Figyelemre méltó, hogy az MTA 2003-ban kutatási programot indított annak prognosztizálására, hogy milyen hatásai lehetnek egy jelentős éghajlat módosulásnak az élet fontos területein (mezőgazdasági termelés, egészségügy, urbanisztika, turizmus, stb.). a kutatásban részt vevők négy alapfeltételezést vizsgálnak:

• hidegebb és szárazabb,
• hidegebb és nedvesebb,
• melegebb és nedvesebb,
• melegebb és szárazabb periódus köszönt a Kárpát-medence élővilágára a következő 25-50 évben.

A mögöttünk hagyott 15 év hőmérsékleti és csapadék adatai, hatásuk a növénytermesztésre az e területen vizsgálódókat (köztük a cikk szerzőjét is) arra az elhatározásra késztették, hogy az utolsónak említett lehetséges változás hatásait és az arra adandó válaszokat vizsgálják meg részletesebben. Úgy vélem egyértelmû, hogy egy melegebb és szárazabb periódusban a már eddig is szûkösen rendelkezésre álló víz még inkább korlátozója lesz a növénytermesztésnek. Az Agro Napló egy korábbi számában (2003/5) azt írtam, hogy hazánkban a hőmérsékleti és fényviszonyok sokévi átlagadatai alapján 750 mm/év csapadék kellene, szemben a tényleges 598 mm/év helyett, az optimális körüli szántóföldi termésekhez. Ha, azonban az évi átlaghőmérséklet 1-2 ºC-kal nő, nyilvánvaló, hogy a víz jelentősége csak növekszik. Ahhoz, hogy a víz ne legyen a növényi produkció abszolút korlátozója, a makrogazdaságtól a politikán és a kutatáson át a termelő vállalkozásokig, mindenkinek derekasan tenni kell a dolgát. A következő területekre gondolok elsősorban:

• a víztakarékos gazdálkodás támogatása,
• az öntözéses növénytermesztés racionalizálása, preferálása,
• a növénytermesztési tér vízgazdálkodásának kutatása,
• a határainkon túlról érkező vizek bennünket megillető részének jogi garantálása,
• az időszakos vízfeleslegek tározása,
• szárazságtûrő fajok és fajták felkutatása, nemesítése,
• az ipari és kommunális vizek olyan mértékû tisztítása, hogy alkalmassá váljanak öntözésre.

Természetesen a sort lehetne még folytatni, de most inkább járjuk körbe azt az ismerethalmazt, ami már ma is szükséges ahhoz, hogy az elhatározástól az okszerû öntözésig eljussunk (ne csak locsoljunk, inkább öntözzünk).

Már elődeink is felismerték, hogy a természetes csapadék hiányát öntözéssel pótolni lehet (ókori birodalmak Ázsiában, az amerikai földrész indián kultúrái, Egyiptom). Hazánkban már az 1700-as évek végén folyt rétöntözés Márialigeten. Ettől kezdve napjainkig, ha változó mértékben is, de az öntözés a termelési gyakorlat részét képezte, 1937-től (a XX. Törv.) pedig jogilag is szabályozott. Mind az öntözésre berendezett, mind a ténylegesen öntözött terület 1965-85 között volt a legnagyobb (390-450 ezer ha). Az elmúlt 10-14 évben a mezőgazdaság általános recessziója visszavetette az öntözést (1. sz. táblázat), csak 2000-től kezdődött lassú területnövekedés, mûszaki színvonaljavulás (több mint 400 db korszerû berendezést vásároltak a vállalkozások, magángazdálkodók), köszönhetően a támogatásoknak, na meg az ezredfordulótól tartó aszályos időszaknak.

Az öntözés céljai, sokrétû hatásai miatt méltán nevezhető multifunkcionális termesztéstechnológiai eljárásnak. Ebből következik, hogy definiálni is nehéz. Általánosságban elfogadható azonban a következő meghatározás: az okszerû öntözés az optimális növényi produkció vízigényének méréseken alapuló, tervszerû kielégítése gazdaságilag indokolt mértékben, a környezeti értékek messzemenő megóvásával.

Az öntözés általános céljai a szántóterületen:

- az évenkénti termésingadozás mérséklése,

- hozamnövelés és minőségjavítás,

- biztonságos kettőstermesztés (terület intenzifikálás).

Az öntözés különleges céljai és területei:

- trágyázó öntözés,

- színező, fagyvédelmi öntözés a kertészeti termelésben,

- dugvány és palánta előállítás,

- jóléti és szabadidős létesítmények vízellátása,

- páratartalom növelés a fóliasátrakban, üvegházakban.
 

Visszatérve az öntözéses szántóföldi növénytermesztéshez, le kell szögezni, hogy a mesterséges vízpótlás bevezetése, a kitûzött célok megvalósulása esetén is számos, a vállalkozás egészét érintő hatást gyakorol, amelyekkel számolni kell:

- a termesztéstechnológia minden eleme változhat,

- változik az üzemágak közötti arány, kapcsolat,

- más típusú szakmai ismeretekre van szükség,

- nőnek a ráfordítások, ehhez pótlólagos pénzügyi források kellenek,

- az öntözés hatására nő a termés, de az értékesítési gondok is.
 

Ráadásul az öntözési mód, esetenként a szakmai hibák negatív hatásokat indukálhatnak:

- nettó termőterület csökkenés (árasztó, barázdás öntözés),

- vízbázis szennyezés (peszticid kimosódás),

- talajszerkezet romlás,

- szikesedés.

Utoljára hagytam, de nagyon fontos szempont, hogy az öntöző berendezések jelentős beruházás igényûek, megtérülésük hosszú. Tetemes forráslekötéssel járnak és mûködtetésük, karbantartásuk szintén költségigényes.

Annak érdekében, hogy az öntözés a vállalkozás hasznára legyen, a termelésirányítóknak a következő területeken kell speciális ismeretekkel rendelkezniük:

- termesztett növények vízgazdálkodása,

- a talaj vízgazdálkodása,

- agrometeorológia,

- öntözési technikák és technológiák,

- öntözési tervek értékelése,

- vízjogi- és környezetvédelmi ismeretek,

- vállalatgazdaság-tan.

A növénytermesztési tér vízgazdálkodása

Növénytermesztési térnek nevezzük az aktív gyökérzónától a mindenkori átlagos növénymagasságig terjedő zónát. A növények az életmûködésükhöz sok vizet használnak, de ennek csak töredékét építik be szervezetükbe. Nagy részét elpárologtatják (transzspiráció). A növénytermesztési tér vízvesztesége ettől eltérő. Az aktív gyökérzónából a mélyebb rétegekbe folyékony állapotban távozik az a víz, amennyit a gravitáció kikényszerít (lásd később). A gyökérzónából a növények szívóerejével, szintén folyékony állapotban (tápelemekkel együtt) a földfeletti részekbe áramlik a víz, ahonnan nagy része pára alakban távozik. A talaj növényzettel nem borított részéről szintén történik párolgás (evaporáció). A növényzettel borított talajfelszín pára alakban történő összes vízvesztesége az evapotranspiráció. A növényzettel borított terület párologtatása sok tényezőtől függ.

Transzspiráció (T): mértéke faji (genetikai) sajátosságoktól, a légkör állapotától (hőmérséklet, páratartalom, légmozgás), antropogén hatásoktól (nemesítés, harmonikus tápanyagellátás, egészségi állapot) döntő mértékben függ. Mértékegysége: 1 kg szárazanyag előállításához szükséges víz mennyisége. Kifejezési módja: sza. kg/l víz, megnevezése transzspirációs koefficiens (együttható).

A transzspirációs koefficiens egyik eleme, a párologtatás, csak mesterséges körülmények között mérhető és az alkalmazott metodika is hatással van a kapott eredményre. Ezért az idevágó vizsgálati adatok erősen szórnak, a növényállomány vízigényének megállapítására gyakorlatilag nem alkalmasak (2. sz. táblázat).

Evaporáció (E): a szabad talajfelszín párologtatása, szintén sok tényező függvénye (légkör állapota, talaj színe, felszín egyenletessége, kitettség, a talaj vízmegkötő képessége). Kifejezésmódjai: l/m

2

, mm/m

2

, l/ha, mm/ha.

Evapotranspiráció (ET): az öntözéssel kapcsolatos egyik legfontosabb mutató. Kifejezésmódjai ugyanazok, mint az evaporációé. Folyamatos mérésére a liziméterek és az evapotranspirométerek jól beváltak. Ezeken kívül több, számításon alapuló meghatározás is van. Nálunk legismertebbek a Petrasovits, valamint az Antal és Petrasovits-féle képletek. Általánosan elfogadott, hogy az evapotranspiráció jól kifejezi a növénytermesztési tér pára alakú vízveszteségét.

Az ET-hoz több jelentős, a növény vízgazdálkodásához kapcsolódó fogalom is ismert:

ETopt = a növénytermesztési tér légnemû vízvesztesége optimális fitoprodukciónál

ETakt = a növénytermesztési tér aktuális légnemû vízvesztesége az optimálistól eltérő fitoprodukciónál

Öntözővíz igény = ETopt - ETakt

Öntözővíz szükséglet = (ETopt + öntözési veszteség) - ETakt

Éghajlati vízhiány: ETopt > csapadék

Éghajlati víztöbblet: ETopt < csapadék

Vízigényesség: a növénytermesztési tér víztartalma iránti igény fajtól (fajtától) függően

Az ETopt teljes tenyészidőre mért vagy számított értékei adják adott növénytermesztési tér összes vízigényét. Ha ezt folyamatában (pl.: dekádonként) koordináta rendszerben ábrázoljuk, akkor a görbe csúcsi szakasza jelzi a növénytermesztési tér mértékadó vízigényes időszakát (többnyire ez a fajok úgynevezett generatív szakasza), az így kapott ábrát, pedig dinamikus vízigény ábrának nevezzük. Ismerete azért lényeges, mert a mértékadó vízigényes időszakban bekövetkező szárazság okozza a legnagyobb terméskiesést (3. sz. táblázat, 1. sz. ábra).

A növények vízgazdálkodásával kapcsolatos egyéb fogalmak, kifejezések

Vízfelhasználás hatékonysága: egységnyi fitoprodukció előállításához elhasznált ETakt. Kifejezése: sza. kg/l víz

Szárazsági index (ariditási index) = E0/P, ahol E0 = a levegő párologtató képessége mm-ben, P = csapadék mm.

Mivel a levegő párologtató képessége a hőmérséklettől és a légmozgástól is függ, ezért esetenként E0 helyett E0t-t (tényleges párologtatást) szerepeltetnek a képletben. Az egynél nagyobb hányadosok növekvő légköri szárazságra utalnak, öntözéskor pedig veszteségforrásként jelennek meg. A szárazsággal összefüggésben több kifejezés is használatos:

Szárazság: ETopt >ETakt, ha több a növénytermesztési tér párolgási vesztesége, mint amennyit a növényzet felvenni képes, akkor légköri szárazságról beszélünk. Általában a vegetációs idő magas hőmérsékleti periódusában lép fel. Talajszárazság akkor is előfordulhat, ha a talajban van ugyan víz, de a gyökérzóna hőmérsékleti viszonyai gátolják felvehetőségét (pl.: mélyen fagyott talaj, vagy éppen túl magas az aktív gyökérzóna hőmérséklete). Fiziológiás szárazság lép fel megfelelő vízkészlet és mérsékelt ETakt-nál, ha növény-egészségügyi problémák terhelik az állományt (pl.: „talajlakó és zöld” kártevők, asszimiláló és párologtató felület sérülései). A szárazság fajtól, fajtától, termesztési technológiától függően csökkenti a fitoprodukciót, de az állomány „túléli”, különösen a szárazságtûrők, a jó regenerációs képességûek: baltacim, lucerna, cirokfélék, kabakosok. A hosszan tartó szárazság akkor minősül aszálynak, amikor a vízhiány következtében az egész állomány vagy egy része („sülevényes foltok”) elpusztul.

A növényállományok vízigényét döntően a természetes csapadék biztosítja. Ezért lényeges a csapadék milyensége, hasznosulási mértéke. A tenyészidőben lehulló, folyékony állapotú csapadék több mint 99 %-a a talajon keresztül hasznosul, mértéke attól függ, milyen intenzitású, ez összhangban van-e a talajvíznyelő képességével vagy elfolyik tócsásodást, levegőtlenséget idéz elő az aktív gyökérzónában. Veszteséget jelent a párolgás különösen a tenyészidő melegebb periódusaiban, amit a légmozgás fokoz. A legtöbb növényfajra jótékony hatású a harmatképződés, esetenkénti mennyisége 0,1-0,5 mm. Egyértelmû, hogy a tenyészidőben a szilárd halmazállapotú csapadék, a jég negatív hatású. A vegetációs időn túli szilárd csapadék, a hó, amennyiben lassú az olvadás, rendkívül hasznos, ha gyors az olvadás, különösen fagyott talajfelszínről nagymértékû lehet az elfolyás, súlyos esetekben belvízkárral is járhat. A gyakorlatban kiindulási pontként az 1 cm-es hóvastagságot 1 mm csapadékkal azonosíthatjuk. A különböző időszakokban hullott csapadékveszteségekről az 5. sz. táblázat tájékoztat.

A víz és a növényállományok kapcsolatának tisztázásához még sok-sok tudományos eredmény és gyakorlati tapasztalat szolgált eredményekkel. Megállapították, hogy a hûvös klíma alatt is jól díszlő növények (kalászosok, lucerna, burgonya, cukorrépa) alacsonyabb hőmérsékleti tartományban gazdálkodnak jobban a vízzel, ezzel szemben a meleg igényesek (kukorica, napraforgó, tökfélék, cirokfélék) magasabb hőmérsékleten állítanak elő kevesebb vízből 1 kg szárazanyagot. A nemesítők is folyamatosan hoznak létre jobb vízhasznosítású, szárazságtûrőbb fajtákat. Az agrotechnikai kutatások különösen a trágyázás, a vetésidő, a növénysûrûség, a növényvédelem terén elért eredményekkel járulnak hozzá a növényállományok hatékonyabb vízhasznosításához.

A növényfajok, állományaik, a növénytermesztési tér vízgazdálkodásának másik fontos szereplője az a talajréteg, ahol a mindenkori aktív gyökérzóna (élő, vízben oldott tápanyagok felvételére képes gyökérzettel átszőtt talajréteg) 50-60 %-a található. Az aktív gyökérzet elhelyezkedése faji sajátosságoktól, a mindenkori fejlettségtől és a talajtulajdonságoktól is függ (vízben oldott, felvehető tápanyagok elhelyezkedése, „eke- és tárcsatalp betegség”). Általában az egynyári, áttelelő, rövid tenyészidejû fajoknál az aktív gyökérzet tömege a felső 0-40 cm-es réteget szövi át, a mélyen gyökerezőknél (kukorica, répafélék, évelő pillangósok, T4, G1-3, H1-5 életformájú gyomok) ez a zóna a 0-60 cm-es talajrétegben található. Természetesen a legtöbb növényfaj gyökérzetének kis része ennél jóval mélyebbre is hatol (pl.: ástak már ki lucerna gyökeret 16 m mélyről is). Ezek „életmentő” szerepe akkor nagy, ha a felső réteg tartósan kiszárad. A talajtípusok szelvényeinek (rétegeinek) vízháztartása azonban elsődlegesen a következőktől függ:

• termőréteg vastagsága és rétegzettsége,
• mechanikai összetétel,
• a szervesanyag mennyisége és minősége,
• szerkezetesség vagy annak hiánya (Ca, agyagásványok, szervesanyag),
• homogén vagy rétegzett a termőréteg (pl.: többrétegû öntéstalajok),
• mélység szerinti hőmérséklet különbségek és ezzel összefüggésben a tározott víz halmazállapota.

A talaj vízháztartással kapcsolatos legfontosabb mutatók, meghatározásuk, kifejezési formájuk

Víznyelő vagy vízbefogadó képesség: a talajfelszínre különböző intenzitással juttatott víz elnyelési sebessége teljes víztelítettségig, mm/h. Fontos öntözési mutató, az öntözés intenzitása nem haladhatja meg ezt a mért értéket adott talajtípusnál.

Vízáteresztő képesség: a vízzel telített talajrétegben a gravitáció hatására időegység alatt átszivárgó víz mennyisége, mm/h. A mutató alapján beszélünk jó vagy rossz víztartó képességû termőrétegről.

Talajsûrûség (Ts): egységnyi tömegû, abszolút száraz, hézagmentesre tömörített talaj tömege, kg/dm3.

Talajtérfogat-tömeg (Tt): egységnyi tömegû, abszolút száraz, eredeti szerkezetû talaj tömege, kg/dm3.

Talajpórus-térfogat (P%) = Ts - Tt ∙ 100

Ts

Differenciált porozitás: a pórustérfogat (P%) méret szerinti frakciói. A talaj vízáteresztő képessége és a növények által felvehető víz mennyisége nagymértékben függ tőle. A 10-100 μm méretû pórusok tárolják a felvehető víz zömét.

Szántóföldi vízkapacitás (VKsz): a talajszelvény által természetes körülmények között a gravitáció ellenében maximálisan visszatartható vízmennyiség, l/térfogattömeg, l/térfogat, mm/térfogattömeg, mm/térfogat (lásd mérési metodikák). Az öntözés fontos mutatója, ennél nagyobb egyszeri vízadaggal semmiképpen sem szabad öntözni (levegőtlenség, tócsásodás, vízpazarlás).

Holtvíz (HV): az aktuális talajvíztartalom azon része, amelyik erősebben kötődik a talajrészecskékhez, mint amilyen szívóerőt (sink) a növények ki tudnak fejteni. Növényfajonként, növényi fejlettségtől is függ az értéke, de alapvetően a talaj fizikai tulajdonságai befolyásolják. Holtvíz-tartalomig akkor szárad ki a talaj, ha a tesztnövények elhervadtak („hervadási pont”). Kifejezésmódjai a VKsz-sal azonosak.

Diszponibilis (hasznos) víz (DV): a talaj aktuális vízkészlete és a holtvíztartalom (HV) közötti mennyiség. Ezt a hányadot tudja felvenni a növény, leküzdve a talaj szívóerejét. Kifejezésmódjai azonosak a VKsz-sal. A szívóerő faji sajátosságoktól, a növény fejlettségétől is függ, tehát nem állandó érték. Ezen kívül, ahogy fogy a DV, egyre nagyobb energiát használ el a növény egységnyi víz felvételéhez. Ezért az un. pF-görbéken ezt külön fel is tüntetik (2. sz. ábra). A DV érték ismerete nélkülözhetetlen az öntözésnél. Általában 40-50 %-os DV értéknél javasolják az öntözés megkezdését.

A talaj víztartalmának meghatározása létfontosságú a szakszerû öntözéshez, az öntözés egyre gyakoribbá váló automatizált vezérléséhez. A gyakoribb mérési módszerek közül néhány

• szárítószekrényes (Vér-féle 100 cm3-es mintavevő használatával),
• tenziométeres (jelenleg legelterjedtebb a gyakorlatban),
• elektromos ellenállás-változás mérése,
• elektromos kapacitás-változás mérése,
• TDR (Time Domain Reflectometry) - rövid hullámok terjedési sebességének mérése,
• neutronszondás mérés,
• zöld növényi részek vízpotenciálja alapján történő mérés,
• távérzékelési módszerek,
• γ-radiációs módszerek

és ezek esetenkénti kombinációi, melyeket egyre inkább összekapcsolnak számítógép vezérlésû automata öntözést vezérlő technikákkal (öntözés ideje, intenzitása, dózisa).

Az aktív gyökérzóna víztartalmára, annak felvehető hányadára bizonyos körülmények között az altalajvíz is hatást gyakorol. Ez akkor következik be, amikor az altalajvíz 2-3 m mélységben van, felette kapilláris vízemelő zóna helyezkedik el, így ebből vízhez juthat a növény. Az altalajvíz, amennyiben a talajfelszínig feljön (pl.: magasvezetésû csatorna hidrosztatikus nyomására), az aktív gyökérzónából kiszorul a levegő, ami a növények pusztulásához vezet (rejtett belvíz). Ha az altalajvíz a felszínen is megjelenik, nyílt belvízről beszélünk.

A gyökérzetnek és a gyökérzónában élő hasznos szervezeteknek, a növénytáplálásnak kedvező kémiai folyamatokhoz nem csupán hasznosítható vízre, de levegőre is szükségük van. Az optimális fitoprodukció a pórusok megfelelő víz:levegő arányát igényli. Ezt az arányt nevezzük statikai vízigénynek, amely fajonként különböző.

A talaj vízgazdálkodását, a felvehető víz mennyiségét az agrotechnika is befolyásolja:

• a talajmûvelés hat a víznyelő és vízáteresztő képességre, a párolgásra (de nem módosítja a vízkapacitást),
• minden olyan eljárás, ami javítja a növény kondícióját, növeli a gyökerek szívóerejét (pl.: trágyázás),
• vetésváltás,
• tőszám optimalizálás,
• optimális vetésidő.

A talajok vízgazdálkodásához kapcsolódó fogalmakhoz álljon itt néhány táblázat (6., 7., 8. sz. táblázatok).

Dr. Késmárki István

Mértékadó vízigényes

hónapokVízigény*

(mm)

Őszi kalászosokV.62-74 VI.89-106KukoricaVII.105-133 VIII.105-135CukorrépaVII.115-158 VIII.116-164BurgonyaVI.93-119 VII.117-147NapraforgóVII.119-160 VIII.86-119LucernaVI.101-132 VII.118-163* átlagoshoz közeli hőmérsékletû

és csapadékú hónapban