MENÜ

A talaj vízgazdálkodása és a növényi produkció kapcsolata különös tekintettel a talajvíz szerepére

Oldalszám: 11
Palkovits Gusztáv, Dr. Koltai Gábor 2014.06.24.

A növénytermesztésben a talajnak, mint megújuló természeti erõforrásnak, kiemelt jelentõsége van. A talaj vízgazdálkodása a talaj termékenységének alapvetõ feltétele, mivel meghatározza annak levegõ-, hõ- és tápanyag-gazdálkodását, biológiai tevékenységét, mûvelhetõségét.

A talaj nedvességtartalma alatt a talajban levõ víz (pontosabban különbözõ vizes oldatok) mennyiségét értjük. A talaj nedvességtartalma látja el a növényeket vízzel, lehetõvé teszi a tápanyagok felvételét, befolyásolja a talaj levegõ- és hõgazdálkodását és a talajban lejátszódó folyamatokat.

A talaj nedvességtartalma sok tényezõtõl függ:

- meteorológiai tényezõk (a csapadék mennyisége és eloszlása, a hõmérséklet, a szél, stb.)

- geomorfológiai, geológiai és hidrológiai tényezõk (domborzat, a talaj vastagsága, stb.)

- talajtulajdonságok (szerkezet, kötöttség, rétegzettség, stb.)

- mesterséges beavatkozások (vízelvezetés, öntözés, stb.)

A vízgazdálkodás típusa szerint megkülönböztetünk három alapvetõ talajtípust:

- kilúgzásos, ahol a légköri csapadék mennyisége meghaladja az elpárologtatott, elpárolgó víz mennyiségét

- egyensúlyi, ahol a kettõ megegyezik

- párologtató, ahol az elpárologtatott víz mennyisége több mint a lehullott csapadék mennyisége

A talaj vízgazdálkodását meghatározó tulajdonságai:

- a talaj mechanikai összetétele

- a talaj szerkezete, tömõdöttsége, repedezettsége, pórusviszonyai

- a talajszelvény felépítése

- a talaj kémiai tulajdonságai

A csapadék- és öntözõvíz, a felszíni hozzáfolyás, a talajvízbõl történõ és felszín alatti hozzászivárgás növeli, a párolgás és a növényzet párologtatása, a felszíni elfolyás és a felszín alatti elszivárgás csökkenti a talaj vízkészletét.

Magyarországon a csapadék mennyisége a növénytermesztés egyik korlátozó tényezõje.

A talaj nedvességtartalmát az 5-10 mm-t elérõ vagy meghaladó csapadékmennyiség növeli, az ennél kisebb mennyiségek a párolgási veszteség miatt nem raktározódnak el. A túl nagy mennyiségû vagy túl intenzív csapadék egy része elfolyik, ezért a közepes nagyságú csapadékok a leghatékonyabbak. Magyarországi mérések szerint a harmatnak a vizsgálatba bevont növények vízellátása szempontjából elsõsorban a kukorica és a silókukorica esetében van hatása. Képzõdésének leggyakoribb ideje a nyár vége és a kora õsz, tenyészidõszaki mennyisége az Alföldön mintegy 35 mm.

A talaj pórusaiban levegõ vagy víz lehet. Ha minden pórust víz tölt ki, akkor a gyökerek nem kapnak levegõt, ha pedig kevés a víz, akkor a vízellátás zavart. Mindkettõ következtében csökken a termés, sõt a növény el is pusztulhat. A nagy pórusokból a víz a gravitáció hatására eltávozik a legkisebbekben pedig már olyan erõvel kötõdik a talajrészecskékhez, hogy a növények nem tudják fölvenni. A vízfelesleg miatti oxigénhiányt a növények átmenetileg, ahhoz alkalmazkodva, elviselik. A növények víztûrõ-képességét a hõmérséklet emelkedése csökkenti. A vízhiányról általában elmondható, hogy ha a gyökérnek csak valamelyik ága nedves talajréteggel érintkezik, az a kritikus vízhiányos idõszakban a növény túléléséhez elegendõ. A talaj hõmérséklete és vízellátása befolyásolja mind a növényi tápanyagok rendelkezésre állását, mind azok felvételét. Néhány szántóföldi növénynek és talajélõlénynek a talaj víz : levegõ arányával szembeni igényét az 1. számú táblázat tartalmazza.

A vízhiányra a növények három idõszakban különösen érzékenyek:

1.                  csírázás-kelés-megeredés

2.                  intenzív növekedés

3.                  virágzás-termésképzés

A Magyar Tudományos Akadémia Aszály Bizottság állásfoglalása szerint az aszálygyakoriság eddigiekben tapasztalt növekedése és az éghajlatváltozás lehetséges regionális következményeinek figyelembevételével az elmúlt években tapasztalt károk és hosszú távú hatások növekedésére lehet számítani.

A vízhiányt enyhíti, vagy helyenként és bizonyos idõszakokban kiegyenlítheti a talajvízbõl származó vízellátás. Ez a hatás akkor érvényesül, ha a talajvíz szintje eléri az alapkõzeten elterülõ, annál lényegesen nagyobb kapilláris vezetõképességgel és vízvisszatartó-képességgel rendelkezõ fedõréteget, a talajt, valamint, ha nincs a víz- és páramozgást akadályozó talajréteg, talajhiba. A talajvíz szintjének emelkedésével a növény a vízigényének egyre nagyobb hányadát fedezi abból.

A talajvíznek több típusa ismert: típusos talajvíz, pangó talajvíz, lejtõk talajvize. Az áramló talajvíz a kedvezõbb. A típusos talajvíz lehet áramló és álló, a pangó talajvíz kis vastagságú réteg, mely magában a talajszelvényben képzõdik, a lejtõk talajvize a vízgyûjtõ legmélyebb pontja felé áramlik. A talajvíz emelkedhet és süllyedhet. A víz szintje fölött a talaj pórusaiban emelkedik talajtípusonként jellemzõ magasságra, de több esetben a vízmozgás pára formájában történik. A Szigetközben típusos, áramló talajvíz található.

A Szigetközben folyó adatgyûjtõ és –elemzõ munka alapján üzemi körülmények között is bemutatható volt a talajvíz hatása. Az 1980-1998. évek során õszi búza esetében több mint 4600, kukorica esetében több mint 2600, tavaszi árpa és silókukorica esetében több mint 1600 üzemi tábla adatait dolgoztuk föl. Az átlagos táblaméret 20 ha körül volt. A táblák talaja erõsen rétegzett humuszos öntés, öntés réti vagy terasz csernozjom talaj. A termesztést általában fejlett agrotechnika jellemezte.

Az õszi búza gyökérzete általában 200 cm-nél alig hatol mélyebbre, 70-80 %-a a talaj felsõ 40 cm-es rétegében található. A hazai fajták és agrotechnika mellet a búza vízigénye 350-410 mm-re tehetõ. Ezt a csapadék nem fedezi, a vízhiány az alföldön a 120 mm-t is elérheti. A búza szempontjából alapvetõ jelentõsége van a tél végére a talajban betárolt víznek. Legvízigényesebb szakasza a szárbaszökéstõl a szemképzõdésig tart. A vízfogyasztás a vetéstõl áprilisig viszonylag alacsony és június elsõ felében éri el a maximális, napi átlagos 4-6 mm vízfelhasználást. Ez a mennyiség a többi növénynél is mértékadó.

A kukorica 150-240 cm mélységbõl képes fölvenni a vizet. A címerhányást közvetlenül megelõzõ és az azt követõ hím- és nõvirágzás ideje a víz- és a tápanyagellátás szempontjából a legkritikusabb idõszak. Ekkor veszi fel a növény a vízigényének 50-60 %-át. A levelek leszáradása miatt a termésveszteség 20-50 % is lehet. A vegetáció elsõ felében a túl nedves talaj okozhat terméskiesést.

A tavaszi árpa megfelelõ idõben vetve a télen betározott csapadékot jól ki tudja használni. Sekélyebben gyökerezik, de fejlõdése nagyon intenzív. Az aszályra a beporzás idején a legérzékenyebb. Vízigénye mérsékeltebb, a vízfelhasználás erõsen függ a levegõ páratartalmától.

A fenti növények országosan is a szántóterület több mint felét foglalják el. A hazai gyakorlatban általában öntözés nélkül termesztik õket. Tápanyagellátásuk mûtrágyákkal történik.

A táblákat a vegetációs idõszak (minden évben márciustól szeptemberig) átlagos talajvízmélysége és a fedõréteg vastagsága alapján 6 részre (a továbbiakban: talajvíz-kategória) osztottuk:

Többletvízhatás nélküli területek: a vegetációs idõszak átlagában a talajvíz nem éri el a fedõréteget: 1 méternél vékonyabb (TVN1), 1 méternél vastagabb (TVN2);

Többletvízhatás alatti területek: a talajvíz mélysége 0 és 150 cm között van (TV1), 151 és 200 cm között van (TV2), 201 és 300 cm között van (TV3) és 301 cm alatt van (TV4).

A Szigetközben a Dunától függõen, árvizek idején a talajvíz szintje a vegetációs idõszaki átlagnál magasabbra is emelkedik, további többletvizet biztosítva a növényeknek és van, amikor annál mélyebben helyezkedik el.

Õszi búza és kukorica esetében a 300 cm-nél magasabb talajvízszintû táblák termései a 301 cm-nél mélyebb talajvizû és a felszín alatti vízbõl többletvíz-hatással nem rendelkezõ táblacsoportokénál megbízhatóan nagyobbak voltak. A 301 cm alatti talajvizû csoport eredménye megbízhatóan magasabb a leggyöngébb termést adó táblacsoporténál, ahol a vegetációs idõszak átlagos talajvízszintje nem éri el a fedõréteget. A többletvízhatás nélküli táblák esetében különbség mutatható ki a kétféle fedõréteg-vastagságú csoport között is.

Tavaszi árpa esetében a táblák termésátlagának összehasonlítása során megbízható különbség mutatható ki a magasabb talajvízszintû, valamint a 301 cm alatti talajvízszintû és a többletvízhatás nélküli területek között. A 301 cm alatti talajvízmélységû és a talajvízhatás nélküli területek terméshozamai között a különbözõ fedõréteg vastagságoknál nincs különbség.

Silókukorica esetében csak a többletvízhatás nélküli, vékony fedõrétegû területek hozamai maradtak el szignifikánsan a többitõl. Az eredmények kevésbé kiegyenlítettek, melynek egyik fõ oka az évjáratoktól függõen elõforduló kényszersilózás, illetve a silókukorica meghagyása szemes kukoricának, valamint a nagytömegû vegetatív rész különbözõ nedvességtartalma.

A talajvíz, a vízellátás hatását nagymértékben befolyásolja a tápanyagellátás. A kettõ együtt képes jó terméseket biztosítani, azaz ha csak az egyik tényezõ megfelelõ és a másik elmarad a szükségestõl, termésveszteségre számíthatunk. A tápanyagellátás termésnövelõ hatása mellett fontos megemlíteni, hogy az a talaj humuszmérlegének egyensúlyban tartásához is szükséges.

A talajok természetes tápanyag-szolgáltató képességét a váltakozó kiszáradás és átnedvesedés az intenzívebb mobilizációs és mineralizációs folyamatok eredményeképpen, fokozza. A talaj túlnedvesedése gátolja a N-megkötést és kimosódást is okoz. A vízhiány valamennyi tápanyag felvételét megnehezíti.

A talaj túlnedvesedése esetén a rossz szellõzöttségbõl származó kedvezõtlen, gyöngébb gyökérfejlõdés okozta hátrány nagyrészt kiküszöbölhetõ volt N-trágyázással, részben a N-veszteségek kompenzálása miatt is. A vízfelesleg miatti oxigénhiányt a növények átmenetileg, ahhoz alkalmazkodva, elviselik.

A tápanyagellátás hatásának vizsgálatára valamennyi talajvíz-kategórián belül a kijuttatott mûtrágya adagok alapján, vegyes hatóanyagban számolva, öt tápanyag-ellátottsági szintet különböztettünk meg:

A 0-50 kg/ha-os csoportban (NPK1) - ha egyáltalán került sor trágyázásra - az az esetek túlnyomó részében csak N fejtrágya volt. Ezen táblák esetében általában egy alacsonyabb agrotechnikai szint is jellemzõ.

Az 51-150 kg/ha-os csoport (NPK2) esetében jellemzõ az egyoldalú N-ellátás.

A 151-300 és a 301-450 kg/ha-os csoportokban (NPK3, NPK4) beszélhetünk a növények tápanyagigényét általában kielégítõ mûtrágyázásról.

A 451 kg/ha-nál nagyobb dózisú táblákat (NPK5) a nagy dózis némiképp eltérõ hasznosulása és a Szigetközben gyakran alkalmazott vinasz (mely az esetek nagy részében a magas értéket adja) magas káliumtartalma miatt kezeljük külön.

Õszi búza és kukorica esetében a talajvíz hatása minden tápanyag-ellátottsági szinten érvényesül, illetve a tápanyagellátás hatása minden talajvízszint esetében hasonló. A talajvízhatás nélküli területek esetében ez a hatás erõsebb. Az optimális tápanyagmennyiség (megfelelõ arányban) 150 és 300 kg közé tehetõ hektáronként. Hektáronként 300 kg-nál több vegyes hatóanyag kijuttatása jelentõs termésnövekedést már semmilyen termõhelyen nem okoz.

Tavaszi árpa esetében a tápanyagellátás fokozásának termésnövelõ hatása elsõsorban a mély talajvizû és a talajvízhatás nélküli területeken mutatkozik meg. A talajvíz hatása minden tápanyagellátási szinten kismértékûnek tekinthetõ. A tavaszi árpa termesztése során semmilyen termõhelyen nem ajánljuk 150 kg/ha vegyes hatóanyagnál több kijuttatását.

Minden vizsgált növénynél nagy mûtrágyaadagokkal kedvezõtlen termõhelyen is jelentõsen növelhetõ a termés mennyisége, noha ez a hozam a kedvezõbb termõhelyeken lényegesen kisebb adagokkal is elérhetõ. Az 1.-3. ábrákon ezt szemléltetem.

1. számú táblázat

Néhány szántóföldi növénynek és talajélõlénynek a talaj víz : levegõ arányával szembeni igénye

(Bocz és mtsai, 1992.)

 

víz : levegõ arány

az összpórus-térfogat %-ában

Kukorica

67-70 : 33-30

Búza-árpa

72-75 : 28-25

Nitrifikáló és cellulózbontó baktériumok

79 : 21

Nitrogénkötõ baktériumok és talajmoszatok

66 : 34