tipotronik grafika)

A hőstressz és a vele többnyire párosuló vízhiány a kukorica termésmennyiségére a címerhányás-virágzás időszakában van legnagyobb hatással.

Vannak ugyan a szárazságot jobban tűrő kukoricahibridek, azonban hosszú távon ezek sem oldják meg a szárazság és a hőstressz okozta problémát. Ennek okait itt terjedelmi okokból nem részletezzük, csak utalunk rá, hogy:

  1. a szárazságtűrés és a termőképesség fordított arányban áll egymással,
  2. a rövidebb tenyészidejű hibridek, amelyek a száraz és forró periódust jobban elkerülik, kevesebbet is teremnek későbbi érésű társaiknál,
  3. a növény szárazság- és hőstressztűrése olyan komplex tulajdonság, amelyet számos gén határoz meg, tehát a nemesítés is igen bonyolult (sok részletében még nem is tisztázott) ennek a tulajdonságnak a javítására nézve.

Lehetséges megoldás

Ahhoz tehát, hogy a szárazság- és hőtűrését fokozni tudjuk, víztakarékos módon kellene hűteni a növényt.

A feladat más megfogalmazásban: csökkenteni kell a napsugárzás káros hatását (napégés, vízhiány), a fotoszintézis gátlása nélkül.

A probléma megoldására az idei évtől már hazánkban is elérhető, Amerikában már nagy területeken bizonyított technológia áll rendelkezésre, amelynek neve ART, Advanced Reflectance Technology – magyaros fordításban fejlett fényvisszaverési technológia.

A módszer hazánkban az alábbiak szerint alkalmazható kukoricában.

A hőstressztűrés fokozására alkalmazható készítmény a PURSHADE (ejtsd: purséd), egy olyan növénykondicionáló szuszpenzió-koncentrátum, amely:

  1. az infravörös (IR, hő-) és az ultraibolya (UV, sejtkárosító) sugárzást részlegesen visszaveri,
  2. a fényvisszaverő hatása miatt a levélfelszín hőmérsékletét hűti (a mérések szerint akár 3,5-5,5 °C-kal is),
  3. a hűtés által fenntartja a fotoszintézis intenzitását a legmelegebb napszakban is (növeli az asszimilációt),
  4. a hűtés által fenntartja a normális transzspirációt (párologtatást), vagyis erősíti a növény saját hűtő és tápanyagszállító folyamatait,
  5. fokozza a légzést,
  6. segít megőrizni a gyökérzet vízkészletét,
  7. csökkenti a növény hőstresszét (napégés, hervadás).

Mindezen hatások következtében a növény egészségesebb lesz, nagyobb termést ad, és ellenállóbbá válik a növényi károsítókkal szemben.

A permet beszáradása utáni felületi réteg mikroszkópos képét mutatja a 7. ábra.

7. ábra (forrás: TKI)
7. ábra (forrás: TKI)

A készítmény hűtő hatását a 8. ábra szemlélteti.

8. ábra. A PURSHADE-kezelés hatása a növény felületi hőmérsékletére (forrás: TKI)
8. ábra. A PURSHADE-kezelés hatása a növény felületi hőmérsékletére (forrás: TKI)

A fenti hatások különösen akkor látványosak, ha hűtés nélkül a növények elérnék a hervadáspontot, illetve a leveleken napégés tünetek jelennének meg. Ne feledjük azonban, hogy a hőstressz látható tünetek nélkül is kialakul a növényben, ami a szerves anyagok képződését gátolja, vagyis terméscsökkentő hatású.

A PURSHADE hatásmechanizmusa

A PURSHADE készítmény a növény felületén egyenletesen eloszlatva egy mikroszkopikus méretű tükör- és prizmaréteget hoz létre, amely visszaveri a napsugárzás egy részét, ezáltal hűti a növényt (lásd a fenti képen).

A fotoszintézis intenzitását nem csökkenti, mert a visszavert sugárzástól függetlenül elég fény áll rendelkezésre, ellenben a növény számára káros ultraibolya és infravörös sugárzás jelentős részét visszaveri (9. ábra).

9. ábra. A PURSHADE fényvisszaverő képessége (forrás: TKI)
9. ábra. A PURSHADE fényvisszaverő képessége (forrás: TKI)

A PURSHADE alkalmazása

A PURSHADE növénykondicionáló készítmény segédanyagokkal kiegészített mészkőőrlemény. Természetidegen anyagot nem tartalmaz.

A készítmény Magyarországon jelenleg még csak kukoricában engedélyezett. Alkalmazható előre jelzett légköri aszály idején, 1-2 nappal a hőmérsékleti csúcs előtt, a levélfelület nagyságától függően 5-10 l/ha mennyiségben, legfeljebb 4%-os töménységben kipermetezve. Szükség esetén a kezelés legkorábban 2-3 hét múlva még egy alkalommal megismételhető.

Keverhetőségi problémáról nem tudunk, a készítmény minden használatban lévő szántóföldi permetezőgéppel, illetve szórófejjel kijuttatható.

A hazai engedélyezési vizsgálatokban és azokban az országokban, ahol már kereskedelmi forgalomban kapható, a szer igen meggyőző eredményeket mutatott az asszimilációs felület megőrzésében és ezáltal a terméseredmények növelésében. Az alábbi kép bal oldali táblája kezeletlen, a jobb oldali 10 l/ha kezelést kapott a virágzás idején.

A PURSHADE a kezelt növény felületén
A PURSHADE a kezelt növény felületén

Hogyan illeszthető be a készítmény a hazai kukoricatermesztés technológiájába?

Véleményünk szerint, a fentiek alapján az alábbiak javasolhatók:

A készítményt hidas traktorral, a kukorica virágzása idején önállóan, vagy a kukoricabogár imágók és/vagy a kukoricamoly elleni védekezéssel kapcsoltan javasoljuk kijuttatni, 10 l/ha dózisban.

Ha a száraz és forró időszak ennél korábban kezdődne, célszerű annak kezdetekor a még egészséges, zöld levélzetre kijuttatni a készítményt, 5 l/ha dózisban, majd virágzás idején 5-10 l/ha dózisban ezt megismételni. Tapasztalataink szerint a levélen képződő bevonat igen tartós, jó esőállósággal rendelkezik. Ezért, ha a programszerű – virágzás eleji – permetezést választjuk, függetlenül attól, hogy milyen ekkor az időjárás, még hetekkel a permetezés után is érvényesül a szer pozitív hatása, ha csak ekkorra fordulna forróra és/vagy aszályosra az idő.

Hazánkban július-augusztusban szinte minden évben előfordulnak vízhiányos és forró időszakok, amelyek miatt a növények a fentebb vázolt hőstressznek vannak kitéve, annak minden negatív következményével. Ezért nem mindegy, hogy ebben az időszakban a növény az előző hőhullámokat leküzdve jó kondícióban, jól termékenyült csövekkel érkezik, vagy az első aszálykárok kedvezőtlen hatását a későbbiek tovább erősítik.

A hosszú távú nyári hőmérsékleti és csapadékadatok alapján a PURSHADE készítmény a kukorica termesztéstechnológia állandó részévé válhat. A 2012-es időjárás és kísérleti eredmények alapján, amikor az ország északi területein is volt egy vagy kettő súlyos légköri aszályos időszak, a kukorica a kezelt területeken jól tűrte a kedvezőtlen környezeti hatásokat. Néhány déli területen, menthetetlenül sivatagi körülmények között viszont semmi sem segíthetett.

A készítmény pozitív hatása akkor válik igazán szembetűnővé, ha termelő össze tudja hasonlítani a kezelt terület növényállományát a kezeletlennel. Ezért javasoljuk, hogy a tábla egy részét (a forgót, vagy egy gépaljat pár tíz méter hosszon) ne permetezze le. Ha az azonos vetésidejű és fajtájú kukoricával vetett táblák közül egyet kihagyunk a kezelésből, nemcsak a növényállomány, hanem a terméseredmények is összehasonlíthatóak lesznek.

A kép bal oldali táblája kezeletlen, a jobb oldali 10 l/ha kezelést kapott a virágzás idején
A kép bal oldali táblája kezeletlen, a jobb oldali 10 l/ha kezelést kapott a virágzás idején

A PURSHADE használatának egyéb előnyei

  1. a készítmény nem minősül növényvédő szernek, így mind a szántóföldi agrár-környezetvédelmi programban, mind az ökológiai termesztésben alkalmazható;
  2. káros szermaradékot nem eredményez, hiszen aktív anyaga a mészkő;
  3. a kukoricában használható növényvédő szerekkel jól keverhető;
  4. méhekre nem jelölésköteles;
  5. az engedélyezési vizsgálatok és külföldi gyakorlati tapasztalatok alapján szórófej-dugulást nem okoz;
  6. nem korrozív, vízzel könnyen elegyíthető.
A PURSHADE gyakorlati alkalmazásának eredményei
A PURSHADE gyakorlati alkalmazásának eredményei

A külföldi üzemi tapasztalatok, valamint a magyarországi kísérletek eredményei alapján bízhatunk abban, hogy ez a technológia vállalható eleme lesz a kukorica termesztésének hazánkban. Nőhet a termésbiztonság és a terméseredmény, a növénytermesztés időjárás-függése pedig csökkenhet. A balra látható táblázatban szereplő adatok igazolják a PURSHADE hatását.

A készítmény 2013-tól a hagyományos növényvédőszer-kereskedelmi hálózaton keresztül kerül forgalomba. Keresse szállítójánál, használja kukoricájában! Ha nem találja, jelezze! Reméljük, hogy a gyártó új technológiai eleme gazdaságosabbá teszi az Ön kukoricatermesztését!

Purshade


Ez a cikk a MezőHír 2013/03 - márciusi számában jelent meg.