A globális éghajlatváltozás őszi káposztarepcére (Brassica napus L.) gyakorolt hatásai

Az IPCC-jelentésről

 A véleményütközés ott kezdődik, hogy a mostani, gyors ütemű változásban mekkora szerepe van az emberiségnek. Ennek megválaszolására 1988-ban megalapították a Kormányközi Éghajlatváltozási Testületet (angolul IPCC, International Panel on Climate Change), amely 2007-ben Béke Nobel-díjat kapott kiemelkedő munkájáért. Az itt dolgozó több ezer tudós feladata, hogy nyomon kövessék a világon folyó tudományos kutatásokat, és összesítsék az eredményeket. Ők tehát önálló kutatási tevékenységet nem végeznek, feladatuk mégis egyedülálló és rendkívül nehéz. Munkájuk eredményét átlagosan 4-5 évente publikálják egy közel ezer oldalas dokumentumban, az ún. IPCC-jelentésben. Ezek megjelenését egyre nagyobb érdeklődés övezi, hiszen részletesen kitérnek a bolygó állapotára, a környezetünket irányító fizikai és biogeokémiai folyamatokra (például szénkörfogás, nitrogénkörforgás), és természetesen az emberi tevékenységből származó környezeti terhelésre, mint a hírhedt szén-dioxid-kibocsátásra, hogy csak a legismertebbet emeljük ki a több tucatból.

Virágzásnak induló repce

Az éghajlatra vonatkozó hosszú távú előrejelzések is központi szerepet kapnak a jelentésben, ebben a részben tudhatjuk meg azt is, hogy bizonyos területeket és országokat milyen mértékben sújthatnak a klímaváltozás következményei, mint például a forró napok számának növekedése, az éves csapadékeloszlás megváltozása, az aszály gyakoriságának és intenzitásának növekedése, a károkkal járó nyári viharok számának és intenzitásának növekedése, hogy csak néhányat említsek azok közül, amelyek már most is kezdenek az életünk részévé válni.

A mezőgazdaság érthetően kiemelt területe a klímakutatásoknak ebben a változó környezetben. Magyarország kiemelten veszélyeztetett térség, ezért haszonnövényeink termesztését és jövőbeli termeszthetőségét vizsgálni kell. Az utóbbi években egyre nagyobb szerepet kapott ipari növényeink közül a repce (Brassica napus L.). Termésterülete az elmúlt években megduplázódott, 2018-ban már több, mint 300.000 hektáron (KSH, 2018) termesztették. Egyik legjelentősebb szántóföldi növényünkké lépett elő, azonban kérdéses, hogy a változó klíma milyen hatással lesz a növény fizikai és fiziológiai tulajdonságaira.

Az őszi káposztarepce termesztésének optimális meteorológiai feltételei

Az őszi káposztarepce atlanti típusú faj. Ebből adódóan a kiegyenlítettebb hőmérsékletet kedveli, azaz a mérsékelten meleg nyarat, és a komolyabb fagyoktól mentes telet. Vízigénye szerint az éves csapadékösszeg meg kell, hogy haladja a 600 mm-t. Hazánkban ezek a feltételek Északkelet-Magyarországon és a Dunántúl bizonyos területein érvényesülnek. Főként északkeleten azonban az éves csapadékösszeg nem mindig éri el a 600 mm-t, valamint a téli félévben akár –15, –20 °C alá is csökkenhet a hőmérséklet. Ezek a körülmények azonban megfelelő fajtaválasztással ellensúlyozhatók. A repce küszöbhőmérséklete 8 °C, a virágzásához 170-210 °C hasznos hőösszeg és viszonylag magas (70%) páratartalom szükséges.

Fejlődő repce növények hirtelen lezúduló eső után

Az éghajlattal együtt a repce is változik?

Az éghajlatváltozás kapcsán a növények élettani folyamatait leginkább az egyre emelkedő léghőmérséklet, a légköri szén-dioxid-koncentráció növekedése (az üvegházhatás fokozódásában játszik kulcsszerepet), illetve a hosszú csapadékmentes időszakok, azaz az aszály befolyásolja. Ezek együttese kihatással van a növény fejlődésére és fiziológiájára.

A légkör szén-dioxid-koncentrációja az elmúlt 150 évben folyamatosan emelkedik, jelenleg már a 400 ppm mennyiséget közelítjük, ami az előrejelzések szerint a század végére akár a 700 ppm-et is túllépheti (IPCC, 2014). Ekkorra a téli és nyári átlaghőmérséklet növekedés Magyarországon az 1961-1990 referencia időszakhoz képest elérheti a 4-5 °C-ot, tavasszal és ősszel pedig a 2-3 °C-ot (Bartholy ás mtsai, 2007). A hőmérséklet emelkedéséhez a csapadék éves eloszlásának átrendeződése társul, télen akár 30%-kal is megnövekedhet a csapadék mennyisége, míg nyáron ugyanekkora csökkenés valószínűsíthető. A téli csapadék pedig egyre inkább eső formájában érkezik majd (Bartholy és mtsai, 2007).

Külön-külön vizsgáljuk meg ezeket a hatásokat! Az őszi káposztarepce optimális hőmérsékleti igénye nappal 20-22 °C, éjszaka 17-19 °C. Az ennél magasabb hőmérséklet már kedvezőtlenül befolyásolja a növény életfolyamatait. Ha hőstressz éri, akkor gyökérzete kiterjedtebb és mélyebbre hatoló lesz, hogy ellensúlyozza a megnövekedett párolgással járó vízveszteséget. Szára gyengébb és rövidebb, amin kisebb, ugyanakkor vastagabb leveleket hajt (Qaderi és mtsai, 2006). A sztómák bezáródnak, emiatt csökken a párologtatás, ami a magas hőmérséklettel gyakran együtt járó szárazság túlélését is segíti. A légkörből kevesebb szén-dioxidot köt meg a növény egyrészt a kisebb levélfelület, másrészt a sztómák zártsága miatt, ami negatívan befolyásolja a növény szárazanyag-tartalmát (Gliesmann, 1998). A magas hőmérséklet és szárazság együttesen akár 30%-kal is csökkenthetik a biomassza tömegét (Qaderi és mtsai, 2006). A növekvő szén-dioxid–koncentráció azonban valamelyest ellensúlyozza a hőstressz és vízhiány következtében fellépő folyamatokat, ugyanis magasabb szén-dioxid mennyiség mellett (optimális hőmérsékletet és csapadékviszonyokat feltételezve) a repce szára magasabb és vastagabb, levelei nagyobbak, a fotoszintézis aktívabb, a párologtatás kisebb (az optimális hőmérséklet miatt), ezért a szárazanyag-tartalma magasabb lesz (Lawlor és Mitchell, 2000). Ha a jövőben hosszú idősort tekintve vizsgáljuk az életkörülményeket, akkor azokban az években, amikor nem lesz tartósan meleg és aszály, akkor a megemelkedett légköri szén-dioxid-koncentrációnak köszönhetően kiemelkedően jó terméshozamok érhetők el. Ugyanakkor a repce számára kedvezőtlen időjárású években a szén-dioxid valamelyest ellensúlyozni tudja ugyan a hőség és szárazság okozta károkat, de mégis ez utóbbiak hatása lesz domináns, és ez a terméshozamokra is kihatással lesz.

A repce esetében rendkívül fontos kérdés az olajmennyiség és olajminőség alakulása. Kutatások és laboratóriumi mérések szerint a hőmérséklet és légköri szén-dioxid-koncentráció növekedés együttes hatásaként a hektáronkénti olajhozam akár az 58%-os, az omega-3 zsírsav-tartalom pedig a 77%-os csökkenést is elérheti. A telített és telítetlen zsírsavak aránya ilyen légköri körülmények között eltolódik a telített zsírsavak irányába. A 6 vizsgált zsírsav közül az olajsav (C18:1), a linolsav (C18:2), a linolénsav (C18:3, omega-3), a palmitinsav (C16:0) és az eikozonsav (C20:1) mennyisége mutatott csökkenést, míg a sztearinsavé (C18:0) növekedett (Namazkar és mtsai, 2015).

Érés stádiumában lévő repcét ért abiotikus stresszhatások tünetei a becőkön

A legfontosabb tennivalók

A globális éghajlatváltozás következményei lokálisan akár előnyöket is rejthetnek magukban, ugyanakkor valószínűsíthető, hogy többségben lesznek a mezőgazdaságot érzékenyen és negatívan érintő változások hazánkban. Erre különböző, kormányzati szintű stratégiákat ki lehet, és ki kell dolgozni, ugyanakkor a legfontosabb tennivaló az alkalmazkodás. Ezek lehetnek technikai, megelőző jellegűek, mint például az aszály mérséklésére tett intézkedések, az öntözési kapacitás növelése, a talaj és a növényállomány mikroklímáját optimalizáló agrárerdészeti megoldások. Emellett elkerülhetetlenek a biológiai jellegű, megelőző intézkedések, mint például a fajtaválaszték növelése, vagy célirányos nemesítés (Mika, 1997). A harmadik lépés pedig globális összefogást és határozott lépéseket kíván, hogy jelentősen csökkenteni tudjuk az üvegházhatású gázok kibocsátását, mérsékelni tudjuk az ebből adódó fokozott üvegházhatást, és kordában tartsuk a felmelegedés mértékét.

Irodalomjegyzék:

• Bartholy, J., Pongrácz, R., Gelybó, Gy. (2007): Regional Climate Change Expected in Hungary for 2071-2100. Applied Ecology and Environmental Research, 5(1), 1-17.
• Gliessman, S.R. (1998) Agroecology: Ecological Processes in Sustainable Agriculture. Sleeping Bear Press, Chelsea, Minnesota.
• IPCC (2014): Climate Change 2014: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the IPCC. – Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, New York.
• Lawlor, D.W., Mitchell, R.A.C. (2000): Crop ecosystem responses to climate change: wheat. In: Reddy KR, Hodges HF (szerk): Climate Change and Global Crop Productivity. CABI Publishing, Wallingford, 57-80. oldal
• Mika, J. (1997): Klímaváltozás: hazai sajátosságok, ökológiai követelmények. In: Szász G., Tőkei L. (szerk): Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek. Mezőgazda Kiadó, Budapest.
• Namazkar, S., Egsgaard, H., Frenck, G., Terkelsen, T., Jorgensen, R.B. (2015): Significant reduction in oil quality and lipid content of oilseed rape (Brassica napus L.) under climate change. Procedia Environmental Sciences, 29, 121-122.
• Qaderi, M.M., Kurepin, L.V., Reid, D.M. (2006): Growth and physiological responses of canola (Brassica napus) to three components of global climate change: temperature, carbon dioxide and drought. Physiologia Plantarum, 128, 710-721.

Fotó: Dr. Keszthelyi Sándor