Cikkünk sorba veszi, hogyan hat a hideg stressz mértéke és időbelisége a mag csírázására és kelésére, illetve hogyan tudják csökkenteni a gazdálkodók ezeket a hatásokat.
A kukorica sikeres kikelése három kulcsfontosságú tényező együttes hatásától függ – környezettől, genetikától és vetőmag minőségétől (1.ábra). A genetika alapvetően határozza meg a hideg elleni toleranciát. A mag minősége pedig segít biztosítani a mag genetikájának kiteljesedését. A Pioneer® kukoricákat úgy szelektáljuk, hogy a legjobb genetikai alapokat nyújtsuk kiegyenlített teljesítmény elérése érdekében változatos környezeti körülmények mellett, a vetőmag előállítás során pedig a minőség magas szintre emelésére törekszünk. Mindezek ellenére a környezeti tényezők hatásai fennállnak. A stresszes körülmények kukorica csírázására és kelésére kifejtett hatásainak megfigyelése érdekében elvégzett szántóföldi és laboratóriumi kutatások értékes információkat szolgáltatnak annak érdekében, hogy segítsük a gazdálkodók döntéshozatalát és szántóföldi termelésük hatékonyságának maximalizálását.
Ez a cikkünk sorba veszi, hogyan hat a hideg stressz mértéke és időbelisége a mag csírázására és kelésére, illetve hogyan tudják csökkenteni a gazdálkodók ezeket a hatásokat.
1. ábra. Az egységes állomány kialakulását befolyásoló tényezők
A kukorica egy melegigényes növény, meleg körülmények között fejlődik legjobban. A vetés korai szakaszában jelentős stressz éri a csírázó kukoricát, különösen, ha a vetés csapadékos hűvös idő után történik. Minél előbbre jön a vetés, annál nagyobb az esély a hűvös nedves viszonyokra. Ilyenkor az sem szokatlan, ha a mag az átázott talajban marad 2-3 hétig kikelés előtt.
A hőmérséklet hatásának illusztrálására 3-3 korai, közepes és hosszú tenyészidejű hibridet csíráztattunk 15 és 35°C között, figyelve a gyököcske és a rügyecske növekedési ütemét. Leggyorsabban 30°C esetén nőttek, de ettől magasabb hőmérsékletnél is gyors fejlődés volt tapasztalható, jelezve azt, hogy a csírázás és a kelés hőmérsékleti optimuma sokkal magasabb értéknél van, mint ami általános a termelésben (2. ábra). Az általánosan elterjedt ajánlás szerint akkor érdemes vetni, ha a talaj hőmérséklete legalább 10ºC, ezért tapasztalunk sokkal lassabb kelést a gyakorlatban.
2. ábra. Gyököcske és rügyecske átlagos növekedési intenzitása négy eltérő hőmérsékleti érték esetén
A tavaszi talajhőmérséklet évről évre más. A vetéskori talajhőmérséklet és az időjárási viszonyok rövidtávú alakulása jelentősen befolyásolja az egyöntetű növényállomány kialakulásának esélyét és az érhető maximális hozam mértékét (3. ábra).
3. ábra. Kapcsolat a vetési mélységben mért talajhőmérséklet és a kelés között (7 nappal a vetést követően)
A Pioneer® kukoricák stresszes körülmények közötti kelésre vannak nemesítve, annak érdekében, hogy ezzel is csökkentsük a gazdálkodók kezdeti kockázatait. Olyan hibridek választásával, amelyek jobb keléskori stressztűréssel rendelkeznek, csökkenthető a genetikai sebezhetőség, kiküszöbölhető a hideg talaj okozta termésveszteség. Annak érdekében, hogy megfelelő kelési besorolásokat tudjunk generálni, a hibrideket több éven keresztül különböző helyszíneken teszteljük a kereskedelmi forgalomba kerülés előtt. A cél az, hogy a besorolások hozzárendelése előtt adatokat gyűjtsünk a korai stresszhatások különböző típusaiból.
Annak szemléltetésére, hogy a stresszhatások mekkora mértékben befolyásolták a kelést, különböző pontszámokkal látjuk el a hibrideket. A vizsgált hibridek esetében a „kelési erély stresszes körülmények között” kategóriában a 4-es és a 6-os pontszámok kerültek kiosztásra.
A stresszhatások növekedésével mind a kevésbé jól toleráló, mind a jobban toleráló hibrideknél a kikelt tőszám csökkenését tapasztaltuk. A 6-os pontszámmal rendelkező hibridek azonban magasabb korai kikelt tőszámot tudtak produkálni, mint 4-es pontszámmal rendelkezők.
A korai vetés gyakran arra kényszeríti a vetőmagokat, hogy hideg vízzel hidratáljanak, ezáltal közvetlen fizikai károsodást okozva. Ha a száraz vetőmag hideg vizet szív magába egy hideg eső vagy olvadó hó következtében, az fagyási sérülést okozhat. A mag sejtmembránjai alacsony hőmérsékleten folyadék hiányban szenvedhetnek. Ilyen körülmények között a hidratációs folyamat a membránok felszakadásához vezethet. Ezután a sejtek tartalma átszivárog ezen a sérülésen és táplálékforrást biztosít a behatoló kórokozóknak. A hideg víz hasonlóan hatással lehet a növényke szerkezetére, amikor elkezd kikelni. A károsodás mértéke a magelhalástól a komolyabb rendellenességekig is terjedhet (4. ábra).
4. ábra. Rendellenes mezokotil és rügyhüvely fejlődése hidegstressz következtében egy korai vetésű táblában.
A hidegstressz időzítés hatása fontosságának megértése érdekében két hibridet – egy 4-es (átlag alatti) és egy 7-es (átlag feletti) „kelési erély stresszes körülmények között” pontszámút – feltekert törülközőkben hagytunk csírázni 0, 24 vagy 48 órán keresztül 25°C-on. A hibrideket ezután három napig olvadó jég általi stresszhatásnak vetettük alá, majd négy napig hagytuk regenerálódni 25 °C-on. A hibrideket a normál növények száma alapján értékeltük a csírázás százalékában (5. ábra).
5. ábra: Két hibrid csírázása 7-es (átlag feletti) és 4-es (átlag alatti) stressztolerálási pontszámmal olvadó jég által kiváltott felszívódó hűtést követően. A jeget közvetlenül a vetés után (0 óra) vagy meleg körülmények között 24 vagy 48 órás előcsíráztatás után alkalmaztuk.
A stresszhatásokkal járó események, például hideg eső vagy havazás előtt történő vetés jelentős tőszám veszteséget okozhat. A megfelelő tőszám elérésének esélyei nagymértékben megnövekednek, ha a vetőmagok legalább egy napig képesek csírázni melegebb, nedves körülmények között a hideg stresszhatásokkal járó események előtt. Ezenkívül magasabb stressztoleráló pontszámmal rendelkező hibridek kiválasztása segíthet mérsékelni a hidegstressz miatti tőszámveszteséget.
Az egyik ok, amiért a nedvesség felvétele közbeni hőmérséklet kritikus a kukorica kelése szempontjából, az az, hogy a magok nagyon gyorsan felszívják a csíráztatáshoz szükséges víz nagy részét. A vízfelvétel gyors ütemezésének szemléltetésére a magokat 10 °C-os vízbe merítettük 3 órára és 30, 60, 120 és 180 perces időközönként lemértük a súlyukat a vízfelvétel meghatározásához (6. ábra).
6. ábra: A kukoricamag által felvett víz mennyisége a 10°C-os vízbe merítés utáni első három órában.
Az adatok azt mutatják, hogy a magok a legtöbb vizet telített körülmények alatt az első 30 perces időintervallumban szívják fel. Ha ez a korai vízfelvétel hideg hőmérsékleten következik be, az elpusztíthatja a magot, vagy rendellenes növekedést eredményezhet. A gazdáknak nemcsak a talaj hőmérsékletét kell figyelembe venniük vetéskor, hanem azt is, hogy milyen hőmérséklet várható akkor, amikor a mag elkezdi gyorsan magába szívni a vizet. A melegebb, száraz talajba vetett vetőmag akkor is megsérülhet, ha a száraz időszakot hideg, nedves események követik.
A gazdálkodók tavasszal gyakran korábban tudják elvetni a homokosabb talajú táblákat. Ennek oka, hogy gyorsabban kiszáradnak, mint a kötöttebb talajok. A korai vetés utáni tőszámcsökkenést azonban épp a homokosabb talajokon észlelték gyakrabban. Ezek a talajok porózusabbak és kisebb a víztartó képességük, mint a kötöttebb talajoknak. Éppen ezért általában nagyobb hőmérsékletingadozásokat tapasztalunk a talajban, amikor a tiszta éjszakák hideg levegőhőmérséklettel párosulnak, amelyek következtében szintén növekedési deformáció következhet be (7. ábra).
7. ábra: Hőmérsékletingadozás okozta csírakárosodás
Egyik homokos talajú kutatóállomásunkon feljegyeztük a talajhőmérséklet értékeit 5 cm mélységben. A talaj nappali hőmérséklete a vetés utáni első héten elérte a kukorica fejlődéséhez szükséges elfogadható szintet (10°C felett). A kora reggeli talajhőmérséklet azonban 3 °C-ra csökkent és néhány napon át a talajhőmérséklet különbsége reggel 6 és 18 óra között meghaladta a 6-7 °C-ot (8. ábra). Ezen a helyen átlagosan 16%-os tőszámveszteséget figyeltünk meg. Ez arra utal, hogy a vetés utáni nappali-éjszakai hőmérsékletingadozás további stresszt okozhat a csírázó kukoricában. A gazdálkodóknak a vetés megfelelő időpontjának kiválasztásakor figyelembe kell venniük a várható éjszakai hőmérsékletet is.
8. ábra. A talajhőmérséklet reggel 6 órakor és este 6 órakor a vetés után hét napon át egyik kutatóállomásunkon
A vetés időpontjának kiválasztásakor figyelembe kell venni egy másik tényezőt is: a táblán lévő növényi maradványok mennyiségét. Ezek nagy mennyiségben kihívásokat jelenthetnek, ugyanis a maradványok általában megtartják a felesleges vizet és jelentősen csökkentik a talaj hőmérsékletét tavasszal, megfosztva a magot a gyors keléshez szükséges kritikus hőösszegtől. Ezek a körülmények a magok elhalását is elősegíthetik, különösen azokon a területeken, amelyek nem túl jó vízgazdálkodásúak.
Egyik állomásunkon 2019 április közepén napközben 15 fokos hőmérsékleti különbséget figyeltünk meg ugyanazon a területen a kevés növényi maradvánnyal borított talaj és a kb. 18 méterrel távolabb lévő szójabab maradvány alatti talaj között (9. ábra). Ha eltávolítjuk a maradványokat, akkor melegebb nappali hőmérséklet érhető el és gyorsabb lesz a keléshez szükséges hőösszeg felhalmozódása.
9. ábra: 9 fokos hőmérsékletkülönbség volt megfigyelhető a növényi maradvány nélküli talaj és a sok növényi maradványt által takart talaj között.
A keléskori stressztűrés egy agronómiai jellemző, amely a szezon korai időszakában jelentkező abiotikus stresszel szembeni tolerancia genetikai variabilitását hivatott tükrözni. Ez nem a betegségekkel szembeni rezisztencia minősítése. A szezon korai időszakában jelentkező stressz elősegítheti a növénykék elhalását, ilyen például a hosszan tartó hűvös, nedves körülmény. A kelő növények sérülése szintén elősegíti az elhalást. Sérülést okozhat a fagyás, vagy akár a különböző rovarok is (például kukoricabogarak, lárvák és drótférgek).
Kórokozókkal erősen fertőzött környezetben a betegség fejlődése gyakran versenyben van a növény növekedésével. Sok kórokozó (köztük néhány Pythium faj) a 4.5-10 ºC-os hőmérsékleti tartományban a legaktívabb. Az ilyen alacsony hőmérsékleten a feltörekvő növénykék eleve érzékenyebbek, és gyakrabban alakul ki fertőzés. Az alacsony hőmérséklet akadályozza az tőszám beállását és növeli a fertőzésekkel szembeni sebezhetőséget. A gombaölő szerekkel végzett csávázások általában jó hatékonyságot biztosítanak a kártevőkkel szemben vetés után 10-14 napig. A védelem azonban csökken, ha a kelés ezen időszakon túl következik be (10. ábra).
10. ábra: A körülbelül V2 növekedési fázisban lévő kukoricanövények, amelyek magelhalásban pusztultak el. Ezen a területen a vetés után hideg körülmények és telített talajok voltak.
A vetésidő az egyik legfontosabb tényező a megfelelő állomány eléréséhez. A tőszámcsökkenés valószínűsége várhatóan akkor lesz a legnagyobb, amikor hideg, nedves talajba vetünk, illetve közvetlenül a hideg, nedves időjárás előtt. A kockázat csökkentése érdekében vegye figyelembe a következő tippeket:
· Ha a vetési idő körül hideg időjárás várható, célszerű 1-2 nappal korábban abbahagyni a vetést. Hagyja, hogy a vetőmag hidratálódjon a melegebb talajokban, ezáltal minimalizálva a hideg okozta károkat.
· Homokos területeken ügyeljen arra, hogy az alacsony éjszakai hőmérséklet a talaj hőmérsékletét az ajánlott vetési hőmérséklet alá süllyesztheti. Lazább talajokon a nagy hőmérsékletingadozások is károsíthatják a kelést.
· Ha nagy mennyiségű növényi maradványt tartalmazó táblákra vet, fontolja meg a sávos talajművelést, vagy használjon nyitótárcsát a talaj gyorsabb felmelegedése érdekében.
· A jobb keléskori stressztűrési pontszámmal rendelkező hibridek kiválasztása és a megfelelő csávázás segíthet csökkenteni a hidegstresszes körülmények között történő vetéssel járó kockázatokat.
Corteva Agriscience™
