Ugrás a tartalomhoz

Agrokémia és növényvédelmi kémia

Loch Jakab – Nosticzius Árpád

Mezőgazda Kiadó

1. fejezet - Agrokémia

1. fejezet - Agrokémia

Általános agrokémia

Az agrokémia tárgya

Az agrokémia a trágyázás, a tápanyag-gazdálkodás kémiai alapismereteit foglalja össze. A trágyázás célja a növények tápelemellátása, a talajok termékenységének megőrzése, a termések szinten tartása vagy növelése, a termésminőség javítása. Trágyázással általában évente pótoljuk a növények termésével a talajból elvont tápelemeket.

A tápanyag-gazdálkodás ennél szélesebb körű, hosszabb távú, átgondolt cselekvés, amely a növények igényén kívül figyelembe kell, hogy vegye az alkalmazott trágyák hatását a talajra és a környezetre. A tápanyag-utánpótlás történhet szerves és műtrágyákkal.

Tapasztalati alapon már az ókorban ismerték egyes anyagok, pl. a szerves trágyák, a fahamu, a márga kedvező, termésnövelő hatását. A trágyázás a XIX. században Liebig megfigyelései nyomán vált tudományosan megalapozottá. Liebig felismerte a növények ásványi táplálásának szükségességét, s megalkotta az úgynevezett minimumtörvényt. Liebig munkásságát az ezredfordulón Mitscherlich fejlesztette tovább. Mennyiségi összefüggést állapított meg a tápanyagadagok és a termés nagysága között.

A növényi produkciót, a termés mennyiségét és minőségét meghatározó tényezők:

1. genetikai tulajdonságok (növényfaj, fajta),

2. környezeti tényezők (talaj és klíma),

3. agrotechnikai tényezők (talajművelés, trágyázás, öntözés, kémiai növényvédelem és egyéb emberi beavatkozások).

A felsorolt tényezők közül a genetikaitulajdonságok és az agrotechnikaitényezők megválaszthatók, a környezeti tényezők adottak. A termelési szintet egy-egytermőhelyen a kiválasztott fajta és a tápanyagellátás határozza meg. A rendszeres tápanyag-utánpótlás nélkülözhetetlen a talajok termékenységének megőrzésében. A növények növekedéséhez energiára, vízre és tápanyagokra van szükség. A fotoszintézishez szükséges energiát a Nap szolgáltatja. Hazai viszonyok között a tápanyagellátás mellett a vízellátottságnak van meghatározó szerepe.

Az eredményes tápanyag-utánpótláshoz, trágyázáshoz ismernünk kell a növények igényét, kémiai összetételét, a zavartalan fejlődésükhöz szükséges tápelemeket és ezek szerepét. Ismernünk kell továbbá a talaj tápanyag-szolgáltató képességét, a műtrágyák, szerves trágyák tulajdonságait és átalakulását a talajban, a trágyák hatását a környezetre, valamint az optimális tápanyagadagok meghatározásának módját. Gazdaságos és környezetkímélő trágyázás, illetve növénytermesztés csak megfelelő agrokémiai ismeretek birtokában lehetséges.

A műtrágya-felhasználás hatásai Magyarországon

Az elmúlt évtizedben, hazánkban a műtrágya-felhasználás erőteljesen megváltozott. A II. világháborút követő lendületes növekedés után nagymértékű csökkenés következett be. A felhasználás növekedése és visszaesése egyaránt nyomon követhető a termések alakulásában.

A háború előtti időszakban kevés műtrágyát használtak Magyarországon, és viszonylag alacsonyak voltak a termések. A műtrágya-felhasználás 1960 és 1975 között dinamikusan fejlődött, a búza és kukorica termése pedig mintegy két és félszeresére növekedett (1. táblázat).

1. táblázat - A műtrágya-felhasználás és a búza-, kukorica-termésátlagok alakulása hazánkban (KSH-adatok alapján)

Év

Műtrágya kg/ha*

Termés (t/ha)

búza

kukorica

1921–1930

3

1,3

1,5

1931–1940

2

1,4

1,8

1951–1960

16

1,5

2,2

1961–1965

59

1,9

2,6

1966–1970

109

2,4

3,2

1971–1975

217

3,3

4,2

1976–1980

250

4,1

4,9

1981–1985

278

4,6

6,2

1986–1990

220

4,9

5,6

1991–1995

43

4,2

4,4

1996

44

3,3

5,6

1997

46

4,2

6,4

1998

53

4,1

6,0

1999

56

3,6

6,4

(*) 1ha szántó-, kert-, gyümölcsös- és szőlőterületre jutó hatóanyag


A termések megkétszereződésében meghatározó szerepe volt az új, nagy termőképességű fajták bevezetésének és az agrotechnika fejlesztésének. A trágyázás, az öntözés és a növényvédelem egyaránt hozzájárult a hozamok növeléséhez, azonban a trágyázás hatása ebben az időszakban döntő jelentőségű volt.

A hazai műtrágya-felhasználás alakulásában öt jellemző szakasz különböztethető meg:

Időszak (∑ N + P2O5 + K2O)

1. 1960 előtt  < 30 kg/ha

2. 1960–75 erőteljes növekedés, az időszak végén   270 kg/ha

3. 1975–85 közel állandó felhasználás   280 kg/ha

4. 1985–90 mérsékelt csökkenés   230 kg/ha

5. 1990 után erőteljes csökkenés 30–40 kg/ha

Az 1975–85 közötti időszakban elértük a nagy műtrágyázási hagyományokkal rendelkező, fejlett nyugat-európai országok műtrágya-felhasználását. Ezekben az országokban nagyobb az állatállomány, ennek következtében a szerves trágyával együtt lényegesen több tápanyagot használtak fel és használnak napjainkban is. Magyarországon korábban sem állt rendelkezésre az optimális tápanyag-gazdálkodáshoz elegendő szerves trágya és jelenleg is ez a helyzet. Korábban országos átlagban évente mintegy 3 t/ha szerves trágya keletkezett. 1990 után nemcsak a műtrágya-felhasználás csökkent drasztikusan, hanem az állatállomány feleződésének következményeként a szerves trágya termelése is. (Jelenleg 1,5 t/ha.)

A műtrágya-felhasználás hatásai a növekedés időszakában:

•  pozitív tápanyagmérleg kialakulása,

• a talajok tápanyag-ellátottságának javulása,

• a termések növekedése,

• a túltrágyázás potenciális veszélye.

A csökkent műtrágya-felhasználás következményei:

• negatív tápanyagmérleg kialakulása,

• a talajok tápanyag-ellátottságának visszaesése,

• a talajok termékenységének csökkenése,

• a termések csökkenése.

A trágyázás említett hatásai hazai adatok alapján nyomon követhetők. A felhasználás növekedésének időszakában hazánkban pozitív tápanyagmérleg alakult ki, javult a talajok tápanyag-ellátottsága, és nőttek a termések, helyenként túltrágyázás is előfordult.

Debreczeni, Kádár és Sarkadi mutatta ki, hogy a tápanyagmérleg az 1970-es években pozitívvá vált, vagyis országos átlagban több tápanyagot juttattunk a talajba, mint amennyit a termésekkel elvontunk. Ez egyben azt is jelenti, hogy a korábbi talajzsaroló gazdálkodást felváltotta a talajt gazdagító tápanyag-gazdálkodás.

A termés és a műtrágya-felhasználás kapcsolatát a következő ábrák szemléltetik. Az 1.ábrán az országos műtrágya-felhasználás, a 2. ábrán a búza és kukorica ötéves átlagtermései láthatók. Az ötéves átlagértékek ábrázolása kiküszöböli az éves ingadozásokat.

Az 1. és 2. ábra összehasonlítása alapján megállapítható, hogy a búza és kukorica termése a legnagyobb műtrágya-felhasználás időszakában érte el a maximumot. A műtrágya-felhasználás erőteljes csökkenése országos átlagban a kukoricánál közel 1 t, az őszi búzánál több mint 1 t/ha terméscsökkenést idézett elő. Mivel az őszi búzát és kukoricát egy-egy millió hektáron termesztjük, a veszteség nem hagyható figyelmen kívül.

1. ábra - A műtrágya-felhasználás ötéves országos átlagai (N + P2O5 + K2O), kg/ha, szántó, kert, gyümölcsös (KSH adatok alapján)

kepek/1abra.png


2. ábra - Az őszi búza és kukorica ötéves országos átlagtermései, kg/ha (KSH-adatok alapján)

kepek/2abra.png


Az ábrákból kitűnik, hogy a műtrágya-felhasználás 1985-től mérsékelten, majd 1990-től erőteljesen csökkent. Ennek egyik oka, hogy az állami támogatások fokozatos megvonásával nőttek a műtrágyaárak, másik oka, hogy a mezőgazdasági termékek alacsony felvásárlási ára nem nyújtott kellő fedezetet. A műtrágya-felhasználás az 1960-as évek szintjére esett vissza.

A műtrágya-felhasználásban 1996-tól kismértékű növekedés figyelhető meg (1. táblázat). A búza termése 1996 és 2000 között tovább csökkent, a kukoricáé ezzel szemben növekedett. Az ellentétes tendencia azzal magyarázható, hogy a búza érzékenyebben reagál a tápanyaghiányra, míg a kukorica termésképzését erőteljesebben befolyásolják az időjárási viszonyok.

Sok üzemben nem használtak műtrágyát, vagy csak nitrogénműtrágyát adtak abban bízva, hogy a talajban az előző években akkumulálódott foszfor- és káliumkészletek elegendők a termésképzéshez. Az egyoldalú nitrogénellátás rendkívül veszélyes, mivel fokozza a nitrogéntrágyák potenciális környezetkárosító hatását, és rövid időn belül a talajok termékenységének csökkenéséhez vezet.

A trágyázás hatása a talajok könnyen oldható tápanyagkészleteinek változásában is észlelhető. Horváth és Pálmai(1998) Fejér megye különböző gazdaságaiban elemezte a csökkent műtrágyázás hatását a talajok könnyen oldható tápelemtartalmára. Tanulmányukban 133 147 ha rendszeresen vizsgált szántó adatait dolgozták fel. A talajok foszfor- és káliumellátottsága a növekvő felhasználás időszakában javult, a csökkenés időszakában pedig romlott.

A műtrágya-felhasználás mennyiségi növekedésének időszakában, a hatóanyagarányokban is változás következett be (2. táblázat). Az 1950–60-as években még közel azonos volt a nitrogén- és foszforfelhasználás, ami később eltolódott a nitrogénműtrágyák javára. Fokozatosan növekedett, majd stabilizálódott a káliumműtrágya felhasználása is.

2. táblázat - Műtrágya-felhasználás Magyarországon (KSH-adatok alapján)

Év

Hatóanyag (1000 t/év)

Hatóanyagarány

Összes

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

1921–30

16

1

14

1

1,0

14,0

1,0

1931–40

9

1

7

1

1,0

7,0

1,0

1951–60

84

34

34

15

1,0

1,0

0,4

1961–65

298

143

100

55

1,0

0,7

0,4

1966–70

613

293

170

150

1,0

0,6

0,5

1971–75

1150

447

306

401

1,0

0,7

0,8

1976–80

1300

494

354

452

1,0

0,7

0,9

1981–85

1468

593

385

490

1,0

0,7

0,8

1986–90

1144

530

276

338

1,0

0,5

0,6

1991–95

224

172

26

26

1,0

0,15

0,15

1996

270

203

34

33

1,0

0,17

0,16

1997

285

206

42

37

1,0

0,20

0,18

1998

328

248

39

41

1,0

0,16

0,17

1999

346

262

39

45

1,0

0,15

0,17

(*) 1ha szántó-, kert-, gyümölcsös- és szőlőterületre jutó hatóanyag


A nagyobb arányú nitrogénfelhasználás világtendencia. Ennek több oka is van:

• a növények általában nagyobb mennyiségben igénylik a nitrogént, mint a foszfort,

• a nitrogénműtrágya-adagok és a termés mennyisége között szoros a kapcsolat,

• a nitrogénműtrágyák gyártását kevésbé korlátozzák a nyersanyagproblémák, mint a többi műtrágya esetében.

A fentiek ellenére sem helyeselhető az elmúlt tíz évben kialakult gyakorlat, amelyre a nitrogénfelhasználás túlsúlya jellemző. A jövőben a nitrogénműtrágyák körültekintőbb és ellenőrzött használatára kell törekednünk. A feleslegben adott nitrogénműtrágyák savanyíthatják a talajt, és nitrátfelhalmozódáshoz vezethetnek a talajvízben. Az elmúlt évtizedben kialakult trágyázási gyakorlat következtében az országos tápanyagmérleg ismét negatív. Különösen csekély a foszfor és kálium felhasználása, ami veszélyezteti a talajok termékenységét.

A tápanyag-gazdálkodás időszerű kérdései

Napjaink egyik legfontosabb célkitűzése a fenntarthatófejlődés feltételeinek megteremtése. A fenntarthatóság fogalmát többen meghatározták; a definíciók közös vonása, hogy mindegyik magában foglalja a természeti erőforrások védelmét. A mezőgazdasági termelés szempontjából legfontosabb a talaj termékenységének megóvása.

A talajtermékenység (soil fertility), a talajnak az a tulajdonsága, amely biztosítja a növények normális növekedését, fejlődését. A talaj termékenységét számos tényező határozza meg, ezek között meghatározó a növényi tápelemtartalom.

A fenntartható fejlődés követelményeihez tartozik ezenkívül, hogy a termelés környezetkímélő és gazdaságos legyen, alkalmazkodjon az ökológiai és az ökonómiaifeltételekhez.

A környezetkímélő tápanyag-gazdálkodással szemben támasztott legfőbb követelmény, hogy a növények tápanyag-ellátása a környezet minimális terhelésével, vagyis túltrágyázás nélkül történjen. A környezetkímélő tápanyag-gazdálkodás előfeltétele a termőhely adottságainak messzemenő figyelembevétele a trágyaadagok megállapításakor (termőhely-specifikus trágyázás).

Az optimális adagok megválasztásához a növények igényén kívül jól kell ismernünk a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait, a talajvíz felszíntől való távolságát, a gazdálkodó egység elhelyezkedését, szerepét a tájban. Vízgyűjtő területeken pl. kerülnünk kell a nitrátfelhalmozódás lehetőségét.

A mezőgazdasági termelésnek gazdaságosnak is kell lennie, hogy megfelelő megélhetést nyújtson a termelőknek. Amennyiben környezetvédelmi megfontolásokból korlátozni kell a termelés intenzitását, a trágyák felhasználását, a termelőket kárpótolni kell a jövedelemkiesésért.

A környezetkímélő tápanyag-gazdálkodás irányelvei

A környezetkímélő tápanyag-gazdálkodás során össze kell hangolnunk a termelés és a környezetvédelem célkitűzéseit. A magyar mezőgazdaság termelési adottságai kedvezőek. Az önálló élelmiszer-ellátás, továbbá exportlehetőségeink kihasználása szükségessé teszi a mezőgazdasági termelés színvonalának megőrzését. A jó termés és jó minőség előfeltétele a kiegyensúlyozott tápanyag-gazdálkodás. Ezen túlmenően alapvető követelmény a talajok termékenységének megőrzése a környezet felesleges terhelése, illetve károsítása nélkül.

A termelési célok és a környezetkímélés céljai összehangolhatók, ha a trágyázást a termőhely adottságainak, a talajok környezeti érzékenységének megfelelően, differenciáltan végezzük.

Ehhez a művelt területeket három csoportba kell osztani:

1. csoport: kedvező tulajdonságú területek, amelyeken a megcélzott jó termés és jó minőség eléréséhez a növények igénye optimálisan kielégíthető a környezetszennyezés veszélye nélkül.

2. csoport: veszélyeztetett területek, amelyeken a környezeti károk elkerülése érdekében csökkent intenzitású termelés folytatható.

3. csoport: védett területek (pl. vízgyűjtők), ahol a szerves és műtrágyák használata megtiltható vagy erőteljesen korlátozható.

A különböző környezeti érzékenységű talajok elhatárolásán túl az ésszerű tápanyag-gazdálkodás és a környezetvédelem egyaránt megkívánja a talajok rendszeres vizsgálatát. A talajok termékenységének megőrzése, a racionális földhasználat elengedhetetlen a következő nemzedékek számára. A jövőben az eddiginél nagyobb gondot kell fordítani a gazdaságokban keletkező szerves trágyák és hulladékok szakszerű felhasználására. Ki kell dolgozni a szerves és műtrágyák használatának helyes szakmai gyakorlatát és a változó feltételekhez alkalmazkodó műtrágyázási szaktanácsadást.