A napraforgó a legfontosabb olajnövény Magyarországon és az Európai Unióban egyaránt. Itthon a harmadik legnagyobb vetésterülettel rendelkező növény. Jövedelmezősége alapján a 2-3. helyet foglalja el  az évjárat függvényében. 2019-ben világ szerte 24 millió hektáron vetették a növényt, megnagyobb területen Oroszországban 14 millió hektáron (58,33%) míg az Európai Unióban 4,5 millió hektáron kerültek földbe a magok (18,75%).

(Photo by Marjorie Bertrand on Unsplash)

Magyarországot tekintve a vetésterület lassú növekedést mutat, néha már a biológiai határt jelentő területnagyságot is meghaladja. Országunk termésátlag tekintetében az EU három legjobb országa közé tartozik (Ausztria és Horvátország mellett), azonban a legnagyobb termelők közül elsőnek érte el a 3 t/ha termésátlagot! 2019-ben 1,7 millió tonnát takarítottak be belőle, ami kicsivel kevesebb volt az előző évinél.

A növény ismertetése dióhéjban:

A napraforgó (Helianthus annuus) a napraforgó nemzettség (Helianthus) fészkesek (Asteraceae) családjába tartozó, lágyszárú, egyéves, kétszikű növény. Észak-Amerika déli részéról származik, vad formája (Helianthus annuus sp. lenticularis) is itt előforduló, természetes gyom. Virágzata fészek, felülálló, termése változatos méretű és formájú kaszattermés. Kaszattermésének néhány beltartalmi tulajdonsága a teljesség igénye nélkül: fehérje tartalom: 9-24%, olajtartalma: 22-62% közötti. Olaja: olajsav: 18-95%, linolsav: 2-75%, sztearinsav: <10%, palmitinsav: <10%. Tenyészideje: 80-170 nap. Rövidnappalos vagy fotoperiódusra érzéketlen növény. Kromoszómáinak száma alap esetben 17, a diploid sejteké 34. Idegentermékenyülő, rovarbeporzású.

Nemesítés kihívásai:

A gyomirtási technológiáknak, és az olajminőség iránti elvárásoknak történő megfelelés a két általános célkitűzés. Az elvárások növekedését jól példázza a forgalmazott szegmensek száma. Míg 1996-ban még csak 12 termelési szegmensbe kínáltak hibrideket, ez a szám 2017-ben 20-ra emelkedett! Ebből is látszik, hogy milyen nyomás nehezedik a nemesítőkre, elengedhetetlenné téve a hatékonyságuk növelését. Ehhez új nemesítési módszerek létrehozása szükséges. Igény van a génállomány bővítésére is. A szelekció felgyorsítása molekuláris markerek segítségével szintén fontos, akárcsak a minél szélesebb körben való tesztelés megvalósítása. Az ezekhez a kihívásokhoz való alkalmazkodáshoz elengedhetetlen az összefogás és együttműködés állami és nonprofit szervezetekkel is a nemesítő házak részéről.

(Photo by meriç tuna on Unsplash)

Nemesítési célok:

A mindenkori általános cél a korábbinál nagyobb termőképesség és olajtartalom elérésére képes hibridek létrehozása. Ezek eléréséhez számos tulajdonság járul hozzá, mint például a kaszattermés, virágok száma a tányérban, a termékenyítőképesség, az ezer kaszat tömeg, hektoliter súly. Kívánatos a megfelelő bélszázalék, amiből a 75-85% közötti arány a megfelelő. Olajhibridek esetén az olajtartalom (48-55%) és olajminőség, hántolási hibridek esetén a fehérjetartalom (20-24%) és az aminosavak aránya a fontos.

Ezen tulajdonságokat számos agrotechnikai, biotikus és abiotikus tényező befolyásolja, amelyekre külön-külön és egyszerre is fontos odafigyelni.

Kiemelten fontos a peronoszpóra és a szádor fajok elleni ellenállóság növelése. A korábban nagy problémát jelentő posztemergens gyomirtást tette könnyen megoldhatóvá a herbicid-toleráns hibridek elterjedése.

Nemesítés módszerei:

• Fajtanemesítés:

Tömegszelekció: legegyszerűbb és leggyorsabb, az eljárás hasonló a természetes kiválasztódáshoz. Széles körben alkalmazott eljárás tájfajták esetében, ahol a kiindulási alapanyag egésze értékes csak hangsúlyt kell finom hangolni. A szelekció fenotípus alapján történik pozitív vagy negatív kiválasztás alapján

Családtenyésztés: elitkiválasztás után többszöri egyedkiválasztás történik. Idegentermékenyülőknél, mint a napraforgónál heterozigóta családokat kapunk. A folyamat folytatódhat egymáshoz hasonló egyedek mesterséges elszigetelésével a többi családtól (családcsoport kiválogatás) vagy párostenyésztéssel (répafélékre jellemző).

Egyedszelekció: a célhoz legközelebb álló növények fenotípus alapján kiválasztásra kerülnek (elit). Az utódaik közé standardot vetnek megfigyelik őket. Az utódok legjobb 10-20%-át tovább viszik B aztán C törzskísérletekbe végig összevetve a standarddal. A folyamatot több tájon is elvégzik. A legjobb törzsek magja kerül felszaporításra.

Rekurrens és reciprok rekurrens szelekció: kedvező fajták tulajdonságainak egy populációban való egyesítése. A folyamatban a fajta egy-két gyenge tulajdonságát fejlesztik. A javítót donornak, a javítandót rekurrens szülőnek hívjuk. A visszakeresztezés ismétlése a rekurrenssel történik. Válogatás a megjelenő donortulajdonságok alapján. Reciprok esetében a szerepek felcserélődnek.

 (adamkontor képe a Pixabay -en.)

• Hibridnemesítés (heterózis nemesítés):

Beltenyésztés és egyedszelekció

Hal-sib szelekció: féltestvér szelekció,  nagy populációban önbeporzással kiválasztanak 100-500 növényt, a maradék pollennel teszter keresztezés zajlik. A következő évben az önbeporzottakkal ismétléses kísérlet, a teszteresekkel is. Szelekció és egymás közötti keresztezés. Hátrány, hogy egy ciklus több év, nagy a munkaerő igény, csak kisszámú egyeddel. Előny, hogy utódbírálat, teljesítménybírálat történik, környezet befolyásolt tulajdonságoknál is hatásos.

Full-sib szelekció: teljes testvér szelekció, hasonló előnyök és hátrányok

Backcrossing: visszakeresztezés, ennek során a keresztezett fajta eredeti genotípusa megmarad, a keresztezési partnerből csak az értékes tulajdonságokat viszik át az eredeti fajtába

Kombinációs nemesítés: különböző szülők tulajdonságait tervszerűen egyesítik új genotikpusokban

A génforrás kutatása és fejlesztése során új tulajdonságokat igyekeznek felfedezni és bevinni elit vonalakba. Ilyen például a rezisztencia. A gének forrásai általában a kultúrnövény vad  rokon fajai vagy mutációs források. A megfelelő genopool létrehozásakor a szintetikus populációk forrásai lehetnek interspecifikus hibridek, szabadelvirágzású fajták, heterózis források és származékjaik, reciklált vonalak.

Mivel a modern hibridek jelentősen beszűkítik, szükséges a genetikai kör bővítése. Az erre irányuló próbálkozások során az irányított mutagenezis nem járt sikerrel. A megoldást fajtapopulációk, tájfajták bevonásával, a 13 egynyári és a 36 évelő vad rokontól várják. Ilyen lehet a Helianthus deserticola amely száraz, napos helyek lakójaként partner lehet a szárazságtűrési tulajdonságok fejlesztésére. Másik módszer lehet a CRISP Cas eljárás. Ennek során transzgének nélkül végeznek génszerkesztést. Két alegység van, az első egy felismerő modul, amely a célszekvenica megtalálásához szükséges, a másik egy enzim, amely az DNS felvágását végzi. A sejt saját javítómechanizmusa által végezhető el a módosítás. Új tulajdonságok pontosan létrehozott mutációkkal történő kialakítására különösen alkalmas az eljárás. A napraforgónál gének inaktiválására alkalmazzák, ez azonban nehéz feladat mert közülük sok poliploid.

Beltenyésztési módszerek:

Segítségükkel 6-8%-kal nagyobb képességű szintetikus fajta állítható elő. A beltenyésztés során az öntermékenyítés megismétlésével leromlás történik. Napraforgó esetén ez a második nemzedékben éri el a mélypontot. Az ilyenkor a legkisebb leromlást mutató egyedeket, vonalakat kiválasztják, vegetatívan szaporítják és utódaikat elbírálják. A 4-6 legjobb klónból  szintetikus fajta kerül előállításra.

Öntermékenyítés a virágzaton belül

DH technika: feltétele a növényregenerálás embriogén kalluszból

Egyedszelekció az előállított teszthibridek fenotípusa és környezeti reakciók vizsgálata alapján

Markerszelekció: a markerek segítségével gyorsítható a szelekció, és a direkt szelekció. Feltétele, hogy a marker olyan DNS része legyen, ami szorosan kötődik az adott tulajdonsághoz. Mivel nagyon drága eljárás elsősorban más hatékony szelekciós módszerek hiánya esetén használják.

(adamkontor képe a Pixabay -en.) 

Hibridkomponensek szembeni elvárások:

Anyai vonal: egytányérú, jó kombinálódó képességcitoplazmás hímsterilitás analóg

Apai vonal: sok oldalvirág, hosszú pollentermelés, restorer gének, bőséges pollenprodukció, jó komibálódó képesség

A nemesítés elvégzése után kórtani és agrotechnikai kísérletekkel folytatódik a munka. Vizsgálják a magok hidegtűrését (vetésidő kísérlet), a megfelelő tőszámokat. Ellenőrzik a fejlődő állomány tápanyagreakcióját, és érésdinamikáját is (deszikálás).

Hibridek típusai:

A genetikai laborokban és a szántóföldeken elvégzett munka  során számos hibrid jön létre, amelyek között minden termelő találhat számára kedvezőt. Igaz a jó termés elérése nemcsak a növényen múlik hiszen a gazdák jól meghozott döntései a legfontosabbak az egész termesztéstechnológiai sorban, ám ennek megkerülhetetlen eleme a megfelelő fajtaválasztás is, ami  akár 20%-ban is befolyásolhatja az eredményt. A döntés nem bizonyul könnyűnek hiszen míg 2017-ben 65db, 2019-ben 81db olajhibridet kínáltak Magyarországon a nemesítőházak. A peronoszpóra (704, 714 rasszok) és szádor-rezisztencia (E-rassz) már megszokott igény, a speciális zsírsavösszetétel és a gyomirtószer-rezisztencia a két legfontosabb modern választási szempont.

Napraforgóhibridek kínálata (https://bit.ly/2TwqhZc)

Olajminőség: Nemesítés eredményeiként olyan hibridek előállítása lehetséges, amelyek olajában az olajsav található meg a legnagyobb arányban. Ezek a HO hibridek,  a korszerűek olajsavtartalma elérheti a 90%-ot is.

Gyomirtószer-rezisztencia: Korábban súlyos problémát jelentett a napraforgó posztemergens gyomirtása. Főleg a Csattanó maszlag (Datura stramonium) és a Parlagfű (Ambrosia artemisiifolia)  ellen voltak tehetetlenek a gazdák.  Ebben okozott fordulatot a gyomirtószer-rezisztens hibridek megjelenése. A két hatóanyag, amelyre nemesítettek a szulfonilurea és az imidazolinon melyek a növények egyik kulcsenzimét az acetolaktát-szintetáz enzimet gátolva megakadályozza a gyomok légzését és anyagcseréjét. Elsőként 2005-ben jelent meg a Clearfield technológia, amit a BASF és a Syngenta vezetett be. A DuPont és a Pioneer közös fejlesztése az ExpressSun technológia. Ezek a kétszikű gyomok elleni posztemergens védekezést is lehetővé tették. A 2015-ben a BASF által bevezetett Clearfield Plus technológia  hibridjei már a Pulsar Plus ellen is rezisztensek. Jelen pillanatban is zajlanak ilyen kutatások, a Syngenta néhány éven belül piacra kíván dobni olyan hibridet, amelyben egyszerre a Clearfield és az Express technológia is biztosított, választási lehetőséget szolgáltatva a termelőknek!

A gyomirtószer-rezisztens technológiák hatása a terméseredményekre

Clearfield: Imidazolinon hatóanyagra rezisztens hibridekre épülő technológia. Első lépésként preemergens formában (dimetenamid+pendimetalin) kell elvégezni a Wing-P kijuttatását a talajfelszínre a tartamhatás elérése és a gyomok kikelése ellen. A második kezelésre 2-4  valódi leveles állapotban kerül sor imazamox hatóanyaggal, ez rendszerint Pulsar 40 SL esetleg Listego. Árvakelésük kezelésénél csupán a tribenuron-metil (Express 50 SX) hatékonysága kisebb a kereszttolerancia miatt. Szójában árvakelésük értelemszerűen nem hatásos Pulsar 40 SL és Listego készítményekkel.

Clearfield Plus: A 2015-ben megjelent, továbbfejlesztett technológia megoldást jelenthet a Parlagfű (Ambrosia artemissifolia)  hatékonyabb írtására, ami eddig nagy gondot okozott mivel egy családba tartozik a napraforgóval. A megnövekedett imidazolinon ellenállóság miatt alkalmazható a Pulsar Plus, Listego Plus magasabb imozamax hatóanyagtartalommal bír, ami még ennek a makacs gyomnövénynek a mentesítését is lehetővé teszi. A hibridek árvakelése szulfonil karbamiddokkal sikeresen kezelhető.

ExpressSun: Szulfonilurea hatóanyagra rezisztens hibridre épülő technológia. Premergens módon Proponit 720 EC, Dual Gold, WingEC,Dual Gold 960 EC készítményekkel való kezelés tartamhatást biztosít. A második lépés az Express 50 SX-szel (tribenuron-metil) történő korai posztemergens kezelés elvégzése. A tribenuron-metil  szintén az acetolaktáz-szintetáz enzim működését gátolja, hatékonysága egyszikűek esetében azonban alul marad az imazamox-szal szemben. Az Express-toleráns hibridek problémát okozhatnak az őszi kalászosok vetésében.

Termesztéstechnológiák megoszlása Magyarországon (https://bit.ly/3bYozXc)

Terméseredmények alakulása: 

A nemesítési munkálatoknak is köszönhetően Magyarországon a rendszerváltás óta a 68,54%-kal növekedett a napraforgó hektáronkénti termésátlaga. A nagymértékű emelkedés ellenére nem mutat egységesen kiszámítható növekedést.

Az ütemét megvizsgálva - az évjárat hatások figyelembevételével is – a növekedés több szakaszra bontható. A legnagyobb 2001-2008 közötti időszakban volt. Ennek oka a modern, nagy termésekre képes, magas olajtartalmú hibridek  általánossá váló termesztése. Ezzel párhuzamosan technológiaváltás is történt, hiszen míg korábban a gyengébb adottságú területek extenzív növénye volt, mind gyakrabban termesztették a jobb minőségű földeken intenzív körülmények között. Ennek oka, hogy a modern hibridek jó termésbiztonsággal bírnak, ami egyre nagyobb jelentőséggel bír a termelők döntésénél.

2009-től napjainkig valamivel alacsonyabb a növekedés üteme. Ennek oka, hogy bár magas a növényvédelmi ráfordítás, a vetésterülete elérte, sőt meghaladta a biológiai határt, így egyre több helyen vetik vissza öt éven belül. Az elmúlt évek szélsőséges időjárása növelte az abszolút termésingadozását ugyan, de a növekvő átlagok miatt a relatív termésingadozása csökkent. Ez csábítóvá teheti sok termelő számára a jövőben is.

(Photo by Bonnie Kittle on Unsplash)

Összefoglalás:

A napraforgó termesztésének a jelentősége megkérdőjelezhetetlen akárcsak az ezt kiszolgáló folyamatos nemesítési munkáé.  Bár a mai modern hibridek potenciális termőképessége eléri a  6-8 t/ha-t, az ágazat legfontosabb kérdése, hogy mennyire tud részt venni a mezőgazdaságban megvalósuló felgyorsuló folyamatokban. A termőhelyspecifikus gazdálkodást és a speciális igények kielégítését lehetővé tevő hibridek iránti kívánalmaknak való megfelelés folyamatos fejlesztéseket és fejlődést vár el a nemesítőktől. Munkájukat jelentősen nehezíti, hogy egy-egy hibrid a vetőmagpiacra juttatásához hosszú évekre van szükség, ami mind a piaci igények, mind a klímaváltozás miatt nehéz. A szerkivonások további nehézségeket okozhatnak. A termésátlagok további növelésében a termesztéstechnológia többi elemének a megfontoltabb megválasztása (vetés, tápanyaggazdálkodás) és a helyspecifikus gazdálkodás (intenzív vagy extenzív) mélyebb elsajátítása megkerülhetetlen. A nemesítési ágazatot érintő problémák szorosan összeforrnak a mezőgazdaság más területeivel, ezért nagy szükség van az összefogásra állami és nonprofit szervezetekkel egyaránt a közös sikerek érdekében már csak az egymásrautaltság okán is.

Források:

Dr. Pepó Pál: Növényi agrogenetika, nemesítés és biotechnológia 65-68. oldal, Debreceni Egyetemi Kiadó, Debrecen (2013)

Dr. Pepó Pál: Növénynemesítés (2011) (https://bit.ly/2WWzNY0)

Ábrahám Rita, Érsek Tibor, Kuroli Géza, Németh Lajos, Reisinger Péter: Növényvédelem (2011) (https://bit.ly/2ZrySAt)

nuseed.com Global trends in sunflower production (https://bit.ly/2Tz3jRl)

youtube.com Növelhető a napraforgó termésátlaga? Mi lesz a deszikkálószerek nélkül? - Agrofórum kerelasztal (https://www.youtube.com/watch?v=gsQSTTuWJOQ&t=1s)

agroforum.hu A napraforgó termesztéstechnológiája 2014-18(https://bit.ly/36ra0tO)

agroforum.hu Biztonságos napraforgó termesztés elérhető áron: Express® Plus (https://bit.ly/2LQufrp)

agronaplo.hu Napraforgó-nemesítés jelenkori irányai és eredményei (https://bit.ly/2XoqJKj)

primag.hu A Clearfield-technológiáról (https://bit.ly/3bQscOQ)

agrarium7.hu Clearfiled technológia repcében és napraforgóban (https://bit.ly/36pnxSG)

agrarium7.hu Clearfield Plus rendszer napraforgóban (https://bit.ly/3eoLeO7)

saaten-union.hu CLEARFIELD PLUS napraforgó hibridek a még korszerűbb, még produktívabb és még biztonságosabb napraforgó-termesztés érdekében (https://bit.ly/2ZwKemS)

fmcagro.hu EXPRESS® 50 SX® (https://bit.ly/3ggb6gQ)

primag.hu EXPRESS TOLERÁNS NAPRAFORGÓ GYOMIRTÁSI TECHNOLÓGIA (https://bit.ly/3cWqbSp)

euralis.hu Clearfield gyomirtási rendszer napraforgóban (https://bit.ly/2LOTACi)

agronaplo.hu Fejlesztők oldala - Napraforgó az elmúlt másfél évtizedben... (https://bit.ly/2Zt3QrI)

KSH Főbb növénykultúrák terméseredményei, 2019 (https://bit.ly/36AvDbz)

KSH Szántóföldi növények, 2017 (https://bit.ly/2TwvMHn)

KSH A fontosabb növények vetésterülete, 2019. június 1. (https://bit.ly/3cVxZUw)

KSH A fontosabb növények vetésterülete, 2014. május 31.(https://bit.ly/36wqEIQ)

KSH A fontosabb növények vetésterülete, 2012. május 31.(https://bit.ly/2TwHbXQ)

KSH A fontosabb növények vetésterülete, 2010. május 31. (https://bit.ly/2WTqt78)