Biológiai talajerő-gazda(g)ság cikksorozat – 20. rész

AÖP-támogatott talajoltás; de hogyan reagál három különböző kukoricahibrid egy alig humuszos homoktalajon?

Mottó: Vissza a gyökerekhez! A talajt tápláld ne a növényt! Talajélet nélkül a talaj csupán egy geológiai támasztóközeg!

Az elmúlt évek történései miatt a növénytáplálás és a talajvédelem újragondolására van szükség. Az energia, így a gáz árának 10-szeres emelkedése többek között a műtrágyaárak növekedését hozta maga után, ami elgondolkoztatja a termelőt a költségek lehetséges csökkentéséről. A következmények miatt a figyelem középpontjába a baktériumos (a mikrobiális) talajoltások kerültek. Ezek használatát az Agrár-ökológiai Program (AÖP) is támogatja. De tényleg „öko”logikusak ezek az egységesen javasolt beavatkozások? Van-e, lehet-e talaj- és növényfüggő hatásuk? Mennyire általánosíthatók az előnyök? Ezekre a kérdésekre kerestük a választ.

A bemutatott gazdaságban a kukoricaágazat 6 hektáros termőterületén 3 különböző fajta kukoricahibrid-vetőmaggal (Pioneer 9241; DKC 5276; MV Koregraf) folytak a kísérletek. Az adott területen öt éve alkalmaznak egy, a kereskedelmi forgalomban is kapható talajoltó baktériumtrágyát a termesztéstechnológiában. A terület vetéskor az alkalmazott baktériumtrágya 10 l/ha-os mennyiségével lett az adott évben is kezelve. A talajoltás nemzetközi és hazai szakirodalmának áttanulmányozása után került sor a „készítmény”, azaz a kereskedelmi termék kiválasztására és a kísérletek beállítására (pontos adatok a szakdolgozónál).

A kísérleti terület Nyírlövő községben található, talaja gyengén humuszos és savanyú homoktalaj. A 6 ha-os kísérleti területről két db minta megvételére került sor, mivel annak mérete meghaladta a mintánként előírt 5 ha-os területi egységeket. A mintázás a két részparcella átlói mentén az előírt 20-20 pontból történt, a művelt réteg 0–30 cm-es mélységéből. Az összekevert két db 1 kg-os átlag kompozitminták szaklaboratóriumba kerültek a mintavétel után. A bővített talajvizsgálat a következő analíziseket tartalmazza: pH, humusztartalom, kötöttség (K_A), vízoldható összes só, mésztartalom (CaCO₃), nitrogén (NO₂ + NO₃), foszfor (P₂O₅), kálium (K₂O), egyéb elemek (Na, Mg, SO₄, Mn, Zn, Cu). A mintákat a Mezőgazdasági Szakszolgáltató Kft. Agrokémiai Laboratóriuma vizsgálta.

Talajoltó anyagok hatása a növényekre irodalmi adatok alapján

A talajokban általában jelentős mennyiségű, szabad szemmel nem látható mikroorganizmus található. A baktériumok és a gombák (mikorrhiza szimbionták) is közreműködhetnek a gazdanövénnyel létrejövő kölcsönkapcsolatban. A növényi gyökér közvetlen felülete a rhizoplán, amely magában foglalja az elhalt növényi részeket (mucigél) és a hozzá tapadó talajrészecskéket. A mikroorganizmusok lényeges szerephez jutnak a tápanyagok mobilizálásában és a növények tápanyag-utánpótlásában (nitrogén, foszfor és nyomelemek felvétele), valamint gyakorta termelnek növekedést szabályozó anyagokat is, ami a gyökerek morfológiájának átalakításával közvetve szintén hozzájárulhat a növények fejlődéséhez. A tápelemek közül a nitrogén a legnagyobb mennyiségben szükséges növényi makroelem.

A talajok nitrogénkötő baktériumai képesek a levegő nagy mennyiségű nitrogénjének a biológiai megkötésére a növények számára. Az úgynevezett asszociatív baktériumok a növényekkel szorosabb-lazább kapcsolatba kerülnek, és legtöbbször a gyökérben, esetleg a növény többi részének a belsejében élnek (endofiták). A másik csoportba az obligát szimbionta nitrogénkötő baktériumok tartoznak. Ezek specifikusak, és csak jól elkülönült struktúrákban, a gyökérgümőkben tudnak hatékonyak lenni. Apozitív hatású szimbiózisok nitrogénkötő hatásait az 1. táblázat mutatja.

A növénytáplálás mellett a baktériumtrágyák másik elvárt hatása, hogy védelmet biztosíthatnak a növényi kórokozók és a növekedést gátló szervezetek ellen. Korlátot képez a biológiai védekezésnél, hogy a gyökérrendszer (rhizoszféra) egy-egy antagonista mikroorganizmus-típusa általában csak bizonyos kórokozók ellen lehet hatékony. Ennek kiküszöbölésére igen gyakran több baktériumtörzs keverékét alkalmazzák az oltóanyagokban. A komplex, összetett oltóanyagok a kompetíció, az antibiózis és a szisztémás szerzett rezisztencia alapján is kifejhetik elvárt előnyös hatásaikat (Vass-Matics és Biró, 2018).

A gyökerek és magvak felszínén (rhizoplán, spermoszféra) élő mikroorganizmusok növekedést serkentő anyagokat termelnek, ezáltal képesek stimulálni a gyökérképződést. A zöldség- és gabonaféléknél a nitrogénkötők mellett a spórás foszformobilizáló baktériumokat is alkalmazzák. Morfológiailag gyökértömeg-növekedés és nagyobb növényi produkció várható a szimbiotikus növény-mikroba kapcsolatok javulásával (Kátai, 2011).

Szabadföldi kísérleti talajoltás3 kukoricahibrid bevonásával

A kísérletekhez felhasznált 10 l mennyiségben kijuttatott kereskedelmi talajoltó többféle baktériumfaj keverékéből állt. Tartalmazott növénynövekedés-serkentő (PGPR) Pseudomonas putida, rhizobaktériumot, foszformobilizáló, spórás Bacillus circulans és Bacillus megaterium fajokat és szabadon élő, nitrogénkötő Azotobacter chroococcum baktériumokat is. A talajoltó-készítmény csíraszáma 10⁹db/cm³ tápoldat volt a forgalmazó adatai szerint. Felhasználása a szántóföldi és kertészeti kultúrákra is 10–20 l/ha mennyiségben javasolt 100–300 l/ha vízmennyiséghez keverve, vetés, ültetés előtt.

A talajoltás speciális kijuttatószerkezettel valósul meg, a vetéssel egy menetben, a kukorica esetében a vetőbarázdába injektálva. A terület vetése április 15-én történt a vetőgép 70 cm-es sortávolságával, 68.000 csíra/ha mennyiségben. A vetéssel egy menetben kijuttatták a talajoltó baktériumot 10 l/ha dózisban, a javasolt 300 liter vízzel. Ezzel egy időben NPK 10-15-15 + mikroelem-keverék 0,25 t/ha mennyiségben is ki lett adva. A növényvédelmi kezelés vetés után Adengo (0,4 l/ha) bedolgozásával, majd májusban Laudis (2 l/ha) gyomirtóval valósult meg. A baktériumtrágyának és az elvetendő magvaknak külön-külön kijuttatórendszere van a vetőgépen, ahogy azt az 1. kép is mutatja.

A kísérleti területen ötödik éve történik az adott talajoltóbaktérium-készítmény felhasználása. A talajok bővített talajvizsgálati eredményét a talajoltó készítmény alkalmazásának kezdetén, majd a 4 éves használatot követően az 1. táblázat, a felhasznált kukoricahibridekre vonatkozó adatokat pedig a 2. táblázat mutatja be.

A legintenzívebb szakaszban

A kukorica kezeléseinek a növény fiziológiai állapotához kell igazodnia, a minél eredményesebb hasznosulást szem előtt tartva. A kukoricahibridek FAO-száma alapvetően meghatározza a növény élettani fejlődésének szakaszait, illetve a bekövetkezés idejét a vegetációs időszak alatt. Általában elmondható, hogy a legtöbb tápanyagra a növénynek a virágzás középidejéig, az 50–60%-os érték körül van (lenne) szüksége, amikor a termésképződés legintenzívebb szakaszára kerül sor. Kukorica esetében a cső hosszát, azaz a soronkénti szemszámot a címerhányást megelőző 1-2 hét és az azt követő vegetatívból a reproduktív szakaszba (VT-RI) történő átmenet határozza meg. A kukorica növényi fejlődésének általános életszakaszait az 1. grafikon mutatja be.

Ezeket a reprodukciós (R) és vegetatív (V) fázisokat az úgynevezett „levélnyelvecske rendszer” alapján javasolják, de idejükben a korai-közép és késői érési kategóriák ezeket másmás időben érik el. A felhasznált mindhárom hibrid megközelítőleg azonos FAO-kategóriába tartozott, így a kezeléseket egyöntetűen azonos időszakban lehetett lefolytatni.

A kukoricatalajok alaptrágyázása komplex makro- és mikroelemeket is tartalmazó termékkel (NPK 10-15-15 N + S) valósult meg. Ennek során a talajba kg/ha-ban bekerültek a következő mennyiségek: N: 25; P és K: 37,5; CaO: 10; MgO: 7,5; S: 20, B: 1,25). Az egyes kukoricahibridek vetése 68.000 csíra/ha számmal, 70 cm-es sortávolságra történt. Az április 15-ei vetést követő 5 napon belül gyomirtás történt (Adengo 0,8 l/ha). A kezelt területeken a kelés a vetés utáni 11. napon, a kontrollterületeken pedig a 13. nap után volt megfigyelhető.

Az aszályos áprilist követő május hónapban hullott 80 mm csapadéknak, a talajkezeléseknek és a meleg időjárásnak köszönhetően a növény gyorsan fejlődésnek indult. A kukorica május 29-ére érte el a 10-12 leveles állapotot, ekkor került sor a fejtrágyázásra; a területeken sorközi kultivátorozással egy menetben Pétisó 39%-os termék került bedolgozásra, 250 kg/ha dózisban (nitrogén 67,5; CaO 17,5; MgO 12,5 kg/ha).

Június 5-én minden parcellából, tetszőleges helyről 5-5 db kukoricanövényt vizsgáltunk meg. Megállapítottuk, hogy a kezelt területeken nagyobb gyökértömeg fejlődött, mint a kontrollterületeken. A szármagasság a baktériumtrágyával kezelt területen 10–15 cm volt, ez több és zöldebb is a kontrollhoz viszonyítva. Június hónapban azonban a gyomok miatt egy felülkezelés szükségessé vált (Laudis, 2 l/ha).

A növények erős fejlődését követően a kezelt területek már július 5-re elérték a 16 leveles állapotot. A szármegnyúlás is gyorsult, mivel június végétől július közepéig ismét összesen 120 mm csapadék esett. Július 10–15-e között megtörtént a címerhányás, augusztus 5-től a teljes virágzás megkezdődött a területeken. A levelek a baktériumtrágyával és műtrágyákkal is kezelt talajokban szélesebbek és zöldebbek voltak.

A virágzás végével megkezdődött a szemfejlődés. Mindhárom kukoricahibrid átlagosan 1-1 csövet hozott. A csöveken a szemsorok száma a kezelt területeken a Hibrid 3 (PIO) és a Hibrid 2 (MV Koregraf) fajtáknál 16, míg a Hibrid 1-nél (DKC 5068) 18 sor volt. Az 1-es hibrid az összehasonlító kukoricaversenyben a 2017-es év győztese volt. A kezeletlen kontroll területen 16 szemsorral rendelkezett mindhárom hibrid. Augusztusban a hónap közepéig még érkezett folyamatosan 100 mm eső, ezt követően betakarításig nem volt több csapadék. A száraz időjárás következtében a nedvességleadás mindhárom fajtánál kedvezően alakult.

A baktériumtrágyák alkalmazásánál a leghatékonyabb időszakot és szükségességüket a növények élettanilag is erősen aktív reproduktív fázisa, a termésképzés ideje jelenti. A talajnak ekkor kell a leginkább talajbiológiai tulajdonságaiban is megfelelnie, igazodnia a növényi igényekhez.

A talajminőség alakulása és a talajkezelések hibridfüggő eredményessége Az 1. táblázat adatai alapján a baktériumtrágyával kombinált kukoricakezelések rendszeres, 4 évig tartó folyamatos alkalmazásával bizonyos talajtulajdonságok javulása következett be. A vizsgálati időszak során a pH_(KCl)-os érték a kezdeti 4,33-ról 4,77-rejavult. A KCl-os vizsgálat általában 0,3 egységgel alacsonyabb értéket mutat a vizes pH-eredményekhez viszonyítva, de a talajsavanyúság még így is erősen korlátozó tényezője az adott talajon a növénytermesztésnek. Irodalmi adatok (Biró, 2005) szerint ismert például, hogy a pH_(H2O) = 4-es érték a szabadon élő nitrogénkötő baktériumok gyors pusztulását, működési határát jelenti, így vélhetően a kívülről bevitt oltóanyag mikrobiális kezelése ezeket tudta bizonyos (nem ismert) mértékig pótolni. A talaj humusztartalma némileg szintén javult a 4 év vizsgálati időszak alatt, 0,44-ről 0,77 H% értékekre. A humusztartalom azonban még így sem érte el azt a homoktalajoknál javasolható 1%-os küszöbértéket, amelynél az eddigi ismeretek szerint is az oltóanyagok jobb hatásfoka lenne elvárható.

A kukorica három vizsgált hibridje egyaránt pozitívan reagált az alkalmazott talajkezelésekre. A terméseredmények átlagosan 2–2,5–3,0 t/ha értékkel növekedtek, ami az adott gyenge minőségű homoktalajon igen kedvező javulást jelent (1. grafikon). Legjobb terméseredményt a legnagyobb FAO-számú DKC 5068 hibrid adta, talán azért is, mert ennek volt a leghosszabb ideig van szüksége a növénytáplálás mikrobiális és művi segítésére is az adott, igen gyenge humusztartalmú és savanyú homoktalajon.

Milyen következtetéseket vonhatunk le a baktériumtrágyák alkalmazásáról?

A kísérlet egy gyakorlati szempontú és a növénytermesztők által rendre alkalmazott kezelésmódot és annak hatásait mutatja be. Az AÖP-program támogatja a mikrobiális talajoltók, a baktériumtrágyák gyakorlatban is történő, az adott közleményben is bemutatott felhasználását. A gazdák ezt ki is használják, hiszen a talajok szerves trágyákkal történő kezelése az állattartás erős csökkenése miatt sem tud megvalósulni, és az egyéb mulcshagyó vagy a „konzervációs” és a regeneratív művelési eljárások alkalmazása is még a kezdeteknél tart.

‑ Az oltó-készítmény alkalmazása kiegészítő műtrágyakezelésekkel együtt történt.

‑ A talajbiológiai aktivitást (az őshonos és a bevitt organizmusokét) is akadályozhatta a gyomirtó szerek és az egyéb mezőgazdasági kemikáliák egyidejű felhasználása.

‑ A kontrollparcellák nem lettek kezelve azzal a vízmennyiséggel, amely a baktériumtrágyákkal együtt kijuttatásra került (jelen esetben 300 l/ha a kelés kritikus szakaszában).

‑ Az őshonos terület eredeti mikrobiális aktivitásáról és a bevitt mikroorganizmusok hozzáadott értékeiről nincsenek ismereteink. Jó lenne, ha a támogatás a talajok biológiai értékének a tényleges megőrzését és mérhető módon a jól kimutatható javulását szolgálhatná.

Mivel a támogatás a felhasználáshoz automatikusan kötött, de független annak tényleges eredményétől, így a termeltetőknek és forgalmazóknak sem érdekük, hogy a kutatási eredmények és ismeretek vagy a gazdák tudásigénye hiteles módon növekedjen. A talaj „fekete doboza” pedig egy igen jó hivatkozási alap.

A kukorica koraibb keléséhez hozzájárulhatott az adott homoktalajon a baktériumtrágyával egy menetben kijuttatott és az adott környezeti körülmények között jelentős „öntözési” hatás is.

A mikrobiális oltóanyagok eredményességét a talajok szervesanyag-tartalma is befolyásolja. Egy adott talajra jellemző humusztartalom igen alacsony és igen magas értékeinél is csökkenhet az oltások elvárható hatása, ezért optimumra kell törekedni a növények okszerű tápanyag-hasznosítási technikái és élettani módszerei miatt.

Az AÖP-ben is javasolt és az itt bemutatott módon felhasznált talajoltó készítmény ténylegesen is pozitív gyakorlati eredménye nem állapítható meg az egyéb szintén ható tényezők miatt.

Az eredmények felhívják a figyelmet ugyanakkor a gazdák szemszögéből arra, hogy a növényi tápanyagellátáshoz és a terméseredmények javulásához a baktériumtrágyák mellett vagy azok alkalmazása előtt létfontosságú a talajok fizikai-kémiai tulajdonságainak az egyidejű javítása is. Az önálló biológiai talajéleterő fokozása kulcsfontosságú, ahogy azt az adott gyenge termőképességű és gyenge humusztartalmú, ám erősen savanyú talajon történt kezelések jelen közleményben bizonyították.

További információk, talajmonitoringvizsgálati igények, a MATE Budai Campus Agrárkörnyezettani Tanszékén is elérhető szolgáltatások és szaktanácsadás a [email protected] címen kérhető. Az irodalmi hivatkozások részleteiről a szerzők adnak tájékoztatást. A cikksorozatban bemutatott szakdolgozatok a hetedik éve, a MATE Környezettudományi Intézetének Agrár-környezettani Tanszékén folyó biológiai talajerő-gazdálkodó szakirányú továbbképzés keretében készülnek. A képzésről és a jelentkezésről a https://uni-mate.hu/képzés/content/biológiai-talajerő-gazdálkodási-szakmérnök-szakember-szakirányú-továbbképzés linken tájékozódhatnak.

SOROZATSZERKESZTŐ ÉS TÁRSÍRÓ: BIRÓ BORBÁLA, A BIOLÓGIAI TALAJERŐ-GAZDÁLKODÓ SZAKIRÁNYÚ TOVÁBBKÉPZÉS SZAK INDÍTÓJA (SZIE-MATE, BUDAPEST)

KÉSZÜLT: DURBÁK ANETT 2019-BEN MEGVÉDETT SZAKDOLGOZATA ALAPJÁN (TANSZÉKI KONZULENS: BIRÓ BORBÁLA)