Az öntözés talajvédelmi kérdései

Csapadékszegény idõjárás esetén az öntözés a termésbiztonság egyik legfontosabb agrotechnikai tényezõje. 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 öntözõvíz vizsgálata mellett alapvetõ 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 talajképzõdés irányát és intenzitását is. Az említett változások egy része kedvezõ, más részük a talajtermékenység szempontjából kedvezõtlen folyamat (1. táblázat). Éppen ezért, mind a területek kijelölésekor, mind az öntözés gyakorlata során körültekintõen kell eljárni, hogy káros hatások egyáltalán ne, vagy csak a lehetõ legkisebb mértékben jelentkezhessenek.

Az öntözés hatása legszembetûnõbben a talaj nedvességtartalmának megváltozásában érzékelhetõ. Öntözött területeken tartósan megnõ a talaj hasznosvíz készlete (DV), ami nemcsak a növényzet vízellátása szempontjából kedvezõ, 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 függõen vagy a felszínen gyûlik össze és idõszakos levegõtlenséget idéz elõ a talajban, vagy a mélyebb rétegekbe szivárog. Utóbbi folyamat egyrészt elõsegíti az oldható sók és tápanyagok kimosódását a gyökérzónából, másrészt elõidézheti 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 kedvezõtlen redukciós talajkémiai folyamatok (Fe-, Mn redukció, szulfátredukció).

A rendszeres öntözés talajfizikai hatása elsõsorban a talaj szerkezetének, pórusviszonyainak és vízelvezetõ képességének változásában jut kifejezésre. A talaj szerkezetének romlását, egyrészt a vízcseppek mechanikai ütõhatása, másrészt a víz oldó hatása idézheti elõ.

Esõszerû öntözésnél a vízcseppek ütõ 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 tömõdötté válik, eliszapolódik, kiszáradva repedezésre és cserepesedésre válik hajlamossá. Ilyen talajokban a növények nem találják meg kedvezõ életfeltételeiket. A talaj szerkezetének leromlása a fizikai és vízgazdálkodási tulajdonságok kedvezõtlen irányú megváltozását idézi elõ. Tömõdöttebb rétegek kialakulását eredményezheti, elõsegíti a túl bõ nedvességviszonyok, pangóvizek keletkezését, kedvezõtlen anaerob viszonyok kialakulását. Romlik a talaj mûvelhetõsége is.

A szerkezetromlás egyik szembetûnõ jelensége a kéregképzõdés.

A talajfizikai hatások között meg kell említeni az öntözés talajvédõ szerepét is, mivel a megfelelõ nedvességi állapotú talaj jobban ellenáll az erózió és defláció talajpusztító hatásainak. Homokterületeken eredményesen alkalmazható a kis vízadagokkal megvalósítható ún. homoklefogó öntözés.

A talajba került öntözõvíz egyrészt hígítja a talajoldatot, másrészt a vízzel bevitt oldható sók megváltoztatják a talaj eredeti sóösszetételét, módosul a kationok és anionok abszolút mennyisége, és a különbözõ ionok aránya. A leszivárgó víz magával szállítja a sók egy részét, ezért változik a sók mélységbeli eloszlása is. Az ismétlõdõ öntözések tehát, hosszabb távon jelentõs változásokat idézhetnek elõ a talaj sótartalmában és a sók minõségében. 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 jelentõsen csökkentette. Az öntözés hatására fellépõ 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 bekövetkezõ másodlagos szikesedési folyamatokat jellegük szerint három fõ 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 kedvezõbb vízellátás és a megfelelõ víz/levegõ arány mellett élénkül a talajélet, és megnõ az oldatba kerülõ tápanyagok mennyisége. Ezért mind a szerves kötésû, mind a nehezebben oldható ásványi sók formájában található tápanyagok felvehetõsége javul, feltáródásuk felgyorsul. Ebbõl következõen öntözött területen a növények több tápanyagot tudnak felvenni és nagyobb lesz a termés. A talajt rendszeresen átnedvesítõ szivárgó víz ugyanakkor elõsegíti a tápanyagok – különösen az ásványi nitrogén – mélyebbre mosódását. Az öntözõvíz adagolását ezért úgy kell megoldani, hogy káros mértékû tápanyag-kimosódás ne következzen be. Túlöntözött talajokban viszont a levegõtlenség miatt kedvezõtlen a mikrobiológiai tevékenység, vontatottá válik a tápanyagok feltáródása, és csökken a felvehetõ formák mennyisége.

A túlöntözés káros hatására a talaj felszínén vízállások alakulhatnak ki, ami egyrészt közvetlen termésveszteséget okoz, másrészt a talaj mûvelhetõségét akadályozza. A nem megfelelõ 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 elkerülhetõk legyenek, az öntözés tervezése során az öntözésre kijelölt terület elõzetes talajtani vizsgálatát is el kell végezni. A helyszíni és laboratóriumi vizsgálatok során a terület öntözhetõségének talajtani feltételeit kell megállapítani.

Az elméleti öntözési vízadag kiszámításának alapja a talaj differenciált pórusterének ismerete, és az ezt szemléletessé tevõ vízkapacitási jellemzõk (Vkmax, Vkmin, Vksz, DV, HV). Az öntözési cél – talajtani szempontból – a növények számára felvehetõ, 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 felvehetõ 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 vezetõképességének (K-tényezõ) ismeretében nyerhetünk.

A talaj kémiai tulajdonságai közül az oldható sók mennyisége és minõsége, a kicserélhetõ Na-ionok abszolút és relatív mennyiségének ismerete elsõsorban az öntözõvíz talajra kifejtett hatásának elõrejelzéséhez adnak támpontot. Ezeken kívül elengedhetetlen a felhasználásra kerülõ öntözõvíz kémiai összetételének ismerete is, amelynek fontosságára a késõbbiekben részletesen is kitérek. Indokolt esetben sóforgalmi számítások elvégzése is szükséges.

Az elvégzett talaj- és öntözõvíz vizsgálatok eredményei alapján a talajokat öntözhetõség 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 kedvezõ vízgazdálkodási tulajdonságokkal (1–4 vízgazdálkodási kategória) rendelkezõ talajok, ahol a talajvíz mélyen (4 m alatt) helyezkedik el és sófelhalmozódás sem a szelvényben, sem a talajvízben nem figyelhetõ meg. Azonban ezeken a területeken is csak megfelelõ minõségû öntözõvizet lehet felhasználni. Az öntözés során a talajvédelmi tervben megfogalmazott elõírásokat 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 öntözõvíz megfelelõ minõségû. Ilyen területeken az öntözést általában vízrendezéssel és a talajnedvesség szabályozásával kell összekapcsolni.

3. Nem javasolható az öntözés akkor, ha az káros folyamatok megindulását vagy erõsödését idézné elõ a talajban. Az öntözhetõséget korlátozó legfontosabb talajtulajdonságok a következõk:

• a felszín közeli talajvízszint,

• a talajvíz magas sótartalma,

• kedvezõtlen talajszerkezet,

• sófelhalmozódás a talajszelvényben

• a Na+ ionok 5%-ot meghaladó aránya az adszorbeált kationok között.



Az öntözõvíz minõsége

Az öntözõvizek minõsége elsõsorban a víz kémiai összetételétõl és lebegõanyag-tartalmától függ. A minõsítés alapjául szolgáló jellemzõk kiválasztásánál és a határértékek megállapításánál azonban ezeken kívül a víz alkalmazásának körülményeit is figyelembe kell venni (Filep 1999). Ebbõl a szempontból kiemelten fontosak:

• az öntözendõ talaj tulajdonságai (szemcseösszetétele, szerkezete, vízáteresztõ képessége, természetes vagy mesterséges drénezettsége, sótartalma, kicserélhetõ Na-tartalma),

• a talajvíz szintje,

• éghajlati adottságok (csapadék mennyisége és eloszlása),

• a termesztett növény fiziológiai adottságai (sótûrõ képessége, vízigénye),

• az öntözés módja, gyakorisága.



Alapvetõ követelmény, hogy az öntözés hosszabb idõ múlva se idézzen elõ káros mértékû só- vagy Na-felhalmozódást a talajban.

Az öntözõvíz minõségét elsõsorban az alábbi kémiai jellemzõk 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 öntözõvíz 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 öntözõvíz 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 megengedhetõ.

Az öntözõvíz összetétele akkor kedvezõ, ha kevés Na-iont tartalmaz. A szikesítõ hatás szempontjából azonban elsõsorban nem a Na-ionok abszolút mennyisége, hanem a többi kationhoz viszonyított részaránya (Na%) a döntõ. A Na% megengedhetõ értéke a víz sótartalmától és az öntözendõ talaj tulajdonságaitól függ. Hazánkban a kis sótartalmú vizeknél a Na% átlagosan 40–50% körüli lehet.

A víz szikesítõ 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 szikesítõ hatása is megnõ. Jó minõségû öntözõvíz esetében a SAR nem haladja meg a 2 értéket.

A nagy magnéziumtartalmú öntözõvízbõl jelentõs mennyiségû Mg-ion adszorbeálódhat a talajkolloidokon. A nagy mennyiségû adszorbeált Mg egyrészt kedvezõtlenül hat a talaj fizikai és vízgazdálkodási tulajdonságira, másrészt a magnéziumban gazdag talajok gyorsabban szikesednek el, mint a hasonló kolloidtartalmú Ca-talajok. Kívánatos, hogy az öntözõvízben 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 erõsen szikesítõ hatású, ezért a jó minõségû öntözõvíz szódát egyáltalán nem tartalmazhat.

A fenolftalein-lúgosságot nem mutató vizek is tartalmazhatnak azonban erõsen szikesítõ hatású Na-sókat (elsõsorban NaHCO3-ot). Ennek mennyisége a szódaegyenértékkel (Sze) becsülhetõ. A jó minõségû öntözõvizekben a szódaegyenérték kisebb 1,25-nél.

A korábbi vízminõsítési irányelvek és a talaj/öntözõvíz kölcsönhatással kapcsolatos szakirodalmi adatok alapján hazai viszonyainkra újabban Filep (1999) dolgozott ki öntözõvíz-minõsítési rendszert. E szerint az öntözõvizeket az összes sótartalom, a Na% és a SAR érték alapján 4 fõ csoportba sorolhatjuk.



I. Minden esetben használható az öntözõvíz, 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 megengedhetõ Na% a sókoncentrációtól függ. A kategórián belül két alcsoportot lehet megkülönböztetni.

I.a. Kiváló minõségû. A sókoncentráció < 500 mg/l és a SAR < 1.

I.b. Jó minõségû. A sókoncentráció

< 500 mg/l és a SAR 1–2 közötti.



II. Csak egyes talajok öntözésére alkalmas, de javítás után minden esetben használható öntözõvizek. 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 jellemzõ 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 legelõk öntözésére használható. Nem szikes talajok öntözése esetén szükséges a víz kémiai javítása, gipszezése. Gipszezés után a sókoncentráció megnõ ugyan, de a Na% jelentõsen 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 függõen 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 termõföld védelmérõl 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 szakértõi jogosultsággal rendelkezõ talajvédelmi szakértõ készíthet a 29/2006. (IV.10.) FVM rendeletben foglalt elõírások 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, kicserélhetõ kationok). A talajvédelmi tervben ismertetni kell az öntözési norma és öntözési intenzitás értékét befolyásoló talajtani paraméterek számított értékeit (összporozitás, diffrenciált porozitás, levegõkapaciás, relatív levegõtartalom, hidraulikus vezetõképesség). Be kell mutatni az öntözési adagokra és öntözési intenzitásra vonatkozó elméleti számítások eredményeit. Ezen kívül a felhasználásra kerülõ öntözõvíz minõsítését, szükség esetén a javításra vonatkozó javaslatot is ismertetni kell.



Összefoglalás

Az öntözés mesterséges beavatkozás a növényállományok vízigényének gazdaságilag indokolt szinten történõ 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 késõbbi mezõgazdasági hasznosítását is kedvezõtlenül befolyásolhatja. Termõtalajaink védelme érdekében ezért hazánkban törvény szabályozza az öntözés engedélyezésének feltételeit, amelyben a talajvédelmi hatóságra jelentõs szerep hárul.

Dr. Kulcsár László

Talajvédelmi szakértõ

Irodalom:

Filep Gy. (1999): Az öntözõvizek minõsége és minõsítése. Agrokémia és Talajtan 48. 49-66.

Stefanovics P. (1977): Talajvédelem, környezetvédelem. Mezõgazdasági Kiadó.

Stefanovics P.–Filep Gy.–Füleky Gy. (1999): Talajtan. Mezõgazda 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.