Általánosan megfigyelt jelenség, hogy a parlagfű bolygatást követően szaporodik fel, és hogy a talajbolygatás esetén a legváltozatosabb helyeken jelenhet meg. Munkatervünkben azt terveztük, hogy a talajbolygatás és a felülvetés (parlagfű maggal) hatását vizsgáljuk a parlagfű tömegességére különböző élőhelyeken egy heterogén összetételű Duna–Tisza közi tájban. Hipotézisünk az volt, hogy a magok jelenléte és a talajbolygatás együtt szükséges és elégséges feltétele annak, hogy a parlagfű megjelenjen és felszaporodjon, és hogy ezt az általános képet árnyalják az élőhelyek közötti különbségek.
- A vizsgálati terület, a mintavétel, és a feldolgozás módszere
- A bolygatási és vetési kísérletek eredményei
- Talaj- és fényviszonyok szerepe
- Mitől függ a táj parlagfűvel való fertőzöttsége?
A vizsgálati terület, a mintavétel, és a feldolgozás módszere
A kísérleti területek kiválasztása
A kísérletet Orgovány-Ágasegyháza-Fülöpháza térségében, körülbelül 50km2-es területen elszórva jelöltük ki. Igyekeztünk a Duna–Tisza közi Homokhátságra jellemző minden fontos, nem intenzíven művelt és nem vizes élőhelyet bevonni a vizsgálatba, így összesen 8 élőhelyen dolgoztunk:
- nyílt (alacsony összborítású) másodlagos gyep
- zárt (magas összborítású) másodlagos gyep
- nyílt természetes gyep
- zárt természetes gyep
- természetes zárt erdő (fehérnyaras)
- fenyves ültetvény
- akác ültetvény
- friss erdészeti felújítás (fenyő-telepítés).
A vizsgálati terület a KISKUN LTER (hosszú távú ökológiai kutatások) program egyik mintaterülete, így az élőhelyfoltok kiválasztását korábbi terepismeretünk, valamint meglévő élőhelytérképek és légifotók segítették. A 64 élőhelyfolton belül a kísérleti helyszíneket véletlenszerűen (légifotón rábökve), a közvetlen széli zónákat elkerülve jelöltük ki. Az így kijelölt helyszíneket terepi ellenőrzést követően – az esetlegesen bolygatott és az élőhelyfoltra nem jellemző foltokat kihagyva – fogadtuk el.
Kísérleti elrendezés
Kísérletünkben 1m2-es parcellákban két tényezőt manipuláltunk: a parlagfű magok mennyiségét (vetés) és a fizikai talajbolygatást (ásás). Mindkét tényezőnek két szintje volt a kísérletben (vetett – nem vetett, illetve bolygatott – nem bolygatott), így az összes lehetséges kombinációt megvalósítva négyféle kísérleti parcellánk volt:
- ásott
- vetett
- ásott-vetett
- kontroll (nem ásott és nem vetett).
Ezek a parcella-négyesek – amelyekben az 1m2-es parcellák egy nagyobb négyzet sarkaiban, egymástól 2m-re helyezkedtek el – alkották a kísérlet alapegységét (1. ábra); ilyenből volt 8 ismétlésünk 8 különböző élőhely mindegyikében (összesen tehát 64 foltban 256 darab 1 m2-es parcella). A változatosság megmintázása céljából egy élőhelyfoltban (pl. egy fenyves állományban vagy egy parlagon) csak egy parcella-négyest helyeztünk ki.
A kísérlet beállítása és a mintavétel
A kísérletet 2008 novemberében állítottuk be. A bolygatott kvadrátok esetében 1,2 x 1,2m-es parcellát ástunk fel, ennek közepében jelöltük ki az 1x1m-es mintavételi területet. Az ásás során a talajt átforgattuk, növényi részeket nem távolítottunk el, az ásást követően gereblyével egyengettük el a talajfelszínt. A vetést 2008 őszén helyben, azaz Orgovány külterületén szedett parlagfűmaggal végeztük; minden vetett kvadrátban 0,8g magot vetettünk, ez 10 minta leszámolása alapján átlagosan 215,8 (SD +/-15,5) magnak felel meg. A Trifeniltetrazólium-kloriddal való vizsgálat (TTC-vizsgálat) alapján a magok több mint 90%-a életképes volt. Az ásott-vetett kvadrátokban az ásást és gereblyézést követően végeztük a vetést. A kísérlet beállításakor talajmintát is vettünk a talaj 0-20cm-es rétegéből, egyrészt a talaj fizikai és kémiai analíziséhez, másrészt a magbank-vizsgálathoz. A növényzet zártságának becsléséhez minden mintaterületen megmértük a levélfelület-indexet is (műszer: LAI 2000; 2009. május 22-23.).
2009 májusában összeszámoltuk a parcellákban megjelent parlagfű-egyedeket, megbecsültük a borításukat, minden kvadrátban teljes fajlistát írtunk össze és megbecsültük a fajok borítását, valamint minden parcellában fénymérést is végeztünk. 2009 júliusában megismételtük a számolást és becsültük a parlagfű borítását. 2009 szeptemberében begyűjtöttük minden parcellából a parlagfű-egyedek föld feletti részét. Az ekkor begyűjtött minták szárítása, szortírozása és tömegmérése még folyamatban van.
Statisztikai kiértékelés
Alapvető problémát jelent az adatfeldolgozásnál az adatok nagyon nagy szórása és a normalitás hiánya. Ami – kombinálódva az összetett kísérleti elrendezéssel – nem teszi lehetővé a hagyományos statisztikai eljárások alkalmazását. A borításadatokat élőhelyenként Friedman Anova-val (nem paraméteres próba) hasonlítottuk össze, a páronkénti összehasonlítást Wilcoxon rangteszttel végeztük el. A parlagfűborítás korrelációját a talajváltozókkal és a növényzet zártságával (LAI) kvantilis regresszióval vizsgáltuk.
Eredmények
Az összes (64) mintaterület átlagában vizsgálva a parlagfű legnagyobb egyedszámban és borítással az ásott-vetett kvadrátokban jelent meg (2. ábra). Fontos megjegyezni azonban, hogy még itt is átlagosan mindössze 20 egyedet detektáltunk, ami viszonylag kevés ahhoz képest, hogy kb. 200 magot vetettünk, és a magok életképessége 90% fölötti volt. Ez arra utal, hogy a magok nagy része még csírázóképes – de dormans – állapotban a talajban maradt.
Érdekes módon igen nagy számban és borítással jelent meg a parlagfű a csak ásott kvadrátokban is, vagyis sok helyen a talajban megtalálható a parlagfű a magbankban, annak ellenére, hogy a kontroll parcellákban nem jelent meg a növényzetben. A bolygatás kiemelkedő szerepét mutatják vetett parcellák is, amelyekben az ásott-vetett kvadrátokkal azonos számban történt vetés ellenére is alig nőtt ki parlagfű.
Ha kivesszük az elemzésből azokat a mintákat, ahol a magbankban is előfordult a parlagfű (10 minta: 5 nyílt parlag, 5 zárt parlag és 1 akácos), akkor egyértelműen elmondható, hogy ott tud a parlagfű jelentős mennyiségben megjelenni, ahol a bolygatás és a magok jelenléte egyszerre biztosított, a magok nagy mennyisége önmagában – bolygatás nélkül – nem eredményez jelentős parlagfű-denzitást (2. és 3. ábra).
2. ábra. Parlagfű egyedszám és borítás az élőhelyek és az élőhelyenkénti 8 ismétlés átlagában, 2009 júliusában (n=64). 
3. ábra. A parlagfű sűrűsége (egyedszám/m2) az élőhelyek átlagában május és július hónapokban azoknak a helyeknek a kihagyását követően, ahol a parlagfű előfordult a magbankban (n=53).
A bolygatásnak azonban van még egy hatása, nevezetesen a csírázás időzítésének megváltoztatása. A 3. ábra alapján elmondható, hogy az ásott-vetett kvadrátokban az egyedek döntő része már májusra kicsírázott, míg a vetett kvadrátokban az egyébként sokkal kisebb számú egyed döntő része májusban még nem volt megfigyelhető, csak júliusra jelent meg. Az okokat csak találgatni lehet (pl. hamarabb felmelegedő talaj, vagy a felszínre hozott magok korábban csíráznak), de a korábbi csírázás ténye nagy jelentőségű, mert hatással lehet a növény életciklusára. Európában a parlagfű északi terjedésének jelenleg az egyik korlátja, hogy a növény nem tudja beérlelni a magjait.
A 3. és 4. ábra alapján az is elmondható, hogy a parlagfű nemcsak sokkal kisebb számban csírázik a vetett kvadrátokban, de a kicsírázott egyedek sokkal kisebb borítást is érnek el. 
4. ábra. A parlagfű borítása az élőhelyek átlagában júliusban azoknak a helyeknek a kihagyását követően, ahol a parlagfű előfordult magbankban (n=53).
Mivel az egyes élőhelyek között jelentős különbségeket találtunk, érdemes a 8 vizsgált élőhelyet egyenként értékelni. Ezt az értékelést a júliusi borításadatok alapján végeztük el.
5. ábra. A parlagfű júliusi borítása a különböző kezelési típusokban, élőhelyenkénti bontásban (n=8, minden élőhelyen és kezelési típusban; 2009 július). Egy adott élőhelyen az eltérő betűk szignifikánsan eltérő borítást jelölnek (páros Wilcoxon rangteszt alapján). 
Másodlagos nyílt gyep (parlag). Az ásott-vetett kvadrátokban találtuk a legnagyobb parlagfűborítást, azonban ezzel összevethető (szignifikánsan nem is eltérő) borítást detektáltunk az ásott kvadrátokban is. A 8 ismétlés közül ötben fordult elő vetés nélkül is; méghozzá számottevő mennyiségben. A vetett és kontroll kvadrátokban nagyon alacsony borítást találtunk, ami egyrészt azt mutatja, hogy bolygatás nélkül a jelentős magkészlet sem eredményez jelentős borítást (vetett), másrészt ezzel is kimutattuk, hogy a parlagfű egyes mintaterületeken vetés nélkül is jelen volt (kontroll).
Másodlagos zárt gyep (parlag). Az ásott-vetett kvadrátok mellett az ásott kvadrátokban is jelentős parlagfűborítást tapasztaltunk. A 8 ismétlés közül négyben fordult elő vetés nélkül is a parlagfű. Fontos kiemelni, hogy sem a vetett, sem a kontroll kvadrátokban nem fordult elő parlagfű, tehát a (a nyílt gyepekhez képest) zártabb gyepben a parlagfűnek nincs esélye a csírázásra.
Természetes nyílt gyep. Csak az ásott-vetett kvadrátokban detektáltunk parlagfüvet, ott viszont jelentős, ám a parlagokhoz képest kisebb mennyiségben. A parlagfű teljes hiánya a vetett kvadrátokban alighanem a kedvezőtlen élőhelyi adottságokkal (humuszban szegény homok váztalaj) magyarázható. A kontroll és ásott kvadrátokban a parlagfű hiánya azt mutatja, hogy ezek az élőhelyek még parlagfűmentesnek tekinthetők.
Természetes zárt gyep. A mintázat hasonló a természetes nyílt gyepeknél megfigyelthez, azzal a nem elhanyagolható különbséggel, hogy az ásott-vetett kvadrátokban jóval nagyobb borítást ért el a parlagfű. Ennek oka alighanem a kedvezőbb talajadottságokban (humuszosabb, agyagosabb) keresendő. A vetés nélküli kvadrátokban a parlagfű hiánya azt mutatja, hogy ez az élőhely is még parlagfűmentesnek tekinthető.
Természetes nyaras. Ezen az élőhelyen is csak az ásott-vetett kvadrátokban fordult elő parlagfű, azonban csak igen alacsony borítással, ami alighanem ezen erdők kedvezőtlen fényklímájával függhet össze. Ez az élőhely jelenleg még parlagfűmentesnek tekinthető.
Akác ültetvény. Az ásott-vetett kvadrátokban jelentős, a gyepekhez hasonló mennyiségű parlagfű fordult elő. Mivel a 8 ismétlésből két esetben az ásott kvadrátokban is előfordult, itt is produkált egy kisebb borítást. Ez az élőhely is jelenleg még nagyrészt parlagfűmentesnek tekinthető.
Fenyő ültetvény. A természetes nyarasokhoz hasonlóan, a parlagfű csak az ásott-vetett kvadrátokban, és itt is alacsony borítással fordult elő, ami a kedvezőtlen fényklímával függhet össze. Az ásott és kontroll kvadrátok alapján ez az élőhely is jelenleg még parlagfűmentesnek tekinthető.
Friss erdészeti felújítás (fenyő). Ez volt az egyetlen élőhely, ahol – még ha az átlagban volt is különbség – az ásott és ásott-vetett kvadrátok parlagfűborítása nem különbözött szignifikánsan. Ez alighanem azzal magyarázható, hogy ezeket éves rendszerességgel művelik, így a vetett kvadrátjaink egyben bolygatottak is voltak. Ez a bolygatás azonban nem volt standardizálva, időpontja, intenzitása, gyakorisága a megfigyeléseink szerint különbözött az egyes ismétlések esetében, és nem mindig volt kedvező a parlagfűnek. Alighanem ezzel magyarázható, hogy az ásott-vetett kvadrátokban az élőhelyek között itt a legnagyobb az adatok szóródása (az ábrán a standard hiba).
Kísérletesen nem manipulált, egyéb tényezők (talaj- és fényviszonyok) szerepe a parlagfű sikerességében
Az élőhelyenkénti értékelésnél már több olyan kijelentést tettünk, ami a kísérletes kezelések által nem magyarázott különbségekre vonatkoztak, így pl. a talaj- és fényviszonyokra. Mivel eredményeink alapján a bolygatás és a felülvetés alapvető fontosságú a parlagfű sikerességében, ettől a hatástól a továbbiakban el akartunk tekinteni. Ezért a további elemzésekhez csak az ásott-vetett kvadrátokat használtuk fel, és ezek közül is azokat, amelyekben eredetileg nem volt parlagfű (kihagytuk azokat a mintaterületeket, amelyekben a magbankban vagy az ásott kvadrátban előfordult a parlagfű). A talaj szerepe A talaj minőségét leíró változók közül leggyakrabban a talajtextúra (fizikai összetétel, szemcseméret) és a humusztartalom szokott meghatározó lenni. Előzetes vizsgálataink alapján, adatainkban nagyon erősen korrelál ez a két változó (minél kisebb az agyag és nagyobb a talaj homoktartalma, annál kisebb a humusztartalma), nem tekinthetjük őket függetlennek. Így csak az egyik, jelen esetben a textúra hatását vizsgáltuk. Az erdős és a gyepes mintaterületeket külön értékelve (a friss erdészeti felújításokat kihagytuk ebből az elemzésből), az erdők esetében nincs, a gyepek esetében viszont szignifikáns negatív összefüggés van a talaj homoktartalma és a parlagfű borítása között (6. ábra). Ez magyarázhatja, hogy miért ér el kisebb borítást a parlagfű a nyílt természetes gyepekben a zártakhoz képest.
6. ábra. A parlagfű borítása az ásott-vetett kvadrátokban a talaj homoktartalmának függvényében ábrázolva, gyepes és erdei élőhelyek szerint elkülönítve (csak azok a helyek kerültek be az elemzésbe, ahol a magbankban nem volt parlagfű; a „p” érték az első fajú hiba valószínűsége kvantilis regresszióban).
A fénymennyiség szerepe
Erdők esetében felmerült a hipotézis, hogy a fény mennyisége befolyásolja a parlagfű sikerességét. Az erdők fényellátottságát a műszeresen mért levélfelület-indexszel jellemeztük.
A várakozásokkal ellentétben csak egy nagyon gyenge, messze nem szignifikáns összefüggést találtunk a május végén mért levélfelület-index és a parlagfű borítása között. Az adatokat fafajok szerint szétbontva megállapítható, hogy a május végi (a teljesen kifejlett lombozatot közelítő) fényklíma szempontjából átfednek a fehérnyarasok, az akácosok és a fenyvesek, bár LAI 3 fölötti értéket csak fehér nyarasokban találtunk. Kiugró, 10% feletti parlagfűborítás csak akácosban fordult elő, azonban függetlenül a LAI értékétől és a talajtextúrától is (6. ábra).
Miben tud akkor az akácos többet nyújtani a parlagfűnek? Úgy tűnik, hogy nagyobb számban tud kicsírázni (azonos számú mag vetése esetén!), mint a fenyvesben és a nyarasban (7.a és b ábra). Különösen szembetűnő a májusi egyedszámban mutatkozó különbség. A nyarassal összehasonlítva tavasszal az akác később lombosodik ki, és a nyár folyamán is több fény jut az aljnövényzethez, ezért még a tavaszi egyedszámarányhoz képest is jobban eltolódik a borításarány (7.c ábra). A fenyvesnél nyilvánvalóan világosabb tavasszal az akácos, és noha később még csírázik a parlagfű a fenyvesben (7.b ábra), ezek a későbbi csíranövények alighanem kevésbé tudnak megnőni, így a júliusi borításértékek inkább a tavaszi egyedszámarányokhoz hasonlóak, mint a júliusiakhoz. Ezek az eredmények azt valószínűsítik, hogy a kedvező tavaszi fényklíma magyarázhatja a parlagfű sikerességét az akácosokban, bár ennek alátámasztása további vizsgálatokat igényel.
7. ábra. A parlagfű májusi egyedszáma (a), júliusi egyedszáma (b) és júliusi borítása (c) a három vizsgált erdőtípusban (n=8, átlag +/- standard hiba).
Mitől függ a táj parlagfűvel való fertőzöttsége?
A vizsgált 64 mintaterület közül tehát 11 területen (nyílt parlagokon, zárt parlagokon és akácosokban) nőtt ki parlagfű az ásott (de nem vetett!) kvadrátokban, és ebből 10 helyen a magbank-vizsgálat során is megtaláltuk a parlagfüvet. De mi a közös ezekben a területekben, és miben különböznek másoktól, köztük más parlagoktól és akácosoktól?
A parlagfű a szántóföldi műveléshez kötődik, így magától értetődik, hogy korábbi művelt területeken számíthatunk a megjelenésére. Ennek ellenőrzésére korábbi időszakokból (1957-ből, 1986-ból, illetve 2000-ből) származó légifotók alapján ellenőriztük a 64 mintaterületünk korábbi művelési módját, különös tekintettel arra, hogy tágabb vizsgálati terület, a Duna-Tisza közi Homokhátság, jelentős tájhasználati változásokon ment keresztül az elmúlt évtizedekben.
1957-ben a 64 mintaterület közül 34 volt valószínűsíthetően szántó, szőlő vagy gyümölcsös. Ezek között van az a 11 mintaterület is, ahol megtaláltuk a parlagfüvet a magbankban, azonban nem minden 1957-ben még művelt szántón van jelen ma is a parlagfű. 1986-ben a 64 mintaterület közül 13 volt szántó vagy szőlő-gyümölcs, és ezek között van a 11-ből 10 olyan mintaterületünk, ahol ma is van parlagfű. 2000-ben már csak két mai mintaterületünk volt megművelve. Ezeken ma is van parlagfű.
Ezek alapján elmondható, hogy a vizsgálati területünkön nagy valószínűséggel azokon a helyeken találunk ma parlagfüvet, amelyeket az 1980-as években vagy azt követően még szántóföldi művelés alatt álltak. Két hipotézist fogalmazhatunk meg arról, hogy mi lehet ennek az oka:
- a parlagfű az 1980-as évek előtt felhagyott területeken is jelen volt, csak azóta eltűnt a növényzetből,
- az 1980-as évek előtt nem volt jelen tömegesen a tájban, így értelemszerűen a parlagokon sem maradt meg.
Véleményünk szerint a második hipotézis a valószínűbb, mert közismert, hogy a parlagfű magjai több évtizedig is életképesek maradnak a talajban, valamint a parlagfű jól dokumentáltan az utóbbi évtizedekben terjedt el. Az országos gyomfelmérés adatai alapján 1950-ben még csak a 21. leggyakoribb gyomfaj volt (a művelt területeken), míg 1988-ban már a 4., míg 2005-ben már az első helyen áll a leggyakoribb gyomfajok listáján.
Akármi is az ok, ezen az eredmények alapján több következtetés is levonható, még akkor is, ha az az időpont, ami a Homokhátság központi részén a 1980-as évekre tehető, az ország más részén esetleg korábbra vagy későbbre tevődik. Felértékelődnek pl. azok a területek, amelyek a 1980-as évek óta nem voltak bolygatva. Ezek bolygatással járó használata a mai, erősen fertőzött tájban alighanem parlagfűvel történő fertőződéssel jár. Ide tartoznak az idős parlagok mellett a következő 10 évben vágáséretté váló erdészeti ültetvények is. Az 1980-as években vagy azt követően művelt területek pedig, még ha ma nem is látszanak jelentősen fertőzötteknek, alighanem magukban rejtik a parlagfű magjait, így bolygatás hatására rajtuk a parlagfű nagyon gyorsan nagy tömegben jelenhet meg.