Informatikai rendszer kialakítása a mezőgazdasági művelésből adódó terhelések minősítésére és a talaj környezeti állapotának nyomon követésére Szabó József, László Péter, Koós Sándor, Pásztor László "Integrált gazdálkodás, integrált növényvédelem" munkacímű szakmai nap Vasszécseny, 2014. február 5-6. 1
Feladatok áttekintése Üzemtipizálás o Környezetet érő terhelések alapján Az alkalmazott agrotechnikai gyakorlat leírása-degradációs állapot felmérés o o Terhelési adatgyűjtés Talajállapot felvételezés Gazdálkodási hatáselemzés o Gazdálkodási típusok talajra gyakorolt degradációs hatásainak elemzése
Jelenlegi állapot Adottságok és versenyképesség o o o Nagy térbeli heterogenitás, de összességében jó termőképességű talajok Jellemzően kis méretű (<5ha) gazdaságok, széttagolt művelési struktúra Eltérő gazdálkodási színvonal Elvárások o o o Természeti erőforrások fenntartható használata Természeti értékek, a biodiverzitás megőrzése, a táj értékeinek megóvása Egészséges termékek előállítása
Mezőgazdasági termelés Magántulajdonban lévő termőföldön folyik Mezőgazdasági termelés környezeti kockázata... Profitorientált gazdálkodás: Gazdálkodó Környezeti kockázatok minimalizálása : Állam Footer Text 2/7/2014 4
Talaj változás Talajfunkciók Talajtulajdonságok Talajban ható folyamatok időbeli változás A földhasználat talajra gyakorolt hatása a talajok mennyiségi és minőségi paramétereinek - a természeti folyamatokhoz képest - gyors változásaiban nyilvánul meg.
Változás detektálása 40.00 35.00 ph Kreybig1K Kreybig2K 35.00 30.00 Y1 Kreybig1K Kreybig2K 30.00 25.00 25.00 20.00 20.00 15.00 15.00 10.00 10.00 5.00 5.00 0.00 4-4.5 4.5-5 5-5.5 5.5-6 6-6.5 6.5-7 7-7.5 7.5-8 8-8.5 0.00 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 50-55 55-60 60-65
Premisszák A mezőgazdálkodás talajdegradációs folyamatokat okoz(hat) Az eltérő gazdálkodás különböző módon terheli a talajokat A különböző termőhelyeken a terheléseknek eltérőek a degradációs hatásai 2/7/2014 7
Vizsgálataink célja: A különböző gazdálkodási típusok terheléseinek és a terhelések talajra gyakorolt hatásainak indikátorokkal történő kimutatása, mértékük számszerűsítése. A mezőgazdasági üzemek gazdálkodási gyakorlatának elemzésére és a környezetre gyakorolt hatások területi jellemzésére alkalmas talajvédelmi informatikai rendszer kiépítésére van szükség! 2/7/2014 8
Érzékelt hiányosságok A szakrendszeri adatok jelenlegi formában történő gyűjtése és a terhelési- és talajállapot adatok széttagoltsága nem teszi lehetővé a talajdegradációs folyamatok szabatos jellemzését és nyomon követését. Nincs közvetlen kapcsolat a Talajvédelmi- és a Környezetvédelmi informatikai rendszerek között, Nem megfelelő a nyilvánosság tájékoztatását biztosító talajinformáció szolgáltatás Elkülönülő szakrendszerek, minőségbiztosítás hiánya, finanszírozási problémák 2/7/2014 9
Nébih: TIM http://terkep.air.gov.hu/website/nyilvanos_tim/viewer.htm 2/7/2014 10
Nébih: AIR http://terkep.air.gov.hu/website/nitrat_49_vs_27blokk/viewer.htm 2/7/2014 11
Nébih: web-gn http://www.nebih.gov.hu/nyomtatvanyok/xml_feltolto 2/7/2014 12
KSH: agrárcenzusok http://www.ksh.hu/agrarcenzusok_amo_2010 2/7/2014 13
KSH: tájékoztatási adatbázis http://statinfo.ksh.hu/statinfo/haviewer.jsp 2/7/2014 14
AKI:FADN https://www.aki.gov.hu/alkalmazasok/menu/w:teszt%c3%bczem 2/7/2014 15
MVH: e-egységes kérelem http://www.mvh.gov.hu/portal/mvhportal/default/mainmenu/ekerelem 2/7/2014 16
FÖMI: MePAR http://mepar.hu/ 2/7/2014 17
Érzékelt hiányosságok A szakrendszeri adatok jelenlegi formában történő gyűjtése és a terhelési- és talajállapot adatok széttagoltsága nem teszi lehetővé a talajdegradációs folyamatok szabatos jellemzését és nyomon követését. Nincs közvetlen kapcsolat a Talajvédelmi- és a Környezetvédelmi informatikai rendszerek között, Nem megfelelő a nyilvánosság tájékoztatását biztosító talajinformáció szolgáltatás Elkülönülő szakrendszerek, minőségbiztosítás hiánya, finanszírozási problémák 2/7/2014 18
A projekt felépítése Szereplő Név1 Név2 Név3 Név4 Projektgazda MTA TAKI MTA ATK TAKI Konzorciumi tagok Közreműködő szervezet Szent István Egyetem, Helion Kft. Fejér megyei MGSZH KvVM FI MGSZH Környezetvédelmi FI NÉBIH Energia Központ NKEK
Informatikai fejlesztés* Footer Text 2/7/2014 22
Webes felület Az adatokhoz csak a projekt résztvevői férhetnek hozzá Adattartalom: Célterületek Gazdálkodói adatgyűjtés Felvételezések Fotók Terepi vizsgálatok Minták Labor eredmények Tájékoztatás, dokumentumok A Terradegra jellemzői
A Terradegra jellemzői A teljes adatfelviteli folyamatot támogatja szigorú minőségbiztosítási követelményekkel Tájékoztatási funkciók: dokumentumok kezelése, körlevelek küldése
A Terradegra jellemzői Térképi eszközöket biztosít a célterületek felvételéhez
A terepi vizsgálatok, mintavételek és laborvizsgálatok munkafolyamatait támogatja Biztosítja a felvételezéshez a GPS-re tölthető térképi adatokat A Terradegra jellemzői
Felhasználói jogosultságok, szerepkörök Projektvezető PV: Meghatározza a felhasználók szerepkörét, bármely adat módosítására jogosult. Regionális koordinátor RK: Az RPR-eket kioszthatja a felvételezőknek. Jogosult a felvitt adattartalmak lezárására (jóváhagyására) és mindarra, amire a felvételezők de minderre regionális szinten. Munkacsoport tag MT: Részt vesz a projekt szakmai tervezésében, előkészítésében. Feltölthet dokumentumot és körlevelet is küldhet. Felvételező FV: Célterületek felvételére, a gazdálkodói adatgyűjtés, valamint a felvételezések és minták adatainak kezelésére, valamint le- és feltöltésre jogosult a saját megyéjében. Laboradat felvivő LA: Laborvizsgálati eredmények felvitelére, módosítására van lehetősége. Laborvezető LV: A laborvizsgálati eredmények módosítása mellett azok lezárására (jóváhagyására) van lehetősége.
A felvételezés informatikai támogatása Mobil internettel ellátott netbook és terepi munkára, fotózásra is alkalmas GPS
Funkciók: Terraszink program A Terradegra adatbázisban szereplő földrajzi adatok közül egy felvételezés végrehajtásához szükséges adatok exportálása a GPS eszközre. Egy felvételezés során felvett (az eszköz memóriájába rögzített), geotaggel ellátott fotók feltöltése a Terradegra adatbázisba.
A Terraszink segítségével a GPS-re másolt térkép biztosítja a mérések és mintavételek helyszínének pontos azonosítását Terraszink program
Terraszink program Csak olyan vizsgálati adatok és fotók feltöltését engedi a rendszer, amelyek a GPS által szolgáltatott adatok (geotag) alapján az előírt helyen készültek!
Talajminták kezelése, a laborvizsgálatok informatikai támogatása Vonalkóddal ellátott etikettek készítése Átadás-átvételi jegyzőkönyvek nyomtatása A minták nyomon követése A téves azonosítást kizárja a vonalkódos technika Adat-interfész a laborvizsgálati eredmények automatikus átvételéhez
Hasznosulás* Nébih: AKG hatásindikációs monitoring rendszer támogatása Footer Text 2/7/2014 33
Hasznosulás** Tájékoztatás, szaktanácsadás... NAK: Tájékoztatás, szaktanácsadás, a gazdálkodók felkészültségének javítását szolgáló egyéb tevékenységek, szolgáltatások egységes rendszere Footer Text 2/7/2014 34
WP5: TDR-Adatbázis ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. 100 TDR üzem 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR 400-400 BIO-FIZ minta 65 TDR tábla, 65 ERO RPR 260 ERO minta 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. 285 TDR üzem 1802 TDR tábla, 1960 RPR 5813 NIT minta 59 NOV minta 24 463 fénykép GN adatgyűjtés 4530 üzemi + TDR tábla 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év ~ 250 000 ha TDR-Adatbázis (ORACLE szerver) Terradegra (lekérdezés)
WP5: TDR-Adatbázis-Terradegra lekérdezés
WP5: TDR-Adatbázis-Térbeli elemző környezet ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. 100 TDR üzem 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR 400-400 BIO-FIZ minta 65 TDR tábla, 65 ERO RPR 260 ERO minta 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. 285 TDR üzem 1802 TDR tábla, 1960 RPR 5813 NIT minta 59 NOV minta 24 463 fénykép GN adatgyűjtés 4530 üzemi + TDR tábla 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év ~ 250 000 ha TDR-Adatbázis (ORACLE szerver) ArcGIS (kapcsolat)
WP5: TDR-Elemzés* ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. 100 TDR üzem 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR 400-400 BIO-FIZ minta 65 TDR tábla, 65 ERO RPR 260 ERO minta 3612 fénykép Terhelési indikáció Értékelő algoritmusok: Talajművelés Környezeti teljesítmény... Ősz 2011. 07.22-11.29. 285 TDR üzem 1802 TDR tábla, 1960 RPR 5813 NIT minta 59 NOV minta 24 463 fénykép GN adatgyűjtés 4530 üzemi + TDR tábla 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év ~ 250 000 ha
Rövid agrárpolitikai kitekintés: piaci támogatásoktól a közjavak támogatása felé 1) 1960-1990: piaci támogatások a mennyiségek (tonna) alapján 1) 1990-2013: a mennyiségek leválasztása ( decoupling ) támogatások a területek (hektár) alapján 1) 2014 -?: a támogatások célbajuttatása az előállított közjavak alapján Közpénzeket csak közjavakért! Forrás: Stefan Tangermann: Direct Payments in the CAP post 2013
Milyen közjavak lehetnek a mezőgazdaságban? értékes beltartalmú, egészséges és biztonságos termékek előállítása, a meg nem újítható nyersanyagok és energiaforrások takarékos hasznosítása, a talajt, a vizeket és a levegőt érintő környezeti terhelés csökkentése, talajpusztulás elleni védelem, vízkészletünk és a biodiverzitás megőrzése, a vidék kulturális és agrikulturális értékeinek a megőrizése. Hogyan működik a közjavak szolgáltatása? állam (a társadalom képviselője) 1. valamely környezeti érték előállítását megrendeli a gazdálkodótól (megrendelés) 2. előállítja a környezeti értéket, azaz ökológiai szolgáltatást nyújt (szállítás) gazdálkodó 3. Gazdálkodó számára ellentételezést nyújt (fizetés)
Mi a zöld-pont rendszer lényege? mezőgazdasági üzemeknél használható adatgyűjtő és kiértékelő rendszer; a környezetre gyakorolt hatás számszerűsítésére; egyszerűen betartható feltételrendszer segítségével; jövőbeni támogatási- és védjegy rendszerek megalapozója lehet
Működő jó példák Ausztria Ökopont rendszer Franciaország Solagro Dialecte Svájc Suisse Credit Point rendszer
Milyen tényezőket vizsgálunk a zöld pont rendszerben? Szempont Tápanyag gazdálkodás Talajvédelem Vetésszerkezet Növényvédelem Természetes jellemzők és terek Energetika Indikátor Nitrogén, foszfor, kálium mérleg Szervestrágya aránya Nem szántott területek aránya Téli talajborítottság aránya Növénytermesztés változatossága Pillangós növények aránya Kalászosok és kukorica aránya Peszticidhasználat gyakorisága Az alkalmazott szerek veszélyessége Tájelemek területeinek aránya Átlagos táblanagyság Energiafogyasztás
Az indikátorok számítása (példa)
Az eredmények megjelenítése
Az egyediség nem hátrány! 3 db kiválasztott példagazdaság Közel azonos környezeti teljesítmény, eltérő gazdálkodási gyakorlat mellett.
A TDR zöld-pont értékekeinek eloszlása
és megyénkénti alakulása
Összpontszám alakulását legnagyobb arányban befolyásoló indikátorok (tábla szint)
Összpontszám alakulását legnagyobb arányban befolyásoló indikátorok (üzemszint)
Következtetések, jövőkép A TDR-ben végzett vizsgálatok megerősítették a zöldpont indikátorok többségét Ezáltal a zöld-pont rendszer valóban alkalmas a gazdálkodás környezeti hatásainak a számszerűsítésére Hatásmonitoring (CMEF, AKG) célokra is használható További vizsgálatok szükségesek (több üzem, több év) Az indikátor-súlyok módosítást igényelnek
WP5: TDR-Elemzés** ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. 100 TDR üzem 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR 400-400 BIO-FIZ minta 65 TDR tábla, 65 ERO RPR 260 ERO minta 3612 fénykép Terhelési indikáció Értékelő algoritmusok: Talajművelés Tápanyag utánpótlás. Ősz 2011. 07.22-11.29. 285 TDR üzem 1802 TDR tábla, 1960 RPR 5813 NIT minta 59 NOV minta 24 463 fénykép GN adatgyűjtés 4530 üzemi + TDR tábla 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év ~ 250 000 ha
Nitrát bemosódás Terhelési indikátor (1): Felhasznált N műtrágya hatóanyag (kg/ha) (2010/2011) Intenzív dózisok: az ország 38%-án
Nitrát bemosódás Terhelési indikátor (2): Trágyázási szaktanácsadás N egyenlege /környezetkímélő ajánlás/ (kg/ha) (2010/2011) = 35% < 39% > 26% Növényfajtánként eltérő Mennyire volt precíz a tápanyag gazdálkodás? Nitrogén egyenleg (kg/ha) 300 250 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-250 -300 N egyenleg a Proplanta alapján szántóföldeken (2010/11) Igen gyenge Gyenge Közepes Jó Igen jó N ellátottság n (N-hiány) = 608; n(n-többlet) = 811 N Hiány (medián és 25-75%) Kiugró érték N Többlet (medián és 25-75%) Kiugró érték
WP5: TDR-Elemzés ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. 100 TDR üzem 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR 400-400 BIO-FIZ minta 65 TDR tábla, 65 ERO RPR 260 ERO minta 3612 fénykép Állapot indikáció Értékelő algoritmusok: Nitrát feldúsulás Talaj biodiverzitás csökkenése... Ősz 2011. 07.22-11.29. 285 TDR üzem 1802 TDR tábla, 1960 RPR 5813 NIT minta 59 NOV minta 24 463 fénykép GN adatgyűjtés 4530 üzemi + TDR tábla 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év ~ 250 000 ha
Nitrát bemosódás Állapot indikátor (1): A talaj mobilis nitrogén készlete 3 réteg vizsgálata alapján N készlet 0-30 cm N készlet 30-60 cm N készlet 60-90 cm N készlet összesítve A 100 kg/ha-os mobilis nitrogén készlet indokolatlan nagy N dózisú trágya terhelésekre utal, mely a nem szakszerű tárgyázási gyakorlat hosszú távú eredménye.
Nitrát bemosódás Állapot indikátor (2): Nitrát bemosódásának veszélye Potenciális bemosódás valószínűsége nagy = veszélyes helyzet Bemosódási veszélye a táblák 13,1 %-ban Vagyis a vizsgált táblák 13,1 %-án a nitrát a gyökérzóna alá mosódhat, így tovább haladva nitrát szennyezést okozhat a talajvízben megjelenve.
< 10 10-25 25-50 50-100 > 100 A kapott adatok feltöltésre kerülnek a TDR adatbázisba. Terepi adatgyűjtés és mintavétel Terepi mérések és laborvizsgálatok NO3-N tartalom (mg/kg) 0-30 1 nincs veszély BNO_03 30-60 2 mérsékelt veszély SANO_36 60-90 3 van veszély SANO_69 Modell Homok, vályog és agyag Homok, vályog és agyag Homok Vályog Agyag 0-30 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 1 30-60 3 30-60 2 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 1 30-60 3 30-60 2 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 1 30-60 3 30-60 3 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 1 30-60 3 30-60 3 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 3 30-60 3 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 3 30-60 3 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 3 30-60 2 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 3 30-60 3 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 3 30-60 2 30-60 2 30-60 1 60-90 60-90 60-90 60-90 0-30 0-30 0-30 0-30 30-60 3 30-60 3 30-60 2 30-60 2 60-90 60-90 60-90 60-90 A TDR adatbázisban lévő adatokból meghatározott modellek alapján tetszőleges talajállapot és terhelési indikátorok számíthatók. Az adatbázis folyamatos töltésével a lekérdezések folyamatosan frissülnek. Publikálás Indikátorok térképi megjelenítés 0-30 30-60 60-90 0-30 30-60 60-90 0-30 30-60 60-90 3 3 3 Paraméter tábla http://okir-tdr.helion.hu
http://okir-tdr.helion.hu A talajvédelemmel kapcsolatos információk döntéshozók és a közvélemény számára történő hatékony elérése és kommunikációja gyerekjáték Footer Text 2/7/2014 59
Informatikai fejlesztés** Nyilvánosság tájékoztatása Footer Text 2/7/2014 60
Hasznosulás TDR rendszer nyilvános információ szolgáltatása NeKI: Magyarország környezeti állapota 2013 Footer Text 2/7/2014 61
Köszönöm a figyelmet! http://projects.rissac.hu/tdr/ http://okir-tdr.helion.hu/
Footer Text 2/7/2014 66