A D-e-METER FÖLDMINŐSÍTÉSI VISZONYSZÁMOK ELMÉLETI HÁTTERE ÉS INFORMÁCIÓTARTALMA Debreczeni Béláné 1, Kuti László 2, Makó András 1, Máté Ferenc 1, Szabóné Kele Gabriella 3, Tóth Gergely 4 és Várallyay György 4 1 Veszprémi Egyetem Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Keszthely 2 Magyar Állami Földtani Intézet, Budapest 3 Fejér Megyei Növény- és Talajvédelmi Szolgálat, Velence 4 Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézete, Budapest Földminőség és földhasználati információ konferencia Keszthely, 2003. december 11-12.
Forrás: Xiang Zhuyang: Talajtan 1990. Mezőgazdasági Kiadó, Peking
FÖLDMINŐSÍTÉSI CÉLOK Egy új földminősítési pontrendszer kidolgozása, amely egy általános földminőségi mutatón kívül: - az intenzív és extenzív gazdálkodási viszonyok - a főbb növényenkénti földminőséget - az évjárati szélsőségek hatását is kifejezi.
A kutatás módszere Statisztikai vizsgálatok a klimatikus-, domborzati-, talaj-, hidrológiai-, és tápanyaghatások és összefüggéseik feltárására és a terméshozam képzésében betöltött szerepük számszerűsítésére
Adatbázis I. AIIR ~ 80.000 tábla 5 éves (1985-1989) adatai Valós gazdálkodási adatok: - terméshozamok - talajvizsgálatok - trágyázási adatok
Adatbázis II. OMTK 9 helyen azonos módszerrel folytatott tudományos trágyázási tartamkísérletek
Adatbázis III. A mintaterületek Ostffyasszonyfa Nemesvámos Debrecen Karcag Kisújszállás Kővágóörs Berzence Somogysárd Pázmánd Teljes térképi (térinformatikai) és idősoros gazdálkodási adatbázis Térkép forrás: Magyarország genetikus talajtérképe MTA-TAKI
Az adatok felhasználása ALKALMAZÁS Földminősítés Tápanyaggazdálkodás Víz-gazdálkodás (aszály, belvíz) Informatikai fejlesztés ADATBÁZIS AIIR OMTK Mintaterületek Kutatás első fázisa Részletes vizsgálatok Verifikáció Alkalmazás
A földminősítés tényezői Meteorológiai tényező Talajtényező Tápanyag tényező (agrotechnika színvonala) Domborzati tényező
METEOROLÓGIA
Meteorológiai nagytájak (Szász Gábor és mtsai. 2002 alapján) búza Klímaértékszám < -3,0 (321;332) -2,9 < -1,0 (221;232;241;242;91;311;312;21;22;331;322;31;32;33;41;42;101;111;121;122) -0,9 < 1,0 (201;202;211;222;231;233;251;252;261;272;281;291;292;293;294; 51;61;62;71;9a2;172;131;132;181;182;92;93;81;82;11;12;301;302;102;103) 1,1 < (262;271;273;282;52;53;72;73;141;142;151;152;161;162;9a1;171;191;173)
Meteorológiai faktorozás kukorica 1985 alkörzet bruttó átlagterm. szász nettó átlagterm. aiir nettó átlagterm. aiir/szász szász/aiir 1,1 17,900 6,755 4,827 0,715 1,399 1,2 17,600 6,642 6,082 0,916 1,092 2,1 17,400 6,566 5,386 0,820 1,219 2,2 17,300 6,528 6,600 1,011 0,989 3,1 16,900 6,377 3,304 0,518 1,930 3,2 16,900 6,377 3,153 0,494 2,023 3,3 17,100 6,453 4,614 0,715 1,399 4,1 16,900 6,377 4,387 0,688 1,454 4,2 16,500 6,226 3,911 0,628 1,592 5,1 18,600 7,019 6,875 0,980 1,021 5,2 18,800 7,094 7,136 1,006 0,994 5,3 18,800 7,094 7,672 1,081 0,925 6,1 18,800 7,094 6,132 0,864 1,157 6,2 19,100 7,208 6,374 0,884 1,131 7,1 18,400 6,943 5,260 0,758 1,320 7,2 18,200 6,868 3,743 0,545 1,835
A meteorológiai tényező kiszűrése 1. lépés: A növény átlagos bruttó produkciójából meteorológiai körzetenként (a megfelelő viszonyszám, pl. 1:1,18 segítségével) kiszámoltuk a nettó produkciókat. 2. lépés: Meteorológiai körzetenként kiszámoltuk az adott év átlagos hozamait. 3. lépés: Elosztottuk a meteorológiai körzetek átlagos hozamait az arra a körzetre jellemző várható hozammal, majd 4. Az így kapott viszonyszámmal szoroztuk az adott körzet minden táblájának aktuális terméseredményét. 1. Ezt elvégezzük az vizsgálati időszak öt évére
Az évhatás figyelembe vétele Elméleti klímapotenciál alapján Talajok évenkénti terméseredményeinek összevetésével Országos és megyei statisztikai évkönyvi adatok Statisztikai vizsgálatok alapján, szükség szerint extrapolációval
TALAJBONITÁCIÓ
Talajbonitációs vizsgálatok az AIIR adatbázissal HÁROM KIVÁLASZTOTT TALAJON VÁRHATÓ BÚZA HOZAMOK 100 90 80 70 60 50 Búza hozam (q/ha) 40 30 20 10 0 N = 12508 5329 1439 112 191 391 TALTIPUS
Trágyahatás vizsgálatok
HÁROM KIVÁLASZTOTT TALAJON VÁRHATÓ BÚZA HOZAMOK 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 N = 23743780 5724 1655 23190 70279774 2204 1529 320118 379529569 3195935 112 191 391 összhatóanyag kg/ha 0-100 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600 - TALTIPUS
A HÁROM KIVÁLASZTOTT TALAJON VÁRHATÓ BÚZA HOZAMOK 100 90 80 70 N adagok (kg/ha) 60 50 40 30 20 10 0 N = 312 1701 5428 4202 730991818 151328 1422 2369 799167 5637 73171 462550 14026 9 112 191 391 8 0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-400 400 - TALTIPUS
A talajtulajdonságok hatásainak vizsgálata
HÁROM KIVÁLASZTOTT TALAJON VÁRHATÓ BÚZA HOZAMOK Hummuszellátottsági szintenként 100 búza hozamok (q/ha) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 N = 9283 3504 5561 2026 785 211 7633128 1 397576 1683 1873 834 187 44210 1257299 516 312 1344269 1 112 191 391 Humuszellátottság % 0-0.5 0.5-1 1-1.5 1.5-2 2-2.5 2.5-3 3-3.5 3.5-4 4-4.5 4.5-5 5 - TALTIPUS
HÁROM KIVÁLASZTOTT TALAJON VÁRHATÓ BÚZA HOZAMOK Kötöttség alapján 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 N = 67951 2772 3289 4040 1245 111 6 130 1206 2207 1565 20411 2 45180 249516 38857 112 191 391 Fizikai féleség durva homok homok (vályogos hom) homokos vályog vályog agyagos vályog agyag nehéz agyag TALTIPUS
Az intenzív / extenzív kérdés
Trágyadózis kategóriák AIIR adatok súlyozásához Trágyadózis súlyok, talajonként OTK alapján Agyagbemosódásos barna erdőtalaj (112) kategória (előfordulás %) Nitrogén minimum Nitrogén maximum Foszfor minimum Foszfor maximum 1 13,4-50 - 30 2 3,8-50 30 90 3 2,3-50 90-4 8,9 50 125-30 5 17,5 50 125 30 90 6 11,0 50 125 90-7 2,5 125 175-30 8 11,8 125 175 30 90 9 10,9 125 175 90-10 1,8 175 - - 30 11 5,9 175-30 90 12 10,4 175-90 - trágyakategória súly súly reciprok 1 1.00 1.00 2 1.3 0.77 3 1.2 0.83 4 1.44 0.69 5 1.35 0.74 6 1.87 0.53 7 1.9 0.53 8 1.92 0.52 9 2.05 0.49 10 1.8 0.56 11 1.25 0.8 12 1.7 0.59
A 3 talaj várható hozamai különböző megközelítésű összehasonlításban intenzitás szerint /1 ÁTLAGOS ÉVTÍPUS INTENZÍV Nagytáj Intenzív 1 AIIR összes adat Intenzív 2 AIIR magas trágyadózisok (8,9,10,11,12) ABET csernozjom öntéstalaj ABET csernozjom öntéstalaj 1 43,4-49,9 45,9-51,4 2 50,0 64,3 49,4 51,4 65,6 56,2 3 53,9 62,1 58,3 55,3 62,9 59,0 4 50,8 63,1 62 52,5 63,4 61,0 Országos átlag 51,2 62,7 58,7 52,8 63,3 59,5
A 3 talaj várható hozamai különböző megközelítésű összehasonlításban intenzitás szerint /1 ÁTLAGOS ÉVTÍPUS EXTENZÍV Nagytáj Extenzív 1 AIIR alacsony trágyadózisok (N < 50 kg/ha) Extenzív 2 OTK faktorokkal súlyozott AIIR ABET csernozjom öntéstalaj ABET csernozjom öntéstalaj 1 31,2-40 (?) 26,0-38.5 2 41,6 69.8 33.8 (?) 28.9 40,0 37.8 3 45,5 50.5 52.1 30.6 34.5 42.9 4 35 (?) 57.3 63.8 27.4 36,0 45.9 Országos átlag 40,8 56,5 55,4 29.4 35.5 43.5
A földminőség kifejezése faktorok segítségével
Köztes minőség (Az adott talajtípus/altípus átlagos termékenységű változatának minősége. Az adott talajtípus/altípus egyéb változatai faktorozásának kiinduló száma.) búza Agyagbemosódásos barna erdőtalaj (112) Intenzív 2 AIIR magas trágyadózisok (8,9,10,11,12) Átlagos évjárat (országos átlag köztes minőség: 51,2) Nagytáj Köztes minőség 1 45,9 2 51,4 3 55,3 4 52,5 Országos 52,8
Talajjellemzők hatásának értékelése alap- Fizikai altípus fizkod kozet humusz mész Talaj- talaj Humusz Mész átlag faktor faktor faktor faktor Fofaktor típus EXT/INT féleség ALAPKOZE tartalom tartalom Mean Mean Mean Mean Mean Mean 301 intenzív 3 (hv) 34,00 2 4,00 57,00,98,99,97,80,75 3 2,00 57,00,98,99 1,05,99 1,00 3,00 57,00,98,99 1,05 1,26 1,27 4,00 57,00,98,99 1,05 1,00 1,01 4 2,00 57,00,98,99,82 1,00,79 35,00 2 2,00 57,00,98 1,06,97 1,05 1,06 3,00 57,00,98 1,06,97,96,97 4,00 57,00,98 1,06,97 1,00 1,01 3 2,00 57,00,98 1,06 1,01,61,64 3,00 57,00,98 1,06 1,01 1,12 1,18 4,00 57,00,98 1,06 1,01,97 1,03 5,00 57,00,98 1,06 1,01,66,70 4 3,00 57,00,98 1,06 1,16 1,25 1,52 4,00 57,00,98 1,06 1,16,87 1,06 36,00 2 2,00 57,00,98,98 1,02 1,02 1,00
Várható hozamok kötöttség alapján (intenzív művelés) Fizikai féleség (kötöttség alapján) Talaj 112 Nagytáj 2 1 - - n átlag Faktor 2 151 46,26 0,90 3 449 53,72 1,04 4 1207 51,80 1,01 5 1608 51,87 1,01 6 347 47,49 0,92 7 26 49,33 0,96 Átlagos - 51,42
Őszi búza tápanyag faktorok (1984/1985 vizsgálatok alapján) TALAJVIZSGÁLAT! Foszfor Szántóföldi termőhely N ellátottság I. II. III. IV. V. VI. Igen gyenge 0,73 0,93 0,61 0,79 0,78 0,67 Gyenge 0,91 0,92 0,92 0,96 0,92 0,98 Közepes 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Jó 1,07 1,04 1,07 1,19 0,96 1,08 Igen jó 1,08 1,08 1,15 1,23 1,01 1,11
Agyagbemosódásos barna erdőtalaj 112 Búza alapkőzet fizikai féleség Humusztartalom ph kategória agyagos lösz agyagos vályog közepesen humuszos faktor D-e-Meter pont 5,51 6,8 0,98 50,9 agyagos lösz vályog erősen humuszos 6,81 7,2 1,19 61,5 agyagos lösz nehéz agyag közepesen humuszos 4,5 5,5 0,51 26,4 karbonátmentes agyag agyagos vályog közepesen humuszos 5,51 6,8 0,95 48,7 karbonátmentes agyag agyagos vályog közepesen humuszos 4,5 5,5 0,83 42,5 karbonátmentes agyag nehéz agyag közepesen humuszos 5,51 6,8 0,51 26,7
A vízgazdálkodási kategóriák kialakítása és kódolása
A vízgazdálkodási kategóriákhoz tartozó átlagos pontok (Köztes minőség)
A talajbonitási faktorok érvényesítése
A tápanyaghatás-faktorok érvényesítése
Domborzati tényező érvényesítése
Elővetemény-hatás érvényesítése
Összefoglalás Kialakításra került a D-e-Meter földminősítő rendszer, amely: -Főbb gazdasági növényenkénti illetve növénycsoportonkénti -a művelési intenzitás (agrotechnika színvonala, trágyázás) szerinti -meteorológiai hatások (évhatás) szerinti földminősítést tesz lehetővé, az ország bármely olyan szántóföldi tábláján, ahol a megfelelő részletességű talajtérképek rendelkezésre állnak.
Talajbonitációs faktorok középső és szélső értékei (köztes minőség és szélső értékek) BÚZA (1 faktorsúly = 0.02q termés) Talajk ód Talajtípus/altípus Termésátlag q/ha Terméshozamok q/ha Termés tartomány q Faktorok szélső értékei Min. Max. 51 Karbonátos humuszos homoktalaj 51.1 5-95 90 0,10 1,90 52 Nem-karbonátos humuszos homoktalaj 50.9 12-90 78 0,22 1,78 112 Agyagbemosódásos barna erdőtalaj 51.2 15-88 73 0,27 1,73 131 Ramann-féle barna erdőtalaj (típusos) 55.3 20-91 71 0,29 1,71 132 Rozsdabarna erdőtalaj 51.9 15-89 74 0,26 1,74 191 Típusos mészlepedékes csernozjom 62.7 34-93 59 0,41 1,59 192 Alföldi mészlepedékes csernozjom 62.2 30-95 65 0,35 1,65 201 Karbonátos réti csernozjom 63.1 34-94 60 0,40 1,60 202 Nem-karbonátos réti csernozjom 61.6 29-95 66 0,34 1,66 301 Karbonátos réti talaj 56.0 18-95 77 0,23 1,77 302 Nem-karbonátos réti talaj 54.3 16-94 78 0,22 1,78 311 Karbonátos öntés réti talaj 58.9 25-95 70 0,30 1,70 312 Nem-karbonátos öntés réti talaj 51.8 15-88 73 0,27 1,73 391 Karbonátos humuszos öntéstalaj 58.7 26-94 68 0,32 1,68 392 Nem-karbonátos Humuszos öntéstalaj 51.5 15-88 73 0,27 1,73
Őszi búza tápanyag faktorok (1984/1985 vizsgálatok alapján) Nitrogén Szántóföldi termőhely N ellátottság I. II. III. IV. V. VI. Igen gyenge 0,79 0,87 0,78 0,70 0,72 0,73 Gyenge 0,93 0,94 0,96 0,81 0,93 0,91 Közepes 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Jó 1,01 0,98 0,96 1,24 0,98 1,08 Igen jó 0,96 0,95 0,82 1,31 0,91 1,11
Őszi búza tápanyag faktorok (1984/1985 vizsgálatok alapján) Kálium Szántóföldi termőhely N ellátottság I. II. III. IV. V. VI. Igen gyenge 0,76 0,79 1,00 0,74 0,90 0,93 Gyenge 0,93 0,90 0,99 0,74 0,92 0,93 Közepes 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Jó 1,04 1,08 1,06 1,14 1,02 1,04 Igen jó 1,05 1,08 1,12 1,30 1,08
DOMBORZAT 1. Kitettségi és meredekségi faktortáblázatok 2. Digitális domborzati modell beépítése
ÉVHATÁS 1. kedvező év 2. átlagos év 3. aszályos év
A HÁROM KIVÁLASZTOTT TALAJON MÉRT BÚZA HOZAMOK, ÉVENKÉNT 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 ÉV 85 86 87 88 0 N = 27672580 26212466 2074 10401102 1179 990 1018 324 323 341 190 261 112 191 391 89 TALTIPUS
Növényhozamok évjárati ingadozása talajonként (1985-1989, 5 éves periódus) Szélső értékek különbsége az átlag %-ában kifejezve ABET csernozjom öntéstalaj Ország összes talaja Max % 115,5 108,1 109,6 búza 28,7 19,2 18,5 22,3 Min % 86,9 89,0 91,1 Max % 105,7 112,0 105,5 kukorica 12,5 29,6 15,3 13,6 Min % 93,2 82,4 90,3 Max % 110,0 109,7 106,7 napraforgó 17,6 15,8 13,9 11,8 Min % 92,4 93,9 92,8
Vizsgálatok az évhatás figyelembe vételéhez 1. Országos termésátlagok 1985-2001 (t/ha) 8 7 6 5 4 búza kukorica napraforgó 3 2 1 0 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001