Opponensi vélemény
Gyuricza Csaba: A talaj és környezetminőség javítása és fenntartása növénytermesztési módszerekkel c. MTA doktori értekezéséről.
A növénytermelés alapvető feladata hagyományosan az élelmiszer-és takarmánytermesztés, továbbá az ipari növényi alapanyagok termelése. Az utóbbi években és már mondhatni évtizedekben beigazolódott,hogy feladata nem csak a termelés, de célja kell, hogy legyen a környezet minőségének fenntartása,az ökológiai szempontok és ezáltal a fenntartható mezőgazdaság megvalósítása, amely szolgálja az egész társadalom és a jövő generációk hosszú távú érdekeit is.
Az értekezés címében szereplő téma megválasztása és kidolgozása egy érdekes és újszerű feladat megvalósítását jelenti, mert nem csak a termeléssel, de amellett a környezettel és a talaj minőségével is foglalkozik. Egy évtized kutató munkáját foglalja össze, amely három pilléren nyugszik: a talajművelési rendszerek, másodvetésű zöldtrágya növények termesztése és a rövid vágásfordulójú fűz energianövény vizsgálatán. Célkitűzése és eredményei hézagpótló jelentőségűek, szolgálják a racionális földhasználatot és a fenntartható agrárium további fejlesztésének lehetőségeit a hazai ökológiai viszonyok között. Miért fontos a fenti szemlélet szorgalmazása?
Az 1960-as években és ezt követően folyamatosan növekedett a műszaki és természettudományok fejlődése, csökkent a vidéki népesség aránya, a műtrágya és a peszticidek felhasználása nőtt és általánossá vált, a termesztett növényfajok diverzifikációja a vetésforgóban csökkent, a gabonatermesztésben általános lett a mono- és bikultúra, a csökkenő állatlétszám miatt csökkent a takarmánytermesztés volumene, kevés volt és ma is az, a jó elővetemények választéka és a szervestrágyák felhasználása.
Az intenzív talajhasználat új feltételei mellett ugyanakkor a konvencionális talajhasználati rendszerek és a régi mentalitás működött továbbra is, amely eredményeképpen növekedett a talajok fizikai állapotának romlása, a szerkezetromlás, eke-tárcsatalp kialakulása, a humusztartalom csökkenése, belvizek kialakulása, a műtrágyák gyengébb érvényesülése, talajsavanyodás, terméscsökkenés és a költségek növekedése következett be.
Az 1990-es években mind a hazai agráriumban, mind pedig világviszonylatban megalapozódott az újabb, a fenntartható növénytermesztés fogalmát kielégítő újabb földhasználati rendszerek gyakorlata és műszaki feltételrendszere. Ezek az irányzatok a korábbiakhoz képest olyan célkitűzéseket is megfogalmaztak, amelyek energia és víztakarékosak, talajvédők és eleget tesznek a fenntartható fejlődés kritériumainak, a környezeti szempontok messzemenő figyelembevételével.
Ebben a közegben és ilyen koncepció alapján vállalkozott a jelölt olyan munka elkészítésére, amely tovább szélesíti a hazai ökológiai szemléletű növénytermelés eddigi eredményeit.
A téma fontosságát és az ilyen kutatások szükségességét számos hazai és nemzetközi idevágó szakirodalom és tapasztalat igazolja. Az intenzív talajhasználat csökkenti a talajok „ecosystem service” hatását, szervesanyag tartalmát, a N és P retenciót, a vízminőséget és elősegíti a vizek eutrofikációját. A nem megfelelő talajhasználat és vélhetően a klímaváltozás miatt csökkent a talajok Corg tartalma az EU-ban és az összes fosszilis emisszió mintegy 10%-át származtatják a szántóföldi művelésből. Éppen ezért meg kell határozni egy olyan talajhasználati gyakorlatot, amely a talajminőséget és a talajfunkciókat javítja. A talaj és funkciói a mezőgazdasági termelés bázisa, amely a termőképességen túl ökológiai szolgáltatást is végez:; tiszta víz, ÜHG kontrolja, egészséges talaj stb. A talajfunkciók jobb megismerése vezet egy fenntartható talajhasználathoz,amellyel csökkenthetők a kedvezőtlen környezeti és klímahatások. A növénytermelés fenntarthatóbb átalakulása egy jobban bio- és öko alapú gazdálkodást feltételez, amely gondolat megvalósul az EU-s és hazai rendelkezések és támogatási rendszerek szándékaiban is ”zöldítési program”
(greening the economy).
Gyuricza Csaba a fenti problémák kiemelt és nem hagyományos területeit tanulmányozta és dolgozta fel 10 év szabadföldi és üzemi kísérletező munka tapasztalata és egzakt eredményei alapján.
A dolgozat szerkesztése jó, a szerkesztési szabályoknak és a szokásjogoknak megfelelő. A decimális felosztású fő és alfejezetek áttekinthetőek, érthetőek és logikus sorrendet alkotnak. Az
„Irodalmi áttekintés, az „Anyag és módszer”, továbbá az „Eredmények”c. fejezetek egyaránt a célkitűzésben kifejtett három fő témakör szerint tagozódik: talajművelés – zöldtrágyázás - energia növények. A mintegy 100 oldal terjedelmű értekezést egy 60 oldal terjedelmű „Függelék” teszi teljessé, ahol a szerző részletesen ismerteti a lágyszárú és fásszárú energianövényeket, termőhely igényüket, fontosabb technológiai leírásukat, továbbá az energia ültetvényekkel kapcsolatos jövőbeni kilátásokat és lehetőségeket. Ilyen nagy mennyiségű információ függelékben való szerepeltetése meglehetősen szokatlan. A jelölt gondolata nyilvánvalóan az volt, hogy a kiegészítő adatok, leírások, ismertetések törzsanyagba illesztése nehezítette volna a lényegi megértést és az összefüggések elemzését.
Az „Irodalmi áttekintés” közel 30 oldal terjedelmű, értékes fejezet, amely 237 irodalmi hivatkozást dogoz fel. Lényegében a dolgozat 3 fő gondolatának megfelelően tagozódik, foglalkozik a fenntartható növénytermesztés talaj-növény rendszerével,az EU és a hazai környezetvédelmi elvárásokkal,jövőbeni kilátásokkal. A szerző törekedett arra , hogy minden történelmileg fontos korszak neves hazai és külföldi képviselői megismerhetőek legyenek az ókortól napjainkig.
Fontosnak tartotta lehivatkozni a hazai legkiválóbbak írásait, mint Cserháti, Gyárfás, Westsik, Bittera, Surányi, Manninger, Kemenesy stb. akik munkássága nélkül aligha volna sorolható hazánk a fejlett agráriummal rendelkező országok közé. Ha valaki az említett tudósok műveit részletesen tanulmányozza, megérti a fenntarthatóság fogalmát, annak lényegét és azt, hogy jelen helyzetben és feltételek között milyen földhasználati és agronómiai stratégiák kidolgozására van szükség.
A „Kutatások anyaga és módszertana” érthető, teljes körű fejezet, minden fontos információt tartalmaz és bemutat, amelyek alapján meggyőződhetünk a kísérleti eredmények hitelességéről és módszertanilag nem kifogásolható korszerűségéről. Az értekezés alapjául szolgáló szabadföldi kísérleteket három különböző helyszínen állították be. A talajvédő művelési rendszerek kutatását az alsó-ausztriai Phyrai Mezőgazdasági Szakközépiskola tartamkísérletén végezték (réti öntés, Fluvisol Cambisol) randomizált biometriailag korrekt nagyparcellás kísérletben, ahol az éves csapadékösszeg 736 mm és a sokévi középhőmérséklet 8,8 C°. Kérdésként merül fel az olvasóban, hogy a kutatót mi motiválta a helyszín kiválasztásában?
Az üzemi talajművelési kísérleteket Pándon (Pest megye) 6 gazdaság területén folytatták le,itt lehetőség volt üzemi körülmények között is vizsgálni a talajművelés és a vetésszerkezet (elővetemények) hatását a talaj állapotára. A másodvetésű zöldtrágyanövények és az energia növények vizsgálatát a SZIE Növénytermesztési Bemutató Központjában végezték, közepes termőrétegű, gyengén humuszos, eróziótól veszélyeztetett, tömörödésre érzékeny talajon. A kísérleti helyeken talajfizikai (szerkezet, ellenállás, nedvesség, pórustérfogat) biomassza és beltartalom vizsgálatokat is végeztek, továbbá a rövid vágásfordulójú fűz ültetvényben életciklus – elemzést (ISO 14044) folytattak le és ÜHG kibocsátást is elemeztek az energia növény valamint búza, kukorica kultúrákban. A felsorolt vizsgálatok és szántóföldi kísérletek módszertanilag nem kifogásolhatóak, az eredmények igazolásához megfelelőek és korszerűek. Meg kell említenem, hogy a 41, 47, 49 oldalakon ugyanaz a 15 sor ismétlődik, amennyiben a fűz fajtákat és a kísérlet agrotechnikáját ismerteti
Az „Eredmények” fejezet (4.1-4.6.) hat alfejezetében részletezik a kutatómunka fontosabb eredményeit. A talajvédő talajművelési rendszerek kapcsán néhány fontos megállapítást tesz, amelyek hozzájárulhatnak - főként a direktvetések kérdésében folyó - szakmai viták eldöntéséhez.
A direktvetésben a kukorica kezdeti fejlődése és a termés mennyisége kisebb volt, mint a művelt kezelésekben, a talaj tömörebb volt (1,5 MPa) mint a szántásnál (<1,0MPa) és a térfogat tömeg is a direktvetésben volt a legnagyobb. Ugyanakkor a talaj nedvességtartalma és víztartó képessége a direktvetésekben volt a legkedvezőbb a felső talajrétegben. E tekintetben csak egy kérdés merül fel,
hogy az ausztriai humidabb körülmények között kapott eredmények hazai ökológiai viszonyok között mennyiben adaptálhatóak?
A Pándon lefolytatott hat üzemi kísérletben a talajművelés és a vetésszerkezet hatásában az egyes kezelések között jelentős különbségek nem voltak, a talajnedvesség, talajellenállás, agronómiai szerkezet eredményei csak nem következetesen változtak és a hatások nem szignifikánsak.
A másodvetésű zöldtrágyanövények vizsgálatát a SZIE Bemutató Központjában folytatták le, ahol a talaj a megfogalmazások szerint kedvezőtlen adottságú, tehát marginális termőhelynek minősül. A 30-as AK szám átmenet a homok és a homokos vályog között, az alacsony humusz érték (1,32%) is ezzel összhangban van. Az adott termőhelyi viszonyok között a mustár, olajretek és a facélia egyaránt jó talajvédő növény, a biomassza tömege és a tápanyagfelvétel és az aszálytűrés tekintetében a facélia kevésbé jól szerepelt. A másodvetésű zöldtrágya növények sikeres termesztését jelentősen befolyásolta az évjárat hatása, amely műtrágyázás nélkül nagyobb volt,mint a N trágyázott változatokban. A N műtrágya (50 kg/ha) fontosságát hangsúlyozza az, hogy mintegy megháromszorozza a biomassza tömeget és mindhárom (NPK) makroelem felvételét, 1kg N műtrágya hatóanyag 300-400 k/ha zöldbiomassza tömegnövekedést eredményezett. Ezek az adatok azért fontosak, mert igazolják a másodvetésű zöldtrágya növények környezeti szempontból jelentős
„catch-crop” hatását.
A rövid vágásfordulójú fűz fenológiai paramétereiben (hajtásszám, hajtásátmérő, növénymagasság) a trágyázás hatása nem jelentett szignifikáns növekedést, a fajták között azonban jelentős különbségeket mértek. A biomassza és a nedvesség mind a fajták, mind a trágyázás tekintetében megbízható különbségeket mutatott, az eredmények a gyakorlati tanácsadásban felhasználhatóak.
Vizsgálták a 12 évre tervezett és 2 éves ciklusra vonatkoztatott, az életciklus-elemzésre alapoz anyag és energiaáramlást a „termény figyelembevételével” és a „termény figyelembevétele nélkül”, továbbá az ÜHG kibocsátást és összehasonlították a búza és kukoricatermesztés hatásaival. Az eredmények figyelemreméltóak és újszerűek. Megállapította, hogy a hagyományos szántóföldi gabonafélék az energia hatékonyság és a környezetterhelés szempontjából sokkal kedvezőtlenebbek, mint a fásszárú növények. A különbség az energia hatékonyságnál kétszeres, az ÜHG potenciál nyolcszoros, a savasodási potenciál esetében pedig több mint tízszeres a különbség az energia ültetvények javára. Hazai körülmények között ezek az adatok a további, ilyen irányú kutatásokban hasznosan felhasználhatóak.
Az ültetvényben végzett talajállapot vizsgálatok szerint a talajellenállás tekintetében jelentős különbségek nem voltak, a tömörödés hasonló volt a direktvetésekben termesztett napraforgó talajához, amely mértéke nem érte el a káros mértékű tömörödöttségi szintet. A térfogattömeg a komposzt kezelés hatására javult, ami élénkebb biológiai aktivitást feltételez. A talajnedvességet a
komposzt, de a műtrágyázás is kedvezően befolyásolta. Az eredmények arra utalnak, hogy a fűz energiaültetvények alkalmasak a komposztált szennyvíziszap elhelyezésére, azonban ez még további vizsgálatokat igényel. A biomassza vizsgálatok azt is igazolták, hogy a műtrágyázás 31,6
%-al a komposzt kezelésnél 5,2 %-al több a produkció mint a kontrolnál, a legnagyobb tömeget az
„Inger” nevű svéd fajta adta, a „Csala” nevű hazai fajta viszont az aszálytűréssel tűnt ki.
Az eredményekből levont főbb következtetések az alábbiakban foglalható össze ,amelyek a gyakorlatnak átadhatóak és hasznos forrást jelentenek hasonló kutatásokhoz is ;
A talajvédő talajművelési rendszerek témakörében megállapíthatóak:
- a talajművelés és a talajellenállás között szoros kapcsolat tapasztalható, míg a talajművelés hatása a térfogattömeg változására kisebb jelentőségű.
- a bolygatott talajon /szántásos művelés/ a talajfizikai mutatók javulása csak az azévi tenyészidőszak időtartamára vonatkoztathatóak.
- a bakhátas (ridge tillage) művelés hatására csak a talaj felső 5-10 cm-es rétegében lazultabb a talaj, a bakhát kialakítása miatt a mélyebb (15-20 cm) rétegben nagyobb a térfogattömeg.
- a direktvetések tömörödöttsége az évek során folyamatosan csökken, a felső rétegek nedvességtartalma magasabb,mint a szántásnál, az alsóbb rétegben fordítva.
- a jó időpontban,talajállapot mellett és jó minőségben elvégzett szántás is lehet talajkímélő.
- a direktvetések alkalmazása elsősorban talajjavítás céljából javasolható, a bakhátas művelés pedig a lejtős területek talajvédelmét szolgálja.
A zöldtrágyázással kapcsolatos kutatások főbb eredményei közül a következőket emelném ki:
- igazolta a zöldtrágyázás hatására bekövetkező káros rögösödés csökkenését.
- a biomassza tömeg és az NPK felvétel tekintetében a mustár és az olajretek kiváló zöldtrágyanövények, a facélia kevésbé.
- az 50 kg/ha N adag jelentős mértékben növelte a zöldtömeget és a tápanyagfelvételt, amennyiben szalmával együtt munkáljuk a talajba a zöldtrágyát, az N kiegészítésnek fokozott jelentősége van
Az energianövény-termesztési kutatások többoldalú vizsgálatából és eredményeiből a következőket emelném ki:
- felhívja a figyelmet az évjárathatás jelentőségére,amely még több év vizsgálatát igényli.
- a fásszárú energia ültetvények az energia hatékonyság és a környezetterhelés tekintetében kedvezőbbek, mint a szántóföldi növények, 1 t terményre vonatkoztatva az energia hatékonyság kétszeres, ÜVG kibocsátás nyolcszoros, savasodási potenciál tízszeres.
- marginális területeken az energia ültetvények telepítése javasolható.
- a vizsgált svéd fűzfajták kiváló teljesítményűek, de a hazai fűzfajtánk az aszályos időszakot jobban tolerálja.
- az energia ültetvények alkalmasak a komposztált szennyvíziszap elhelyezésére.
- a növényi biomassza tömege, talajtakaró hatása csökkenti a kemizálás terhelő hatását a térségben.
Az „Új tudományos eredmények”-et az értekezésben végig húzódó és a korábbiakban említett hármas felosztás, főtéma szerint csoportosítja. Az új eredmények, bár nem kaptak sorszámot, 16 szakaszt, illetve gondolatot foglalnak össze
A megfogalmazott új eredményeket döntő többségében új vagy újszerű tudományos eredményként elfogadom. Kivételt képez a 11. és 15. bekezdések, amelyek igaz állítások, de a dolgozatban ezekre vonatkozó részletes értékeléseket nem találunk, inkább csak általánosítások. Idézem: „ A szárazanyag-tömeg szoros korrelációt mutat a csapadék-hőviszony és a bioklimatikus indexszel,illetve a hidrotermikus koefficienssel…”
Ezek a korrelációk csak több éves adatsorokból értékelhetőek, ilyen számítások a kutatómunka során nem készültek. Hasonlóképpen a 15.bekezdésben: „ Kutatási eredményeink az ültetvények kedvező hatását bizonyították a környező területek ökoszisztémájára. A hipotézis valószínüleg helyes, de a kutatás során evvel nem foglalkoztak, ezeket a hatásokat ugyanakkor az irodalomban számos helyen megtalálhatjuk.
Ez utóbbi két észrevétel nem kisebbíti, sőt erősíti az értekezés értékét, a tudományos eredményeket hasznosnak és előremutatónak tartom.
Az alábbiakban kijelentem, hogy Gyuricza Csaba MTA doktori értekezése hiteles adatokat, saját kutatási eredményeket tartalmaz, a mű a korábbi tudományos fokozat megszerzését követően jelentős eredeti tudományos eredménnyel gyarapította a tudományszakot, hozzájárult a tudomány további fejlődéséhez.
Ezek alapján a nyilvános vita kitűzését, továbbá a mű elfogadását és az MTA doktora cím odaítélését javasolom.
Keszthely, 2014. szeptember 17.
Kismányoky Tamás Professor Emeritus
