Mulcsművelés vagy forgatás?

A téma aktualitása

Dr. Bottlik László

Az 1990-es évek közepétől, átgondolva az évszázados mechanikai szemléletű, sokmenetes művelési rendszerek következményeit, felismerve a talajok leromlását, a változó évjáratok kedvezőtlen klimatikus hatásait és számításba véve az ökonómiai tényezőket, valamint a talaj- és környezetvédelmi elvárásokat, jelentősen kibővült a művelés céljának fogalma is.

Főbb feladatként említhető a szerkezet- és szervesanyag-kímélés, az állapotjavítás és fenntartás, ezáltal a nedvesség-, levegő- és hőforgalom kedvező irányú befolyásolása. Előtérbe került a felszín védelme és a biológiai tevékenység élénkítése. A felsorolt célok elérésében eredményes lehet minden olyan művelési beavatkozás, amellyel a növény- és tarlómaradványok kíméletes talajba keverése, valamint a felszín bizonyos mértékű borítottsága biztosítható. A klímaváltozás, kényszerből és előrelátásból, további lendületet adott és ad a védelmi (talaj, víz) célú talajtakarásnak.

A felszíntakarás, a mulcshagyó művelés talajminőséget javító, fenntartó hatásai hazai körökben kevéssé bizonyítottak. Ennek oka egyrészt a nyugat-európaihoz mérten rövidebb (kb. 25 év) tapasztalat, másrészt a részleges vagy hiányos alkalmazás lehet. Kétségtelen, hogy a mulcshagyó művelés gyakorlati alkalmazása számos agronómiai, műszaki, növényvédelmi és egyéb kérdést vet fel, amelyek a kutatási téma időszerűségét támasztják alá.

Kutatási célok:

A kutatásommal a következő kérdésekre kerestem a válaszokat: a mulcshagyó, felszíntakarásos művelési rendszerek kedvező hatással vannak-e a talajállapotra, támogatják-e a klímaszélsőségekhez való alkalmazkodást, valamint alkalmasak-e rendszeres gyakorlati felhasználásra?

Kutatási módszer:

A kísérleti munkát három különböző hazai termőhelyen beállított talajművelési kísérletben végeztem, 2007 és 2009 között.

A Szent István Egyetem GAK Kht. Józsefmajori Kísérleti- és Tangazdaságában (Hatvan – középkötött csernozjom talaj), a 2002-ben, Dr. Birkás Márta által indított talajművelési tartamkísérletben elsősorban talajállapot jellemzőket vizsgáltam. E kísérlet hazai szinten egyedülállónak mondható abból a szempontból, hogy elindítása óta változatlan formában, töretlenül zajlik, adatokat szolgáltatva a talajkímélő, klímakár csökkentő talajművelés kutatásához, fejlesztéséhez. E kísérletben hat talajművelési megoldás (szántásos, tárcsás, lazításos, sekélyebb és mélyebb kultivátoros, direktvetéses) talajállapotra gyakorolt hatásait hasonlítjuk össze.

Az eltérő művelésű és takartságú kísérleti parcellák alapművelés után, SZIE Józsefmajori talajművelési tartamkísérlet, 2008.

További két termőhelyen – Peresznye (Vas megye – kötött barna erdőtalaj) és Sarud (Heves megye – igen kötött réti talaj) – beállított üzemi jellegű talajművelési kísérletekben a talajállapot jellemzőkön kívül a termésre és az ökonómiai viszonyokra vonatkozó adatgyűjtést is végeztem. E két kísérleti helyszínen táblafelezéses megoldással a hagyományos forgatásos és a forgatás nélküli mulcsművelés összehasonlítása történt.

Kísérleti munkám során mindhárom termőhelyen folyamatosan nyomon követtem a tarlómaradvány borítottságot (mulcs%), mértem talajnedvességet és talajellenállást, valamint meghatározásra került a talaj agronómiai szerkezete és szén-dioxid-kibocsátása is. Továbbá a peresznyei és a sarudi kísérleti helyszíneken termés- és üzemanyag-felhasználási adatokat is regisztráltam. A mérések 6–8 hetes rendszerességgel, valamint a szezonális talajművelési feladatok előtt és után is (műveléshatás követése) – a vizsgálati módszereknek megfelelően – több ismétlésben történtek. Valamennyi adat matematikai-statisztikai értékelésre került (egytényezős varianciaanalízis, F-próba, regresszió analízis).

Fontosabb eredmények, következtetések, javaslatok

Kísérleteimben tapasztaltam, hogy a felszíntakarás mértéke alapvetően függ a betakarításkori növényi maradvány-kezelés minőségétől. A maradványok nem tökéletes felaprítása és/vagy egyenetlen szétterítése klíma- és talajvédelmi szempontból kétes hatékonyságú mulcsborítás kialakítását eredményezi.

Az egyenetlenül szétterített és bedolgozott növényi maradványok védelmi funkciója is egyenetlenül érvényesül, sarudi talajművelési kísérlet, 2007.

A felszíntakarás mértékét leginkább a bolygatás jellege, intenzitása határozza meg. Az eredmények szerint a mély bolygatás – különösen, ha intenzív keverő eljárás – nagymértékben csökkenti a mulcsborítást. Ezzel szemben a keverő munkával nem járó mélyítő jellegű eljárások – pl. középmély lazítás – kevésbé csökkentik a takarást. A mulcsborítást leginkább a hagyományos tárcsás művelés csökkenti, amely az intenzív keverő munkájának következménye. Ezek a megállapítások felhívják a figyelmet a bolygatás és a munkamélység szakszerű megválasztására. E mellett könnyen lebomló növényi maradványok (pl. repce és kalászos) esetében nagyobb arányú kezdeti borítottság kialakítása indokolt. A nehezebben lebomló tarlómaradványok (kukorica, napraforgó) esetében a mulcsborítás értelemszerűen lassabban csökken.

A talajnedvesség vizsgálatok egyértelmű kapcsolatot igazolnak a bolygatás jellege és a talajnedvesség vesztesége között. A talajkímélőnek minősített kultivátoros és középmély lazításos kezelésekben rendszerint kedvezőbb nedvességi értékeket tapasztaltam. A minimális bolygatással járó direktvetés hasonlóan nedvességtakarékosnak bizonyult. Szembetűnő, hogy a középmély lazításos kezelésben tapasztaltam a legkisebb nedvességveszteséget a nyár végi, őszi alapművelések után, amely a kíméletes bolygatás és a kis vízvesztő felület együttes következménye. A vizsgálati eredmények igazolták, hogy a hagyományos tárcsás művelés és a forgatás jár a legnagyobb kockázattal a talajnedvesség veszteséget illetően. Figyelemre méltó, hogy a nagyobb felszíntakarási arányt hagyó művelések (kultivátoros és direktvetéses) száraz időszakokban kedvezőbb nedvességi értékeket mutattak. Ezzel szemben a szántásra jellemző tiszta felszín és a tárcsázás 5–10% takartsága nem segítette a talajnedvesség óvását.

Mindhárom kísérleti helyszínen úgy tapasztaltam, hogy a mulcshagyó művelési rendszerek alkalmazása kisebb nedvességveszteséget eredményez. Ez a kíméletes bolygatás és a felszíntakarás együttes következménye. Különösen kötött barna erdőtalajon (Peresznye) és igen kötött réti talajon (Sarud) mutatkozott meg, hogy a gondossággal végzett, kíméletes, és csak a szükséges mennyiségűre korlátozódó művelés elősegíti a talajnedvesség megőrzését.

Valamennyi kísérleti helyszínen úgy mutatkozott, hogy a hazai gyakorlatnak megfelelő 5–35% felszíntakarás talajnedvesség megőrző hatása – főként hosszabb időszakot tekintve – nem kielégítő, pontosabban statisztikailag nem bizonyítható.

A talajellenállás vizsgálatok szerint a tárcsával művelt talaj gyakorta bizonyult tömörödöttnek. A tárcsázás során kialakuló művelőtalp rendszerint kimutatható volt a 10–20 cm talajrétegben. A kényszercsökkentett művelési megoldásnak megfelelő tárcsás kezelés e szempontból nem nyújt kellő biztonságot. Hasonló kockázatot jelent a forgatásos művelés során kialakuló eketalp, amelyet a 30–40 cm talajréteg lazultság vizsgálatai rendszerint ki is mutattak. E művelés eredetű tömörödés változatok (művelőtalpak) a száraz időszakokban minden esetben kimutathatók voltak. A tárcsás és szántásos művelések gyors ülepedési hajlama további kockázatot jelentett a talaj lazultságának csökkenése szempontjából.

A mulcshagyó kultivátoros és a középmély lazításos kezelések – azáltal, hogy nem alakult ki káros, műveléshiba jellegű tömörödés – hatékonyabban, kisebb kockázattal alakították ki és tartották fent a lazult talajállapotot. A direktvetéses művelésben a 30–40 cm talajrétegben általában kellően lazult talajállapot volt jellemző. Ez bizonyítja, hogy a minimális bolygatás, és a mulcshagyás elősegíti a talaj természetes átlazulását.

Mindhárom kísérleti helyszínen megmutatkozott, hogy a hazai mulcsművelési gyakorlatnak megfelelő 5–35% felszíntakarás csak közvetett módon hat a talaj lazultságára. A takarás mértéke és a lazultsági értékek változása között nem mutatható ki szoros összefüggés. Tapasztalható viszont a bekevert növényi maradványok talajélet felpezsdítő hatása. A mulcsműveléssel talajba dolgozott szerves anyag csökkentette az ülepedést, elősegítette a lazultabb állapot kialakulását és fenntartását.

A szén-dioxid-kibocsátás vizsgálatok eredményei alapján egyértelmű összefüggés mutatkozik a bolygatás jellege, mélysége és az emissziós értékek között. A mély bolygatás, a talaj átlevegőztetése növeli a CO₂-kibocsátást.

Összefüggés mutatkozik továbbá a talajba dolgozott növényi maradványok lebomlási, átalakulási folyamatai és a talaj CO₂-légzése között. Kísérleti munkám során megbizonyosodtam arról, hogy a mulcshagyó (felszíntakarásos) és a hagyományos (takaratlan) talajművelési technológiák eredményeképpen eltérő CO₂-kibocsátási dinamika alakul ki mind rövid, mind hosszabb időszakot alapul véve. A talajkímélő módon megvalósított mulcshagyó művelések nyomában folyamatos, de alacsonyabb szintű szén-dioxid-emisszió jellemző. Ez az egyenletesen, a teljes művelési mélységben bekevert szerves anyagok intenzívebb átalakulási folyamatainak következményeképp jelentkezik. Az erőteljes bolygatást és gyakorta túlzott levegőzöttséget jelentő hagyományos – elsősorban – forgatásos művelés többnyire erőteljes kezdeti CO₂-kibocsátást eredményez, ami idővel lecsökken. A kezdeti időszakban a talajlégzéssel járó szénveszteség többszöröse is lehet a mulcsművelés veszteségének. A mulcshagyó művelési megoldások a harmonikusabb szervesanyag-gazdálkodással támogatják leginkább a talaj szerves szénkészletének megőrzését.

A kísérletekben az agronómiai szerkezet vizsgálatok a vegetációs időszak alatti szerkezet leromlás veszélyére irányították a figyelmet. Az idő előre haladtával minden művelési változatban növekedett a rög- és a porfrakció aránya. A rögösödés tekintetében a tárcsás művelés bizonyult a legkockázatosabbnak. A tárcsás kezelésben a rögösség növekedése a morzsafrakció mennyiségének csökkenésével is járt. Figyelemre méltó, hogy a direktvetéses és a középmély lazításos kezelésekben következett be legkevésbé rögösödés a művelések nyomán.

A mulcshagyó kultivátoros, a minimális bolygatással járó direktvetéses kezelés és a kímélő mélyművelés (lazítás) kedvezőbb morzsásságot biztosított a teljes vizsgálati időszakban. A kíméletes bolygatás és a mulcshagyás elősegítette a morzsalékosabb talajszerkezet kialakulását és fenntartását. Ez alapján tehát a mulcshagyó művelés talajszerkezet-kímélőbbnek bizonyult. Vagyis a kímélő bolygatás és a folyamatos szervesanyag-bevitel elősegítette a morzsásabb szerkezet kialakulását.

Az időjárási tényezők porosító hatása ugyanakkor érvényre juthatott a kísérletekben. Megfigyelhető volt a téli fagyási-olvadási folyamatok szerkezetaprózó hatása (tavaszi fagymorzsák) is. Ez alapján megkérdőjelezhető a hazai mulcsművelési gyakorlatban jellemző 5–30% felszíntakarás talajszerkezet védelmére való alkalmassága. Úgy vélem, hogy e takarási szint talajvédelmi hatása csekély, mivel a mulcshagyó kezelésekben is bekövetkezett a talajszerkezet porosodása. Ennek ellenére a mulcsművelésre jellemző szervesanyag-bekeverés és a kíméletes bolygatás együttesen jótékonyan hatnak a talaj szerkezetére, elősegítik a morzsaképződést és a kedvezőbb szerkezet fenntartását.

A peresznyei (kötött barna erdőtalaj) és a sarudi (igen kötött réti talaj) talajművelési kísérletekben elvégzett üzemanyag-felhasználási és termésvizsgálatok alapján egyértelműen gazdaságosabbnak bizonyult a mulcshagyó művelési rendszerek alkalmazása. A mulcsművelésű kezelésekben – mindkét kísérleti helyen és minden növény esetében – a talajművelésre kevesebb üzemanyag került felhasználásra. A hagyományos, szántásos alapművelésre épülő művelési rendszerben az alapművelés elmunkálása, valamint a rendszerint többmenetes magágykészítés többletüzemanyag-felhasználással járt.

A mulcsművelés alkalmazása – az üzemanyag-megtakarítás ellenére – egyik kísérleti helyen sem járt terméscsökkenéssel. Sőt, a mutatkozó szerény terméstöbblet nagyobb termésbiztonságot sejtet.

A három különböző adottságú helyszínen beállított talajművelési tartamkísérlet rávilágított számos, a mulcsműveléssel kapcsolatos műszaki-technológiai problémára. Bebizonyosodott, hogy a felszíntakarás csak akkor képes talaj- és klímavédelmi funkciók betöltésére, ha a takarás megfelelő arányú és egyenletes eloszlású. Emellett a növényi maradványok tökéletes (apró méretűre) zúzása is alapvető elvárás. E követelményeknek csak a legmagasabb műszaki színvonalú betakarítógépek képesek megfelelni.

A kísérleteim során arra a véleményre jutottam, hogy a mulcshagyó talajművelés eredményes alkalmazhatósága komplex rendszerszemléletet feltételez. A mulcshagyó művelés a betakarítási technológiával kezdődik, amelynek során felaprításra és homogén szétterítésre kerülnek a növényi maradványok.

A talajművelési rendszerben minden műveletet az arra legalkalmasabb eszközzel kell elvégezni. Ez megköveteli a szükséges célgépek meglétét. A tarlóművelési feladatokra a síklapú tárcsa bizonyult a legmegfelelőbbnek. Tarlóhántásra és -ápolásra a síktárcsa használata kíméletesebb bolygatással járt, mint a szántóföldi kultivátor alkalmazása. A hagyományos (gömbsüveg lapú) tárcsa nem teljesíti a mulcshagyó művelés talajvédelmi elvárásait.

A mulcshagyó talajművelési rendszerben az alapművelés elvégzésére a szántóföldi kultivátor és a középmély lazító bizonyult a legeredményesebbnek. Mélyebb munkavégzés esetén (30 cm alatt) kíméletesebb bolygatással járt a középmély lazítás. Emellett a lazítás kevésbé csökkenti a felszíntakarást, mivel keverő hatással nem rendelkezik.

A túlzott rögösség és levegőzöttség elkerülésére olyan középmély lazító alkalmazása indokolt, amely rendelkezik felszínelmunkáló egységgel. Így elkerülhető a külön menetes elmunkálás minden talajállapot károsító hatása és többletköltsége, ugyanakkor megszüntethető a talaj- és klímavédelmi szempontból káros túlzott levegőzöttség.

A kísérletekben a mulcshagyó alapművelések rendszerint olyan kedvező talajállapotot eredményeztek, amelyek lehetővé tették az egy menetes magágykészítést. A bolygatás csökkentése szempontjából vitathatatlan előnnyel rendelkeznek a magágykészítő-vetőgépek, amelyekkel összekapcsolható a magágykészítés és a vetés.

A szántóföldi növénytermesztés eredményességének növeléséhez mindenképp érdemes összekapcsolni a mulcsművelést a precíziós gazdálkodással. A precíziós gazdálkodás alapvetően magas technológiai színvonalat képvisel. Hasonló technológiai igényesség szükséges a mulcshagyó talajművelési rendszerek eredményes alkalmazásához. Véleményem szerint e ponton találkozik a két irányvonal. Fúziójuk a szántóföldi növénytermesztés jelenleg ismert legmagasabb technológiai színvonalú és a gyakorlati tapasztalatok szerint a leghatékonyabb formáját valósítja meg. A mulcshagyó művelés talajkímélő, -védő és klímakárokat enyhítő hatásai egyesülnek a racionalizált, differenciált inputanyag-felhasználással, az átfedésmentes műveléssel. Egymást kölcsönösen támogatják, hiszen a precíziós gazdálkodás talajművelési elképzeléseit leginkább a mulcsművelés eszközei valósíthatják meg. A talajvédő, -kímélő művelés egyes speciális változatai pedig elképzelhetetlenek precíziós megoldások nélkül.

Remélem, hogy a PhD. doktori disszertációm fentiekben összefoglalt legfontosabb, gyakorlatorientált tanulságai gondolatébresztőül szolgálnak a gazdatársaim számára. Átgondolva és a saját gazdaságuk körülményeire hangolva talán segítségül lehetnek mind az aktuális nyár végi, őszi talajművelési feladatok sikeres elvégzéséhez, mind a növénytermesztés színvonalának emeléséhez és a termésbiztonság javításához.

Dr. Bottlik László

Szent István Egyetem, Növénytermesztési Intézet

A mulcsművelés alapvetései a szezonalitás tükrében

• A szalma és valamennyi tarlómaradvány védőanyagként és szervesanyag-utánpótlásként a növénytermesztés fenntarthatóságát teremti meg, ne adjuk el!

• A mulcsművelés sikeréhez elengedhetetlen a növényi maradványok apróra zúzása és homogén terítése.

• A tarlóhántást késedelem nélkül végezzük el, ne feledjük, a száraz talaj hőségben csak tovább szárad, az idő pedig múlik.

• Tarlóművelésre szélsőséges talajnedvességi állapotnál (száraz vagy nedves) a legkevesebb kárral a kultivátor és a síktárcsa alkalmazható.

• A hagyományos tárcsa nem teljesíti a mulcsművelés követelményeit.

• Nézzünk bele a talajba, keressük meg a korábbi műveléshibák nyomait (talpak, tömör rétegek).

• A mulcshagyó alapműveléssel mélyen lazult, szerkezetes, biológiailag aktív, mulccsal óvott talaj kialakítása a cél.

• A hatékony mulcsműveléshez elengedhetetlen a mulcsvetőgépek megléte.