Kukoricatermesztés – várható veszélyek és potenciális lehetőségek a klímaváltozás kapcsán

Magyarországon ugyanebben az időszakban a vetésterület nem változott lényeges mértékben, de a termésátlagok több mint duplájára nőttek. Úgy tűnik, globális szinten még van potenciál a termelés fokozására, amire nagy szükség is van, hiszen az egyre növekvő népesség élelmiszer-ellátása érdekében az elkövetkező 50 évben több terményt és takarmányt kell előállítani a világon, mint az ezt megelőző 10.000 évben összesen, ráadásul a klímaváltozásnak köszönhetően egyre szélsőségesebb környezeti feltételek mellett.

Hazánkban a klímaváltozás nagy valószínűséggel a nyári átlaghőmérséklet kb. 3 °C-kal történő megemelkedésével, illetve ugyanezen időszakra a csapadékmennyiség csökkenésével jár majd együtt. Ugyanakkor a szélsőséges időjárási események valószínűsége tovább növekszik, többek között gyakrabban és hosszabban jelentkező aszályos időszakok formájában. Ezen környezeti változások kukoricatermesztésre gyakorolt jövőbeni várható hatásának számszerűsítése kizárólag szimulációs növénytermesztési modellekkel lehetséges. Ezek a modellek a talaj–növény rendszer legfontosabb folyamatait (fotoszintézis, nedvességáramlás a talajban stb.) matematikai egyenletekkel, illetve az azokból megalkotott számítógépes algoritmusok segítségével írják le. Ezek a modellek napról napra képesek kiszámítani, megbecsülni azt, hogy a környezeti feltételeknek megfelelően a növény, illetve egyes részeinek tömege hogyan változik.

A modell paramétereit úgy lehet és kell beállítani, hogy a talajfizikai mérésekből, illetve a kukorica fejlődési ütemét vizsgáló növekedésdinamikai megfigyelésekből származó tényadatok segítségével nyert, a termés és föld feletti teljes növényi tömegre vonatkozó szimulációs eredmények elfogadható összhangban legyenek a valós hozamokkal. Ezt a folyamatot, vagyis a modell paramétereinek beállítását kalibrációnak nevezzük, amelyhez nélkülözhetetlen segítséget nyújtanak a martonvásári tartamkísérletek több évtizedes adatsorai.

Amennyiben egy megfelelően kalibrált modell számára nem jelenkori klimatikus adatokat adunk meg, hanem a klímaváltozással várhatóan bekövetkező jövőbeli adatsort, akkor a modell képes előrevetíteni azt, hogy a növények hogyan viselik majd a 25 vagy éppen 50 év múlva lehetséges klimatikus körülményeket. Mivel ezek a modellek a számításaik során figyelembe veszik a legfontosabb agrotechnikai műveletek (vetés dátuma, műtrágyázás mennyisége és dátuma, öntözés mennyisége és dátuma stb.) hatását is, alkalmazkodási stratégiák kidolgozására is felhasználhatjuk őket, hiszen segítségükkel pillanatok alatt kiszámíthatjuk azt, hogy korábbi vetésidővel, hosszabb tenyészidejű fajta választásával, vagy öntözéssel milyen termést kapnánk a jövőben.

Magyar fejlesztésű szimulációs növénytermesztési modell

Az alábbiakban egy magyar fejlesztésű szimulációs növénytermesztési modell segítségével kapott eredményeket mutatunk be, amelyeket az AgraTér projekt keretében kaptunk. A modell számításai során figyelembe veszi a légköri szén-dioxid klímaváltozással jelentős mértékben növekvő mennyiségét (400 ® 700 ppm) is. Ezt a növény oldaláról kedvezőnek mondható hatás azonban – lévén a kukorica C4-es növény – láthatóan (1. ábra) nem képes ellensúlyozni a klímaváltozással jelentkező klimatikus kockázati tényezők hatásait. Ezek a várható nehézségek a következők lehetnek:

1) aszályos időszakok súlyosbodása a tenyészidőszak második felében, amely hatása többszörösen hátrányos: csökken a fotoszintézis hatékonysága, korlátozódik a tápanyagfelvétel és felgyorsul a szövetek elhalása;

2) hőhullám, illetve légköri aszály a virágzás időszakában, amely tökéletlen megtermékenyülést okozhat;

3) a felszín közeli ózon növekvő koncentrációja, amelynek erős fitotoxikus hatása van.

A klímaváltozással várhatóan további negatív hatások is jelentkezhetnek: új kártevők megjelenése, már ismert kártevők nagyobb arányú túlélése az enyhébb telek miatt, jégkár, illetve szélkár növekvő valószínűsége. Ezen tényezők előfordulási helyének előrejelzése nagy bizonytalansággal terhelt, ezért a számításainkban nem vettük őket figyelembe.

A modellezési eredményekből (1. ábra) jól látható, hogy a század végére Magyarországon a csapadékhiány komoly limitáló tényezőt jelent majd a kukoricatermesztést számára. A várható termésátlagok az ország jelentős hányadán a jelenlegi szintnek csak 35-50% százalékát érik majd el és az évek közötti termésingadozás is jelentős mértékben növekszik majd.

Szigorúan okszerű öntözés segítségével (helytől függően: 60-100 mm) az előrevetített terméskiesések azonban elkerülhetők, sőt elsősorban a keleti országrészben, a jelenlegi termésátlagokat is meghaladó termésszint érhető el. Itt nem részletezett modellezési eredmények alapján a vetési idő korábbra hozásával és/vagy rövidebb tenyészidejű fajták, nagyobb stressz-toleranciával rendelkező újabb hibridek választásával, a vízgazdálkodást javító agrotechnikai elemek (talajművelés, vetésváltás stb.) fejlesztésével tovább mérsékelhetők a klímaváltozás várható negatív hatásai.

A tavalyi év elején indult, Interdiszciplináris Kutatóműhely Létrehozása a Klímaadaptív és Fenntartható Mezőgazdaságért (GINOP-2.3.2-15-2016-00028), című projekt keretében az MTA ATK vezetésével olyan kísérleti platform kerül kialakításra Martonvásáron, amely ötvözi a tartamkísérletek hagyományait, illetve a klímakamrás stresszkutatások tapasztalatait a legmodernebb mérési és infokommunikációs technológiák által kínált lehetőségekkel, egyedülálló lehetőséget biztosítva a fent említett szimulációs növénytermesztési modell számításainak pontosítására.

A legkorszerűbb klímaváltozási projekciók és a továbbfejlesztett szimulációs modell eredményeire támaszkodva a projekt legfontosabb célkitűzése olyan stratégiák kidolgozása, amelyekkel megvalósítható a mezőgazdasági termelékenység fenntartható növekedése üzemi és nemzetgazdasági szinten is.

Dr. Fodor Nándor, Dr. Pásztor László, Dr. Árendás Tamás
MTA Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézet, Martonvásár