Új értelmet nyernek a tápanyagigény-számítások

Írta: MezőHír-2022/6. lapszám cikke - 2022 június 18.

Az utóbbi években a műtrágyaárak alakulása igen drasztikusan csökkentette a gazdaságosan kijuttatható tápanyagdózisokat. Az egyre inkább előtérbe kerülő agrár-környezetvédelmi alapelveket és inputanyag-csökkentési irányszámokat így nem lesz nehéz teljesíteni. Ehhez járul hozzá az is, hogy a támogatások feltételeként kötelezővé váltak a talajvizsgálatok, amelyek alapján tápanyag-gazdálkodási tervet kell készíteni.

Ennek ellenére igen sok talajvizsgálati jegyzőkönyv és tápanyag-gazdálkodási terv végzi az asztalfiók legalján, így felmerül a kérdés, hogy mégis hol van a hiba a rendszerben? A hazai talajerő-gazdálkodási tervezés gyakorlata az 1960-as évekre nyúlik vissza, amelynek a talajvizsgálati és tápanyagigény-számítási módszereit ma is gyakorlatilag ugyanúgy, vagy csak kis korrekciókkal alkalmazzuk. Könnyen belátható, hogy ennek módszertanát ma már teljesen új alapokra kellene helyezni. Hiszen minél szűkösebb és drágább erőforrásokkal, inputanyagokkal dolgozunk, annál fontosabbak a döntéshozásban a tények és a számítások.

permetezés

Hová jutottunk el a MÉM-NAK óta?

A Magyarországon publikált, tudományos alapokon nyugvó műtrágyaszámítási módszerek (MÉM-NAK és ProPlanta) közös jellemvonása, hogy a visszapótlandó tápelemek mennyiségét mérlegelven, a termesztett növény által kivont tápelemek és a talaj tápanyag-ellátottságának figyelembevételével határozza meg. A termőhelyre jellemző tápanyag-ellátottsági szintet a talajvizsgálati eredmények alapján határozták meg. Az országos műtrágyázási tartamkísérletekben (1960–2000-es évek eleje) végezték el a talajvizsgálati eredmények tényleges kalibrációját 3-4 fontosabb szántóföldi növény esetében, 2-3-féle NPK-kombinációban. Sajnos ezeknek a tartamkísérleteknek gyakorlatilag vége szakadt, holott a megváltozott műszaki és biológiai lehetőségek, talajminőség és klimatikus viszonyok között ma is nagyon nagy szükség lenne rájuk. Az újabb fajták és hibridek tényleges fajlagos NPK-igényéről sehol sem lehet nyilvános adatot találni, így még ma is a MÉM-NAK által az 1970-es években meghatározott fajlagos értékekkel vagyunk kénytelenek számolni.

Fontos fejlődés volt a 2000-es években az MTA kutatóintézeteiben a ProPlanta tápanyag-gazdálkodási számítási rendszer kialakítása. A leglényegesebb változtatás az volt, hogy amíg a MÉM-NAK intenzív műtrágyázási módszere a gyengébb foszfor- és káliumellátottság mellett gyors feltöltésre törekedett, addig a környezetkímélőbb ProPlanta rendszer egy lassabb, szakaszosabb feltöltő trágyázást tűz ki célul. A ProPlanta minimum, környezetkímélő és mérlegelvű tápanyagszinteket is megad, amelyek kétségtelenül fenntarthatóbbnak bizonyulnak a MÉM-NAK által kalkulálható foszfor- és káliumdózisoknál.

Ami a nitrogén dózisának meghatározását illeti, mindegyik számítási módszer a talajok természetes nitrogénszolgáltató képességét a humusztartalom és a kötöttségi szám alapján határozza meg. Ezekből a mineralizációs modellekből rendszerint magas N-műtrágya-hatóanyagigényeket kalkulálnak, amely a termőföld nitrogénmérlege alapján gyakran pazarlónak bizonyul. Több szaktanácsadó a tavasszal mérhető ásványi nitrogénformák mennyisége alapján korrigálja a humusztartalomból számított N-dózist, ami lényegesen racionálisabb eredményt hoz. Azonban még így sem feltétlenül járunk az igazság útján, hiszen a statisztikák azt mutatják, hogy a növényi tápelemfelvétel és a humusztartalom között nagyon közvetett az összefüggés. A szerves anyagokból (humusz) mineralizálódó nitrogén mennyisége nagyban függ az évjárat hatásától, a tavaszi hőmérséklettől, a csapadékviszonyoktól, a talajok vízgazdálkodási tulajdonságaitól, amelyet ráadásul a talajművelés módja is befolyásol. Valószínűleg másfajta talajvizsgálatok (pl. szerves nitrogén, C/N arány) megoldást jelenthetnének egy ilyen összetettségű folyamat megfelelő értékelésében.

Talán éppen a nitrogénszámítási módszerek racionalizálása miatt jelentek meg a szaktanácsadói szférában az újabb szoftverek, amelyek pontos algoritmusa nem publikált, de alapelveiket és talajvizsgálati módszereiket tekintve lényegében nem különböznek a korábbiaktól, és jelentősen támaszkodnak a korábbi, tudományos alapokon nyugvó módszerekre. A nitrogéndózisokat valószínűleg tapasztalati úton, a korábbi algoritmusok módosításával számítják, ami külső szemlélő számára lehet, hogy „hasraütés-szerűnek” tűnhet. Ahhoz, hogy meggyőződjünk a tápanyag-gazdálkodási számítási módszerek helyességéről, elegendő néhány kalkulációt és kísérletet végeznünk.

Felbecsülhetetlen adatok rejlenek a gazdaságokban

Nem érdemes sajnálni az energiát a múltbéli adatok összegyűjtésére és áttekintésére. Igen tanulságos tud lenni, ha például kiszámítjuk a kijuttatott hatóanyagok és a betakarított főtermés tápanyagtartalmának egyenlegét. Az 1. ábrán egy gazdaság tábláinak kukoricára számított éves átlagos N-mérlege látható. A bevételi oldalon a kukoricára minden évben kijuttatott 160 kg/ha N-hatóanyag (MAS formájában), a kiadási oldalon pedig az utóbbi 10 évben a betakarított kukoricaterméssel elvitt N-mennyiségek szerepeltek.

Egy gazdaság tábláinak kukoricára számított éves átlagos N-mérlege
1. ábra. Egy gazdaság tábláinak kukoricára számított éves átlagos N-mérlege

A vetésforgóban 6-7 alkalommal fordult elő kukorica, és a többi növény műtrágyázása is egységesen történt. A műtrágyával kijuttatott és a terméssel elvitt N-hatóanyag különbsége éves átlagban +47 és -49 kg/ha között változott az egyes táblák között. A negatív tápelemmérlegű területek bizonyultak a legjobb termékenységűnek (löszön kialakult mezőségi talajok), ahol rendszerint 10 t/ha fölötti terméshozamokra számíthatunk. A kukorica mégis megtalálta a számára szükséges hiányzó tápanyagokat a talajban, ami arra hívja fel a figyelmünket, hogy a humuszból történő mineralizációt és a talajbiológiai aktivitás szerepét (akár a légköri N-kötést is) gyakran alábecsüljük. A pozitív N-mérlegű területeken pedig egyértelműen nem a N-műtrágya a legfontosabb termést meghatározó tényező. Ez esetben a levegőtlen szerkezetű réti talajok a tápanyagok és a csapadék hasznosulását csökkentik, aminek következtében 10 t/ha alatti terméshozamok takaríthatók be.

Az egyébként ugyanolyan csapadékviszonyokkal rendelkező két termőhely közötti jelentős különbséget jól szemléltetik a N-műtrágyázás hatásgörbéi is (2. ábra).

A N-műtrágyázás hatásgörbéi
2. ábra. Az N-műtrágyázás hatásgörbéi. Ugyanolyan csapadékviszonyokkal rendelkező kéttermőhely közötti különbség

Az eltérő N-dózisokkal elérhető terméshozamok több éves átlaga nagy segítséget nyújt a gazdaságos műtrágyahasználat megtervezéséhez. A csökkenő hozamnövekedés trendjének ismeretében minden évben meghatározható a műtrágyaárak és a várható felvásárlási árak tükrében racionálisnak tekinthető nitrogén-műtrágyázási szint. A foszfor- és káliumműtrágyák hatásgörbéi sajnos nem írhatók le ilyen egyszerűen, ahogyan a talajok foszfor- és káliumszolgáltatása és a terméshozamok kapcsolata sem mutat szoros kapcsolatot. A P- és K-műtrágyázást érdemes olyan szintre beállítani, hogy a talajok tápanyag-ellátottsága ne csökkenjen a közepes szint alá. Az ötévente végzett talajvizsgálati eredmények összehasonlításával kellene alapvetően felülvizsgálni az eddigi gyakorlatot.

A bemutatott mérlegszámítási eredmények és hatásgörbék rámutatnak arra, hogy nem célszerű uniformizálni a gazdaság tábláinak tápanyag-gazdálkodását még azonos vetésforgó esetén sem. Sőt, a táblán belül is lehetnek olyan jelentős különbségek, amelyek differenciált tápanyag-kijuttatást indokolnak. A területspecifikus (precíziós) megoldások műszaki eszközei az utóbbi években robbanásszerűen fejlődtek, és alkalmazásuk egyre terjed. Ma már drónra szerelt NDVI-kamerákkal, műholdakkal, hozamtérképezős kombájnokkal tudjuk monitorozni a tábláinkat, a talajtulajdonságokat pedig minden eddiginél gyorsabban tudjuk térképezni a különböző talajszkennerekkel. Óriási mennyiségű adat keletkezik így, amelyet maximálisan ki kellene aknázni. A precíziós technikákat és adatokat nem csupán a differenciált tápanyag-kijuttatás tervezésére lehet használni, hanem az elmúlt évek eredményei alapján a gazdaság tápanyag-hasznosulásának számítására is. A precíziós tervezés sem merülhet ki csupán az inputanyagokkal való spórolásban, a kevésbé termékeny táblarészek kihagyásában. Azonosítani kell a talajunk erősségeit, gyengeségeit, különösen azokat a tápanyag-gazdálkodást befolyásoló tulajdonságokat, amelyeken agrotechnikával javítani tudunk. A precíziós gazdálkodásban keletkező adatcunami nagyon fontos és hasznos lesz a jövőben a talajtani folyamatok értelmezésében is.

A talaj- és levélvizsgálatok dinamikus értelmezése

A Magyarországon kötelező talajvizsgálatok elsősorban a laboratóriumi körülmények között felvehetőnek ítélt tápelemek mennyiségére, illetve az ezek értelmezéséhez szükséges egy-két fizikai és kémiai talajtulajdonságra fókuszálnak. Ez a szemlélet a talajt élettelen közegnek tekinti, és a benne rejlő több tonna/hektárnyi tartalék tápanyagra kevésbé támaszkodik. Bizonyos talajtípusok és környezeti adottságok esetében a laboratóriumokban mért spekulatív „felvehető” tápelemtartalom önmagában gyakran jelentéktelen információt ad a talaj valódi termékenységét és tápanyag-szolgáltatását illetően. Felmerül a kérdés, hogy ha távérzékelési technikákkal felmérhetjük a termelési potenciált és a növények tápanyag-ellátottsági szintjét, szükségesek-e még ezek a hagyományos kémiai talajvizsgálatok? Számos szaktanácsadót elgondolkodtat az is, hogy a levélanalízissel kimutatott tényleges tápelemfelvétel gyakran nincs összefüggésben a talajok kémiai módszerekkel mért tápanyag-ellátottsági szintjével.

A probléma fő forrása az, hogy a talajok tápanyag-ellátottsági szintjét túl statikusan vizsgáljuk. Ez egyrészt azt jelenti, hogy csupán a szabványban található egyetlen kémiai kivonási módszer segítségével próbáljuk jellemezni a talajban lejátszódó tápanyag-mobilizáló és -immobilizáló folyamatok dinamikáját. Frakcionált talajvizsgálati módszerekkel (pl. könnyen, nehezen és nem felvehető tartalék tápanyagok meghatározásával) és biológiai vizsgálatokkal ez a hiányosság orvosolható lenne. Erre már számos külföldi példát lehet találni, de Magyarországon is vannak már jelentős eredmények új talajdiagnosztikai eljárásokat illetően. A statikus szemlélet másik hibája, hogy az elemarányokra kevés hangsúlyt fektet. Az egyes tápelemek közötti kölcsönhatások (ionantagonizmusok és szinergizmusok) és arányok értékelése a talajvizsgálatoknál is ugyanolyan fontos kell, hogy legyen, mint a levélanalízisek esetében. A tápanyagigényeket az egyes elemekre vonatkozóan nem lehet egymástól függetlenül, külön-külön számítani.

Az egyes elemek arányának fontosságát hangsúlyozza a sokak által emlegetett Albrecht-módszer is. William Albrecht a talajok ideális ionarányait határozta meg mint a trágyázási gyakorlat célértékeit. A nem megfelelő ionarányok egyrészt a növényekben tápelem-felvételi zavarokat okoznak (K-Mg-Ca antagonizmus), másrészt a talajszerkezet és a kémiai tulajdonságok leromlását eredményezhetik, ami hátrányosan befolyásolja a tápanyagok felvehetőségét. Az Albrecht-féle elméletet később nagyon sokan kritizálták, mert kiderült, hogy a növénytermesztésben sokkal tágabb határok között mozognak az ideális ionarányok, és gyakorlatilag nagyon nehéz megfogalmazni a minden szempontból ideális talaj kémiai paramétereit. Bizonyos határok között ezeket az ionarányokat természetesen tudjuk alakítani, különösen az erősen savas kémhatású talajok esetében. A H+– és Al3+-ionok nagy arányát Ca-tartalmú talajjavító ásványi anyagokkal lehet kezelni, amelynek eredményeként a talaj kémhatása növekszik, és javul a szerkezete. A Mg-/K-/Ca-/Na-arányokat is befolyásolhatjuk a műtrágyák és egyéb talajjavító anyagok alkalmazásával, de tudnunk kell, hogy a kationcsere kolloidkémiai törvényszerűségei miatt nem mindig lehetséges a tetszőleges arány beállítása. A környezeti tényezők, úgymint a talaj ásványi összetétele vagy a talajvíz kémiai hatásai gyakran felülírják a szándékainkat, vagyis az alkalmazkodás és az észszerű talajjavítás együtt lehet eredményes és gazdaságos.

A felsorolt példákból látható, hogy a talajerő-gazdálkodásnak ma már nem abban kell kimerülnie, hogy a hagyományos algoritmusok segítségével kiszámítjuk a szükséges NPK-hatóanyagok mennyiségét. Dinamikusabb talajvizsgálatokon és historikus adatelemzésen alapuló ellenőrzésre, visszacsatolásra is van számos lehetőség, annak érdekében, hogy gazdaságosan és fenntarthatóan tudjunk gazdálkodni az erőforrásokkal. Ehhez ma már számos műszaki és adatelemző eszköz áll rendelkezésre, és az agrárdigitalizációnak ezeket a vívmányait a tápanyag-gazdálkodásban is hatékonyan ki kell használnunk.

SZERZŐ: DR. JUHOS KATALIN ADJUNKTUS • MATE AGRÁRKÖRNYEZETTANI TANSZÉK, BUDAPEST, [email protected]