Csapadékszegény időjárás esetén az öntözés a termésbiztonság egyik legfontosabb agrotechnikai tényezője. Az öntözés során azonban a talajtulajdonságok figyelmen kívül hagyása esetenként káros folyamatok megindulásához vezethet, ami a talajtermékenység csökkenését okozhatja. Az öntözés tervezése során ezért a talaj tulajdonságainak vizsgálata az öntözővíz vizsgálata mellett alapvető fontosságú feladat.
Az öntözés hatása a talajra
A rendszeres öntözés hatást gyakorol a talaj vízforgalmára, a talaj fizikai és kémiai tulajdonságaira (tápanyag-forgalom, só-forgalom), a talaj mikrobiológiai aktivitására, de befolyásolhatja a talajképződés irányát és intenzitását is. Az említett változások egy része kedvező, más részük a talajtermékenység szempontjából kedvezőtlen folyamat (1. táblázat). Éppen ezért, mind a területek kijelölésekor, mind az öntözés gyakorlata során körültekintően kell eljárni, hogy káros hatások egyáltalán ne, vagy csak a lehető legkisebb mértékben jelentkezhessenek.
Az öntözés hatása legszembetûnőbben a talaj nedvességtartalmának megváltozásában érzékelhető. Öntözött területeken tartósan megnő a talaj hasznosvíz készlete (DV), ami nemcsak a növényzet vízellátása szempontjából kedvező, hanem az oldódási folyamatok következtében a termesztett növények tápanyagellátása is javul. Ezeken kívül az öntözött területeken a talaj mikrobiológiai aktivitása is fokozódik.
Túlöntözéskor azonban a vízfölösleg a talaj tulajdonságaitól függően vagy a felszínen gyûlik össze és időszakos levegőtlenséget idéz elő a talajban, vagy a mélyebb rétegekbe szivárog. Utóbbi folyamat egyrészt elősegíti az oldható sók és tápanyagok kimosódását a gyökérzónából, másrészt előidézheti a talajvízszint lényeges emelkedését, ami esetenként a szomszédos területek hidrológiai állapotára is káros hatást gyakorolhat.
Túl nedves (anaerob) körülmények között a talajban túlsúlyba kerülnek a kedvezőtlen redukciós talajkémiai folyamatok (Fe-, Mn redukció, szulfátredukció).
A rendszeres öntözés talajfizikai hatása elsősorban a talaj szerkezetének, pórusviszonyainak és vízelvezető képességének változásában jut kifejezésre. A talaj szerkezetének romlását, egyrészt a vízcseppek mechanikai ütőhatása, másrészt a víz oldó hatása idézheti elő.
Esőszerû öntözésnél a vízcseppek ütő hatására, felszíni öntözési módoknál a talaj felszínére juttatott víz mechanikai hatásának következményeként a talaj kevésbé stabil szerkezeti elemei, makro- és mikroaggregátumai elemi részecskéire esnek szét. A talaj tömődötté válik, eliszapolódik, kiszáradva repedezésre és cserepesedésre válik hajlamossá. Ilyen talajokban a növények nem találják meg kedvező életfeltételeiket. A talaj szerkezetének leromlása a fizikai és vízgazdálkodási tulajdonságok kedvezőtlen irányú megváltozását idézi elő. Tömődöttebb rétegek kialakulását eredményezheti, elősegíti a túl bő nedvességviszonyok, pangóvizek keletkezését, kedvezőtlen anaerob viszonyok kialakulását. Romlik a talaj mûvelhetősége is.
A szerkezetromlás egyik szembetûnő jelensége a kéregképződés.
A talajfizikai hatások között meg kell említeni az öntözés talajvédő szerepét is, mivel a megfelelő nedvességi állapotú talaj jobban ellenáll az erózió és defláció talajpusztító hatásainak. Homokterületeken eredményesen alkalmazható a kis vízadagokkal megvalósítható ún. homoklefogó öntözés.
A talajba került öntözővíz egyrészt hígítja a talajoldatot, másrészt a vízzel bevitt oldható sók megváltoztatják a talaj eredeti sóösszetételét, módosul a kationok és anionok abszolút mennyisége, és a különböző ionok aránya. A leszivárgó víz magával szállítja a sók egy részét, ezért változik a sók mélységbeli eloszlása is. Az ismétlődő öntözések tehát, hosszabb távon jelentős változásokat idézhetnek elő a talaj sótartalmában és a sók minőségében. Számos negatív példa ismert arra, hogy a nagy Na-tartalmú szikes vagy sós vizek rendszeres alkalmazása, illetve a szikes talajvíz szintjének emelkedése az öntözött talaj termékenységét jelentősen csökkentette. Az öntözés hatására fellépő sófelhalmozódást vagy szikesedést másodlagos sófelhalmozódásnak vagy szikesedésnek nevezzük. Hazánkban – különösen az Alföldön – a 60-as és 70-es években az öntözés nagyobb arányú elterjedésével a másodlagos szikesedéssel érintett terület meghaladta a 200 000 ha-t.
Az öntözött körülmények között bekövetkező másodlagos szikesedési folyamatokat jellegük szerint három fő csoportba sorolhatjuk:
• semleges alkáli sók (NaCl, Na2SO4) felhalmozódása a talaj felszínén,
• semleges alkáli- és alkáliföldfém-sók felhalmozódása a mélyebb talajrétegekben,
• lúgosan hidrolizáló nátriumsók (NaHCO3, Na2CO3) felhalmozódása (másodlagos szolonyecesedés).
Az öntözés hatására kialakuló kedvezőbb vízellátás és a megfelelő víz/levegő arány mellett élénkül a talajélet, és megnő az oldatba kerülő tápanyagok mennyisége. Ezért mind a szerves kötésû, mind a nehezebben oldható ásványi sók formájában található tápanyagok felvehetősége javul, feltáródásuk felgyorsul. Ebből következően öntözött területen a növények több tápanyagot tudnak felvenni és nagyobb lesz a termés. A talajt rendszeresen átnedvesítő szivárgó víz ugyanakkor elősegíti a tápanyagok – különösen az ásványi nitrogén – mélyebbre mosódását. Az öntözővíz adagolását ezért úgy kell megoldani, hogy káros mértékû tápanyag-kimosódás ne következzen be. Túlöntözött talajokban viszont a levegőtlenség miatt kedvezőtlen a mikrobiológiai tevékenység, vontatottá válik a tápanyagok feltáródása, és csökken a felvehető formák mennyisége.
A túlöntözés káros hatására a talaj felszínén vízállások alakulhatnak ki, ami egyrészt közvetlen termésveszteséget okoz, másrészt a talaj mûvelhetőségét akadályozza. A nem megfelelő nedvességtartalomnál végzett talajmûvelés káros talajtömörödés kialakulásához vezet.
Hangsúlyozni kell azonban, hogy nem az öntözés, hanem annak helytelen, szakszerûtlen alkalmazása okoz károkat és csökkenti a talaj termékenységét.
Az öntözés talajtani feltételei
Ahhoz, hogy az öntözés talajra gyakorolt káros hatásai elkerülhetők legyenek, az öntözés tervezése során az öntözésre kijelölt terület előzetes talajtani vizsgálatát is el kell végezni. A helyszíni és laboratóriumi vizsgálatok során a terület öntözhetőségének talajtani feltételeit kell megállapítani.
Az elméleti öntözési vízadag kiszámításának alapja a talaj differenciált pórusterének ismerete, és az ezt szemléletessé tevő vízkapacitási jellemzők (Vkmax, Vkmin, Vksz, DV, HV). Az öntözési cél – talajtani szempontból – a növények számára felvehető, az ún. hasznosvíz (DV-diszponibilis víz) pórustartomány feltöltése. Ez a pórustartomány azonban a talaj mindenkori pillanatnyi nedvességtartalmának függvényében képes vizet felvenni, és azt tárolni. A növények számára a könnyen felvehető víz tartománya a hasznosvíz 30%-ig terjed. Tehát a hasznosvíz (DV) 70%-a az a vízmennyiség, amit a vízadagszámításnál kiinduló adatként kell figyelembe vennünk, ha a talaj nedvességtartalma éppen a DV 30%-ának felel meg.
Az öntözés lehetséges intenzitására vonatkozó információt a talaj hidraulikus vezetőképességének (K-tényező) ismeretében nyerhetünk.
A talaj kémiai tulajdonságai közül az oldható sók mennyisége és minősége, a kicserélhető Na-ionok abszolút és relatív mennyiségének ismerete elsősorban az öntözővíz talajra kifejtett hatásának előrejelzéséhez adnak támpontot. Ezeken kívül elengedhetetlen a felhasználásra kerülő öntözővíz kémiai összetételének ismerete is, amelynek fontosságára a későbbiekben részletesen is kitérek. Indokolt esetben sóforgalmi számítások elvégzése is szükséges.
Az elvégzett talaj- és öntözővíz vizsgálatok eredményei alapján a talajokat öntözhetőség szempontjából három csoportba lehet besorolni (Stefanovics-Filep-Füleky, 1999).
1. Öntözésre javasolhatók azok a területek, amelyeken a talaj termékenysége az öntözés következtében várhatóan nem csökken. Ebbe a csoportba tartoznak a kedvező vízgazdálkodási tulajdonságokkal (1–4 vízgazdálkodási kategória) rendelkező talajok, ahol a talajvíz mélyen (4 m alatt) helyezkedik el és sófelhalmozódás sem a szelvényben, sem a talajvízben nem figyelhető meg. Azonban ezeken a területeken is csak megfelelő minőségû öntözővizet lehet felhasználni. Az öntözés során a talajvédelmi tervben megfogalmazott előírásokat be kell tartani.
2. Öntözésre feltételesen javasolható területeken az öntözés csak akkor nem csökkenti a talaj termékenységét, ha a talajvíz szintje mélyebben marad a kritikus vízszintnél és az öntözővíz megfelelő minőségû. Ilyen területeken az öntözést általában vízrendezéssel és a talajnedvesség szabályozásával kell összekapcsolni.
3. Nem javasolható az öntözés akkor, ha az káros folyamatok megindulását vagy erősödését idézné elő a talajban. Az öntözhetőséget korlátozó legfontosabb talajtulajdonságok a következők:
• a felszín közeli talajvízszint,
• a talajvíz magas sótartalma,
• kedvezőtlen talajszerkezet,
• sófelhalmozódás a talajszelvényben
• a Na+ ionok 5%-ot meghaladó aránya az adszorbeált kationok között.
Az öntözővíz minősége
Az öntözővizek minősége elsősorban a víz kémiai összetételétől és lebegőanyag-tartalmától függ. A minősítés alapjául szolgáló jellemzők kiválasztásánál és a határértékek megállapításánál azonban ezeken kívül a víz alkalmazásának körülményeit is figyelembe kell venni (Filep 1999). Ebből a szempontból kiemelten fontosak:
• az öntözendő talaj tulajdonságai (szemcseösszetétele, szerkezete, vízáteresztő képessége, természetes vagy mesterséges drénezettsége, sótartalma, kicserélhető Na-tartalma),
• a talajvíz szintje,
• éghajlati adottságok (csapadék mennyisége és eloszlása),
• a termesztett növény fiziológiai adottságai (sótûrő képessége, vízigénye),
• az öntözés módja, gyakorisága.
Alapvető követelmény, hogy az öntözés hosszabb idő múlva se idézzen elő káros mértékû só- vagy Na-felhalmozódást a talajban.
Az öntözővíz minőségét elsősorban az alábbi kémiai jellemzők alapján lehet megítélni:
• összes oldott sótartalom,
• relatív Na-tartalom (Na%),
• Na-adszorpciós arány (SAR),
• a Mg-ionoknak a Ca- és Mg-ionok összegéhez viszonyított relatív mennyisége (Mg%),
• fenolftalein lúgosság,
• lúgosan hidrolizáló alkáli sók összes mennyisége (szóda egyenérték).
Az öntözővíz sótartalmára vonatkozóan nem lehet általános érvényû határértéket megszabni, mivel azt a mindenkori talajtulajdonságok, a kiadagolt víz mennyisége és az éghajlati adottságok is nagymértékben befolyásolják. Hazai éghajlati és talajviszonyaink között általában nem következik be sófelhalmozódás akkor, ha az öntözővíz sókoncentrációja nem haladja meg az 500 mg/l (EC=0,781 mS/cm) értéket. Mély talajvizû, laza talajokon ennél nagyobb, 800–1000 mg/l sótartalmú víz használata is megengedhető.
Az öntözővíz összetétele akkor kedvező, ha kevés Na-iont tartalmaz. A szikesítő hatás szempontjából azonban elsősorban nem a Na-ionok abszolút mennyisége, hanem a többi kationhoz viszonyított részaránya (Na%) a döntő. A Na% megengedhető értéke a víz sótartalmától és az öntözendő talaj tulajdonságaitól függ. Hazánkban a kis sótartalmú vizeknél a Na% átlagosan 40–50% körüli lehet.
A víz szikesítő hatásának kifejezésére a Na% mellett a nátrium adszorpciós arány (SAR) is használható. A SAR értéke nemcsak a víz relatív Na-tartalmától, hanem az összes sókoncentrációtól is függ, így kifejezésre juttatja azt a törvényszerûséget, hogy a víz koncentrációjának emelkedésével a szikesítő hatása is megnő. Jó minőségû öntözővíz esetében a SAR nem haladja meg a 2 értéket.
A nagy magnéziumtartalmú öntözővízből jelentős mennyiségû Mg-ion adszorbeálódhat a talajkolloidokon. A nagy mennyiségû adszorbeált Mg egyrészt kedvezőtlenül hat a talaj fizikai és vízgazdálkodási tulajdonságira, másrészt a magnéziumban gazdag talajok gyorsabban szikesednek el, mint a hasonló kolloidtartalmú Ca-talajok. Kívánatos, hogy az öntözővízben a Mg-ionok mennyisége jóval kisebb legyen, mint a Ca-ionoké. Amennyiben a Mg% 40–50 körüli, néhány talajon (pl. kötött réti talajokon) kérdéses a víz alkalmazhatósága.
A fenolftalein lúgosság a szabad szóda és a Na-szilikát jelenlétét jelzi. Az ilyen víz erősen szikesítő hatású, ezért a jó minőségû öntözővíz szódát egyáltalán nem tartalmazhat.
A fenolftalein-lúgosságot nem mutató vizek is tartalmazhatnak azonban erősen szikesítő hatású Na-sókat (elsősorban NaHCO3-ot). Ennek mennyisége a szódaegyenértékkel (Sze) becsülhető. A jó minőségû öntözővizekben a szódaegyenérték kisebb 1,25-nél.
A korábbi vízminősítési irányelvek és a talaj/öntözővíz kölcsönhatással kapcsolatos szakirodalmi adatok alapján hazai viszonyainkra újabban Filep (1999) dolgozott ki öntözővíz-minősítési rendszert. E szerint az öntözővizeket az összes sótartalom, a Na% és a SAR érték alapján 4 fő csoportba sorolhatjuk.
I. Minden esetben használható az öntözővíz, ha sókoncentrációja nem haladja meg az 500 mg/l-t (EC < 0,78 mS/cm) és SAR értéke nem haladja meg a 2 értéket. A megengedhető Na% a sókoncentrációtól függ. A kategórián belül két alcsoportot lehet megkülönböztetni.
I.a. Kiváló minőségû. A sókoncentráció < 500 mg/l és a SAR < 1.
I.b. Jó minőségû. A sókoncentráció
< 500 mg/l és a SAR 1–2 közötti.
II. Csak egyes talajok öntözésére alkalmas, de javítás után minden esetben használható öntözővizek. Ez a kategória három alcsoportra osztható.
II. a. Javítás nélkül felhasználható a víz homok és jó vízálló szerkezetû vályog talajok öntözésére akkor, ha sókoncentrációja 500–1000 mg/l (EC = 0,78–1,6 mS/cm), a SAR értéke kisebb mint 2, a Na% < 25–40. Szakszerû hígítás után, ha a sókoncentráció és a SAR értéke az I. csoportra jellemző értékre csökken, bármilyen talaj öntözésre alkalmas.
II. b. Ha a víz sókoncentrációja kisebb 500 mg/l-nél, de a SAR értéke 2 és 4 között van, a Na% pedig 40–75% közötti, javítás nélkül csak szikes legelők öntözésére használható. Nem szikes talajok öntözése esetén szükséges a víz kémiai javítása, gipszezése. Gipszezés után a sókoncentráció megnő ugyan, de a Na% jelentősen lecsökken.
II. c. Nem szikes talajok öntözésére csak hígítás/vagy kémiai javítás után alkalmas a víz akkor, ha sókoncentrációja 350–1000 mg/l közötti (EC = 0,55–1,6 mS/cm), a SAR értéke 2–4 közötti, a Na% az összes sótartalomól függően 50–70% közötti.
III. Javítás után is csak egyes talajok öntözésére használható természetes vizek sókoncentrációja < 2000 mg/l (EC < 3,1 mS/cm) és a SAR értéke 4 és 8 közötti.
IV. Öntözésre nem használható és nem javítható víz, a nagy sótartalom és a magas Na-koncentráció miatt.
Az öntözés jogi szabályozása
Az öntözés vízjogi engedélyhez kötött tevékenység. A termőföld védelméről szóló 2007. évi CXXIX. törvény 50. §-a alapján az öntözés vízjogi engedélyezési eljárása során az illetékes talajvédelmi hatóság szakhatóságként vesz részt. A talajvédelmi szakhatósági állásfoglalás megadásához talajvédelmi terv elkészítése szükséges. Talajvédelmi tervet szakértői jogosultsággal rendelkező talajvédelmi szakértő készíthet a 29/2006. (IV.10.) FVM rendeletben foglalt előírások alapján. A talajvédelmi terv készítésének célja egyrészt, hogy megállapítsa a kijelölt terület öntözésre való alkalmasságát, másrészt hogy megakadályozza az öntözésre alkalmatlan víz felhasználását.
A talajvédelmi terv készítéséhez szükséges talajtani vizsgálatok kiterjednek a talaj fizikai (pl. mechanikai összetétel, térfogattömeg) és kémiai vizsgálatára (pl. összes sótartalom, kicserélhető kationok). A talajvédelmi tervben ismertetni kell az öntözési norma és öntözési intenzitás értékét befolyásoló talajtani paraméterek számított értékeit (összporozitás, diffrenciált porozitás, levegőkapaciás, relatív levegőtartalom, hidraulikus vezetőképesség). Be kell mutatni az öntözési adagokra és öntözési intenzitásra vonatkozó elméleti számítások eredményeit. Ezen kívül a felhasználásra kerülő öntözővíz minősítését, szükség esetén a javításra vonatkozó javaslatot is ismertetni kell.
Összefoglalás
Az öntözés mesterséges beavatkozás a növényállományok vízigényének gazdaságilag indokolt szinten történő kielégítésére. A szántóföldi növénytermesztés során a termesztett növények terméseredményeinek javítására csapadékhiányos évjáratokban az egyik legeredményesebben alkalmazható agrotechnikai eljárás. Az öntözés végrehajtása azonban komoly szakértelmet és körültekintést kíván. A nem szakszerûen végzett öntözés ugyanis a talaj termékenységét olyan mértékben ronthatja, amely a terület későbbi mezőgazdasági hasznosítását is kedvezőtlenül befolyásolhatja. Termőtalajaink védelme érdekében ezért hazánkban törvény szabályozza az öntözés engedélyezésének feltételeit, amelyben a talajvédelmi hatóságra jelentős szerep hárul.
Dr. Kulcsár László
Talajvédelmi szakértő
Irodalom:
Filep Gy. (1999): Az öntözővizek minősége és minősítése. Agrokémia és Talajtan 48. 49-66.
Stefanovics P. (1977): Talajvédelem, környezetvédelem. Mezőgazdasági Kiadó.
Stefanovics P.–Filep Gy.–Füleky Gy. (1999): Talajtan. Mezőgazda Kiadó.
Várallyay Gy. (2005): Magyarország talajainak vízraktározó képessége. Agrokémia és Talajtan 54. 5-24.
Várallyay Gy.–Szûcs L.–Rajkai K.–Zilahy P.–Murányi A. (1980): Magyarországi talajok vízgazdálkodási tulajdonságainak kategória rendszere és 1 : 100 000 méretarányú térképe. Agrokémiai és Talajtan 29. 77–112.
