0
DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS
Simonné Balázsy Ágnes
Keszthely
2011
1
2 PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR
NÖVÉNYTERMESZTÉSTANI ÉS TALAJTANI TANSZÉK
NÖVÉNYTERMESZTÉSI ÉS KERTÉSZETI TUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA
DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS
AZ NPK-MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSÁNAK TANULMÁNYOZÁSA A TAVASZI ÁRPA KÜLÖNBÖZŐ KORÚ NÖVÉNYI RÉSZEIBEN
Készítette:
Simonné Balázsy Ágnes okleveles agrármérnök
Témavezető:
Dr. habil. Sárdi Katalin egyetemi tanár
Keszthely 2011
3 AZ NPK-MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSÁNAK TANULMÁNYOZÁSA A TAVASZI
ÁRPA KÜLÖNBÖZŐ KORÚ NÖVÉNYI RÉSZEIBEN Értekezés doktori (Ph.D.) fokozat elnyerése érdekében
Írta:
Simonné Balázsy Ágnes Készült a Pannon Egyetem
Növénytermesztési és Kertészeti Tudományok Doktori Iskola keretében
Témavezető: Dr. habil. Sárdi Katalin egyetemi tanár Elfogadásra javaslom (igen / nem)
………
(aláírás) A jelölt a doktori szigorlaton …... % -ot ért el.
Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom:
Bíráló neve: …... …... igen /nem
……….
(aláírás) Bíráló neve: …... …...) igen /nem
……….
(aláírás) ***Bíráló neve: …... …...) igen /nem
……….
(aláírás)
A jelölt az értekezés nyilvános vitáján …...% - ot ért el.
Keszthely, 2011……. ……….
a Bíráló Bizottság elnöke A doktori (Ph.D.) oklevél minősítése…...
………
Az EDT elnöke Megjegyzés: *** esetleges
4
TARTALOMJEGYZÉK
1. Kivonatok 1
2. Bevezetés és célkitűzés 3
3. Irodalmi áttekintés 5
3.1. A tápanyagellátás jelentősége 5
3.1.1. A tápanyag-adag számításának általános módszere 6
3.1.2. Tápelemek és jelentőségük 8
3.2. A világ és Magyarország árpatermesztése 13
3.2.1. A világ és az Európai Unió árpatermesztése 13 3.2.2. A hazai növénytermesztés általános jellemzése 15 3.2.3. A sörárpatermesztés jelentősége hazánkban 15
3.3. A tavaszi árpa tápanyagellátása 17
4. Anyag és módszer 22
4.1. A kísérletek átfogó ismertetése 22
4.2. Az üvegházi kísérlet bemutatása 25
4.3. A szabadföldi kísérlet bemutatása 27
4.4. Laboratóriumi vizsgálatok 29
5. Eredmények és értékelésük 31
5.1. Az üvegházi növényvizsgálatok eredményei 31
5.1.1. A növények átlagos növénymagassága 31
5.1.2. A hajtás frisstömegének változásai 33
5.1.3. A hajtás száraztömegének változásai 36
5.1.4. A növények víztartalmának változásai 39
5.1.5. A növények NPK-koncentrációja 42
5.1.6. A növény által felvett NPK mennyiségek 51
5.1.7. Az üvegházi eredmények összefüggés-vizsgálatai 61 5.2. A szabadföldi növényvizsgálatok eredményei 63
5.2.1. A növények száraztömegének változásai 63
5.2.2. A növények NPK-koncentrációja 66
5.2.3. A termés NPK tápelem-arányai 71
5.2.4. A növény által felvett NPK mennyiségek 72
5.2.5. A szabadföldi kísérlet terméseredményei 80
5.2.6. A szabadföldi eredmények összefüggés-vizsgálatai 84 5.3. Az üvegházi és a szabadföldi kísérlet eredményeinek összehasonlítása 86
6. Következtetések és javaslatok 90
7. Összefoglalás 94
8. Új tudományos eredmények 97
9. New scientific results 98
10. Köszönetnyilvánítás 99
11. Irodalomjegyzék 100
12. Függelék 108
1 1. KIVONATOK
AZ NPK-MŰTRÁGYÁZÁS HATÁSÁNAK TANULMÁNYOZÁSA A TAVASZI ÁRPA KÜLÖNBÖZŐ KORÚ NÖVÉNYI RÉSZEIBEN
Jelen értekezésben bemutatott üvegházi és szabadföldi kísérletek fő célja a tavaszi árpa tápláltsági állapot-változásainak tanulmányozása a növény különböző fejlődési szakaszaiban a különböző adagú és arányú NPK kezelések hatására. Az egyes fejlődési szakaszokban a főbb növényi részek NPK-koncentrációinak és felvett NPK mennyiségeinek változása és a mennyiségi eloszlásának tanulmányozása.
Az üvegházi tenyészedényes, valamint a szántóföldi kisparcellás kísérletek 2006 és 2007 tavaszán kerültek beállításra. Tesztnövény a tavaszi sörárpa (Hordeum vulgare L.)
„Scarlett” fajtája volt.
A tenyészedényes kísérlet két talajtípus alkalmazásával került beállításra, egy agyagbemosódásos barna erdőtalaj, valamint egy karbonátos kötött réti talaj. A szabadföldi kísérlet beállítása az agyagbemosódásos barna erdőtalajon történt.
A kísérletekben a trágyázatlan kontrollkezelésen kívül nyolc különböző tápanyagadag került kijuttatásra két NP szinten, növekvő K adagokkal. A növény fejlődése során üvegházi körülmények között 3, míg a szabadföldi kísérletben 4 alkalommal történt lebontás/mintavételezés: bokrosodáskor (FS:2-3; BBCH:21-23), szárbaszökés végén- kalászolás elején (FS:10-10.1; BBCH:49-51), teljes virágzáskor (FS:10.5.2; BBCH:65) és teljes éréskor (FS:11.3; BBCH:89). Bokrosodáskor a teljes föld feletti hajtás, szárbaszökés végén a levél és a szár, virágzáskor a levél, szár, virágzó kalász, míg teljes éréskor a levél, szár, termés külön kerültek tanulmányozásra.
A tenyészedényes és szabadföldi kísérletek alatt a vizsgált fejlődési szakaszokban átlagos növénymagasság, friss- és száraztömeg, víztartalom, különböző termésmutatók, NPK-koncentráció, növény által felvett NPK mennyiség került meghatározásra.
A kísérletekben kapott eredmények hiánypótlóak, mert számszerű adatokat szolgáltatnak a minőségi sörárpatermesztés tápanyagellátásának továbbfejlesztéséhez.
Az eredmények jelentős mértékben bővítik a hazai és a nemzetközi szakirodalmat egyaránt.
Az adott körülmények között - kísérleti talajok típusa, fejlettségi stádiumok megválasztása, a főbb növényi részek külön tanulmányozása - végzett kísérleti eredmények alapján tett főbb megállapítások közül új tudományos eredményként értékelhető: a tavaszi árpa teljes vegetációs periódusában a főbb növényi részekben mért NPK tápelem-koncentráció, a növény által felvett NPK tápelem-mennyiségek megállapítása és mennyiségi eloszlásának tanulmányozása, a száraztömeg és a víztartalom változásainak vizsgálata a különböző növényi részekben a vegetációs periódus folyamán.
2 STUDYING THE EFFECTS OF NPK FERTILIZATION IN THE MAIN PARTS OF
SPRING BARLEY AT DIFFERENT GROWTH STAGES
In this dissertation, the main objective of the pot and field experiment-series was to study the changes of nutrient status of spring malting barley (Hordeum vulgare L.),
„Scarlett” variety as affected by different rates and ratios of NPK treatments. Further objective was to determine the NPK nutrient concentrations and amounts of NPK taken up by plants and its quantitative distribution in the main plant parts at different selected growth stages. Results of the experiments are considered suppletory providing quantitative data for the further development of nutrient management in quality production of malting barley. These results may serve as useful literature sources at both national and international level.
Under the experimental conditions (soil types, growth stages, main plant parts) from the experimental results, the following can be evaluated as new scientific results:
quantitative determination of increases in dry matter (DM) production in the main plant parts of spring malting barley, „Scarlett” variety under greenhouse conditions between the stage of tillering and full bloom and in field conditions between the stage of tillering and full ripeness; determination of the NPK nutrient concentrations in the main plant parts of spring malting barley, „Scarlett” variety; assessment of NPK amounts taken up by spring barley plants and its quantitative distribution the main plant parts;
characterizing the changes of water content in the main plant parts of spring malting barley during the whole vegetation period.
UNTERSUCHUNGEN ÜBER DIE WIRKUNG DER NPK-DÜNGUNG AUF DEM NÄHRSTOFFGEHALT IN PFLANZENORGANEN DER SOMMERGERSTE IN
VERSCHIEDENEN ENTWICKLUNGSSTADIEN
Das Hauptziel unserer Studie ist, dass die Änderungen in den Ernährungsstatus von Sommergerste (Hordeum vulgare L.), „Scarlett” Sorte in unterschiedlichen Entwicklungsstadien infolge verschiedenen Dosierung und Verhältnis von NPK- Düngung in Feld und Gäwechshausversuchen untersucht werden. Wir haben die Nährstoffkonzentration und Verhältnisse in der wichtigsten Teile der Pflanzen in den vershiedenen Entwicklungsstufen untersucht.
Die Versuchsergebnisse sind defizitfüllend, weil sie uns genau Daten zur Entwicklung von Ernährung der Qualität-Braugerste liefern. Die Ergebnisse auch erweitern die nationalen und internationalen Fachliteratur.
Als neue wissenschaftliche Ergebnisse können unter den gegebenen Versuchsumständen (Bodenarten, Entwicklungsstadien, Pflanzenorganen) die folgende Folgerungen gewertet werden: genaue Daten an NPK Nährstoffkonzentrationen, Nährstoffaufnahme und –verteilung, Trockenmassenantrag und Wassergehalt in den vershiedenen Pflanzenorganen der Braugerste in der ganzen Vegetationperiode.
3 2. BEVEZETÉS ÉS CÉLKITŰZÉS
A termesztett növények tápláltsági állapotának alapos ismerete nélkül nehéz az eredményes növénytermesztés. Fontos, hogy a termőhelyi adottságoknak, éghajlati tényezőknek megfelelően válasszuk ki a termeszteni kívánt növényfajt, -fajtát. A megfelelő tápanyag-ellátáshoz talajvizsgálatokra és növényvizsgálatokra együttesen van szükség. A talaj tápanyag-ellátottsága, a növényfaj, -fajta tápelem-igénye, az elérni kívánt hozam nagysága és a termesztési cél együttesen határozza meg a kijuttatni kívánt tápanyag-formákat és mennyiségeket. A költséghatékony és minőségi termeléshez a gyakorlati tapasztalatokon túl folyamatosan bővülő kutatási eredményekre is szükség van.
Hazánkban, a gyakorlatban még mindig nem jellemző a talaj- és növényvizsgálatokra épülő céltudatos trágyázási gyakorlat. Pozitív tapasztalat, hogy a gazdálkodók többsége a termeszteni kívánt növény vegetációs időszaka alatt kivont tápelem-mennyiségek alapján végzi a műtrágyázást. Azonban ez nem terjed ki az összes tápelemre, maximum az NPK-adagokra, de gyakran előfordul, hogy csak a nitrogén-trágyázásra figyelnek a termelők. Ennek egyik oka sajnos a műtrágyák magas ára. Ugyanakkor a gazdálkodók nem veszik figyelembe, hogy egy talajvizsgálattal, a talaj tápelem-ellátottságának ismeretében a műtrágya-költségek csökkenthetők lennének. A kisebb mennyiségben szükséges, de a megfelelő minőség és mennyiség előállításához nélkülözhetetlen elemekre pl. Fe, Mg, Ca stb. nem fordítanak figyelmet a termelők. Holott az egyoldalú műtrágyázás akár terméskieséshez, minőségromláshoz is vezethet.
Ma Magyarországon csupán az agrár-környezetgazdálkodásban résztvevőknek kötelező a talajvizsgálat és a tápanyag-gazdálkodási terv megléte a támogatás fejében. A nitrát- érzékeny területen gazdálkodóknak szintén előírás az 5 évnél nem régebbi talajvizsgálat megléte, azonban a legtöbben nincsenek tisztában a jogszabályokkal és az ellenőrzés sem eléggé szigorú. Megoldást jelentene, ha a gazdálkodók felismernék, hogy megfelelő talajvizsgálati eredmények birtokában gazdaságosabban tudnának termelni, valamint ha a műtrágya-árak nem lennének ilyen magasak és a talajvizsgálatok nem jelentenének irreálisan sok plusz kiadást.
Az utóbbi időszak szemléletváltozásának köszönhetően a korszerű mezőgazdaság már nem csupán termék-előállítást jelent. Mindinkább teret hódít az a szemléletmód, miszerint természeti kincseinket, a természetes erőforrásainkat, óvni, védeni szükséges.
A környezetkímélő gazdálkodásban a mezőgazdaságnak is nagy szerepe van. A talaj termőképességének fenntartását, hosszú távú megőrzését a környezetünk károsítása nélkül csak kellő szakértelemmel és odafigyeléssel lehet megvalósítani.
A tápanyag-gazdálkodás továbbfejlesztéséhez szükséges a növények tápláltsági állapotát jól jellemző, valamint a várható terméssel minél megbízhatóbb kapcsolatot mutató koncentrációk megállapítása. Fontos megismernünk a növény tápanyag- reakcióit, a tápelemek mennyiségi változásait a növény különböző fejlődési szakaszaiban, valamint az egyes tápelemek eloszlását a főbb növényi részekben. Csak ezen ismeretek birtokában lehet sikeres növénytermesztést folytatni, miközben igyekszünk környezetünket megóvni a felesleges terheléstől.
4 Jelen értekezésben bemutatott üvegházi és szabadföldi kísérletek fő célja a tavaszi árpa tápláltsági állapot-változásainak tanulmányozása a növény különböző fejlődési szakaszaiban a különböző adagú NPK kezelések hatására.
Az egyes fejlődési szakaszokban a főbb növényi részek NPK-koncentrációinak és felvett NPK mennyiségeinek változása és a mennyiségi eloszlásának tanulmányozása.
Üvegházi körülmények között két különböző talajtípuson ugyanazon növény termesztése, a növény eltérő fejlődésének tanulmányozása céljából.
A szabadföldi kísérlet célja a növény fejlődésének, a terméseredmények alakulásának tanulmányozása a különböző NPK-adagok hatására, mely a gyakorlati termesztés ismereteit bővíti.
A kísérletek során kapott eredményeinkből közelebbi képet kaphatunk a növény vegetációs időszaka alatt bekövetkezett víztartalom és száraztömeg-produkció alakulásáról, a tápelem-koncentrációk változásáról, a növény által felvett NPK mennyiségek eltérő eloszlásáról az egyes növényi részekben.
Kísérleti eredményeink hozzájárulhatnak a megfelelő tápanyag-ellátás eredményességének növeléséhez, valamint egy céltudatosabb, költséghatékony és környezetkímélő műtrágyázási gyakorlat kiépítéséhez.
Célunk továbbá a növénytáplálás hazai szakirodalmának új eredményekkel való kibővítése.
5 3. IRODALMI ÁTTEKINTÉS
3.1. A tápanyagellátás jelentősége
A mai mezőgazdálkodás többet jelent egyszerű árutermelésnél. A vidéki térség ugyanis nemcsak a termelés színtere, hanem biológiai és társadalmi hátteret is jelent. Fontos, hogy a termelő funkció mellett a mezőgazdaságnak fenn kell tartania a vidék természeti és kulturális értékeit is (Szalai, 2009). A fenntartható fejlődés érdekében a mezőgazdaságnak szorosan össze kell kapcsolódnia a környezet- és természetvédelemmel. Csak így tudjuk hosszú távon megőrizni a talaj termékenységét anélkül, hogy közben környezetünket súlyosan károsítanánk. A Nemzeti Agrár- környezetvédelmi Program megfogalmazza, miként lehet környezetbarát módon, a termőföldet és az élő környezetet kímélő mezőgazdálkodást folytatni (www.fvm.gov.hu).
A fenntartható gazdálkodás sikeressége érdekében rendkívül fontos a szakszerű tápanyag-gazdálkodás. A talaj tápanyag-szolgáltató képessége nem mindig elegendő a növények megfelelő táplálásához. A növények által felvett tápanyagok nagy részét a növényekkel a betakarítás folyamán eltávolítjuk a termőterületről. Tápanyag-utánpótlás nélkül a talaj tápanyagkészlete fokozatosan kimerülne, alkalmatlanná válna a növények termesztésére. Ennek elkerülése érdekében a gazdálkodó feladata a termőföld tápanyagszolgáltató-képességének folyamatos fenntartása és javítása (Szalai, 2009).
A tápanyag-utánpótlást különböző trágyaféleségekkel (szerves trágya, zöldtrágya, műtrágya, baktériumtrágya) végezzük. A megfelelő utánpótláshoz fontos a trágyaféleségek tápelem-tartalmának, az egyes tápelemek jelentőségének, valamint a termeszteni kívánt növényfaj, -fajta egyéni igényének pontos ismerete. A kijuttatandó tápanyag-mennyiségek megállapításához a talaj- és növényvizsgálatok eredményei egyaránt nélkülözhetetlenek (Loch, 1999).
Jelenleg Magyarországon nincs országosan alkalmazott egységes tápanyag-visszapótlási és laboratóriumi vizsgálati rendszer. A hazai és nemzetközi műtrágyagyártó cégek saját termékismertető kiadványaikban adnak tápanyag-utánpótlási javaslatokat, melyekben az egyes szántóföldi és kertészeti növénykultúrákra megadott tápanyag-adagok és a kívánt termés eléréséhez szükséges műtrágya-adagok szerepelnek. A szaktanácsadás fő elemei gyakran a MÉM NAK irányelvekre épülnek, ugyanakkor a hatóanyag-szükségletre, valamint a műtrágya-típus alkalmazására vonatkozó javaslatok többnyire a cég érdekeit tükrözik (Sárdi, 2003).
A ma általánosan elfogadott szemlélet alapjait hazánkban a MÉM NAK (1979, 1987) irányelvek jelentik annak ellenére, hogy a termelés és a tápanyag-visszapótlás körülményei jelentősen megváltoztak.
A fenntartható gazdálkodás irányelveit követve hazánkban is kidolgozásra került egy új szemléletű szaktanácsadási rendszer a Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézet (MTA TAKI), valamint a martonvásári MTA Mezőgazdasági Kutatóintézet (MGKI) közreműködésével. Az új, környezet- és költségkímélő trágyázási szaktanácsadási rendszer célja a gazdaságos termésszintre való törekvés, lassú PK feltöltés és növényfajtól, ill. tervezett termésszinttől függő tápelem- tartalmak megállapítása (Csathó et al., 2005). Az új rendszer 4 tápanyag-visszapótlási szinten ad javaslatot: 1) minimum; 2) környezetkímélő; 3) mérleg-szemléletű; 4) integrált növénytáplálási szint. Minimum szinten a „jó”, míg környezetkímélő szinten az „igen jó” P és K talaj-ellátottságnál már nem javasol P és K utánpótlást, a talajok
„közepes” P és K ellátottsági szintjének elérése és megtartása a cél. A mérleg- és az
6 integrált szemléletű növénytáplálási szinten még „igen jó” PK ellátottság mellett is javasolnak csökkentett mennyiségű PK trágyázást (Csathó et al., 2006).
3.1.1. A tápanyag-adag számításának általános módszere
A kívánt terméseredmény eléréséhez szakszerű tápanyag-utánpótlásra van szükség.
Ennek érdekében szükséges minél több információ begyűjtése, mint termőhelyi adottságok, talajvizsgálati eredmények, növényanalízis. Ebben nyújt segítséget egyrészt a szakirodalmi háttér, kutatási eredmények és gyakorlati tapasztalatok összessége.
Az egyes növények megfelelő tápanyag-ellátásának kiszámítása több lépésben történik:
1. A termőhely besorolása
2. A talaj tápanyag-ellátottságának megállapítása 3. A növény fajlagos tápanyag-igényének megállapítása 4. A terméshozam megtervezése
5. A hektáronkénti fajlagos hatóanyag-igény 6. Korrekciós tényezők alkalmazása
7. Átszámítás konkrét műtrágyára (Sarkadi, 1975; Antal, 1979;1999) Termőhelyi besorolás
Az adott tábla szántóföldi termőhelyi kategóriába való besorolása számos szempont figyelembevétele alapján történik: tábla fekvése, termőréteg vastagsága, eróziós viszonyok, fizikai tulajdonságok (kötöttség, talajszerkezet), kémiai tulajdonságok (pH, sótartalom), víz-, hő-, levegő- és tápanyag-gazdálkodás, művelhetőség stb.
Ezen tulajdonságok alapján 6 szántóföldi termőhelyi kategóriát különíthetünk el:
I. Mezőségi (csernozjom) talajok II. Barna erdőtalajok
III. Kötött talajok
IV. Laza szerkezetű talajok V. Szikes talajok
VI. Sekély termőrétegű, erodált talajok
Az egyes termőhelyi kategóriába sorolt talajokon termeszthető növénykultúrák és azok elérhető termésszintjei különbségeket mutatnak (Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
A talaj tápanyag-ellátottsága
A talajok növények számára felvehető tápanyag-mennyisége a termőrétegből vett talajminták laboratóriumi vizsgálata alapján állapítható meg.
A tápanyag-ellátottság meghatározása termőhelyi kategóriánként történik. A N- ellátottság a termőréteg humusztartalma alapján a kötöttség (KA érték) figyelembevételével értékelhető. Az AL-oldható P tartalmat a karbonátosság (CaCO3) alapján, míg az AL-oldható K-tartalmat a kötöttség alapján soroljuk különböző ellátottsági kategóriákba.
Ellátottsági kategóriák:
- igen gyenge - gyenge - közepes - jó - igen jó - túlzott
(Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
7 A növény fajlagos tápanyag-igénye
A termeszteni kívánt növény fajlagos tápanyag-igénye, vagyis az egységnyi fő- és mellékterméssel kivont tápanyag-mennyiség (kg hatóanyag / tonna termés) (Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
A növény fajlagos tápanyag-igénye a talaj tápanyag-ellátottságának függvényében változhat. A „közepes” talaj tápanyag-ellátottságnál azonos a növények fajlagos tápanyag-igényével, ennél kedvezőtlenebb - „igen gyenge” és „gyenge” – ellátottságnál növekszik, kedvezőbb - „jó” – ellátottságnál pedig csökken. Amennyiben a talaj tápelem-ellátottsága a „igen jó” vagy „túlzott” – kategóriába esik, a tápanyag-utánpótlás ideiglenesen elhagyható (Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
Termésszint tervezése
A termesztendő növénykultúra tervezett termésszintjének megállapítása (tonna termés / hektár). Amennyiben a rendelkezésre álló adatok lehetővé teszik, az utolsó 5 év termésátlagainak figyelembevételével kell meghatározni az adott évre vonatkozó termésszintet. Ha ez nem lehetséges, akkor a termőhelyi kategóriákra megállapított termésszint-intervallumok segítségével lehet megtervezni a növény termésszintjét (Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
Hektáronkénti hatóanyag-igény kiszámítása
A termesztendő növénykultúra tervezett termésszintjének (t/ha) és fajlagos tápanyag- igényének (kg/t) szorzata adja. Mértékegysége: kg/ha, megmutatja, hogy az adott termésmennyiség eléréséhez mennyi hatóanyagra van szükség hektáronként (Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
Korrekciós tényezők
A kiszámított tápanyag-adagokat bizonyos szempontok figyelembevétele alapján módosítani indokolt.
Az elővetemény hatása alapján pillangós elővetemény esetén a N szükséglet csökkenthető. Egyéves pillangós után 30 kg N/ha mennyiséggel, évelő pillangós után az 1. évben 50 kg N/ha, a 2. évben 30 kg N/ha mennyiséggel (Antal, 1999).
A K igény csökkenthető nagy tömegű növényi szármaradvány beszántásakor. Gabona szalma esetén 5-10 kg K2O /t, kukoricaszár beszántásakor 5-10 kg K2O /t, napraforgószár esetén pedig 20-30 kg K2O /t levonással számolhatunk (Antal, 1999).
A szár- és tarlómaradványok időbeni lebontása, a biológiai feltáró folyamatok elősegítése, a kedvező C:N arány megtartása érdekében 1 tonna szervesanyaghoz kb. 8 kg N adása szükséges (Antal, 1999).
Szerves trágyák (istállótrágya, zöldtrágya, szalmatrágya) kijuttatása esetén azok tápanyag-tartalmának figyelembevételével kell elvégezni a korrekciót.
Az istállótrágya általános adagja 30-40 tonna hektáronként.
Az istállótrágya minősége függ a benne található hatóanyagok mennyiségétől is:
- gyenge minőségű: 4 kg N/t, 2 kg P2O5/t, 4 kg K2O/t - közepes minőségű: 6 kg N/t, 3 kg P2O5/t, 6 kg K2O/t - jó minőségű: 8 kg N/t, 4 kg P2O5/t, 8 kg K2O/t (59/2008. FVM rendelet alapján).
Az istállótrágya tápanyag-tartalmának hasznosulási értékeit az 1. táblázat tartalmazza.
8 1. táblázat A különböző minőségű istállótrágya hasznosulásának időbeni megoszlása %-ban, amennyiben a kijuttatás nem évente történik
Tartam hatás
Homok és homokos vályog (KA < 36) talajokon Az istállótrágya minősége:
gyenge közepes jó
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
1. év 50 50 50 42 50 50 42 50 50
2. év 33 35 38 42 33 33 42 38 30
3. év 17 15 12 16 17 17 16 12 20
4. év ― ― ― ― ― ― ― ― ―
Tartam hatás
Vályog, agyagos vályog és agyag (KA > 36) talajokon Az istállótrágya minősége:
gyenge közepes jó
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
1. év 40 40 38 38 33 33 38 38 38
2. év 33 30 25 30 33 30 30 28 30
3. év 27 15 20 20 22 20 18 22 20
4. év ― 15 18 12 22 17 14 22 12
(59/2008. FVM rendelet alapján)
Az öntözés kedvező hatásának figyelembevétele alapján a fajlagos hatóanyag- szükséglet 15-20 %-al csökkenthető, mivel öntözött területeken a tápanyagok felvétele a kedvező víz-ellátottság révén akadálytalan (Antal, 1999).
A talaj kedvezőtlen tulajdonságai növelik a szükséges tápanyag-adagot. Például 20%
feletti mésztartalom és 5 pH(KCl) alatti túlzott savanyúság esetén a kiszámított P2O5 hatóanyag mennyiségét 15-20 %-al növelni kell (Antal, 1999).
Műtrágyára való átszámítás
A kiszámított és korrigált hatóanyag-mennyiségeket az előzetesen kiválasztott műtrágya hatóanyagtartalmának megfelelően számítjuk át. Így megkapjuk a szükséges műtrágya- mennyiséget hektárra vonatkoztatva. Fontos, hogy a használt műtrágyaféleség kiválasztásánál vegyük figyelembe az egyes növénykultúrák eltérő igényeit is (Sarkadi, 1975; Antal, 1979, 1999).
3.1.2. Tápelemek és jelentőségük
A növények növekedésére és fejlődésére belső és külső tényezők hatnak. Belső tényezők: a növények egyedi, örökölt tulajdonságai. Külső tényezők: a termőhely agro- ökológiai tulajdonságai, fény, víz, hő, a levegő nedvesség-, oxigén- és szén-dioxid- tartalma, valamint a talaj tápanyagtartalma. Szántóföldi körülmények között e tényezők közül a tápanyagtartalom szabályozható leginkább, ezért ennek mértéke és a termés mennyiségének kapcsolata fontos kérdés a gyakorlatban (Loch-Nosticzius, 2004). Az utóbbi évtizedek kutatási eredményei rámutattak a tápelem-arányok ismeretének jelentőségére, a hatékony tápanyag-ellátáshoz ugyanis nélkülözhetetlen a kultúrnövény számára optimális tápelem-arányok biztosítása (Kádár, 1992). Kísérletek igazolják, hogy a N-trágyázás adagjának növelése pozitív hatással van a növény K-felvételére, amely a N és K közötti pozitív kölcsönhatásnak köszönhető (Gething, 1986; Sárdi, 1999).
9 Tápelemeknek a növény számára nélkülözhetetlen (esszenciális) elemeket tekintjük.
Egy elem akkor minősül esszenciális tápelemnek, ha a normális növekedéshez, termésképzéshez elengedhetetlen, más elemekkel funkciójában nem helyettesíthető, az anyagcserét közvetlen vagy közvetett úton befolyásolja (Arnon, 1950). A növények szárazanyagában előforduló mennyiségük alapján makro- és mikroelemeket különböztetünk meg:
Makroelemek (0,1%-nál nagyobb mennyiségben vannak jelen a növények szárazanyagában): C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Na, Cl, Si.
Mikroelemek (0,1%-nál kisebb mennyiségben vannak jelen a növények szárazanyagában): Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Co, V, Ni.
Más szakirodalom megfogalmazza a tápelemeknek azon csoportját, melyek „kvázi- esszenciálisak”, ide sorolja a szilíciumot. Javasol továbbá „nem esszenciális” és „ esszencialitása nem ismert” nevű csoportokat, melyekbe a tápelemeket be lehetne sorolni (Epstein és Bloom, 2005).
Ezek közül a legfontosabb a nitrogén-, foszfor- és káliumtrágyázás, melynek hatását számos tápanyag-gazdálkodási kísérlet vizsgálta. A gazdálkodói gyakorlatban is e három fő tápelem utánpótlása terjedt el. A trágyázási gyakorlatban fontos, hogy nemcsak a tápelemek mennyisége, hanem egymáshoz viszonyított aránya is rendkívül fontos szerepet tölt be a növények ásványi táplálkozásában és fejlődésében. Az NPK tápanyag-utánpótlás mellett a kívánt minőség elérésében azonban szintén nagy szerepe van a mikroelem-trágyázásnak is (www.agrarkamara.hu).
A nitrogén szerepe a növény életében
A nitrogén több szerves vegyület alkotóeleme: aminosavak, nukleinsavak, egyszerű és összetett fehérjék, nukleotidok, klorofillok stb.. A nitrogén befolyásolja az asszimilációs és a tartalék-tápanyag képződési folyamatokat, tehát hatással van a növény anyagcsere- folyamataira. Jelentősége óriási a növények növekedése, fejlődése és a termésképződés szempontjából, hiánya gyorsan megmutatkozik a növekedés gátlásában, amit a citokinin és abszcizinsav hormonok egyensúlyának felbomlása eredményez (Mengel, 1976).
A növények nitrogén-tartalma átlagosan 1-5 % között mozog, amit nagyban befolyásol többek között a növényfaj, ill. fajta, a növény kora, a vizsgált növényi rész. A növények az ásványi formában jelenlévő szervetlen N formákat tudják elsősorban hasznosítani. Felvétele NH4+ és NO3-
formában történik a gyökereken keresztül. A NO3- ion felvétele pH növekedéssel, míg az NH4+ forma pH csökkenéssel jár (Mengel és Kirkby, 1982). Kismértékben aminosavak és karbamid (főként levélen keresztül) formájában is lehetséges a felvétel.
A növényben a szervetlen N-vegyületek könnyen mozognak és hamar szerves vegyületekké alakulnak. A nitrát-ionok a nitrátredukció folyamatában nitriten keresztül- ammóniává alakulnak, ezután épülnek be szerves vegyületekbe. Az ammónium-ionok közvetlenül hasznosulnak. A folyamatban nitrát reduktáz, nitrit reduktáz, glutamin szintetáz enzimek vesznek részt (Loch, 1992).
A növények N tartalma, a tápanyag-ellátás, és a fehérjetartalom között pozitív korreláció van. Több N trágya hatására a növényben megnő a N mennyisége, több aminosav keletkezik, ezáltal több fehérje szintézise zajlik (Loch, 1992). A folyamat következő lépéseként növekszik a citoplazma mennyisége, amely gyakoribb, jobb sejtosztódásokat eredményez. A merisztémasejtek erőteljesebb sejtosztódásának hatására nő a levélfelület, nagyobb lesz az asszimilációs felület. Gabonáknál nő a bokrosodási erély (Debreczeniné és Sárdi, 1999).
10 A nitrogénnel bőségesen ellátott növények vegetatív periódusa hosszabb. Jellemző a fotoszintézis idejének kitolódása, erőteljes klorofill képződés. Búzával folytatott kísérletekben megfigyelték, hogy a késői N-trágyázás jobb sütőipari minőséget eredményez. Sörárpa esetében azonban nem kívánatos a magas fehérjetartalom. A vegetatív szervek nitrogéntartalmának mintegy 50-75%-a transzport aminosavak formájában a termésbe vándorol és átalakul tartalék fehérjékké. A fehérje- felhalmozódás a szemképződéstől a viaszérésig tart. A vegetációs szakasz végének közeledtével az idősebb szervekben felhalmozódott fehérjevegyületek lebomlanak és átvándorolnak a szembe, ahol tartalékfehérjékké alakulnak. Ezt az újrahasznosítási folyamatot reutilizációnak nevezzük (Loch, 1992; Tisdale et al., 1993).
A N-hiány tünetei.
Megfelelő N ellátás hiányában lassul a növény növekedése, kisebb lesz az asszimiláló felület, zavarokat okoz a klorofill bioszintézisében. Kevesebb oldalhajtás jön létre, romlik a bokrosodás mértéke. Az anyanövény kisebb fehérjetartalmú magot hoz, így az utódnövény kezdeti fejlődése már ekkor korlátozódik. A növények vegetatív fejlődése lerövidül, meggyorsul a reproduktív fejlődési szakasz, ami terméscsökkenéshez vezet (Bennett, 1993). Gabonaféléknél és más növényeknél csökken a fehérjetartalom, a keményítő, cukor és más szánhidrátok mennyisége növekszik (Bergmann, 1992). A magvak korábban érnek, de aprók, ezért kisebb lesz a szemtermés. A levelek fakó, világossárga színűek a klorofill bomlásának eredményeként. Esetenként vöröses árnyalat is megfigyelhető. Az elszíneződés az idősebb leveleken kezdődik – a reutilizáció miatt -, amelyeket a növény gyakran lehullat (Reuter és Robinson, 1997).
A N-felesleg tünetei.
A növény vegetatív periódusa elnyúlik, a vegetatív részek túlzott növekedése nagy asszimiláló levélfelületet eredményez, mely beárnyékolja az alsóbb növényi részeket. A tovább tartó vegetatív szakasz késői érést idéz elő. Kevesebb lesz a szilárdító szövet, a szövetek megnyúlása szárdőlést eredményez. A kutikularéteg elvékonyodik. Növekszik a betegségekkel szembeni fogékonyság (a szövetek fellazulnak, utat engedve a kórokozóknak) (Reuter és Robinson, 1997).
A növények sötétzöldek, üdék, lédúsak. A sötétzöld szín a kloroplasztiszok fokozott szintézisének következménye. A nagy N adagok egyes kultúráknál kedvezőtlenül hatnak a termék minőségére. A túlzott nitrogén-ellátottság káros nitrát-felhalmozódást eredményezhet (Bergmann, 1979).
A foszfor szerepe a növény életében
Rendkívül fontos szerepet tölt be a növények életében. Megtalálható a fotoszintézisben, a légzésben, a növények energiaforgalmában. Alkotóeleme a foszfoproteideknek, foszfolipideknek, a sejtmembránnak. Kulcsszerepet játszik a DNS, RNS, valamint ADP, ATP és más nukleotidok, koenzimek (NAD, NADH, NADP, NADPH) felépítésében (Tisdale et al., 1993).
A növények foszfortartalma átlagosan 0,1-0,5%. A növények a foszfort a talajoldatból H2PO4-
és HPO42-
formájában veszik fel, a pH függvényében. A felvett foszfát-anionok gyorsan átalakulnak szerves foszfáttá és különböző növényi szervekbe szállítódnak. A magban a foszfor a fitinben tárolódik (az inozit-hexafoszforsav Ca, Mg sója), ami rendkívül fontos a csíranövény foszforellátása szempontjából (Bergmann, 1979).
A növények energiaforgalmában az ATP központi szerepet tölt be, képződésekor pirofoszfát-kötésben tárolja az energiát, amit átalakulásakor szabadít fel. A megfelelő foszforellátás elősegíti a bokrosodást, növeli a kalászt hozó szárak számát, valamint a szemtömeget. Hiányában az anyagcsere-folyamatok zavart szenvednek, a
11 fehérjeszintézis, cukor- és keményítőszintézis lelassul, a cellulózképzés, antocián szintézis fokozódik (Bennett, 1993).
A foszfor fontos szabályozója reproduktív szervek fejlődésének. P-hiány esetén jellemző a késői virágzás és érés, valamint csökken a termés mennyisége és minősége.
Fontos szerepet játszik a gyökérzet fejlődésében, ezáltal a növény tápelem-felvételében és szállítódásában. Hatással van a növény védekező rendszerére, ugyanis növeli a sejtmembránok víztartó képességét, amely növeli az ellenálló képességet (Bergmann, 1986).
A P-hiány tünetei.
A növény növekedése lelassul, gyökérzete elsatnyul, az idősebb levelek bíborlila elszíneződést mutatnak az antocián képződés miatt. Hiánya általában együtt jár a N- bőséggel, ezért a levelek sötétzöldek, a vegetatív szakasz kitolódik (Bennett, 1993). Az energiaháztartás zavart szenved. A szemtermés jelentősen csökken, jellemző a késői érés Bergmann, 1979).
A P-felesleg tünetei.
Nem jelentkezik közvetlenül, főként a mikroelem felvételére van hatással, a Zn-, Fe-, Mn-, valamint Ca-hiány tipikus tüneteit mutathatja. A túlzott foszforellátottság a gyakorlatban ritkán fordul elő, mert a talajba juttatott foszfátok gyorsan átalakulnak, lekötődnek (Bennett, 1993, Reuter és Robinson, 1997).
A kálium szerepe a növény életében
A kálium a növények ásványi táplálkozásában betöltött biokémiai, fiziológiai funkciói miatt létfontosságú tápelem. A K egyértékű kationként (K+), elsősorban aktív felvételi mechanizmus útján jut be a növények gyökereibe. A vizsgálatok szerint a K nagyon mozgékony elem, melyet legnagyobb mértékben a vegetatív fejlődési szakaszban vesznek fel a növények (Bergmann, 1986). A legmagasabb K-koncentráció az erősen növekedő legfiatalabb részekben található, ahol az aktív anyagcsere miatt a K-igény maximális. Pl. a gabonafélék bokrosodáskor 4-5-ször több káliumot tartalmaznak, mint virágzáskor. A fiatal korban jelentkező K-hiány káros következményei később már nem módosíthatók. A kálium a legnagyobb mennyiségben előforduló tápelem a növényekben: a fiatal növények levelének K-koncentrációja általában 1,0-5,0% között van, de egyes zöldségnövényeknél elérheti akár a 6-8% K2O-t is (Mengel, 1976).
A K+-ion felvételét a talajból az egy időben jelen lévő többi kation versengése is befolyásolja. Felvétele és szállítódása főként aktív módon, elektrokémiai gradienssel szemben történik. A talaj erősen savanyú kémhatása akadályozza a K felvételt.
Transzlokációja a hajtásokba, illetve a merisztémaszövetekbe gyors; gyakran előfordul, hogy az idősebb növényi részekből a K a fiatalabb szövetekbe vándorol (reutilizáció). A K+-felvétel során megbomló elektrokémiai egyensúlyt a gyökérzet proton-leadással állítja helyre, és ezáltal jön létre pl. a műtrágyák fiziológiai savanyító hatása. A felvételt jelentősen szabályozza többek között a gyökérzet kationcserélő képessége (Mengel, 1976; Bergmann, 1992).
A tápanyag- és vízellátás a növények számára létfontosságú. Ismeretes, hogy lehet bármennyi tápanyag a talajban, vízhiány esetén a növény nem tudja azokat hasznosítani és fordítva, a tápanyag-ellátottság mértéke befolyásolja a növények vízfelhasználását. A megfelelő tápanyagellátás a növények gazdaságosabb vízfelhasználását eredményezi (Debreczeni és Debreczeni, 1983). A K nagymértékben javítja a növényekben a vízfelhasználás hatékonyságát. A K-mal jól ellátott növények egy adott mennyiségű szerves anyag szintézisét, illetve szárazanyag-produkciójukat kevesebb víz
12 felhasználásával tudják biztosítani. A K-felvétel pozitívan befolyásolja a sejtek ozmotikus nyomását, a plazmakolloidok duzzadtságát, illetve a növények vízháztartását.
A K nemcsak a sejtmembránok permeábilitását, a sejtek turgorállapotának megtartását segíti elő, hanem elsődleges szerepet játszik a sztómák nyitódásának és záródásának szabályozásában is (Pethő, 1993). A K-mal jól ellátott növények alacsonyabb vízvesztése a transzspiráció mértékének csökkenése miatt lehetséges, ami nemcsak a mezofillumsejtek ozmotikus potenciáljától függ, de nagymértékben szabályozza a sztómák nyitódása és záródása is. A sztómák vezérlősejtjeinek K+-ion koncentrációját mérve azt tapasztalták, hogy a sztóma nyitott állapotában a K koncentrációja lényegesen magasabb volt, mint csukott állapotban. Mivel a sztómamozgás a legtöbb növény esetében teljes egészében a K+-fluxustól függ, érthető az a megállapítás is, hogy a K- mal nem kielégítően ellátott növények sztómáinak tevékenysége zavart szenved (Epstein és Bloom, 2005;Debreczeni és Sárdi, 1999).
A K a sejtek anyagcsere-folyamataiban számos különböző enzim, enzimrendszer aktiválója (oxidoreduktázok, transzferázok, kinázok, dehidrogenázok stb.). Enzim- katalizáló szerepe miatt kimutatható a K az energiaigényes N-felvételben és az ATP- szintézisben is. A nitrátreduktáz szintézisére hatva a fehérjeképzést befolyásolja. A napfény energiájának kémiai energiává alakulása, energiadús foszfátok közreműködésével, K-függő. K-hiány esetén a szintézis gátolt és erősödik a légzés, a lebomlás, az energiaveszteség (Bennett, 1993).
Jelenlegi ismereteink szerint a K több mint 60 enzimreakciót aktivál (Havlin et al., 2005). A K kedvezően befolyásolja nemcsak a frissen szintetizált asszimiláták szállítódását, hanem a levelekben tárolt proteinek mobilizálódását, valamint a gabonáknál a különböző N-vegyületek transzlokációját is a szembe.
A K kapcsolatban van a növények N-anyagforgalmával, a fehérjék szintézisével. K- hiányos közegben nőhet az összes, illetve ásványi N-tartalom, míg a szerves-N aránya csökken. A hervadó levelekben később megkezdődik a fehérjék leépülése. A K-hiányos növényekben többek között a kisebb molekulájú szénhidrátok és az oldható N- vegyületek felhalmozódását tapasztalták. A szénhidrát-anyagcserében szintén a kationok együttes szerepe a fontos, így pl. a telített/telítetlen zsírsavak képződése részben a K/Ca arány függvénye (Mengel és Kirkby, 1982).
Gyakorlati tapasztalat, hogy a jó K-ellátás fokozza a növények fagytűrő képességét, aminek oka, hogy elősegíti az asszimiláták áramlását, ami összefügg a szénhidrátok képződésére gyakorolt kedvező hatásával (a növényi nedvben levő magasabb cukor- ill.
szénhidráttartalom fagyáspontcsökkenéssel jár). Megfelelő K-ellátás mellett nő a szárszilárdság, mert a szénhidráttartalom növekedésével egyenes arányban nő a rostanyagok mennyisége (Debreczeniné és Sárdi, 1999).
A K kedvezően hat a nettó fotoszintézis arányára. Hiányában növekszik a sötét szakasz légzése. Általánosságban véve, a K egyik legfontosabb biofizikai szerepe abban van, hogy megnöveli a növény toleranciáját a különféle stresszhelyzetekkel szemben, mint pl. a szárazság, az alacsony hőmérséklet vagy a nagy sókoncentráció (Mengel, 1976).
A kielégítő K-ellátottság jelentősen csökkenti a növények bakteriális és gombabetegségekkel, valamint vírusfertőzésekkel szembeni fogékonyságát. Csökkenti a rovarok és nematódák kártételét is. Ugyanakkor a nem megfelelő K-ellátottság előidézheti a könnyen oldódó cukrok és aminosavak képződését. Ezek a kis molekulatömegű vegyületek pedig fokozzák a növényi patogének aktivitását. A betegségekkel szembeni ellenállóság szabályozása a kutatási eredmények szerint kapcsolatban van a K-nak azzal a hatásával, hogy elősegíti a vastagabb epidermisz- sejtfalak kifejlődését. Lehetséges az is, hogy a növényi anyagcsere befolyásolásán keresztül is hat a K a betegségekre (Fageria, 1992; Reuter és Robinson, 1997).
13 A K-táplálkozását a N-ellátottság kedvezően befolyásolja (Lőrincz, 1983; Sárdi, 1993).
A N-adag növelése a K szárazanyag-, ill. termésnövelő hatását fokozza, alacsony K- szinten viszont depresszióhoz vezethet (kísérleti eredmények). A N és K kölcsönhatása befolyásolja a talaj K-mérlegének alakulását is. Irodalmi adatok szerint fűfélékkel folytatott kísérletekkel rámutattak arra, hogy a talaj adott K-ellátottságának fenntartásához a magasabb N-adagok alkalmazása mellett nagyobb K-adagokra is szükség van (Sárdi, 1993; Sárdi, 1999). K-trágyázásra többnyire kálisó (KCl) és káliumszulfát (K2SO4) műtrágyákat használunk. A gabonafélék kloridra nem érzékenyek, de kedvezőtlen hatása nagy adagban alkalmazva ezeknél a növényeknél is jelentkezhet (Loch, 1999).
A K-hiány tünetei.
A K-hiány nem okoz azonnal látható tüneteket. Ez az ún. „rejtett éhség” azonban sokszor jelentős terméscsökkenésben nyilvánul meg. A klorózis és a nekrózis gyakran csak később, ill. súlyosabb esetekben lép fel. A tünetek általában az idősebb leveleken jelentkeznek, kezdetben világoszöld, majd sárga foltok formájában, melyek fokozatosan megbarnulnak. A klorózis a legtöbb növénynél a levélszéleken és csúcsokon kezdődik, égéshez hasonló tünetek figyelhetők meg, amit „perzselés”-nek nevezünk. Végül a levélszövetek elhalnak (nekrózis). A fiatal levelek pirosas elszíneződést mutathatnak vagy az erek között klorotikussá válnak (Bergmann, 1979. 1986; Bennett, 1993).
A K-hiányban szenvedő növények turgorállapota és fagytűrése romlik, de megfigyelték a kloroplasztok és mitokondriumok szétesését is. Gyenge K-ellátás esetén a kis molekulatömegű szénhidrátok és az oldható N-vegyületek mennyisége növekszik. A cukrok és szabad aminosavak felhalmozódása K-hiányos növényeknél a kórokozók és kártevők iránti fogékonyság növekedéséhez vezet (Reuter és Robinson, 1997).
A növények könnyen megdőlnek. A gyümölcsök és a magtermés mennyisége és minősége egyaránt csökken. A betakarítás utáni gyenge beltartalom gyakran a nem megfelelő K-ellátottság következménye, bár a látható tünetek nem kifejezettek.
A káliummal hiányosan ellátott növények K-tartalma többnyire kisebb 1,5%-nál, a bőségesen ellátott növények ezzel szemben 2-6% K-ot tartalmaznak a szárazanyagban.
A K-tartalom a növény korától is függ (Sárdi, 1999).
A K-felesleg tünetei.
A növények tipikus Mg-, esetleg Ca-hiánytüneteket mutathatnak a kationegyensúly eltolódása miatt. Tipikus K-toxicitás gyakorlatilag nem fordul elő (Bergmann, 1992).
3.2. A világ és Magyarország árpatermesztése 3.2.1. A világ és az Európai Unió árpatermesztése
Az utóbbi évtizedekben a Föld lakosságának robbanásszerű növekedésével egyidejűleg igényeik is növekedésnek indultak. A mezőgazdaságnak lépést kell tartania ezzel a növekedéssel, hogy biztosítsa a megfelelő mennyiségű és minőségű élelmiszer és nyersanyag előállítást. A termelékenységet a természeti adottságok (éghajlat, domborzat, talaj- és vízrajzi viszonyok, természetes növényzet) és a társadalmi berendezkedés (termelőerők fejlettségi szintje, munkaerőpiac, szakképzettség, fogyasztói szokások, beruházási lehetőségek, gépesítés, stb.) egyaránt befolyásolja (Tomcsányi és Turcsányi, 2004).
A szántóföldi növények termése a világon az elmúlt 20 évben mintegy 20-50%-kal növekedett, ugyanakkor a Föld lakosságának élelmiszer ellátásában jelentkező különbségek csak kis mértékben csökkentek. FAO becslések szerint a Föld
14 lakosságának 10-15%-a alultáplált, 5%-a pedig éhezik. A fejlődő országok jelen és jövőbeni feladata a termelés volumenének növelése (http://faostat.fao.org/).
Ezzel szemben a fejlett országokban már nem a termelés növelése a cél, hanem a minőségorientált termék előállítása, amely figyelembe veszi a fenntarthatóságot, környezet- és természetvédelmet, társadalmi elvárásokat. Előtérbe helyezi a tájhasznosítást és vidékfejlesztést (Kormosné és Odor, 2010).
2. táblázat 2009-ben a világ árpatermesztésében élen járó országok és azok összes betakarított területe
Ország Betakarított terület (hektár)
1. Oroszország 7.722.000
2. Ukrajna 4.993.500
3. Ausztrália 4.088.000
4. Spanyolország 3.045.300
5. Törökország 2.977.330
6. Kanada 2.917.600
7. Marokkó 2.183.000
8. Franciaország 1.883.900
9. Németország 1.877.890
10. Kazahsztán 1.713.600
(http://faostat.fao.org/)
3. táblázat Az Európai Unió árpatermesztésében élen járó országok és azok összes betakarított területe a 2009-es évben
Ország Betakarított terület (hektár)
1. Spanyolország 3.045.300
2. Franciaország 1.883.900
3. Németország 1.877.890
4. Lengyelország 1.157.000
5. Egyesült Királyság 1.143.000
6. Dánia 593.000
7. Finnország 561.800
8. Románia 514.907
9. Csehország 454.820
10. Svédország 360.800
11. Magyarország 320.836
12. Olaszország 306.800
13. Litvánia 277.400
14. Bulgária 258.449
15. Szlovákia 195.826
(http://faostat.fao.org/)
A világon mintegy 1400 millió hektáron folytatnak növénytermesztést, mely a Föld szárazföldi területének 10%-át jelenti. Ezen terület mintegy 50%-án, vagyis 700-710 millió hektáron folyik gabonatermesztés. A legfontosabb termesztett kultúrnövények
15 közül az árpatermesztés a negyedik helyen áll a búza, rizs és kukorica után. 2009-ben a világon összesen 54.059.705 hektáron termesztettek árpaféléket (http://faostat.fao.org/).
Ezek közül az első 10 helyen álló országot és annak betakarított területét a 2. táblázat mutatja be.
Az Európai Unió árpatermesztését tekintve, a betakarított terület nagysága a 2009-es évben 13.887.709 ha volt (http://faostat.fao.org/). Az első 15 helyen álló ország terület adatait a 3. táblázat tartalmazza.
3.2.2. A hazai növénytermesztés általános jellemzése
A hazai mezőgazdaság, ezen belül a növénytermesztés jelenlegi helyzetét nézve rendkívül sok ellentmondás, gyorsan változó szabályozási rendszerek, megfelelő politikai és gazdasági stratégiák hiánya jellemzi. Alapvető gondot okoz a növénytermesztési ágazatok alacsony jövedelmezőségi szintje, az agrárolló folyamatos és egyre erőteljesebb nyílása, folyamatosan változó agrárpolitika, értékesítési lehetőségek beszűkülése stb.. A mikro- és kisvállalkozások hátrányos helyzetben vannak a nagyvállalkozókkal szemben a munkaszervezés, termelés színvonala, jövedelmezősége, értékesítés, fejlesztési lehetőségek szempontjából egyaránt (www.agrarkamara.hu).
Mezőgazdaságunk fennmaradásához és fejlődéséhez a jövőben mindenképpen szükség van egy jól kidolgozott mezőgazdasági stratégia létrehozására, valamint a magyar agrárpolitika pozitív irányba való elmozdulására (Szalai, 2009).
A mezőgazdaság támogatására létrejött közös agrárpolitika (KAP) támogatási rendszerének az Európai Unióhoz (EU) való csatlakozásunk óta Magyarország is aktív részese.
A KAP eredeti céljai a következők:
- a termelékenység növelése a technikai fejlődés elősegítésével és a termelési tényezők, különösen a munka optimális felhasználásának biztosításával;
- a mezőgazdasági közösség számára megfelelő jövedelem és elfogadható életszínvonal biztosítása;
- agrárpiacok stabilizálása; a termelők és fogyasztók védelme - az élelmiszer-ellátás biztonságának garantálása
- a fogyasztói igények méltányos árú kielégítése
A folyamatos fejlődés, szemlélet-változás eredményeként új célok fogalmazódtak meg:
európai családbirtok-szerkezet megőrzése; a vidéki népesség megtartása; tájjelleg megőrzése; vidékfejlesztés (www.agrarkamara.hu).
A KAP keretein belül EU-s és nemzeti forrásokból számos mezőgazdasági és vidékfejlesztési támogatási programnak részesei vagyunk: Agrár- és Vidékfejlesztési Operatív Program (AVOP), Európai Mezőgazdasági és Vidékfejlesztési Alap (EMVA), Nemzeti Fejlesztési Terv (NFT), egységes területalapú támogatás (SAPS), nemzeti kiegészítő „top-up” támogatás, 2007-től induló Új Magyarország Vidékfejlesztési Program (ÚMVP), Agrár-környezetgazdálkodás (AKG) stb.. Sokan ezekben a támogatásokban látják a hazai mezőgazdaság fellendülését hosszútávon (www.agrarkamara.hu).
3.2.3. A sörárpatermesztés jelentősége hazánkban
A tavaszi árpa jó alkalmazkodó képességének köszönhetően széles körben elterjedt gabonanövény. Korábban Magyarországon a kukorica és a búza után az árpa volt a
16 harmadik legfontosabb termesztett gabonanövényünk (Tomcsányi és Turcsányi, 2004;
Jolánkai, 2005). A napraforgó-termesztés növekedése következtében azonban 2002 óta vetésterületét nézve az árpa a negyedik helyre került (http://portal.ksh.hu).
Hazánkban elsősorban a mérsékeltebben meleg, csapadékosabb és a nyár első felében páradúsabb levegőjű Dunántúl és Észak Magyarország kedvezőbb termőtájai felelnek meg a tavaszi árpa termesztésének (Kismányoky, 1994, Radics, 2003).
A kalászos gabonák vetésterülete hazánkban az elmúlt 10 év tekintetében 1,6 – 1,7 millió hektár között mozog. Az árpafélék betakarított területét, valamint termésmennyiségét és termésátlagát a 4. táblázat foglalja össze 1991-1995 és 1996-2000 évek átlagában, illetve 2000 évtől éves bontásban. A tavaszi árpa területi nagyságrendjét döntően a vetéskori időjárás határozza meg (Lukács és Murányi, 2006).
4. táblázat Magyarország árpatermesztésének alakulása az elmúlt 20 évben
1991 - 1995
1996 - 2000
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Betakarított terület, 1000 hektár
Árpa
összesen 416 344 325 368 372 342 331 316 294 324 332 321 287 Őszi árpa 201 154 151 203 202 176 184 171 172 185 201 196 185
Tavaszi
árpa 215 190 174 165 170 166 147 145 122 139 131 126 102 Termésmennyiség, 1000 tonna
Árpa
összesen 1476 1100 901 1301 1053 813 1423 1196 1081 1041 1478 1033 966 Őszi árpa 800 569 530 830 597 439 834 685 659 684 954 706 659
Tavaszi
árpa 676 530 371 471 455 374 589 511 422 358 524 327 307 Termésátlag, kg/hektár
Őszi árpa 3980 3700 3510 4080 2950 2500 4530 4000 3830 3690 4750 3600 3570 Tavaszi
árpa 3130 2780 2130 2860 2680 2250 4010 3510 3470 2570 3990 2610 3000
(KSH adatok, www.portal.ksh.hu)
A tavaszi árpa jelentős részét söripari alapanyagként használják fel. Az árpa mennyiségének mintegy 60%-a kerül malátagyártásra, a többit közvetlenül sörgyártásra használják fel (Radics, 2003).
A növekvő sörfogyasztás igényli a hazai sörárpatermesztés fejlesztését, bővítését a sör- és malátaipar igényeinek kielégítése érdekében, valamint törekedni kell az exportlehetőségek jobb kihasználására is. Jövőbeni feladatként szerepel továbbá a megfelelő minőségű, hazánk ökológiai viszonyaihoz az átlagosnál jobban alkalmazkodó fajták termesztése, illetve az ilyen tulajdonságokkal rendelkező fajták nemesítésére való törekvés is (Lukács, 2006).
Az Európai Unióban a hazai árpatermesztés felértékelődése várható. Az új fajták lehetővé teszik a gazdaságos termesztést, termesztési technológiája jól illeszthető az EU környezetbarát programjaihoz. A sörárpa azon növények egyike, melyek beletartoznak
17 az EU-ban támogatott GOFR (gabonafélék, olaj-, fehérje-, és rostnövények összefoglaló neve) növények közé (www.agrarkamara.hu).
A nagy hozamú és jó minőségű sörárpafajták meghatározó jellemzői a nagy termőképesség, gyors fejlődés, korai érés, jó bokrosodó- és állóképesség, a kedvezőtlenebb ökológiai feltételekkel szembeni tűrőképesség, a betegségekkel szembeni rezisztencia (Kismányoky, 1996).
3.3. A tavaszi árpa tápanyagellátása
A tápanyag-gazdálkodás továbbfejlesztéséhez szükséges a növények tápláltsági állapotát jól jellemző, valamint a várható terméssel minél megbízhatóbb kapcsolatot mutató koncentrációk megállapítása. A gyakorlat szempontjából fontos a növény tápelem-felvételi hatékonysága és produktivitása közötti kapcsolat számszerű meghatározása (Végh és Rajkai, 2006). A fiatal, bokrosodáskori növény alkalmas a tápláltsági állapot megítélésére, mert ekkor magas a tápelem-koncentráció a fiatal hajtásban (Kádár, 2004, Csathó et al., 2006). A tavaszi árpa tenyészideje rövid, gyökérzete viszonylag fejletlen, ezért víz- és tápanyagigényes növény (Wych et al., 1985).
Kedveli a jó levegő- és vízgazdálkodású, humuszban nem szegény, középkötött, mélyrétegű talajokat, a semleges illetve gyengén savanyú kémhatású talajokon termeszthető jó minőségű sörárpa. Savanyú talajokon a söripari minősége gyengébb, vastagabb a héj, romlik a bél/héj arány (%) és kevesebb extraktum várható (Kismányoky, 1994).
5. táblázat A sörárpa fajlagos tápelem-tartalma irodalmi források szerint N (kg/t) P2O5 (kg/t) K2O (kg/t)
MÉM NAK (1979) 23 9 21
Kismányoky T. (1997) 19-30 10-12 21-36
Antal J. (1999) 20 9 21
Kádár I. (2004) 26 12 16
Kiválóan termeszthető a cukorrépa számára jó termőhelyeken (Antal, 1999). Káliummal kevésbé ellátott talajokon mindenképpen szükséges a K-trágyázás a jó minőség elérése érdekében (Baldridge et al., 1985). A sörárpa 1 tonna szemterméssel és a hozzátartozó mellékterméssel felvett NPK mennyiségeit az 5. táblázat szemlélteti különböző irodalmi források alapján.
A tavaszi árpa LAI (levélfelület index) értéke viszonylag magas. Kísérletek kimutatták, hogy a szemtermésre ugyanúgy kedvezőtlen hatással van a túlzottan intenzív levélfelület-növekedés a kezdeti időszakban, mint a megkésett levélfelület gyarapodás.
Az árpa termésére a levélfelület gyors csökkenése is negatív hatást eredményez. A gabonafélék termése a levélborítottság növekvő értékeivel bizonyos határig nő. Számos kísérlet bizonyítja a levélfelület nagysága és a szemtermés közötti kapcsolatot (Petr, 1985).
Kutatók megállapították, hogy a magas gyökér/ szár aránynak és a lassú szárnövekedésnek köszönhetően az árpa K-hasznosítási hatékonysága nagyon jó (El Dessougi et al., 2002).
A kálium felvételében, felalmozódásában és a hasznosulás hatékonyságában fontos szerepet játszanak a fajták közötti genetikai eltérések (Clark, 1990).
18 Az egyes növényi szervek ásványanyag-felhasználása eltérő. Szárképződéskor a levelek és a szárkezdemény azonos mennyiségben tartalmazzák a káliumot. A tavaszi árpa K felhalmozása a vegetatív fejlődési szakaszban intenzív növekedést, a generatív szakaszban azonban fokozatos csökkenést mutat (Lásztity, 2006).
6. táblázat Az árpa különböző fejlettségi állapotban mért N (%) koncentrációi Fejlettségi
állapot
Növényi rész
Ellátottsági szintek a N(%) koncentráció alapján Szerző(k) hiány alacsony kritikus kielégítő magas
fiatal növény teljes föld
feletti rész 2.9
Bergmann és Neubert (1976)
bokrosodás levelek < 3.9 4.0-4.6 4.7-5.1 > 5.1
Reuter és Robinson (1988) FS 10.1 teljes föld
feletti rész < 1.5 1.5-2.0 2.0-3.0 3.0
virágzás levelek < 2.6 2.7-2.8 2.9-3.5 > 3.5
FS 10.1 teljes föld
feletti rész < 1.25 1.25-1.74 1.75-3.0 > 3.0
Reuter és Robinson (1997) kalászhányás teljes föld
feletti rész 1.75-3.0
Mills és Jones (1996) szárbaindulás teljes föld
feletti rész 3.0-4.0 Cerling
(1978)
2.0-4.0 Bergmann
(1992) szárbaindulás teljes föld
feletti rész 2.0-3.0 Kádár
(2004) A tavaszi árpa különösen a vegetatív növekedési szakaszban reagál a K-táplálás mértékére, míg a virágzás után már alig van hatása a termésképzésre. A 2-3 leveles korban lévő gabonanövénynél fellépő K-hiány csökkenti a kalászos szárak számát, valamint a kalászonkénti szemszámot, későbbi zavarok viszont- pl. szárba indulás idején - az ezerszemtömegre vannak kedvezőtlen hatással. A táplálkozásnak már a 2-3 leveles stádiumban döntő hatása van a későbbi termésképzésre, ugyanis már ekkor befolyásolja a bokrosodást és a kalászt hozó szárak számának alakulását. Elégtelen tápanyagellátás esetén csökken a jól fejlett, erős szalmaszárak és a telt kalászok száma.
A szárképződés időszakáig a N túlnyomórészt a levelekben, a foszfor a szárkezdeményben koncentrálódik. A K-ot a levelek és a szárkezdemény azonos mennyiségben tartalmazzák. Virágzás után a N és P a szárból a generatív szervekbe transzlokálódik, mennyisége érés idején a szemekben 2-4-szer nagyobb, mint a szárban.
A szár K-tartalma kétszer nagyobb, mint a magvaké (Mengel, 1976).
A generatív szervek kialakulásának időszakában a kalászolás előtt rendkívül érzékeny a víz- és tápanyagellátásra, tápanyagigénye a szárba indulás, virágzás szakaszában a legnagyobb, káliumból 2-3-szor többet igényel a növény, mint bokrosodás idején. A bőséges tápanyagellátás ebben a fejlődési szakaszban kedvezően hat a szemképződésre.
A szemképződés kezdeti szakaszában elsősorban a N-vegyületek áramlanak a magba, ezért ekkor magasabb a fehérjetartalom (Mészáros, 1984).
A N-felvétel kalászoláskor éri el maximumát, a második csúcspont virágzás után következik be. A N-trágyázás növelése kedvező hatással van a kalászszám, kalászhosszúság, valamint a kalászonkénti szemszám alakulására, ugyanakkor a termés ezerszemtömegét csökkenti (Kismányoky, 1980).
