Öntözéstechnika és -minőség

Kategória: Növénytermesztés | Szerző: Dr. Patay István egyetemi tanár, 2015/07/28

Az öntözés ősi agrotechnikai művelet, amely az idők folyamán – elsősorban az öntözési célok bővülésének és a műszaki haladásnak köszönhetően – folyamatosan fejlődött. Az öntözés tudomány művelésének és gyakorlatának kezdeti korszakában a kiadott öntözővíz mennyisége, illetve annak időpontja volt a döntő, nem pedig a vízszétosztás módszere és annak minőségi oldala. Marjai (1963) jelentős kutatásokat végzett ezen a területen és jelentősen hozzájárult az öntözés minősége definíciójának megalkotásához, miszerint a jó minőségű öntözés akkor valósul meg, ha a növény számára szükséges víz akkor és oda kerül, ahol az a legjobban hasznosul, és ez a legkisebb járulékos öntözési kártétellel jár. A régi meghatározás egyszerű, azonban megvalósítani ma is igen összetett műszaki-agronómiai feladat.

Az uniós Közös Agrárpolitika jelenleg érvényes álláspontja szerint a vízkészletek (mennyiségi és minőségi szempontú) védelme nemcsak az Unióban, hanem szerte a világon nemzeti, regionális és helyi szinten napirenden levő, kiemelt fontosságú kérdés. Az Unió vízpolitikájának átfogó célja elsősorban az, hogy „minden európai polgár számára megfelelő mennyiségű, jó minőségű víz legyen hozzáférhető, valamint biztosítsa az összes Európában található víztest jó állapotát”. Az említett cél elérésére használt fő uniós jogi eszközök az Európai Parlament és a Tanács által elfogadott, vízre vonatkozó irányelvek. Az irányelv az Európai Unió olyan jogi aktusa, amely előírja a tagállamok számára egy adott eredmény elérését, de nem írja elő annak módját. A tagországok tehát – készleteik ismeretében – szabadon meghatározhatják a mezőgazdasági öntözés engedélyezett formáit, a vidékfejlesztési forrásokból segíthetik rendszereik korszerűsítését és bővítését, illetve megállapíthatják az adott terület vízhasználati díjait is. Ez utóbbi akár ingyenes kategóriába is besorolható.

Ha a vízmennyiséggel pazarlóan bánunk, akkor az esetleges túlöntözésre fordított vízmennyiség szétosztására fordított energia is veszendőbe megy. Ebből következően a vízszétosztás folyamatát kell fokozottan figyelni, elemezni és az öntözés minősége gyakorlatának szolgálatába állítani. A Cselőtei (1988), Lelkes (1983, 1988) és mások által végzett kísérletek azt mutatták, hogy az öntözött növényállományok eltérően fejlődnek a különböző módszerrel kiadagolt, de azonos mennyiségű vízellátás esetén. A szerzők hangsúlyozták, hogy az új termelési technológiákban mindinkább feloldódik az öntözés korábban szinte kizárólagos vízpótló jellege. A ma elérhető öntözéstechnikák minden szóba jöhető öntözési feladatra kínálnak megoldást attól függetlenül, hogy milyen növényállományról és termesztési térről van szó.

Az öntözéstechnika és a növény kapcsolata

Az öntözés célja szántóföldön nagy általánosságban a természetes csapadék pótlása a termésbiztonság, a hozamnövelés és/vagy a termésminőség javítása céljából. Alapvető fontosságú, hogy az öntözéssel kitűzött célokat – az eredményt – a lehető legkevesebb öntözővíz és energia felhasználásával érjük el. Mindezekből kitűnik, hogy a céloknak megfelelő öntözéstechnika megválasztása a művelet szempontjából alapvető fontosságú. Ehhez járul még a helyes üzemeltetés feltételeinek betartása, így valósulhat meg a jó minőségű öntözés az elvárt eredmény érdekében.

Az öntözés minőségének javítása általában többletköltséggel jár. Általános ökonómiai megfontolások szerint az öntözés minőségét, ezen belül a víztakarékosságot és az energiatakarékosságot addig érdemes javítani, ameddig a többletráfordítást a többleteredmény fedezi. Az intenzív kultúráknál és termesztési technológiáknál szintén ökonómiai okok miatt különösen érdemes az öntözési munkaminőséggel törődni.

A megfelelő öntözéstechnika megválasztásánál alapvető szempont kell, hogy legyen az a felismerés, hogy a talaj közvetítésével a növényt öntözzük. Öntözéssel a növény komfortzónájának jellemzőit (talajnedvesség, felvehető tápanyag, hőmérséklet, levegő páratartalma stb.) változtathatjuk meg előnyös irányban.

Egy-egy növényegyed életterét a tenyészterület nagysága határozza meg. A tenyészterület a sor- és a tőtávolság függvénye, ami a különböző kultúrák esetében igen eltérő. Az egységes növényállomány azt kívánná meg, hogy minden egyes növényegyed azonos feltételek között fejlődhessen. Ez vonatkozik természetesen a vízellátásra is. Tapasztalatból tudjuk, hogy a vízellátást biztosító természetes csapadék térben és időben egyenetlenül érkezik. Öntözéssel ezt az egyenetlenséget kell vagy kellene mérsékelni térben és időben pontos vízadagolással. Az öntözővíz területi eloszlásának egyenletességét, vagy precíziós öntözés esetében a helyspecifikus adagolást az öntözéstechnika alapvetően meghatározza. Nagy általánosságban az öntözőberendezés potenciális adagolási pontossága annak alapján értékelhető, hogy egy vízadagoló elem (szórófej, csepegtető test stb.) hány növényegyed vízellátását szolgálja. Ebből a szempontból nyilvánvalóan azok az öntözőberendezések előnyösek, amelyek sok adagolóelemmel rendelkeznek, vagyis kicsi az egy adagolóelemre jutó tőszám.

Az adagolók száma és területi eloszlása mellett fontos az egyidejűség is. Ez azt jelenti, hogy az öntözővizet lehetőleg egy időben kapja meg a termőterület (tábla) minden növényegyede. Az időben elhúzódó öntözés időben eltérő vízellátást eredményez, ami megjelenhet a növények egyenetlen fejlődésében is. A növények toleranciája a vízpótlás időbeni pontatlanságára eltérő, de a többnapos, esetleg -hetes eltérés az egyszeri öntözési forduló végrehajtásában (az öntözés kezdete és befejezése közötti időtartam) gyakran a betakarításig érezteti hatását.

Az öntözés minőségét alapvetően meghatározó potenciális adagolási pontosság térbeli és időbeni komponense alapvetően öntözéstechnika függő, de a területegységre jutó tőszám révén befolyásolja az öntözött növénykultúra is. Természetesen más szempontok is vannak egy-egy öntözéstechnikai megoldás kiválasztásában (pl. beruházási, üzemeltetési költségek, növény-egészségügy stb.), de az öntözéstechnika és a növény kapcsolatát tekintve az adagolási pontosság alapvető.

Öntözési eljárások

Az öntözés, mint agrotechnikai művelet összetett feladat, amelynek végrehajtása során meg kell oldani a vízkiemelést, a vízkezelést, a szállítást, az elosztást és a kiadagolást (1. ábra).

Az alkalmazandó öntözési eljárást döntően az öntözési cél és a körülmények, adottságok határozzák meg. A vízadagolás helye és módja szerint a különböző öntözési eljárásokat négy csoportba sorolhatjuk.

Felületi öntözés. A világon a legelterjedtebb módszer, hazai alkalmazása korlátozott. A felületi öntözésnek többféle módszere ismert. Árasztó öntözésről beszélünk akkor, ha szintezett és körülhatárolt területre eróziót még nem okozó térfogatárammal bevezetjük a szükséges vizet, majd a kellő beázás időtartamáig azt a területen állni hagyjuk. Egyenetlen terepen egyenlőtlen beázásra kell számítani, ami vízpazarlással is jár. Ellenőrzött terepen megfelelően kialakított talajművelési rendszerrel lehet víz- és energiatakarékos árasztást alkalmazni. Jól tereprendezett területeken hosszú sávok és barázdák alakíthatók ki, ahol számos automatizálási megoldás is alkalmazható (2. ábra). Szifonok, műszáltömlők, zsilipes adagolók, automata áramlásszabályzós szelepek és természetesen a tereprendezett és rendszeresen karbantartott táblák már jobb öntözési munkaminőséget tesznek lehetővé, ahol jobban becsülhető a ténylegesen kiadagolt víz mennyisége is. A felületi öntözés legfőbb előnye, hogy a víz mozgatása döntően gravitációs úton történik, így az energiaköltség minimalizálható.

Altalajöntözés. Az altalajöntözés olyan öntözési mód, amikor a vízpótlás a talajfelszín alatt, közvetlenül a gyökérzónában történik. Ebben az esetben a víz veszteségmentesen, teljes mértékben hasznosul, a kiadagolás energiaigénye is minimális.

Az altalajöntözés megoldásához a talajba fektetett csőhálózat szükséges megfelelő kialakítású adagolóelemekkel. A csőhálózatot értelemszerűen a művelt réteg alatt kell kialakítani. Az altalajöntözés ma két módon valósítható meg: felszín alatti csepegtető öntözéssel és a táblán belüli vízrendezéshez kialakított dréncsőhálózat segítségével. A káros sómozgások a talajban és a létesítés magas költségei miatt az altalajöntözés csak kivételes esetekben javasolható.

Esőztető öntözés. Az esőztető vagy esőszerű öntözés esetében csővezetékben nyomás alatt vezetett vizet alkalmas szórófejjel a légtéren keresztül juttatjuk a talaj és/vagy a növény felületére vagy a növényzet lombozata alá. Az öntözővíz a természetes esőkhöz hasonlóan általában cseppek formájában éri el a célfelületet.

Az esőszerű öntözésnek számos előnye van a felületi öntözési módokkal szemben:

• a különböző csővezetékekkel és szórófejekkel rugalmasan alkalmazható az öntözendő területhez, a táblaalakhoz és mérethez;
• nem szükséges tereprendezés, a domborzat nem akadályozza az egyenletes kijuttatást;
• a kiadagolás intenzitása jól megválasztható a talaj víznyelőképességéhez, a túlöntözés elkerülhető;
• az alkalmazási céltól függően könnyen telepíthető, a mobil öntözőberendezések áttelepítésekkel jól kihasználhatók;
• biztosítható az öntözési folyamat teljes ellenőrzése, az automatizálás lehetősége;
• lehetőség van az öntözővízzel együtt a tápanyagok kijuttatására is;
• a vízpótláson kívül lehetőség van más öntözési célok megvalósítására is, mint pl. a növénytermesztési tér klimatizálása (párásítás, hűtés), fagy elleni védelem.

Mindezek következtében az esőszerű öntözés ma a legelterjedtebb öntözési mód Magyarországon. Az alkalmazás mérlegelésekor azonban a hátrányokat is szem előtt kell tartani:

• az esőszerű öntözés energiaigénye nagy, a biztosítandó üzemi nyomás a szórófejek méretétől függően 3–8 bar;
• a nagynyomású csövek és szerelvényeik viszonylag drágák, így a beruházási költségek magasak;
• az öntözés eredményességét a környezeti feltételek (szél, hőmérséklet) jelentős mértékben befolyásolják, erős szélben és magas hőmérséklet mellett nagyok az elhordási és párolgási vízveszteségek;
• az öntözés a növény lombozatát nedvesíti, ami kedvez a növénybetegségek terjedésének;
• a vízcseppek energiája rombolhatja a talajszerkezetet, eliszapolódáshoz, kiszáradáskor cserepesedéshez vezet;
• kisméretű vagy nagyon szabálytalan alakú táblák egyenletes beöntözése nehezen megvalósítható.

Az esőszerű öntözést megvalósító eljárások és berendezések széles köre áll rendelkezésre az öntözéses gazdálkodáshoz. Szántóföldön a mobil öntözéstechnika (csévélhető, frontálisan haladó vagy lineár és a körben járó vagy center pivot) alkalmazása általános (3. ábra).

Mikroöntözés. A mikroöntözési mód gyűjtőfogalom, a fogalomkörbe tartozó módszerek közös jellemzője, hogy az öntözővíz kis nyomáson (maximum 2–3 bar), a kiadagoló elemek kis térfogatárama (maximum 500 liter/óra) mellett jut a célfelületre, a növények légterébe és/vagy a talajba. A mikroöntöző berendezések egyszeri öntözésre kis vízadaggal dolgoznak, ezért általában gyakori, akár naponta többszöri öntözés is szükséges lehet. Ez az elvárás akkor teljesíthető, ha a mikroöntöző rendszer stabil kialakítású, áttelepítése a vegetációs időn belül nem lehetséges, illetve nem célszerű.

A mikroöntözést megvalósító eljárások két nagy csoportba sorolhatók: a csepegtető és a mikroszórófejes öntözési eljárások csoportjába. Mindkét kategórián belül számos változat alakult ki az eltérő öntözési igényeknek megfelelően.

A csepegtető öntözés azt jelenti, hogy az öntözővíz kis adagban, cseppenként jut a talajra, majd onnan beszivárogva a növényzónába (4. ábra).

A csepegtető öntözési mód fontosabb előnyei az alábbiakban foglalhatók össze:

• pontos vízadagolás, egyenletes kijuttatás, mivel a kiadagoló elemek száma nagy, a növények térállásához igazodóan;
• az öntözést és a vízhasznosulást nem befolyásolják a környezeti feltételek;
• minimális vízveszteség (95% körüli vízhasznosulás elérhető);
• energiatakarékosság a kis nyomásigény miatt;
• tápanyagok, kemikáliák kijuttatási lehetősége az öntözővízzel együtt;
• a levélzet nedvesítése hiányában kedvező növény-egészségügyi feltételek;
• az automatizálás lehetősége.

A csepegtető öntözési eljárás sikeres alkalmazásának egyik alapvető feltétele a megfelelő öntözővíz minőségének biztosítása. A csepegtetőtestek szűk járatai könnyen eltömődnek, ezért az öntözővizet gondosan meg kell szűrni a lebegő szerves anyagoktól. Másrészt a magas sótartalom kedvezőtlen, a sókiválások szintén eltömíthetik a járatokat és dugulást okozhatnak.

A csepegtető öntözési móddal kapcsolatban meg kell még jegyezni, hogy az öntözés során mikroklimatikus hatás (hűtés, páratartalom-növekedés) nem érvényesül. Ezért, ha a növény adott esetben igényli, a csepegtetéssel együtt párásító öntözés is szükséges lehet.

A mikro- vagy miniszórófejes öntözési mód (5. ábra) az esőszerű öntözés mintegy miniatürizált változata, a mikroszórófejes öntözésnél lényegében esőszerű öntözés valósul meg. A különbség a lényegesen finomabb esőfüggönyben, a cseppméretekben van. A csepegtető öntözéshez hasonlóan egy öntözési idényhez stabil telepítés szükséges, a szükséges öntözővizet sokszori öntözéssel, a növény vízigénye szerint lehet kijuttatni. Előnye a csepegtető rendszerekkel szemben, hogy kevesebb kiadagoló elem szükséges, és a vízpótlás mellett jelentős a klimatikus hatás is.

Az adagolás pontossága

Az öntözővíz kiadagolása térbeli pontosságának jellemzésére az idők folyamán különböző mérési és értékelési módszerek alakultak ki. A felületi öntözés minőségének értékelésére a nemzetközi gyakorlatban a DU (%) eloszlási tényezőt használják. Ezt általában a mért beázási mélység értékek átlaga (mm) és a mérési adatsor alsó negyedrészéből képzett átlagszám (mm) viszonyából határozzák meg.

Az esőszerű öntözés adagolási pontosságának értékelésére a CU (%) egyenletességi tényezőt használják. A CU alapvetően a tervezéstől függ, a szélviszonyok és a szórófej kötésénél az üzemeltető által elkövethető hibák természetesen jelentősen ronthatják a tervezésnél meghatározott egyenletességet. Az eltömődések, a fúvókakopások, az előírtnál alacsonyabb nyomás szintén rontja az adagolás egyenletességét. Definíció szerint az adagolás annál egyenletesebb, minél közelebb van az érték a 100%-hoz. Az 1. táblázat vizsgálati eredményeket tartalmaz az adagolás egyenletességére vonatkozóan, amelyek tájékoztatnak a különböző kiadagolási módszerekkel végzett öntözés várható CU-értékeiről. A felső értékek csak gondos tervezés és szakszerű üzemeltetés esetén érhetők el.

Az adagolás térbeli egyenletessége mellett az időbeni kiosztás egyenletessége is alapvető minőségi követelmény, amely a termésmennyiségre és minőségre jelentősen kihathat. Nyilvánvaló, hogy a tábla egyidejű beöntözése lenne általánosan kívánatos, azonban ez nem minden öntözéstechnika esetében biztosítható, és döntően az öntözési kapacitás függvénye. Általában az öntözési kapacitás korlátai szabják meg az öntözés időbeli egyenletességét, tehát nem öntözésieljárás- és berendezésfüggő. A tervezésnél kell figyelembe venni, hogy adott kapacitás milyen időbeli egyenletességet enged meg, és az milyen hatással lehet az öntözéses termesztés eredményességére.

Irodalom

• Cselőtei, L. (1988): Az öntözési technológiák szerkesztésének alapjai a zöldségtermesztésben. in: Az öntözéses gazdálkodás újabb kutatási eredményei. Szerk: Hanyecz, V. Öntözési Kutató Intézet. Szarvas. 1988. 76-94. p.
• Lelkes, J. (1983): Az öntözés minősége a járva üzemelő öntözőgépek mozgásjellemzőinek függvényében. Kan­di­dátusi értekezés. Öntözési Kutató Intézet Szarvas 1983.
• Lelkes, J. (1988): Basic relationships in the mobile irri­gation. Hungarian Agricultural Engineering. 1988. No 1. Part.1. Gödöllő. 40-43. p.
• Marjai, Gy. (1963): Az esőszerű öntözés minősége. Öntözéses gazdálkodás. ÖKI. Szarvas, 1963.
• Yurgalevitch, C. M. et al (1994): Taking the pulse of irrigation : A mobile irrigation LAB-s perspectíve In : Proc. of the 15th Irrigation Exposition and Technical Conference of the IA. Fairfax

Összefoglalás

Az öntözés minőségét alapvetően a víz kijuttatásának térbeli egyenletessége és időbeli eloszlása határozza meg. A vizsgálatok és tapasztalatok szerint a térbeli egyenletesség minden öntözéstechnikával megfelelően biztosítható. Ennek feltétele a jó tervezés és a szakszerű üzemeltetés. Az időbeli eloszlás viszont döntően öntözési kapacitás függvénye. Ugyanakkor az öntözővíz hasznosulása nagymértékben függ az alkalmazott eljárástól és öntözéstechnikától.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználásaHarasztiné Lajtár Klára:
A borkezelés, palackozás, csomagolás és szállítás berendezései - Borászati technológiák II.

Ez is érdekelhetiA káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomagA lovak jólléte: a gondos lótartás eszközei és szabályai