Ökológiai földhasználat
Ökológia Az ökológia élőlények és a környezetük közötti kapcsolatot vizsgálja A kapcsolat színtere háromdimenziós környezeti rendszer: ökoszisztéma Ökoszisztéma: a biotóp (élethely) és a biocönózis (növény- és állattársulás) egysége
Ökoszisztéma Biotóp Biocönózis Klíma Talaj Víz Levegő Növények mikróbák Állatok Abiotikus hatásai (fitocönózis) (zoocönózis) Hőmérséklet Páratartalom, csapadék Fény, egyéb sugárzás Kémiai faktorok Mechanikai faktorok
Ökoszisztéma Az ökoszisztéma emberi befolyás mértéke szerint lehet: 1. Természetes vagy önszabályozó 2. Degradált vagy szabályozott 3. Urbán vagy települési ökoszisztéma
Ökoszisztéma Természetes és csaknem természetes Urbán vagy települési Tengerek Édesvizek Nedves élőhelyek Szárazföldi Óceáni Mély édesvízi Láp Erdők Partközeli Sekély édesvízi Mocsár Rét Parti Halastavi Legelő Félsós tavi Pocsolya Gyümölcsös Folyótor- Folyóvíz Szántóföldi rendszerek kolati Föld alatti vizek
A természetes ökoszisztémák Alapelvei: Minden elem körforgásban van Az energiát a nap pótolja A táplálkozási lánc végén nem lehet nagy tömegű biomassza
Ökoszisztéma Ökoszisztémák legfontosabb szabályozó tényezője az ember Az ember nem ismeri eléggé az: ökoszisztémák szerkezetét, benne lévő kölcsönhatásokat, törvényszerűségeket, egyoldalú beavatkozásokkal próbálja célját elérni. Elpusztított ökoszisztéma: Az ökoszisztéma szabályzó mechanizmusa, egyensúlya felborul, szerkezete összeomlik.
Ökoszisztéma Degradálódott ökoszisztéma (visszafordíthatatlan, visszafordítható): Talajerózió, defláció Talajszennyezés Víz-, és levegőszennyezés Klímaváltozás A megelőzés mindig célszerűbb megoldás.
Ökoszisztéma Ökoszisztéma sajátossága: a tűrőképesség Kevésbé radikális emberi behatások okozta kedvezőtlen változásokat kompenzálni képes, regenerálódik. A tűrő határ feletti behatások környezetromboláshoz vezetnek.
Ökoszisztéma Meg kell határozni, ill. ismerni kellene az egyes ökoszisztéma rendszerek tűréshatárát. Megoldást kell keresni a következmények elkerülésére vagy enyhítésére. A termelés és a környezetkímélés szempontjait egyaránt érvényesítve ökológiai optimalizálás elérése a cél.
Az ökoszisztéma típusok csoportba sorolásának kritériumai Uralkodó közeg és a közeg sajátosságai (víz, talaj, levegő). Primer producensek biomasszája és produktivitása. A producensek, konzumensek és lebontó szervezetek produktivitását befolyásoló kritériumok alapján. Anyagveszteség ill. anyagnyereség ismerete alapján. Szekunder produkció szerepe alapján (aránya). Ember szerepe az ökoszisztéma keletkezésében, anyag- és energiaforgalmában
Az ökoszisztéma típusok nagyságrendi besorolása Mega-ökoszisztéma (nagy kiterjedés, tengerek, édesvizek, lápok, szárazföldi ökoszisztémák) Makro-ökoszisztémák (sajátos biomassza produkció, erdő, állóvíz) Mezo-ökoszisztémák (=ökoszisztéma, ökológiailag egységes rendszert alkotó egységek pl. természetes halastó, egy lombhullató erdő) Mikro-ökoszisztémák (pl síkvidéki akácos, hegyvidéki lomberdő, alpesi fenyőerdő) Nano-ökoszisztémák (térben elkülönülő legkisebb rendszer, összefüggő tűlevelű erdő, mély fekvésű völgy)
Az ép ökoszisztéma 7% diffúz szóródás Világűrből l00% 30% visszaverődés a felhőkről égboltról érkező sugárzás 25 % 26 % 14 % abszorpció a légkörben földfelszín 51 %
Ökoszisztéma működése Az ökoszisztémák anyagforgalma körfolyamatokat képez, melynek során az élőlények környezetükkel kapcsolatban állnak Az anyagforgalom ritkán van egyensúlyban (hiányokat más ökoszisztémákból fedezik) Tömegük alapján a bioszféra uralkodó elemei: H, O, C, N Jelentős mennyiségű további elemek: Ca, K, Si, Mg, P, S Fontos szerep: Cl, Fe, I, F, B, Zn, Mo A növények rendelkezésére álló ionok mennyisége korlátozza az ökoszisztémák biológiai produkcióját Az anyagkörforgalmakat biogeokémiai ciklusoknak is nevezik (szervetlen és szerves molekulák)
Ökológiai földhasználat Az agrárszakember a mezo-ökoszisztéma rendszerében tevékenykedik az ökoszisztéma változásának nyomonkövetése, az emberi beavatkozás mértékének, hatásának vizsgálata a lehetséges válaszlépések meghatározása a feladata
Ökológiai földhasználat Az emberi beavatkozások az ökoszisztémák nagy részét befolyásolják formálják direkt módon, ill indirekt módon: Szerves vagy ásványi anyag elvonása révén (szántóföldi ökoszisztéma!) Ásványi anyagok, elhalt vagy élő szerves anyagok hozzáadásával Az ökoszisztéma számára mérgező anyagok bejuttatásával Biocönózis faji összetételének megváltoztatásával.
Szántóföldi ökoszisztéma jellemzői A szántóföldi termelés a primer produkció alapján a nagy produkciójú ökoszisztéma típusok közzé sorolható. Egyoldalú a hasznosítása. A biocönózis összetétele jelentősen átalakul. Monokultúra A monokultúra egyes fajoknak ökológiai optimumot nyújthat (természetes ellenségek eltűnése).
Szántóföldi ökoszisztéma jellemzői Kiemelt figyelem a kórokozók és kártevők irtására irányul, kemikáliák használata (természetes ellenségek irtása pl pókok, ragadozó kabócák fürkészdarazsak, ragadozó bogarak). Búvóhelyet nyújtanak az apróvadak számára. Táplálékforrást biztosít az apróvadaknak. A vetésváltás előnyeit kevésbé használják ki.
Szántóföldi ökoszisztéma jellemzői Tápanyag-visszapótlás elsősorban műtrágyával történik. Termésnövelés és profit növelése a cél. A termőhely (talaj) védelmére sok esetben nem fordítanak elég gondot. A talajhasználat degradációs folyamatokat indít el. Sok esetben elkülönül a föld tulajdonosa és a használója. Az ökoszisztéma kölcsönhatási rendszere a használója számára nem ismert.
Rét és legelő ökoszisztéma jellemzői Adottságaik különböző (eltérő talajtípus, domborzat, klimatikus tényezők miatt) Rétek és legelők produkciója jelentősen eltérő. Virágzás maghozás előtti kaszálás, károsítja a virágzaton, vagy termésben élő, táplálkozó, szárban fejlődő élőlényeket. A kaszálás miatt nagy veszteség a kisemlősökben. A legelő állat válogat= a legelőn differenciált szelekciós hatás érvényesül
Rét és legelő ökoszisztéma jellemzői Extenzívtől az intenzívig különböző legelőhasználat fordul elő. Extenzív: Az emberi beavatkozás csekély Gyepigénybevétel kisebb Legelő állatnak nagy terület áll rendelkezésre Növényzet sűrűn bokrosodik Több évtized alatt bokros legelő is kialakulhat
Rét és legelő ökoszisztéma jellemzői Extenzívtől az intenzív különböző legelőhasználat fordul elő. Intenzív: Intenzív igénybevétel Tápanyag-egyensúly trágyázással tartható fent Szakaszos legeltetés esetén a kímélési időszakban regenerálódik, megerősödik a gyep Gyepgazdálkodással kedvező takarmányhozam érhető el.
AZ ÖKO-GYEPEK TELEPÍTÉSE Ismerni kell: a termőhely ökológiai adottságait, a gyephasznosítás formáját, a legeltetendő állatfajt és a művelés formáját. A gyephasznosítás formája legelő, akkor az aljfű: szálfű: pillangós arány 60:30:20% Tejhasznú állattartás esetén 5-7 fajból álló keveréket tervezünk, ami 160-180 napos legeltetési idényben négy növedék legeltetését biztosítja. (angol perje, vörös csenkesz, réti perje, magyar rozsnok, réti csenkesz, fehér here, szarvas kerep.
AZ ÖKO-GYEPEK TELEPÍTÉSE Húsmarhatartásnál egyfajú vagy 2-3 fűfajból álló nagy termőképességű gyepet telepíthetünk, ami 200-240 napig legeltethető (nádképű csenkesz, magyar rozsnok, zöld pántlikafű) Széna, szenázs készítés céljára 20:60:20% aljfű : szálfű : pillangós arányú rét kialakítása célszerű, aminek az első növedékét kaszáljuk, a többit pedig legeltetjük vagy esetleg sarjú szénát készítünk.
AZ ÖKO-GYEPEK TELEPÍTÉSE Gyepet telepíthetünk: Tavasszal március 3. dekádjában Nyár végén az augusztus 20-a és szeptember 10-e közötti időszakban. Előnye a tavaszi telepítésnek: az őszi szántás után jobb lesz a magágy ülepedettsége és a fagy hatására kialakul az aprómorzsás talajszerkezet. a szántott talaj megőrzi az őszi és téli csapadékot, ami lehetővé teszi az egyenletes kelést, és segíti a növények megerősödését. Előnye a nyárvégi telepítésnek: a gyökérváltás ideje hűvösebb időszakra tolódik, és már az erősebb harmatképződés is elősegíti a növények életben maradását. A gyomok közül csak az áttelelő fajok kelnek ki, és azok sem nőnek magasra, ezeket viszont tavasszal a fű el tudja nyomni.
ÖKOLÓGIAI GYÜMÖLCSTERMESZTÉS FORMÁI ÉS FELTÉTELEI Az ökológiai gyümölcstermesztés lehet: árutermelő gazdaságokban házi kertekben, hobbikertekben szórvány gyümölcsösben A termesztés előfeltételei: elkötelezettség reális piacfelmérés termőhelyi adottságok ismerete a célok és teendők pontos megfogalmazása szakértelem, folyamatos továbbképzés Ökológiai gyümölcstermesztés kialakítható: új gyümölcsös ültetvény telepítésével hagyományos ültetvény átállításával ökológiai házi kertben szórvány gyümölcsösben
ÚJ GYÜMÖLCSÖS TELEPÍTÉSE A termőhely kiválasztása során fontos, hogy ne legyen külső szennyező forrás A szomszédok sem növényvédő szerrel, sem műtrágyával ne szennyezzék a területet Ipari szennyezés és egyéb (pl. nehézfém) terhelés nem lehet A termesztendő gyümölcsfaj ökológai igényeinek maximális biztosítása. A termőhelyi kiválasztásnál az éghajlati adottságok, a domborzati viszonyok, a kitettség, a talaj adottságok a meghatározóak
ÖKOLÓGIAI GYÜMÖLCSTERMESZTÉS A HÁZI KERTEKBEN A fák alatt egyéb (pl. zöldség) termesztés is folyik. Sokféle növény együttese önfenntartó ökoszisztéma lehet, ha helyesen választjuk meg. Ki kell használni a növénytársítás és az allelopátia elemeit Az egyes gyümölcsfajok igényei szerint kell elhelyezni azokat. Az eltérő növényvédelmi igény és az időpont is befolyásolja a társíthatóságot. Önmeddő fajoknál a beporzást elősegítő fajt/fajtát telepítsünk.
ÖKOLÓGIAI SZŐLŐTERMESZTÉS ÉS BORÁSZAT Feladata: a megfelelő környezeti feltételrendszer megteremtése által hozzájáruljon a termesztett növény genetikailag meghatározott biopotenciáljának érvényre jutásához. A termőhely, a fajta, a tenyészterület és a művelésmód megválasztásával Megfelelő talajművelés, tápanyagellátás, fitotechnika és növényvédelem is Talajról, a növényekről, az egyes szőlőfajtákról és az ökológiai tényezőkről szerzett ismereteket, a kórokozók fellépésének és a kártevők elszaporodásának előrejelzését a lehető legnagyobb mértékben használja.
ÖKOLÓGIAI SZŐLŐTERMESZTÉS MAGYARORSZÁGON A terület kiválasztása A szőlőtermesztésre alkalmas termőhelyeket kell előnyben részesíteni. Kerülni kell az olyan területeket, ahol a köd, páralecsapódás, reggeli harmatok képződése és felszáradása, kora esti harmatlecsapódások miatt a párásság, nedvesedés veszélye fokozottan fennáll. Nem előnyös az erdő közelsége, amely akadályozza a légmozgást, árnyékot ad, valamint vadvédelmi gondot okoz. Kedvező a magasabb fekvésű, levegőmozgásnak, napfénynek kitett, hideglefolyásos terület. Az ökológiai termesztésre kedvező mikroklímájú ültetvényeket kell kijelölni. A tábla legyen nagy, egy tagban levő összefüggő terület A különböző fajtákat célszerű külön tömbökbe telepíteni
Fajtahasználat A talaj és a termőhely viszonyaihoz alkalmazkodó, kártevőkkel és betegségekkel szemben jól ellenálló fajták alkalmazása Ökológiai szőlőtermesztésre azok a fajták alkalmasak, amelyek kevésbé kedvező víz- és tápanyag-ellátottság mellett is többé-kevésbé biztonságosan termeszthetők
3. A talajjal szembeni követelmények Szőlő semleges vagy gyengén savanyú talajon termeszthető. 4. Tenyészterület Az alacsonyabb tápanyagkínálatra való törekvés is indokolttá teszi a kis egyedi tőketerhelést és nagyobb hektáronkénti tőkeszámot. 5. Művelési mód Figyelembe kell venni a technikai, piaci, ökonómiai feltételeket, a talaj típusát, tápanyagkínálatát, a fajtát, a várható növekedési erélyt, stb. Ezért a nagyobb tőkeszámot és az ehhez általában kapcsolódó alacsonyabb egyedi tőketerhelést csak ott szabad alkalmazni, ahol nem várható ettől túlzott hajtásnövekedés.
Talajművelés A talaj mikroorganizmusainak aktiválása nagyon fontos. A számukra szükséges nedvességet és levegőtartalmat megfelelő agrotechnikával lehet elérni. talajművelés céljai: optimális feltételek megteremtése a szőlő számára, a talajtömörödés és a tápanyag-kimosódás megakadályozása, az erózió megelőzése, a biodiverzitás elősegítése, a talaj védelme és a talajélet elősegítése
Ökológiai borkészítés A biobor ökológiai szőlőtermesztés révén kapott szőlő olyan feldolgozásának végterméke, melyet a teljes folyamat során egy arra feljogosított minősítő szervezet, vagy annak megbízottja ellenőrzi és tanúsítja a valódiságát.
A biobor készítés főbb szempontjai olyan terméket kell előállítani, melynek kiváló érzékszervi tulajdonságai vannak, megfelelő ízharmóniával és fogyaszthatósággal rendelkezik, törekedni kell a kénessav lehető legcsekélyebb mértékű alkalmazására, a nagy energia- és nyersanyagigényű eljárásokat kerülni, olyan kezelőanyagok alkalmazását, melyek eredetüket, alkalmazásukat, elhelyezésüket illetően károsak lehetnek a környezetre vagy az egészségre kerülni kell, előtérbe kell helyezni a kémiai módszerekkel szemben a fizikai módszereket, hiszen ezek alapvetően kevesebb hulladékanyagot termelnek, minden, a feldolgozás és borkészítés során keletkező szerves maradékot és szennyvizet úgy kell kezelni és előkészíteni, hogy semmiképpen ne szennyezhessék a környezetet.
Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Az erdő sokoldalúan hasznosítható: Faanyag produkció hasznosítása Pihenés Üdülés Turizmus Levegőtisztítás Zajártalom csökkentés Talajvédelem Vízmegkötés
Mi a Biomassza? Fotoszintézis: növényi biomassza-termelés Minden növényi vagy állati eredetű szerves anyag. CO 2 O 2 Növényi Biomassza források: - Fák, gabonák, algák - Minden faipari, mezőgazdasági melléktermék és hulladék - Kommunális hulladékok rostosanyag tartalma H 2 O Ásványi anyagok Növényi biomassza
Láng István: A biomassza hasznosításának lehetőségei (1983) 1980-ban a mezőgazdaságban és az erdészetben megtermelt szerves anyag mennyisége 54,4 millió tonna volt. Ez a mennyiség több, mint kétszerese az ugyanezen időszakban kibányászott szén mennyiségének A növényi biomassza két harmada gabona, s ennek 63%- a melléktermék A melléktermékek hasznosítása csak részben megoldott az állattenyésztés és az energiatermelés (direkt tüzelés) használ csak fel korlátozott mértékben ilyen anyagokat
Miért fontos ez a téma? Magyarország kiváló adottságokkal rendelkezik a biomassza termeléshez érdemes lenne végre azzal foglalkozni, amihez értünk, s amihez jók az adottságaink Vidék- és településfejlesztés sürgető, vidéki lakosság megtartása, foglalkoztatása elengedhetetlen Nyersanyag és energiafüggetlenség biztosítása Ásványi források kimerülése Globális felmelegedés kiküszöbölése Nemzetközi egyezmények (Rio de Janeiro, Kyoto) EU előírások, szabályzatok: megújuló energia részarányának növelése (közlekedési szektorban is: etanol), termőterületek kötelező kivonása
Megújuló alapanyagok csoportosítása A megújuló alapanyagok alapvető csoportosítása növényi fajták szerint: olajos növények, rostnövények, szénhidrát növények, fehérjenövények, energiacélú növények, Ipari felhasználás szerinti csoportosításuk: polimerek, kenőanyagok, oldószerek, felületaktív anyagok, erdészeti és speciális növények. erősítő, rostanyagok, finom vegyszerek, bioenergiai alapanyagok, erdészeti termékek.
Zöld vegyészet kukorica, búza, burgonya, stb. cukorrépa olajos növények cellulóz keményítő glükóz etanol szacharóz proteinek zsírsavak papír, karton ragasztó, festék műszál, műanyag üzemanyag, műanyag kemikália, gyógyszer festék, ragasztó kozmetikum, mosószer műanyag kenőanyag, üzemanyag
Keményítő felhasználása régi csoportosítás szerint Szemcsés natív formában tablettakészítés - gyógyszeripar púderek kozmetikai ipar Lebontási termékként keményítőszörpök, hidegen duzzadó keményítő, dextrinek, hipoklorittal oxidált keményítő, glükóz (fruktóz), glükóz átalakítási termékek. Keményítő származékként keményítő foszfátészterek, karboxil metil keményítő, kationos keményítők, hidroxialkil keményítők, keresztkötött keményítők.
Keményítő modern felhasználása Biodegradálható műanyagok Amilóz / Amilopektin arány Víz + Poliolok glicerin mellett Keményítő + Plaszticizáló szer Hő Thermo Plasticized (~30-40 v/v %) Starch Előny: - környezetbarát - biodegradálható Hátrány: - vízáteresztő - mechanikailag gyenge Megoldás: adalékanyagok (cellulóz, hemicellulóz, fehérje, lignin, polikaprolakton) Felhasználási területek: Csomagolóanyagok Evőeszközök Komposzt zsákok Pelenka Jutalomfalat / csont
Kukorica, mint az üzemanyag-előállítás alapanyaga keményítő keményítő élelmiszeripari alkohol mint élvezeti cikk, több ezer éve ismert, kukoricából készül a bourbon (amerikai) whiskey üzemanyag alkohol üzemanyagként 80-100 éve, nagyobb volumenben 30 éve főleg az USA-ban
Melléktermékek keletkezése maghéj: takarmány (~10%) endosperm: keményítő csíra: olaj termény mellett ~120-150% melléktermék
Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Erdő produkciója a szántóföldi termőhely produkciójával azonos nagyságrendű. Hasznosítási mód Nettó szárazanyag biomassza (t/ha/év) Erdő 6-30 Szántóföld 10-30 Rét 20-30 Tavak, folyók 1-15 Füves sztyepp 1,5-15 Szavanna 2-20 Sivatag 0-2,5
Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Az erdők összbiomassza mennyisége megegyezik az óceánokéval (erdősültség kb tizede az óceánénak). Az erdő primer produkciója vertikális rétegződést mutat. A produkció a területnagyságra eső fotoszintetizáló levélfelület nagyságától függ (levélfelületi index). A levélfelületi index fajoktól, klímától, és egyéb ökológiai adottságoktól függően különböző lehet. Az egyedsűrűség növelése csökkenti a fény hasznosulását.
Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Fenyőerdő hasznosítja legjobban a leérkező fényenergiát Hasznosítási mód Levélfelület index (m 2 /m 2 ) Tiszta bükkös 5,5 Nyírfaerdő 2,0 Fenyőerdő 13,1 Tölgyes-bükkös 8-9 Tölgy-nyír 4-6
Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Fajszám szempontjából nem túl gazdag (pl Közép- Európában 50 fafaj kb 200 virágos növény) Az erdőben élő állatfajok fajgazdagsága jóval nagyobb (kb 7.000) Emberi beavatkozás nélkül is a klimatikus viszonyok jellegzetes dinamikát adnak ez erdei biocönózisnak. Európában az erdők legnagyobb mértékben emberi beavatkozás alatt állnak