A hazai öntözés gyakorlatának fejlesztése a talajnedvesség mérés módszereinek tükrében

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A hazai öntözés gyakorlatának fejlesztése a talajnedvesség mérés módszereinek tükrében"

Sarolta Szabó
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 A hazai öntözés gyakorlatának fejlesztése a talajnedvesség mérés módszereinek tükrében XXXIII. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉS SZOMBATHELY július 1-3. Fiala Károly ATIVIZIG

2 Vízgazdálkodás Vízgazdálkodás fogalma: A természet vízháztartásának a társadalom szükségleteivel való optimális összehangolására irányuló tervszerű, tudományos, műszaki és gazdasági tevékenység. Vízgazdálkodás célja: A társadalom víz iránti igénye (ÖNTÖZÉS) és a természetes hidrológiai, hidrogeológiai adottságok közötti eltérés kiegyenlítése egy meghatározott térségen belül. A víz feltárása, termelése, elosztása, a felhasználás helyére vezetése és elvezetése a szükségleteknek megfelelő minőségben és mennyiségben, a szükséges térbeli és időbeli eloszlásban. Az élővilág, a társadalom anyagi és kulturális javainak megóvása a víz (és a vízhiány!) káros hatásaitól. Dinamikusan változó gazdálkodás - ALKALMAZKODÓ

Vízgazdálkodás célja: A társadalom víz iránti igénye (ÖNTÖZÉS) és a természetes hidrológiai, hidrogeológiai adottságok közötti eltérés kiegyenlítése egy meghatározott térségen

3 Az öntözés feltételeinek áttekintése Alapfeltételek: Nem csak a vízkészletekről, infrastruktúráról stb. van szó Adatok (alapdolgok hiányoznak!!!) Van előrelépés! MONITORING és feldolgozás Kutatások Elemzés (adatok) Előrejelzés Oktatás Hazai és külföldi intézmények Tervezés- Alkalmazkodó képesség Döntsük el mi a cél! Válasz a kihívásokra

MONITORING és feldolgozás Kutatások Elemzés (adatok) Előrejelzés Oktatás Hazai és

A víz szerepe a talaj funkcióiban tulajdonság, anyag- és energiaáramlási folyamatok a talajnedvesség mennyisége, tér- és időbeli eloszlása; a talajnedvesség állapota (halmazállapot, energiaállapot);

4 A víz szerepe a talaj funkcióiban tulajdonság, anyag- és energiaáramlási folyamatok a talajnedvesség mennyisége, tér- és időbeli eloszlása; a talajnedvesség állapota (halmazállapot, energiaállapot); a talajnedvesség kémiai összetétele (koncentráció, ionösszetétel); a talajnedvesség mozgása (páramozgás; folyadékmozgás két- és háromfázisú talajrétegekben). /El_Nino_s_impact_on_continental_evaporation A talaj olyan szféra, amely a visszatükröz számos folyamatot

ionösszetétel); a talajnedvesség mozgása (páramozgás; folyadékmozgás két- és háromfázisú talajrétegekben). http://www.esa.

2.9.2014 2.10.2014 2.11.2014 2.12.2014 2.13.2014 2.14.2014 2.15.2014 2.16.2014 2.17.2014 2.18.2014 2.19.2014 2.20.2014 2.21.2014 2.22.

jellemezhető 8,00 a talaj nedvességtartalmával; a nedvességtartalom talajszelvénybeli eloszlásával (nedvességprofil); a

5 Térfogatszázalk tf% Talajnedvesség tf % A víz szerepe a talaj funkcióiban A talajnedvesség aktuális mennyisége négy tényezővel jellemezhető 8,00 a talaj nedvességtartalmával; a nedvességtartalom talajszelvénybeli eloszlásával (nedvességprofil); a nedvességprofilok térbeli megoszlásával; fenti tényezők időbeli dinamizmusával. 14,00 12,00 10, mélység [cm] 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

6 A mérést befolyásoló tényezők Talajok változékonysága Talajok használata

A folyamatos monitoring alapján az öntözési tevékenység optimalizálható - megelőzhető a stresszhelyzet - gazdaságosabb vízhasználat (hol,

7 Talajnedvesség mérésének indokai Miért fontos a talajnedvesség és annak mérése? Az optimális, egyensúlyi talajnedvesség állapot növeli a termésbiztonságot, Kiszámítható terméshozamot eredményez. A folyamatos monitoring alapján az öntözési tevékenység optimalizálható - megelőzhető a stresszhelyzet - gazdaságosabb vízhasználat (hol, mennyit??) - mérsékelhető a nitrátok, szennyezők bemosódása Talajnedvesség mérés nélkül öntözés?? Vízkészlet-gazdálkodás?? Költséghatékonyság?? Fenntarthatóság?? Víztakarékosság?? Telített állapot ÖNTÖZÉS Hervadási pont IDŐELŐNY!

8 Talajnedvesség mérésének alapjai Egy adott terület nedvességforgalmának szabatos jellemzéséhez a következő négy tényező ismerete szükséges: a talaj nedvességtartalma ( ), a nedvességtartalom vertikális eloszlása a nedvességprofilok horizontális megoszlása az időbeni dinamizmus Szántóföldi vízkapacitás (pf 2,5) TÖBBLET Diszponibilis vízkészlet (DV=pF 2,5 pf 4,2) ÖNTÖZÉS Holtvíztartalom (pf 4,2) HIÁNY A mennyiség önmagában még nem jelenti a növények vízellátásának lehetőségeit, kiemelt a talajban lévő nedvesség növények általi felvehetősége, Amely függ a talajnedvesség halmazállapotától (jég, folyadék, pára), a talaj nedvességpotenciáljától, tehát attól, hogy a talajnedvesség mely hányada milyen erők hatása alatt áll A talajszerkezet döntő befolyású a talajtulajdonságok nagy tér- és időbeli variabilitása

(pf 4,2) HIÁNY A mennyiség önmagában még nem jelenti a növények vízellátásának lehetőségeit, kiemelt a talajban lévő nedvesség növények általi felvehetősége, Amely függ a talajnedvesség

9 A talaj nedvességtartalmának mérési módszerei A mérések segítségével a talaj nedvességtartalma kifejezhető Tömegszázalékban: nedves tömeg alapon száraz tömeg alapon Térfogatszázalékban Kifejezhető mm-ben 1 térfogatszázalék = 1 mm víz/10 cm-es talajréteg Mérési Módszerek I. 1. Szárítószekrényes (gravimetrikus) eljárás tömegállandóságig történő szárítás, A begyűjtött nedves talajmintákat lemérjük, majd szárítószekrényben 105 C-on, tömegállandóságig kiszárítva határozzuk meg száraz tömegét, illetve a két mérés különbségeként a talaj nedvességtartalmát. A talaj nedvességtartalmát a száraz talaj tömegéhez viszonyított tömeg %-ban fejezzük ki.

10 Mérési Módszerek II. 2. Elektromos kapacitás mérése (dielektromos állandó elektromos térerősség, az elektromos töltések elmozdulásának mérése a vákuumhoz képest) a) TDR (Time Domain Reflectometry) A mérés elve, hogy egy impulzusgenerátorból nagyfrekvenciás jelet vezetnek a talajba helyezett elektródákra, amelyeken az végighalad, majd az elektródák végén a fellépő végtelen nagy ellenállás hatására visszaverődik. A nagyfrekvenciás jelnek az elektródákba lépése és az elektróda végéről történő visszaverődése között eltelt időből meghatározható a talaj látszólagos dielektromos állandója (RAJKAI, 2004). A TDR műszerek esetében is talajspecifikus kalibrációra van szükség. b) FDR (Frequency Domain Reflectometry) A kibocsátott jel elektródán való végighaladási idejének elemzése helyett egy következő jel kibocsátási idejét használja (periódus idő) a talaj nedvességtartalma kijelzésére. A szenzor oszcillációs frekvenciája azonban nem csupán a talaj nedvességtartalmától, hanem elektromos vezetőképességétől,agyagásványtípusától, agyagtartalmától és a hőmérséklettől is függ. Emiatt különösen fontos a műszer adott talajra történő kalibrációja.

impulzusgenerátorból nagyfrekvenciás jelet vezetnek a talajba helyezett elektródákra, amelyeken az végighalad, majd az elektródák végén a fellépő végtelen nagy ellenállás hatására visszaverődik.

11 Mérési Módszerek III. 3. Elektromos ellenállás mérése A mérés olyan gipszblokkok közé helyezett szenzort tartalmazó eszközökkel történik, amelyben a szenzorok ellenállása a szabadföldi vízkapactással (nedvességtartalommal) egyenesen arányos. A módszer olcsó, de érzékeny a környezeti elemekre, a legfőbb korlát az, hogy max. szabadföldi vízkapacitásig mér, azt érzékeli 100%-os nedvességtartalomnak. Tehát telített közeli állapot mérésére ALKALMATLAN!!! 4. Neutronszóródásos vizsgálat A talaj alkotórészei közül a víz tartalmaz legnagyobb mennyiségben protonokat, ezért a neutronok lefékeződésének mértéke arányos a talaj nedvességtartalmával. Mérés: Neutronforrást+erre érzékeny detektort helyezünk a talajba. 5. γ-sugárzás gyengítésének elvén alapuló mérés A talajnedvesség növekedésével csökken a talaj sűrűsége, a γ-sugárzás a szilárd anyagon hatol át, az anyagban lévő atomok a sugárzás egy részét elnyelik, függően az aktuális sűrűségtől (víztartalomtól). Gyors, pontos mérés, de vannak kockázatok! 6. Tenziométeres talajnedvesség mérés Az eljárás alapelve, hogy a talaj, mint természeti rendszer, a benne kialakuló talajnedvesség-különbség nyomán fellépő potenciálkülönbség kiegyenlítésére törekszik.

egyenesen arányos. A módszer olcsó, de érzékeny a környezeti elemekre, a legfőbb korlát az, hogy max. szabadföldi vízkapacitásig mér, azt érzékeli 100%-os nedvességtartalomnak.

12 Hazánk területének művelési ág szerinti megoszlása 2014-ben [ezer ha] Szántó Kert 1 919,30 Gyümölcsös 4 331,30 Szőlő 1 935,80 Gyep Erdő 760,9 Nádas Halastó Mezőgazdasági terület Termőterület Összesen Művelés alól kivett terület Adatok forrása KSH

Erdő 760,9 Nádas Halastó Mezőgazdasági terület 5 346.

13 Hazánk területének művelési ág szerinti megoszlása százalékban kifejezve (2014.) Szántó 20,8 20,6 8,2 46,6 Kert Gyümölcsös Szőlő Gyep Erdő Nádas Halastó Mezőgazdasági terület 57 % Termőterület 79 % Művelés alól kivett terület Adatok forrása KSH

14 Hazánk termőterületének évi adatai, különös tekintettel az öntözésre 13,10% 3,60% 27,40% 5,50% 71,20% 77,70% 1,40% Csapadékgazdálkodásosan művelt termőterület (5248 ezer ha) Cspadékgazdálkodásos termőterület (erdő, nádas, halastó) (2022 ezer ha) Vízpótló öntözéssel művelt terület (104,4 ezer ha) Szántó ( ha) Gyümölcsös (5767 ha) Halastó ( ha) Egyéb (3722 ha) Adatok forrása KSH

Csapadékgazdálkodásosan művelt termőterület (5248 ezer ha) Cspadékgazdálkodásos termőterület (erdő,

15 Az megöntözött területek nagysága és az aszályindex alakulása között PAI C/100mm 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Öntözött terület [ha] Aszályindex (PAI) [ha] Év

alakulása 1947-2014 között PAI C/100mm 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Öntözött

16 kg/ha Az öntözés hazai gyakorlatának hatásai a mezőgazdaságban Termésátlag enyhén aszályos évben: kg/ha! 12, A kukorica éves termésátlagai PAI index 10,0 8,0 6, ,0 2,0 0,0 A kukorica vízigénye mm. Napi átlagos vízfogyasztás 4,5-5,5 mm/ha (45-55 m 3 /ha).

17 Az öntözési hajlam és az aszályindex kapcsolata az öntözési adatok alapján ( között)

18 Öntözött terület [ezer ha] Szolgáltatott víz mennyisége [m3] Az öntözés hazai gyakorlata a számok tükrében 250,0 300,0 200,0 250,0 150,0 200,0 150,0 100,0 50,0 100,0 50,0 0,0 0,0 Vízjogilag engedélyezett öntözési terület, [ezer hektár] Öntözött terület [ezer ha] Öntözésre értékesített víz [millió m3] Ellentmondás a nemzetközi trendekkel!

250,0 150,0 200,0 150,0 100,0 50,0 100,0 50,0 0,0 0,0 Vízjogilag engedélyezett öntözési terület, [ezer

19 Az megöntözött területek kimutatása főbb kultúránként Növény Kukorica Rizs Napraforgó Burgonya Cukorrépa Szója Takarmány Zöldségfélék Csemegekukorica Zöldborsó

694 Cukorrépa 12.616 11.888 5.818 2.860 2.405 1.208 1.482 1.931 Szója 761 1.082 1.116 1.570 1.549 1.849 1.594 1.635 Takarmány 13.382 13.769 14.776 12.545 13.108 11.495 12.586 11.

Talajnedvesség gyökérzóna kapcsolata Gyökérzóna mélysége Növény USA Hazai Kukorica 2.5 to 4 feet / 75 120 cm 40 100 cm Krumpli Szója 1.5 to 2 feet / 45 60 cm 1.

20 Talajnedvesség gyökérzóna kapcsolata Gyökérzóna mélysége Növény USA Hazai Kukorica 2.5 to 4 feet / cm cm Krumpli Szója 1.5 to 2 feet / cm 1.5 to 2 feet / cm Szárazbab 1 to 2 feet / cm cm Pázsit 0.5 to 1.5 feet / cm Ref. Vitosh, Irrigation Guide, CES, MSU Búza fejlődése különböző talajnedvesség állapotok mellett (forrás: Tari I.)

5 to 2 feet / 45 60 cm Szárazbab 1 to 2 feet / 30 60 cm 30-50 cm Pázsit 0.5 to 1.

21 Ft/tonna Az öntözés hazai gyakorlatának hatásai a mezőgazdaságban Takarmány kukorica átlagára Vetőmag kukorica átlagára Év

22 A Vízgazdálkodás és Mezőgazdaság fejlesztési lehetősége Észlelés Adatkezelés, Feldolgozás Értékelés, Döntéshozás Monitoring hálózat OMSZ hálózat Egyéb hálózat? TAKI információk Műholdfelvé telek Fenológiai adatok Agrotechnikai adatok Öblözet térképek Talajtani térképek Vízügyi infrastr. Agrár információk Adatgyűjtés, feldolgozás és megjelenítés Talajnedvesség V/V % Aszályindex számítás Agrometeoro lógiai inf. Döntéstámogató rendszer (modellek) Öntözés Növényvédelem Tápanyag-gazdálkodás Aszálykár megelőzés Riasztási rendszer működtetése a károk megelőzése érdekében (öntözés!) Folyamatos mg-i támogatás (web, mobil stb. ) STATISZTIKA Új eredmények az aszálykutatásban és a mezőgazdaságban (belvíz?) Visszacsatolás a mg. felől

23 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

Hasonló dokumentumok

A talajnedvesség mérés módszerei és a mérési eredmények hasznosíthatósága

A talajnedvesség mérés módszerei és a mérési eredmények hasznosíthatósága Fiala Károly Fehérváry István Magyar Hidrológia Társaság XXXIV. Országos Vándorgyűlés Debrecen 2016.07.06. Talajnedvesség tf %