Ugrás a tartalomhoz

Talajökológia

Kátai János (2011)

Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem

A TÁPANYAG GAZDÁLKODÁS

A TÁPANYAG GAZDÁLKODÁS

A tápanyag-menedzsment tervezetének kidolgozása nagyon fontos a gyakorló szakember számára, mivel ezzel egy komoly irányítási eszközt kap kézhez, amellyel a termés mennyisége és minősége optimizálható lesz. Figyelembe kell venni viszont néhány elvet:

A talajok nem egyenlően ellátottak a tápanyagokban, ezért szükségessé válik az agrokémiai analízis elvégzése a farm egész területére vonatkozóan, mivel a tápanyag-ellátottság fontos alapját képezi a dózisok megállapításának. Megjegyzendő hogy a nitrogén-index IN szignifikánsan hozzájárul a talaj nitrogén-ellátottság becsléséhez. A számításhoz a következő képletet használjuk:

Ahol:

humusz = %-os humusz-tartalom

V= bázistelítettség %

Az IN érték függvényében a talajok a következőképpen csoportosíthatóak:

IN →≤ 2 = alacsony nitrogén ellátottságú talaj;

IN →2,1 – 4,0 = közepes ellátottságú talaj;

IN →>>6 = nagyon jó nitrogén ellátottságú talaj.

2. ábra. Egy algoritmus típusú tápanyag gazdálkodás-menedzsment sémája Prémium típusú búzák esetében

Ha lehetőség van a talajban levő nitrogén ellátottság értékeléséhez, akkor a következő táblázatot használhatjuk:

2. Táblázat. A talaj nitrogén-ellátottságának értékelése az összes nitrogén tartalom (N%) alapján

A szervetlen nitrogén mennyiségének becslése

Az előzőekben jeleztük, hogy a nitrogént csak nitrát- vagy ammóniumion formában tudják a növények felvenni (NO3--N és NH4+-N). A laboratóriumi eredmények értékelése szempontjából a romániai talajok esetében a következőket kell figyelembe vennünk:

Szántott trágyázatlan < 20 mg/kg talaj

Szántott közepesen trágyázott = 20 – 60 mg/kg talaj

Szántott 100 kg N feletti dózissal > 60 mg/kg talaj

A talaj nitrogén tartalmának pótlása nagy felelősséggel jár a talaj termékenységének megőrzése szempontjából:

  1. Az a jó, ha a nitrátok rövid ideig vannak a talajban, és pontosan akkor, amikor a növényeknek a legszükségesebb;

  2. A 100 mg NO3-N/kg feletti értékek esetében a kimosódás veszélye növekszik, ha

    • ez a mennyiség több mint 20-30 napig a talajban marad;

    • ha a csapadékmennyiség meghaladja a 60 mm-t ilyen nitrát tartalom mellett;

  3. A cserélhető és oldható ammóniumion a talaj felső rétegeiben állandó, kis mennyiségben található, általában 10 mg NH4+-N/kg alatti (forrás: Vintilă et al., 1984). Ezek a mennyiségek hirtelen megnőhetnek az ammónium-tartalmú trágyák alkalmazását követően, vagy olyan kemikáliák alkalmazásakor, amelyekből hidrolízis útján ammónium képeződik (urea).

Ahhoz, hogy a tápanyag gazdálkodási terv következő szakaszába léphessünk, azaz hogy megállapítsuk a nitrogén-dózisokat, figyelembe kell vennünk a nitrogén egyenleget, amelyben szerepel az ún. a talajban található kötött nitrogén is, amely nitrifikálás, a nem-szimbiotikus N-kötés útján, vagy az elektromos kisülések alkalmával az esővel került a talajba.

A talaj nitrogén 20 kg/ha körüli mennyiségben fordul elő azokon a talajokon, ahol kevés a humusz és a biológiai aktivitás is gyenge, míg a humuszban gazdag és jelentős biológiai aktivitással rendelkező talajokon 60 kg/ha is lehet. Az elővetemény függvényében a kötött nitrogén ennél nagyobb mennyiségű is lehet.

A nitrogén dózisok megállapítása

A nitrogén dózisok megállapítása során, főleg a Prémium fajták esetében, sok vita és ellentmondó vélemény született, egyesek tudományosan megalapozottak.

A dózisok megállapításában a legjobb és legmegbízhatóbb eredményeket a szántóföldi kísérletek szolgáltatják. Természetesen ezek sem elégségesek, mivel nem minden előforduló talajtípuson állítottak be kísérletet.

Ezért figyelembe kell venni az EU elvárásait, főleg a nitrogén mezőgazdasági felhasználását illetően. A dózisok megállapításánál a következő paramétereket kell számításba venni:

A talaj nitrogén-ellátottsága (NR = szerves kötésű nitrogén)

  1. Nitrogén belépések más forrásokból:

    • a légkörből (NA)

    • a vetésforgóban szereplő hüvelyesek után (NL)

  2. A tervezett termésmennyiség a klímaviszonyok, a talaj ökológiai állapota, a vállalkozások gazdasági helyzetét.

  3. A növényi kultúra nitrogén-szükséglete a nemesítők által közölt és a szántóföldi kísérletek adatai, eredményei alapján.

Példaképpen bemutatjuk az alábbi egyszerűsített képlet alkalmazását, melyet a Román Mezőgazdasági Akadémia és a Mezőgazdasági Minisztérium fogadott el G. Bîlteanu (2003) jelentése alapján:

DN = 25Rp – (NR – Ng ±Npr)

ahol:

  • 25 =specifikus nitrogén-fogyasztás, mely a Prémium típusú fajtáknál 20-22 kg/t lehet.

  • Rp =tervezett termésmennyiségét, a talaj típusát, víztartó kapacitását és ökológiai állapotát veszi figyelembe; Az Rp változhat 3000 kg/ha-tól amikor a rendelkezésre álló vízkapacitás legalább 1500 m3/ha a növény vegetációs időszaka alatt és 8 t/ha, akkor ha a rendelkezésre álló vízmennyiség a búza vegetációja alatt eléri a 340 mm-t vagy 3400 m3/ha-t, amely folyamatosan áll a növény rendelkezésére, főleg május, június eleje közötti időszakban.

  • NR = szerves kötésű nitrogén, melynek értéke 20 kg/ha szegény talajokon és 60 kg/ha a termékeny talajokon. Ebben az esetben javasoljuk az előzőekben leírt IN index figyelembevételét is.

  • NR = szerves kötésű nitrogén, melynek értéke 20 kg/ha szegény talajokon és 60 kg/ha a termékeny talajokon. Ebben az esetben javasoljuk az előzőekben leírt IN index figyelembevételét is.

    • 2 kg N/ha, direkt alkalmazást követően;

    • 1 kg N/ha az elővetemény előtt alkalmazva;

    • 0,5 kg N/ha az elővetemény előtti kultúrához alkalmazva;

  • Npr = az elővetemény alapján végzett korrekció értéke (csökkentés)

    • 30 kg/ha hüvelyesek után (borsó, szója);

    • 20 kg/ha bükköny és lóhere után;

    • 0 kg trágyázott repce és napraforgó után;

    • +20-25 kg/ha késői elővetemények esetében (kukorica, cukorrépa, stb.). Ha a búza későn lett elvetve, az optimális vetési idő letelte után a műtrágya mennyiségét

    • 15-20 kg/ha mennyiséggel növeljük, a tavaszi bokrosodás függvényében.

KORREKCIÓK

Amint látható volt, a fenti képlet nem veszi figyelembe a régió csapadékellátottságát. Általában a kisebb csapadékmennyiség esetében a szükséges nitrogén-dózisok is csökkennek. A mezőgazdasági kutatás eredményeként született egyik javaslat szerint ez esetben a dózisokat 3kg/ha mennyiséggel kell csökkenteni, ha szeptember-februári a csapadékmennyiség 10 mm-rel elmarad az átlagtól. Növelni kell 3 kg/ha értékkel, minden 10 mm plusz csapadék esetében.

Nagyon száraz éveket követően trágyázott elővetemény esetében a nitrogén-dózist 30 kg/ha-ral is csökkenthetjük.

Ilyen esettel találkoztunk 2007-2008 őszén egy nagyon száraz periódust követően, amikor a nitrogén alkalmazása gyakorlatilag értelmetlenné vált.

A dózisok korrekciójára szükség van a talaj ökológiai állapotának függvényében, a különböző víztárolási paraméterek esetén, a gyökérzet fejlettsége figyelembevételével (lásd 3a. és 3b. képeket).

Amikor az eketalp betegség gátolja a víz és a gyökerek áthatolását, akkor főleg szárazság idején, a nitrogén-dózis 50%-áig is csökkenthető a kijuttatott műtrágya dózis.

Az előző megállapítások felhasználásakor, a következő táblázat is segíthet a gazdálkodóknak a nitrogén-dózisok kiszámítására Prémium fajták esetén:

3. Táblázat. A romániai talajok számára szükséges nitrogén dózisok Capo, Josef és más típusú fajták esetében, átlagos ökológiai környezetben, műtrágyázásban nem részesült talajokon (eredeti )

Mivel a gazdagon ellátott NR = 60 kg/ha talajok nagyon ritkák, ezért a második sor alkalmazását javasoljuk. Jelezzük továbbá, hogy a repce és napraforgó intenzív elővetemények után a nitrogén dózis 30 kg/ha-ra való emelése javasolt, de ne haladjuk túl az EU által maximális értéket, a 150 kg/ha értéket.

Nitrogén alapú trágyák alkalmazása Prémium búzafajták termesztésekor

Előre jelezzük, hogy a foszfor és kálium trágyák alkalmazásának időpontja ősszel van, a vetés előkészítés alkalmával és az optimális foszfordózisok a 6000 kg/ha termés eléréséhez 75 kg/ha mennyiség. Káliumot csak abban az esetben alkalmazunk, ha a talaj feltétlen igényli, ugyanis a romániai talajok általában káliummal jól ellátottak, legalábbis ami a kalászosok igényeit illetik.

Legtöbb esetben, a megfelelő foszfor-kálium ellátottság hiányában, a termelők tavasszal a minimális nitrogén-dózist tartalmazó kombinációt alkalmazzák, ez a N10P50K30 arányú kombináció.

Az őszi trágyázás ideje a vetés előtti időszakra esik, 7-8 cm mélységre való bedolgozással. A modern technológiák a vetéssel egy időben való alkalmazást javasolják, a műtrágyát 4-5 cm-re a mag alá való juttatják ki, a művelethez speciális vetőgép szükséges (3. kép).

A vetőgép két tartállyal és 2 elosztó berendezéssel van ellátva, az egyik a magvak a másik a műtrágya kijuttatására szolgál. Ezek a vetőgépek 6 m vetés-szélességűek és egy 200 LE erőgéppel üzemeltetik, kapacitásuk eléri a 60 hektárt 8 óra alatt, azaz 120 ha a két műszak alatt.

3. kép. Nagy teljesítményű vetőgép

A magvakat a műtrágya felé helyezi el, 4-5 cm maximális mélységre, akkor is ha a talaj száraz.

A mélyebb vetés után a növények két nóduszt fejlesztenek ki, az egyik a gyökérzet kialakítására szolgál, míg a másik a bokrosodást segíti elő.

Ez az internódusz távolság, abban az esetben, ha túl nagy, akkor a növénytől felesleges energia-felhasználást igényel, amely a termés csökkenéséhez vezethet (5. és 6. képek). Ezeket a kutatási eredményeket a 2007-es év száraz tavaszi és az ugyanez év esős őszi időszaka igazolta.

Az 4. képen látható, hogy az Alexandria árpafajtát száraz körülmények között 8 cm (2) illetve 4 cm (1) mélységre vetettük. A 2. esetben a hipokotil is kifejlődik, a gyökerek sem kisebbek, mint az 1. esetben, ahol a mag éppen csak csirázik.

4. kép. 8 cm (1) és 4 cm (2) mélységre vetett árpanövények A gyökerek mérete egyenlő (Eredeti képek)

5. kép. 30 nap múlva az észlelhető, hogy a sekély vetés esetén a növények fejlett gyökereket és egy nóduszt képeznek a gyökerek és a bokrosodás számára (Eredeti képek)

Ennek a helyzetnek az oka az, hogy a 2. esetben a mag energiája az internóduszok képzésére használódott el, amíg az 1. esetben ez az energia a bokrosodást és gyökér-képződést szolgálta. A talaj mélylazítását követően a gyökerek képesek mélyre hatolni és nagy tömegű talajt átszőni, áthaladva a műtrágyázott rétegen is, kiváló lehetőséget kapnak a minimum 6000 kg/ha termésmennyiség eléréséhez.

2007 tavaszán, a növények előrehaladott fejlődése során, hasonló helyzetet tapasztaltak az állományokban (6. kép).

Következtetés:

  1. A Prémium búzafajták esetében figyelembe kell venni, hogy a vetési mélység nem haladja meg a 4-5 cm-t, az őszi műtrágya-dózisokat pedig célszerű a mag alá 4-5 cm-re kell kijuttatni. A csírázó magvak energiáját a növényi gyökér és a bokrosodás felé kell irányítani és nem a nagy energiaigényű internóduszok kifejlődőse felé.

  2. A kalászosoknál nem szükséges ősszel a nagy vegetatív tömeg elérésére törekedni, ezért tehát nem szükséges a nitrogén őszi alkalmazása.

Mikor és hogyan juttassuk ki a nitrogén alapú tápanyagokat a Prémium típusú kalászosok számára

Az alkalmazáskor figyelembe kell venni a következőket:

  1. A nitrogén a növények táplálkozásának alapeleme, tehát alkalmazni kell.

  2. A nitrogént akkor kell alkalmazni, amikor a növények igénylik a jelenlétét és nem máskor;

  3. Ha a 2. pontot nem tartjuk be, akkor vállaljuk azt a kockázatot, hogy a nitrogént feleslegesen használjuk, amely egyrészt pazarlással jár, másrészt a feleslegben lévő nitrogén lemosódhat a talaj mélyebb rétegeibe, illetve a talajvízbe. A nitrátok a talajvízbe jutva akár 400 évig is ott maradhatnak, ezzel súlyos szennyező forrást jelentenek.

  4. Ha a növény nem veszi fel a nitrogént, mint tápanyagot a vízzel, akkor vízszintesen is elmozdulhat a talajban és a természetes élővizekbe jutva jelentős károkat okozhat (mérgezések, stb.).

6. kép. A vetési mélység hatása a bokrosodási csomók kialakulására és gyökérképződésre a Prémium típusú fajták esetében (Capo).

Miért ne alkalmazunk ősszel nitrogént?

Nem javasolható az őszi nitrogén műtrágya alkalmazása, mert a nyári nitrifikációt követően és a szerves anyagban heterociklikus vegyületek formájában fellelhető mennyiségből a mineralizációs folyamatoknak köszönhetően ősszel mintegy 20-60 kg/ha növények által felhasználható nitrogén keletkezik, Románia déli alföldi talajain. Ez a mennyiség elegendő a növények fejlődéséhez ősszel.

A nitrogén őszi alkalmazása túlfejlett növényi állományokhoz vezethet, mely könnyen ki van téve a kártevők (főleg levéltetvek) támadásának vagy az erős téli fagy hatásának. Ezen kívül, ahogyan 2006 hosszú őszén is történt, a növények az egész vízkészletet elfogyasztották és a 2007. év száraz tavaszán a vetések kiszáradása óriási méreteket öltött.

Amint már jeleztük, a mérsékelt fejlettségű vegetatív állomány fenntartása a cél, kedvező fenológiai fázis biztosítása mellett. A növények gazdaságosan használják fel az ásványi tápanyagokat az optimális ökológiai feltételekkel rendelkező talajok esetében, így a növények vegetatív részeinek fejlődése erőteljes lesz. Ezáltal biztosítva van a következő évi termés (7. ábra).

7. kép. 2007 december 3-án a Prémium Capo fajta gyökerei a 20 cm-es mélységet érték el, amíg a föld feletti rész nem haladta meg az 5 cm-t és enyhén bokrosodott volt. Ez ideális helyzetet teremtett a 2008-as jó termés számára.

Miután a nitrogén-dózist kiszámítottuk, ezt a dózist fel kell osztani a növény vegetációs időszakára, oly módon, hogy a nitrogén elérhetősége a növények számára (diszponibilitása) minél nagyobb legyen, minimális veszteségek mellett.

Az általunk javasolt séma a 8. ábrán kerül bemutatásra

8. ábra. Az őszi búza nitrogén trágyázása

ÖSSZEFOGLALVA:

  • A Prémium típusú fajták esetében szeptember és február között nem alkalmazunk nitrogéntrágyázást;

  • Március 10 és április 10 között (Ec. 21 – Ec. 31) 30-50 kg/ha, átlagosan 40 kg/ha, mennyiségben kell alkalmazni a talajtípus és talajnedvesség függvényében;

  • Április 10 és május 10 között (Ec.31 – Ec. 37) 40-60 kg/ha, átlagosan 50 kg/ha,

  • Május 10- június 10 között (Ec. 37 – Ec. 51) 60-80 kg/ha, átlagosan 70 kg/ha.

Általában az átlagmennyiség a maximális gazdaságosság elérése érdekében 150-160 kg/ha a 3 részre elosztva, amint az ábrán is bemutatásra került. A termés biztonsága érdekében levéltrágyázás formájában is alkalmazhatunk nitrogént, az utolsó gombaölő szeres kezelés alkalmával, 1-2 alkalommal. Ezzel 2-5%-os terméstöbbletet érhetünk el, de főleg a fehérjetartalomban várható 0,5 – 1,5% növekedés.

FIGYELEM

A levéltrágyázás nem helyettesítheti semmilyen körülmények között a nitrogén alaptrágyázását a megjelölt három vegetációs fázisban. Az utóbbi időben a kutatási eredmények azt mutatják, hogy a kén, mint mezoelem jelentős hatással van a gyökérképződésre a Prémium típusú fajtáknál. Ezért javasolt a kén 20 k/ha dózisban történő alkalmazása a vetéssel párhuzamosan. Ha ez nem lehetséges, akkor az első nitrogén mennyiséggel együtt javasolt a kijuttatása.

Milyen formában alkalmazzuk a nitrogént?

A vegyipar nagy változatosságban állít elő nitrogénalapú műtrágyákat, amelyek az alaptrágyázást biztosíthatják. Kiválasztásuk legyen előre meghatározott!

A növény a hajszálgyökereken keresztül vagy közvetlenül a sejteken keresztül veszi fel, nitrát vagy ammóniumion formájában és nehezebben más formában. Ezért az általában használt műtrágyák: ammoniumnitrát (NH4NO3) 33,5% nitrogéntartalommal és karbamid: CO= (NH2)2 – 46%-os nitrogéntartalommal.

A talaj típusától függően más műtrágyák is felhasználhatók, melyek kisebb nitrogéntartalmúak, mint a kalciumnitrát (Ca(NO3)2) és a káliumnitrát KNO3.

Az előzőekben bemutatott esetekben az ammóniumnitrátot javasoljuk, amely a víz jelenlétében gyorsan disszociál a két nitrogénformára: (NH4+, NO3-) (Lásd a 9. ábrát).

9. ábra. A nitrogén-alapú műtrágyák alkalmazása a mezőgazdaságban

Ami a karbamid felhasználását illeti, a kutatók nagy többsége egyetért azzal, hogy ez a nitrogén-forma nehezebben jut el a növényekhez a táplálkozási láncban.

Ha gyors nitrogén-igény lép fel, akkor a karbamid, habár nagyon jó műtrágyaféle, de nem a legjobb megoldás. Az urea fokozatosan bomlik és adja le a nitrogént a talajoldatba.

Ahhoz hogy a gyökerek vagy a levelek fel tudják venni a víz jelenlétében optimális hőmérséklet mellett, az urea átalakul ammóniává (NH3) és széndioxiddá (CO2).

(NH2–CO–NH2) + H2O →[NH2–CO–O]NH4 →2NH3 + CO2.

A karbamid bomlása során képződött ammónia vizes közegben átalakul ammónium (NH4+) és nitrifikáció során nitrát (NO3-) ionokká és így felvehetővé válik a növények számára.

A 10. ábrán a Hohenheim-i Egyetem kutatói bebizonyították, hogy a fenti átalakulások a sejteken belül is létrejöhetnek az ureáz enzim jelenlétében.

10. ábra. Az urea áthatolása és átalakulása a növényi sejten belül (Forrás: Uni – Hohenheim – Germany).

Meg kell jegyezni azt a tényt, hogy sem az urea sem az ammónium, ammónia nem tudnak a sejtekbe bejutni csak genetikai kódok alapján, ugyanis léteznek olyan gének, amelyek a bejutást és az átalakítást elősegítik.

Következtetésképpen elmondhatjuk a következőket:

  • A nitrogén gyors felvételét az ammóniumnitrát és kalcium nitrát biztosítja, de ugyanakkor a kimosódás veszélye is nagyobb;

  • Az urea folyamatosan adja le a nitrogént, a biológiai energia egy részét viszont felhasználja a biokémiai folyamatokra. A nitrogén hatékonysága ebben az esetben kisebb, viszont a nitrogén kimosódása a talaj mélyebb rétegeibe vagy oldalirányba szintén kisebb mértékű;

  • Semmi esetre sem javasolható a nitrogéntrágyázás az őszi kalászosoknál ősszel és télen, annak ellenére, hogy a műtrágyagyártók azt javasolják.

  • A fenti variánsokban bemutatott nitrogén alkalmazása kiegészíti a nitrogén körforgalmat a táplálkozási zónában, amely hozzájárul a növényi igények kielégítéséhez.

11. ábra. A nitrogén körforgalom

Korrekciók

Bármennyire is helyesen számítjuk ki a nitrogén-dózisokat, akadnak olyan helyzetek, amikor az éghajlati vagy agrokémiai tényezők monitorozást igényelnek ahhoz, hogy elégséges nitrogén ellátás legyen az egész vegetációs periódus folyamán. Ha esetleg feleslegben van a nitrogén, akkor gazdaságtalan az alkalmazása.

A modern technológiák ezt a monitoringot szenzorok alkalmazásával tudják biztosítani.

A szenzorok működési elve a nitrogénszint mérésén keresztül a kloroplasztisz zöld színének meghatározásán és fényreflekciója alapján történik. A rendszer dinamikus és nagyon érzékeny a vízszintes változásokra. Három típusú szenzor ismert, melyből a leggyakrabban alkalmazott a YARA.N típus. Az erőgép elejére felszerelve, automatikusan méri a kellő nitrogén-igényt és automatikusan megindítja az erőgép hátulján hordott adagolót, amely csak azokon a felületeken szórja ki a műtrágyát, ahol ez szükséges (12. ábra). Az egész rendszer kb. 30.000 svájci frankba kerül, alkalmazása vitathatatlan előnyöket hozhat a mezőgazdasági termelők számára. A korrekció nagyon precíz és kimondottan a növények igényeit szolgálja. Ezzel a módszerrel jelentős nitrogén mennyiséget takaríthatunk meg, így gazdaságosabban termelhetünk.

12. ábra. A YARA.N szenzor alkalmazási technikája – a Crop-méter működése a nitrogén-dózisok korrigálása céljából búza kultúrában (Forrás: Konrad Merk Stickhog).

A nitrogén frakcionált alkalmazását érintő ajánlatok

A kiszámított nitrogén-dózisok pontos és egyenletes alkalmazása nagyon fontos – amire a mai gyakorlatban használatos gépek közül csak kevés képes, ezért a fenti korrekciók elvégzését szükségessé teszik.

A műtrágyaszóróval szemben megkövetelt feltételek

  • Nagy termelékenység;

  • Minél egyenletesebb kijuttatás;

  • A dózisok pontos beállíthatósága;

Egy ilyen eszköz kerül bemutatásra a 13. ábrán. Technikai paraméterei szerint 12 és 42 m közötti szélességgel dolgozhat, mi a 24-36 m szélességet választottuk. (nem fordítva?) Ezért a vetéskor vetetlenül kell hagyni a művelő utakat azért, hogy a traktor a kezeléskor könnyen irányítható legyen.

Egy ilyen eszköz ára 8000 Euro felett van, viszont kifogástalan minőséget biztosít a műtrágya és talajjavító anyagok kijuttatásakor.

13. ábra. Rauch – Axis műtrágyaszóró, vízszintes egyenletes alkalmazásra kiválóan alkalmas

VÉGSŐ KÖVETKEZTETÉSEK

A jelen anyagban bemutatott technikai eszközöket, erő és munkagépeket a szerző kipróbálta és ellenőrizte, ezzel meggyőződhetett az eredmények hitelességéről és pontosságáról.