Műtrágyázási kísérletek telepített kaszálón és füvesherén

A Duna–Tisza közén, erősen karbonátos réti talajon kialakult természetes gyep (Achilleo-Festucetum pseudovinae) helyén telepített kaszálón, majd füvesherén 8+8 éven át műtrágyázási kísérleteket végeztünk. Célunk nagy és jó minőségű termést adó kultúrgyepek létesítése és ezek optimális tápanyagellátásának kidolgozása volt. A kísérletek talajának sekély, 25–30 cm-es humuszos szintje szerves anyagokban, káliumban, nitrogénben és CaCO3-ban gazdag, míg foszforban nagyon szegény. Kísérleteinkben a N- és P-műtrágya 2-2 adagjának és ezek kombinációinak hatását vizsgáltuk 5 ismétléses, véletlen blokk elrendezésű 50 m²-es parcellákon a növényzet fajösszetételére, szénatermésére, nyersfehérje-tartalmára, -hozamára, valamint a talaj tápanyagviszonyaira. Az első 8 évben öntözetlen és öntözött viszonyok között 8 faj komponensű kaszálón, míg a következő 8 évben az öntözetlen kísérletben vetett 5 komponensű füvesherén végeztük vizsgálatainkat. Az öntözött kísérletet 40–50 mm vízzel évente 4–5-ször megöntöztük. – A kísérletek fitocönológiai vizsgálata. A gyep feltörése következtében beindult intenzív mineralizációs folyamatok eredményeként a talajban átmenetileg kialakult nagy N-bőség és ennek nagyfokú P-szegénysége miatt a kontrollparcellákon nagyon silány, rövid életű növényállomány jött létre. Az önmagában alkalmazott N-műtrágyázás hatására – a talaj N:P arányának továbbromlása miatt – gyenge, kis produktivitású fűállomány alakult ki. Ezzel szemben a P-trágyázás nagymértékben elősegítette a pillangósok térhódítását, fejlődését és növelte tömegét, valamint 4 éven át biztosította a pillangósok abszolút uralmát. A füvek csak a pillangósok 4–5. évben elkezdődött visszahúzódása után jutottak uralomra. Az NP-kezelésekben a füvek a N adagjától függő mértékben és gyorsasággal szorították vissza a pillangósokat és vették át az uralmat. A fű:pillangós tömegarány nagyon lényegesen eltért a szóló P-kezelésű parcellákétól. A kísérletek 4–5. évétől kezdve a pillangósok egyre gyorsabb és nagyobb mértékű természetes visszahúzódásával párhuzamosan alapvető szukcesszióváltás indult meg, a füvek közötti konkurenciaharc felerősödött, miközben a kétszikű gyomok térhódítása is elkezdődött. Mindez a gyepállományok produktivitásának jelentős mértékű csökkenésével járt együtt. A kísérletek első ciklusában vizsgált kaszálókban a pillangósok uralmát öntözetlen viszonyok között először a csomós elbír, majd a magyar rozsnok váltotta fel, míg az öntözött kísérletben a réti csenkesz dominanciáját a francia perjéé követte. A többi fűkomponens alárendelt szerepet töltött be. A fű:pillangós arányokat a P- és az NP-kezelések döntően befolyásolták, de ebben az időjárás is fontos szerepet játszott. A kísérlet második 8 évében az öntözetlen körülmények között vizsgált füvesherében a csomós ebír – amely a lucernának nagyon jó partnere volt – még az NP-kezelésekben is csak a 3–4. évben kezdte átvenni az uralmat a lucernától. A kísérlet utolsó éveiben az aszályos időjárásnak köszönhetően a magyar rozsnok jutott vezető szerephez, melynek révén – elsősorban az N200P60-kezelésű parcellákon – jó produktivitású kaszáló alakult ki. – Terméseredmények. A talaj nagyfokú P-szegénysége miatt a kontroll-, és a szóló N-kezeléses parcellákon elfogadható mennyiségű termések még a kísérletek első éveiben sem alakultak ki. Ezzel szemben a P-műtrágyázás kiemelkedően nagy terméseket eredményezett, elsősorban a pillangósok tömegének nagyarányú növelése révén. Az önmagában alkalmazott P-trágyával az öntözetlen kaszálón több év átlagában 8–9, öntözöttben 12–13 t széna·ha-1 terméseket kaptunk, nagy műtrágya-hatékonysággal (1 kg P2O5-tel 98–156 kg szénaterméstöbblet). Az öntözetlen füvesherében a szóló P-kezelésekkel – az első 4 év átlagában – még a kaszálóknál is nagyobb szénaterméseket (10–11 t·ha-1) értünk el. E termések 60–90%-át a pillangósok (elsősorban a lucerna) képezték. Az NP-kezelésekkel a kísérletek első 4 évében még nem kaptunk megbízható terméstöbbleteket a szóló P-kezelésekhez viszonyítva. A kísérletek második 4 évében viszont – a pillangósok erőteljes visszahúzódása miatt – jóval kisebb terméseket értünk el, különösen a szóló P-kezelések esetében. Ez a csökkenés az NP-kezelésekben kisebb volt a füvek abszolút dominanciája miatt. A N-műtrágya termésnövelő hatása ezért ekkor már nagyobb lett, különösen a nagyobb N-adagoknál. A kaszálók szénatermésének nyersfehérje-tartalma a P- és az NP-kezelések 4 évi átlagában az öntözetlen területen 835–1044, öntözöttben 1032–1456 kg·ha-1 között volt, a kontrollparcellák szénatermésében mért 260–280 kg·ha-1 nyersfehérje-tartalommal szemben. – A talaj termékenységének javulása. A kísérletek anaerob viszonyok között kialakult karbonátos réti vályogos agyagtalajának termékenysége lényegesen megnőtt a természetes gyep feltörése és az ezt követő gyeptermesztés hatására. Nagymértékben javult a hő-, víz-, és levegőgazdálkodása a talaj ősi, erős tömődöttségének megszüntetése révén. Ez a talaj kiemelkedően jó N-szolgáltatását eredményezte. A P-trágyázás hatására pedig megszűnt a talaj nagyfokú P-szegénysége. A telepített kaszálók, főként a füveshere komponenseinek (főleg a lucerna) gyökérzete jelentős javító hatást gyakorolt a talajra. A felsorolt hatások együttesének tulajdonítható, hogy 8 évi kaszáló után a 2 évig termesztett búza 8,2 és 6,6, majd a 3. évben vetett őszi árpa 7,1 t szem·ha-1 termést adott az NP-kezelésű parcellákon, a hajdani füvet is alig termő legelőn. A kísérletek eredményei is rávilágítanak arra, hogy 20–30 cm vastagságú humuszos réteggel rendelkező karbonátos réti talajú gyepeken nagy termőképességű legelők, kaszálók, és füvesherék létesíthetők, amelyek a természetes gyepek feljavításával együtt biztosíthatják a szarvasmarhák egész évi olcsó és értékes szálastakarmány-szükségletét. | Mineral fertilization experiments were carried out for eight years on a hay field planted on a natural grassland (Achilleo-Festucetum pseudovinae) on strongly calcareous meadow soil in the region between the Danube and Tisza rivers, followed by eight years on a grass-clover sward. The shallow (25–30 cm) humus-containing layer was rich in organic matter, potassium, nitrogen and CaCO3, but very poor in phosphorus. The effect of two rates each of N and P fertilizer, alone and in combination, on the species composition, hay yield, crude protein content and yield of the vegetation and on the nutrient-supplying ability of the soil was investigated on 50 m² plots in a random block design with 5 replications. In the first 8-year cycle the study involved a hay field with 8 species components under rainfed and irrigated conditions, and in the second 8-year cycle a rainfed grass-clover sward with 5 components. In the irrigated experiment, 40–50 mm water was supplied 4–5 times a year. – Phytocoenological analysis. As a consequence of the intensive mineralisation processes induced by the ploughing up of the grassland, a poor, short-lived plant stand arose on the control plots. The application of N fertilizer alone caused a further deterioration of the soil N:P ratio, resulting in a poor grass stand with low productivity. By contrast, P fertilization greatly promoted the spread of legume species, which were absolutely dominant for the first four years. The grasses only became dominant from the 4–5th year, when the legumes receded. In the NP treatments the rate at which the grasses supplanted the legumes depended on the N rate. The grass:legume mass ratio differed greatly from that in plots treated with P alone. From the 4–5th year of the experiment a fundamental successional change could be observed, and competition between the grass species intensified, while dicotyledonous weeds also appeared, all of which led to a considerable reduction in the productivity of the grassland. In the first experimental cycle the dominance of legumes in the hay field was first challenged by orchardgrass and smooth bromegrass under rainfed conditions, while in the irrigated experiment the dominance of meadow fescue was later replaced by French ryegrass. The other grass components played a subordinate role. The grass:legume ratio was influenced decisively by the P and NP treatments, but the weather also played an important part. In the 8 years of the second experimental cycle on a rainfed grass-clover sward, orchardgrass was only able to break the dominance of alfalfa in the 3–4th year, even in the NP treatments. In the last few years of the experiment the dry weather allowed smooth bromegrass to become dominant, resulting in a highly productive meadow, especially in the N200P60 plots. – Yield results. Due to the great P deficiency in the soil, neither the control plots nor those treated with N fertilizer alone were able to produce a satisfactory yield even in the early years of the experiments. P fertilizer, on the other hand, resulted in outstandingly high yields, especially due to the great increase in the mass of legumes. When P was applied alone hay yields of 8–9 t·ha-1 were achieved on the rainfed hay field and 12–13 t·ha-1 with irrigation, averaged over several years, at a high rate of fertilizer efficiency (hay yield surplus of 98–156 kg per kg P2O5). On the rainfed grass-clover sward the application of P alone resulted in even higher hay yields than on the hay field (10–11 t·ha-1), averaged over the first 4 years. These yields consisted of 60–90% legumes (primarily alfalfa). During the first 4 years no significant yield surplus was obtained in the NP treatments compared with P alone. During the second 4 years far lower yields were obtained, especially in plots where only P was applied. The reduction was less in the NP treatments due to the absolute dominance of the grasses. The yield-increasing effect of N fertilizer was thus greater, particularly in the case of higher N rates. – The crude protein content of the hay yield on the hay field amounted to 835–1044 kg·ha-1 on rainfed plots and to 1032–1456 kg·ha-1 with irrigation, compared with 260–280 kg·ha-1 on the control plots. – Improvements in soil fertility. The fertility of the calcareous meadow soil, which developed under anaerobic conditions, increased substantially as the result of ploughing up the natural grassland and the subsequent grassland management. There was a great improvement in the heat, water and air management of the soil, which had outstandingly good N-supplying ability. The great P deficiency was overcome by P fertilization. The root system of the planted hay field, particularly that of the legume components (consisting mostly of alfalfa), had a considerable ameliorative effect on the soil. After 8 years of use as a hayfield, grain yields of 8.2 and 6.6 t·ha-1 were achieved in two years of wheat, followed by 7.1 t·ha-1 for winter barley on the NP-treated plots, on what was originally a pasture yielding a very poor grass yield. The results make it clear that highly fertile pastures, hay fields and grass-clover swards can be established on calcareous meadow soil with a 20–30 cm humus-containing layer, not only ameliorating the natural grassland, but also supplying cattle with an annual supply of cheap, valuable roughage