Növénytermesztés talaj nélkül (hidrokultúra)

A népszerûség oka a termelés jobb programozhatósága, a lényegesen nagyobb termés ígérete, a küllemi jellemzõk piacosabb megjelenése, és az automatizálásból adódó termelõi szabadságok megjelenése, valamint a gazdaságossági szempontok érvényesülésében rejlik. Tudni kell azonban, hogy a hidrokultúra bevezetése a vizekkel szembeni fokozott igényességet tételez fel és a hagyományoshoz képest fokozottabban jelentkeznek a környezeti és egészségvédelmi kockázatok.

A gazdák jelentõs része kevés földterületen volt kénytelen megélhetését biztosítani. Egy harmadik dimenzióba kellet kilépni, az intenzív gazdálkodás irányába. Ennek egyik lehetõsége lett a talaj nélküli növénytermesztés hazai megjelenése, adaptálása és terjedése. Az alábbiakban ebben gyakorló termelõként, kutatóként, oktatóként és szaktanácsadóként szerzett ismereteimbõl adok közre a technológia lényegére és gyakorlatára vonatkozó ismereteket.

Témánk elõzményének tekinthetõ az árasztott rizstermesztés, a tengeri országok algatermesztése, és feltétlenül ide lehet sorolni a történelmi maja kultúra úszó növényszárakon folytatott zöldségtermesztését, valamint az ókori világ egyik csodáját – Szemiramisz függõkertjeinek kialakítását is. A hidrokultúra a magyar növénytermesztési gyakorlatban talaj nélküli növénytermesztést jelent. Ilyen körülmények között a növények gyökérzete valamilyen mesterséges közegben fejlõdik, pl. kõzúzalékban, perlitben, vagy szálas szerkezetû „kõzetgyapotban”. Ez a mesterséges közeg biztosítja a növény gyökérzete számára az ideális víz-levegõ arányt. A tápanyagot és a vizet oldat formájában a csepegtetõ öntözés technikai elemeivel juttatják ki. A szükséges makro- és mikroelemeket számítógép segítségével keverik az öntözõvízbe a növényállomány fejlõdési fázisának megfelelõ arányban és mértékben egy vezérlõ programba beírt növény modell elõírásai szerint. A program vezérli az öntözést, módosít a mindenkori ökológiai paraméterek szerint, és lehetõvé teszi a felülírható, illetve a kézi vezérlési üzemmódot. A talaj nélküli termesztés technológiájában az idõszakos feladatok közé tartozik a keverõ automata számára a tömény törzsoldat tartályok és a savtartályok feltöltése, a vízszûrõk karbantartása, a támrendszerhez kapcsolódó zöldmunkák aktuális ellátása, a különbözõ elektronikus érzékelõk ellenõrzése és természetesen a számítógépes rendszer mûködésének felügyelete.

A talaj nélküli termesztés lényegesen nagyobb és egyenletesebb minõségû termés elérését teszi lehetõvé, mint a hagyományos technológiák. Ennek az a titka, hogy minden növényegyedre vonatkozóan lehetõségünk van technikai eszközökkel a növény számára legfontosabb termesztési tényezõket optimális szinten tartani. A elérhetõ termelési eredményeket szemlélteti a mellékelt 1. táblázat, amely a hagyományos technológiával a talajon elérhetõ terméseredményeket hasonlítja a hidrokultúrás termelési eredményeket. Látható, hogy a hagyományos technológiákban potenciálisan meglévõ termõképességet 200–500%-kal jobban ki tudjuk használni. Ez a lehetõség növényfajonként változó és ezeken belül is vannak olyan fajták, amelyek az automata termelési lehetõségeket jól tûrik, illetve jó eredményekkel hálálják meg. A 2. táblázat összehasonlításával szemléltetni kívántuk a talaj nélküli és a hagyományos növénytermesztési rendszer néhány szempontját, részben a szakmai közvélemény egyértelmû tájékoztatására részben az esetleges döntések segítésé céljából.

Az 1. képet egy szépen termõ paradicsom kultúrában készítettük. A látvány is bizonyítja azt a 30–35 kg/m2 termést, amit a bemutatott táblán betakarítottak. Érdemes megfigyelni a kõzetgyapot grodán kockákat, amelyek mindegyike egy növényt és egy csepegtetõ elemet tartalmaz. A bemutatott termesztõ helyen ezekbõl 3–3 darabot egy termesztõ „paplanra” helyeztek, ami által a három csepegtetõ elem esetleges térfogatáram egyenlõtlensége kiegyenlítõdik és a gyökerek is keveredve terjedhetnek szét. Egy ilyen egység viszont a gyökérfertõzések szempontjából a többiektõl izoláltnak tekinthetõ. Talán jobban megfigyelhetõ ez a 2. képen, ahol EC és pH ellenõrzés céljából a paplanból „talajoldat” mintavételt mutatunk be.

A talaj nélküli termesztés sikere érdekében a tápanyag és vízellátás adagonkénti nagyságára és egyenletességére különös figyelmet kell fordítani. A területrõl akkor takarítható be a legnagyobb termés, ha a csepegtetõtestek teljesen egyenletesen adagolnak. Ha valamelyik rendre kevesebbet ad ki, akkor a hozzá tartozó növény kevesebbet terem és csökkenti az átlagot. Az öntözõ- rendszeren belül egy csepegtetõ akkor adagol kevesebbet, ha eltömõdik. A gyakorlatban a vízben lebegõ anyagok 50–100 mg/l érték feletti mennyisége megnöveli az eltömõdés veszélyét még akkor is, ha a csepegtetõ kifolyónyílások mérete a részecske átmérõ tízszeresét is meghaladja. Ezeket az anyagokat szûréssel tudjuk eltávolítani. A szûrt vízben is jelen levõ élõ anyagok a napfény és a nagyobb hõmérséklet hatására robbanásszerûen felszaporodnak és a szûrés ellenére okozhatnak eltömõdést. A vízben oldott anyagok függnek a vizek származási helyétõl és a geológiai és hidrokémiai viszonyaitól. A kutak vizeibõl a felszínre kerülve nyomás- és hõmérsékletváltozás hatására kiválások indulnak be. A vas és mangán túlzott mértéke oxigén hatására oldhatatlan csapadékot képez, amely a sarkokban és a szûkületekben lerakódik. A hidrokarbonátos vizekbõl 300–350 mg/l felett mészkõkristályok válnak ki és eltömõdést okozhatnak. A foszfát mûtrágyák kalciummal és magnéziummal, a kalcium mûtrágyák a hidrogén karbonáttal lépnek reakcióba és ezek oldhatatlan csapadéka gátolhatja az áramlást. Az oldott ammónia növeli a víz lúgosságát (pH), ami segíti a kalciumkarbonát képzõdését. Ezért a savas víz kedvezõbb a csepegtetéshez. Ezeket a szabályokat a vízkezelés alapelveihez is fel lehet használni. Eltömõdés ellen védekezni megelõzõ kezeléssel lehet. Ennek elsõ lépése a szabványos mintavételen alapuló laboratóriumi vizsgálat. Az eredmények birtokában lehet döntést hozni a kémiai beavatkozás és a szûrés technikai részleteirõl. A vas és mangán alapú szennyezõdések ellen a levegõztetés és az ezt követõ ülepítõ tartályok használata a legolcsóbb eljárás. A karbonátos kicsapódásokat savazással (salétromsavval) lehet kezelni.

A már eltömõdött rendszereket a növényváltás idõszakában lehet kezelni, mert a szerek túl magas, vagy túl alacsony pH értéke károsíthatja a gyökereket. Szerves szennyezõdések esetére különleges algamentesítõt lehet alkalmazni. Szervetlen szennyezõdések tisztításához 100 liter vízhez 2 liter salétromsavat kell keverni. 1000 m2 területre 1000 l vizet alkalmazva. A valós helyzetekben szakember közremûködését kell igénybe venni! Az eltömõdések egyenletességet rontó hatását fokozza a csepegtetõket elõállító üzemek gyártási szórásának mértéke, és bizonyos tervezési hibák megléte is. Ezért a megfelelõ referenciákkal rendelkezõ tervezõ és a megbízható minõségû termékek árát nagyon kockázatos a csináld magad módszerek rövid távú elõnyeivel felcserélni. A csepegtetõk egyenlõtlenségébõl fakadó károk kivédésére gyakran túlöntözéssel védekeznek. A vízadagokat úgy állapítják meg, hogy a legkisebb adagolású csepegtetõ növénye elegendõ tápoldatot kapjon. Ebbõl következik, hogy az összes többi túladagol, és elõbb utóbb megjelenik egyfajta túlfolyás, amit ki kell vezetni a növények környezetébõl. Ilyen esetet mutat be a 3. kép, ékesen szemléltetve a környezet potenciális szennyezését. A kivezetett tápoldat a rendszerbe bevezetett összes tisztított víz és oldott mûtrágya és mikroelem anyagok 25–35%-át is elérheti. Ennek környezetkárosító hatása a felszín alatti vízkészletek szennyezésében jelentkezik, de nem lebecsülendõ a gazdát érintõen az a közvetlen kár sem, ami az üzemköltség és a megvásárolt anyagok ugyanilyen arányú pazarlásában mutatható ki.

A talaj nélküli termesztési technológiák szükségszerû velejárója, hogy a cserére szoruló termesztõ közeg hulladékként jelenik meg. Noha nem természetidegen anyagokról van szó, az elhelyezés gyakran nehézségekbe ütközik, és mint a 4. kép ábrázolja, tárolni kell, nagyobb telepeken egész jelentõs dombok formájában. Ennek a problémának a mérséklése céljából konténerekben és az abban elhelyezett, a fenti hivatkozásnál kezelhetõbb (pl. perlit) anyagon történik a hidrokultúrás termesztés. Erre mutat egy példát az 5. kép. A konténerek nagyobb gyökértömeget engedélyeznek, és növény-egészségügyi szempontból kifejezetten elõnyös, hogy minden növény egymástól izolált. A konténeres megoldás is jelentõs drénvíz képzõdéssel jár, hiszen a túlfolyás okai a csepegtetõ rendszerben keresendõk, és a technika jelenlegi állása mellett nem is küszöbölhetõk ki.

Az egész világon az öntözéses gazdálkodás egyre többször az újrafelhasználható vizek használatára szorul. Ezért nem engedhetõ meg az öntözésre kiválóan alkalmas hidrokultúrás technológiai hulladékvíz elvesztése. Másrészt tudott, hogy az Európai Unió országaiban már az 1990-es években születtek szabályozások a mezõgazdaságban alkalmazott mûtrágyák mennyiségére vonatkozóan. Magyarországon a 2006. február 15-tõl hatályos 27/2006. (II.7.) kormányrendelet a (49/2001.(IV.3.) kormányrendelet módosítása) szabályozza a vizek mezõgazdasági eredetû nitrátszennyezésére vonatkozó határértékeket. Ez az úgynevezett „új nitrátrendelet”, amely többek között a túlzott mûtrágyahasználat következményeit kezeli. Ebben a problémakörben a Tessedik Sámuel Fõiskola a HAKI konzorciumi partnereként a hidrokultúrás túlfolyó vizekkel kapcsolatos problémák kezelését tûzte ki célul a GVOP-3.1.1.-2004-050476 sz. projektjében. A projektben egy modell termesztõ berendezésben Medgyesegyházán egy gyakorlott, az újra fogékony, vállalkozó birtokán (fóliatelepén) mûszaki rendszert dolgoztunk ki a túlfolyó víz automatikus összegyûjtésére és újrahasznosítási lehetõségére. Kialakítottunk egy modul rendszerû automatikus drénvíz gyûjtõ rendszert a talaj nélküli zöldséghajtató berendezések környezetvédelmi problémáinak kizárására. Az összegyûlt hulladékvíz 1 m3 tartályokba kerül, automatizált módon töltve meg egyik tartályt a másik után. Ezek a tartályok más termesztõ helyekre szállíthatók, vagy visszaforgathatók származási helyükre. A nyers öntözõvíz-kezelési technikájának fejlesztése keretében foglakoztunk a túlfolyó vizek eredeti sótartalmának és fertõzõ képességének mérséklésével. Modul rendszerû fordított ozmózis elvén alapuló víztisztító készülékkel és UV fertõtlenítõ egységet alakítottunk ki amellyel a kívánalmak szerinti, vagy akár mindegyik tartály vize kezelhetõ és azt a hidrokultúrás termelési gyakorlatnak át tudjuk adni.

Lelkes János