14. N.4. A klímaváltozás hatása a legelőgazdálkodásra Szabó Ferenc, Tempfli Károly, Gulyás László, Pongrácz László, Nagy Géza /NYME MÉK, DE Összefoglalás A részfeladat keretében az időjárási tényezőknek a gyepek hozamára gyakorolt hatása, továbbá Zala megye gyepgazdálkodásnak elemzése, hosszú távú prognózisok készítése történt. A klimatikus hatások közül a gyepek hozamát leginkább a hőmérséklet és a csapadék befolyásolja, amelyek változása lehetővé teszi az előrejelzést. Irodalmi és saját becslő egyenlettel, 2100. évig végzett előrejelzésben a különböző éghajlati szcenáriók és becslő modellek eredménye között jelentősek a különbségek. A legtöbb becslés eredménye, és az összes becslés átlaga szerint azonban a hozam trendje csökkenő. Zala megyében a gyephozamok (1,8-3,2 tonna szárazanyag/ha), bár az országos átlagot (1,5-2 t/ha) meghaladják, meglehetősen alacsonyak. A vizsgálat rámutat a gyephozam és állateltartó képesség intenzívebb gyepgazdálkodással történő növelési lehetőségére. A kutatás módszerének rövid ismertetése Korábbi munkánk (Szabó és mtsai, 2003, 2005) folytatásaként irodalmi adatok és saját tapasztalatok alapján vizsgáltuk az időjárási tényezők gyepgazdálkodásra gyakorolt hatását. Elemeztük a Zala megye gyepgazdálkodására vonatkozó fontosabb információkat. Reprezentatív felméréseket végeztünk Zala megye láptalajú, valamint barna erdőtalajú gyepterületein. Modelleket kerestünk az irodalomban, amelyek lehetővé teszik a gyep termésének becslését az éghajlati tényezők adatai alapján. Zala megyei körülményekre becslő modellt, regressziós függvényt (Projekt Fejlesztésű éves modell, azaz PF éves modell) dolgozunk a gyep várható hozamának becslésére, amellyel előrejelzést készítetünk. Ugyancsak becsültünk Lingra modellel. A becslést a jelen TÁMOP projekt keretében kidolgozott (S30) havi-, valamint a KMMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut), az MPI (Max Planck Institute) és DMI (Danish Meteorological Institute) Zala megyére vonatkozó éghajlati szcenáriói napi adatbázisán egyaránt elvégeztük. A konkrét becslés a 2011-2100 közötti időszak minden egyes évére megtörtént. Emellett minden évre kiszámítottuk a megelőző és a követő 15-15 év konkrét becslésének átlagát. A kutatás eredményei A gyephozamot alakító tényezők A gyepnövényzet növekedését, ezáltal a legelők és kaszálók hozamát a talajadottságok, a tápanyagellátás mellett, adott technológiai- és tápanyag ellátási szinten elsősorban a csapadék és a hőmérséklet határozza meg (Nagy 2014). A legintenzívebb növekedés időszakában egy hét alatt 25-30 mm vizet párologtat el a gyep. Ha ehhez nincs megfelelő utánpótlás, a gyep talaja a felszíntől kezdődően egyre inkább kiszárad, egyre nehezebben jut vízhez a gyep, ami lelassítja a növekedést. Ehhez párosul az, hogy a tápanyagfelvétel is 187
korlátozódik, ami szintén hozzájárul a termés növekedésének visszaeséséhez (Frame, 1992). Különösen a legeltetéses hasznosítás esetén van ennek kiemelt jelentősége, hiszen a folyamatos fűkínálat csak folyamatos növekedéssel, értelemszerűen csak kiegyenlített szezonális csapadék-, illetve vízellátás esetén biztosítható. A mérsékelt égövi füvek optimális növekedése 20-25 C között valósul meg. A hőmérséklet szabályozza a levél/hajtás megjelenési rátát ugyanúgy, mint a levél/hajtás növekedését. (Ewans et al., 1964; Robson, 1972, 1973, Peacock, 1975, 1976; Thomas és Norris, 1977). A hőmérséklettől függ a vegetációs időszak, ami nálunk mintegy 220 napra tehető Zala megye természeti viszonyai, gyepgazdálkodása Zala megyében az országos átlagnál kiegyenlítettebbek a hőmérsékleti viszonyok, és jóval több, 7-800 mm az évi csapadék. A megye talajadottságai az országos átlagnál gyengébbek. Jellemző talajtípusai az agyagbemosódásos barna erdőtalaj, a pszeudoglejes barna erdőtalaj és a völgyek láptalajai. Általános a talajok tápanyagszegénysége, rossz vízgazdálkodása, művelhetőségüket rontják a dombsági felszínviszonyok. A talajok átlagos természetes termékenysége az országos átlagnak mindössze 50-60%-át teszi ki (Ivány, 2000). A megye gyepterülete meghaladja az 50 ezer hektárt. A gyepek minősége, termőképessége, hasznosíthatósága igen változatos. A gyepterületek 30-50 %-ára kiterjedő KSH adatok szerint a gyephozam szénaértékben az elmúlt 17 év átlagában országosan 1,44 t/ha, Zala megyében 1,79 t/ha volt. Ugyanezek az adatok az utóbbi öt évben 1,86 t/ha, illetve 2,31 t/ha értékűek, vagyis Zala megye gyepeinek átlagtermése meghaladja az országos átlagterméseket. Saját vizsgálatainkban (14.1 táblázat) a mért gyephozamok nagyobban a statisztikai adatoknál. Az említett éghajlati szcenáriókkal és becslő modellekkel, Zala megyére végzett előrejelzés eredményei közül e helyen a 3,23 t/ha szárazanyag kiinduló hozamú gyepre vonatkozó értékeket mutatjuk be (14.1 ábra, 2. táblázat, 2. ábra). A gyep Termőhelye 14.1 táblázat. Gyephozam adatok Zala megyében 2012-2013 (saját mérés) Hozam t/ha Eltartó képesség* szénaérték szárazanyag **nagyállat egység/ha Telepített gyep láptalajon 3,76 3,23 1,39 Ősgyep láptalajon 3,47 2,98 1,28 Ősgyep barna erdőtalajon, 2,72 2,34 1,01 sík területen Ősgyep barna erdőtalajon, 2,12 1,82 0,78 lejtős területen * 1 tonna szárazanyag hozam = 0,4298 nagyállat egység eltartó képesség ** 1 nagyállat egység (NE, v., AU, animál unit) = 1 bika, tehén vagy, kétévesnél idősebb Egyéb szarvasmarha, vagy 0,6 fél és két éves közötti növendék marha, Vagy 0,15 anyajuh 188
2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2047 2049 2051 2053 2055 2057 2059 2061 2063 2065 2067 2069 2071 2073 2075 2077 2079 2081 2083 2085 2087 2089 2091 2093 2095 2097 2099 Hozam (t/ha sz.a.) 4,00 Éves gyephozam: tényleges becslések és 30 év átlagaként szereplő értékek 3,50 3,00 2,50 2,00 MPI, Lingra (tényleges) MPI, Lingra (30 év átlagában) 1,50 1,00 0,50 0,00 14.1 ábra. A gyephozam trendje MPI Lingra becslés alapján Az 14.1 ábra az MPI Lingra becslés évekre vonatkozó konkrét eredményét, valamint az adott évekre a megelőző és a követő 15-15 év, azaz 30 év átlagaként szemlélteti. Látható, hogy a konkrét évekre vonatkozó becslés nagyfokú ingadozást mutat (az adatbázis variációs együttható (cv) értéke 28,9%), a 30 éves átlagokból képzett éves előrejelzés sokkal kiegyenlítettebb, alig ingadozik (az adatbázis cv értéke csupán 0,31%). Három éghajlati szcenárió adatbázisán, két modellel végzett, összesen hat előrejelzés adatainak harmincéves átlagértékeit a 14.2 táblázat foglalja össze, az ugyanezen, adatbázison rajzolt trendeket pedig a 14.2 ábra szemlélteti. A táblázat adataiból és az ábráról látható, hogy a különböző becslési eredmények egymástól eltérnek. Ez abból adódik, hogy az egyes éghajlati szcenáriók között meglehetősen nagyok a különbségek. Bizonyos becslések szerint a hozam nem csökkenő-, sőt van olyan becslés is, amely szerint növekvő tendenciájú. A legtöbb becslés, és az összes becslés átlaga szerint azonban a hozam trendje csökkenő. Ez a csökkenés nem túlságosan nagy mértékű, ami összhangban áll Szász (2005) azon közlésével, hogy az éghajlat változás a gyepen nem okoz akkora termés kiesést, mint a szántóföldi kultúrákban. Mindazonáltal a trend arra hívja fel a figyelmet, hogy a klímaváltozás kedvezőtlen lehet a gyepek termőképességére és állateltartó képességére. 14.2 táblázat. A hozambecslés eredménye különböző éghajlati szcenáriók és becslő modellek alapján (1981-2010 közötti, 3,23 t/ha sz.a. kiindulási hozam esetén) Szcenárió, KNMI, KNMI, MPI, MPI, S30, S30, Átlag Modell Lingra PFéves Lingra PFéves Lingra PFéves Időszak Szárazanyag hozam, t/ha 2011-2040 2,619 2,742 3,001 2,847 3,0732 3,1601 2,9071 2041-2070 2,994 2,837 2,908 2,581 2,8910 3,0715 2,8804 2071-2100 2,692 2,852 2,832 2,850 2,5912 2,9725 2,7983 189
Hozam (t/ha sz.a.) 3,4 A gyephozam alakulása 3,2 3 2,8 2,6 2,4 KNMI,Lingra KNMI,PFéves MPI,Lingra MPI,PFéves S30,Lingra S30,Pféves 2,2 2 2011-2040 2041-2070 2071-2100 14.2 ábra. A hozambecslés eredménye különböző éghajlati szcenáriók és becslő modellek alapján (1981-2010. közötti, 3,23 t/ha sz.a. kiindulási hozam esetén) A döntéstámogató rendszer (DTR) számára kidolgozott (szakértői) adatok, függvények, szöveges leírások Zala megyére éves bontásban 2100-ig rendelkezésre állnak a becsült gyephozam adatok. Emellett a becslésre felhasználható a projekt keretében kifejlesztett becslő regressziós függvény (PF éves modell), amely alkalmas gyepek hozamának csapadék és hőmérséklet viszonyokra bekövetkező változásának leírására. A PF éves modell az alábbi: hbé = hr + kcsé x hr(csé - csr)/csr khőm x hr(hőmé-hőmér)/hőmér ahol hbé = becsült gyephozam, szárazanyag, t/ha hr = referencia (kiindulási) hozam, szárazanyag, t/ha kcsé = csapadék konstans (értéke szárazabb viszonyok között 1,6; átlagos viszonyok között 1,3; átlagosnál csapadékosabb viszonyok között pl. Zala megyében 1) csé = évi csapadék a becslés évében, mm csr = évi csapadék a referencia évek (pl. 20 v. 40 év átlagában), mm khőmé = hőmérsékleti konstans (20 o C évi átlag hőmérséklet felett 0,5; 20 o C alatt 0,25) hőmé = évi átlag hőmérséklet a becslés évében, o C hőmér = referencia évek (pl. 20 v. 40 év átlaga) hőmérséklete, o C A DTR-ben szereplő adatok, értékelések értelmezése, kiegészítő információk A Kárpát medencében fotoszintézis potenciálisan hektáronként mintegy 28 tonna szárazanyag hozam elérését tenné lehetővé a gyepterületeken (Vinczeffy - Nagy, 1995). Az elméletileg elérhető hozamot a klimatikus tényezők korlátozzák. Ezeket figyelembe véve az elérhető gyephozam hektáronként mintegy 16 tonna lehetne. Ezt a talajadottságok tovább, mintegy 11-12 tonna/ha-ra csökkentik. A bemutatottak szerint ehhez képest is nagyon kicsi a tényleges hozam. Ennek az oka, hogy a gyepgazdálkodás nagyon elhanyagolt. Gyakorlatilag nincs öntözés, trágyázás, növényvédelem a gyepeken. A számítások (Nagy 2014) azt mutatják, hogy ha a gyepeken a kivont tápanyagok 60%-át pótolnánk, és ehhez öntöznénk, 190
akkor átlagosan 7 tonna, ha 80%-át akkor 9 tonna körüli szárazanyag hozamot is elérhetnénk a jelenlegi hőmérséklet és csapadékviszonyok között. Az előbbiekben vázoltak alapján tehát elvi lehetőség van a gyepek jelenlegi-, és a becsült várható hozamának intenzívebb gyepgazdálkodással történő növelésére. Ha Zala megye gyepgazdálkodói az intenzív hasznosítást választják, akkor a fentiek alapján a gyepek hozama és állat eltartó képessége, bár költséges módon, de a kedvezőtlen klimatikus viszonyok között is növelhető. Hivatkozott irodalom Ewans, L. T.-Wardlaw, I. F.-Williams, C. N. (1964): Environmental control of growth. In: Grasses and Grasslands (ed: Barnard, C.), Macmillan, London, 102-125. Frame, J. (1992): Weather and water control: irrigation, drainage and subsoiling. Improved Grassland Management. Farming Press, UK, 91-100. Ivány K. (2000): A gyepgazdálkodás adottságai és a fejlesztés lehetőségei Zala megyében. Tanulmány, Keszthely, Agrártudományi Egyetem, Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Munka anyag, 37. p. Nagy G. (2014): Mezőgazdasági igazságügyi szakértői vélemény. DE AGTC GVK, pp. 11. Peacock, J. M. (1975): Temperature and leaf growth in Lolium perenne III. Factors affecting seasonal differences. J. Appl. Ecol., 12, 685-697. Peacock, J. M. (1976): Temperature and leaf growth in four grass species. J. Appl. Ecol., 13, 225-232. Robson, M. J. (1972): The effect of temperature on the growth of S170 tall fescue (Festuca arundinacea). I. Constant temperature. Journal of applied Ecology 9. 647-657. Robson, M. J. (1973): The effect of temperature on the growth of S170 tall fescue (Festuca arundinacea). II. Independent variation of day and night temperatue. Journal of applied Ecology 10. 93-105. Szabó F.-Anda A.-Ivány K.-Kovács A. (2003): A globális felmelegedés várható következményei a legeltetésre alapozott szarvasmarhatartásban. AGRO-21 füzetek 31:29-55. Szabó F.-Buzás Gy.-Várhegyi J. (2005): A húsmarhatartás lehetősége a változó klimatikus feltételek között. AGRO-21 füzetek 42:30-40. Szász G. (2005): Az éghajlat változékonysága és a szántóföldi növények termésingadozása. AGRO-21 füzetek 38:59-77. Thomas, H.-Norris, I. B. (1977): The growth responses of Lolium perenne to the weather during winter and spring at various altitudes in mid-wales. J. Appl. Ecol., 14, 949-964. Vinczeffy I.-Nagy G. (1993): Magyarország gyepeinek agroökológiai felmérése. Legelő- és gyepgazdálkodás. Mezőgazda Kiadó, Bp. p: 79-81. 191