A közelmúltban adták át Debrecenben azt az agrometeorológiai mérőhelyet, amelyet a rendezvényen Magyarország legkorszerűbb ilyen jellegű vizsgálati mérőhelyének neveztek. Miben más, több ez, mint az eddig használtak? Elsősorban ennek a kérdésnek a megválaszolása miatt kerestük fel a Debreceni Egyetem Agrár Kutatóintézetek és Tangazdaság (AKIT) Agrometeorológiai és Agroökológiai Központjának (AAMK) vezetőjét, Dr. Dobos Attila Csabát, de ezeken túl sok minden egyébről is szó esett…
A szervezeti egység alapítása egy hosszabb folyamat eredménye volt. A precíziós, helyspecifikus termesztéstechnológiához kapcsolódó kutatások a 90 évek végén indultak el. Mint azt az intézmény vezetője felidézi, „kissé” megelőzték az időszakra jellemző gyakorlatot, nagyon kevesen látták akkor a technológia hazai viszonyokra történő adaptálásának pozitív hatásait. Eredményeik, tapasztalataik alapján alakult ki a szervezeti egység szolgáltatására jellemző komplexitás, ahol a talaj-növény-klíma rendszerek vizsgálata, elemzése egyidejűleg jelenik meg. 2014-ben jött létre a kutatóhely, melynek megalakulását a Debreceni Egyetem vezetői is maximálisan felkarolták, így biztosítva a K+F szolgáltatások rugalmas indítását a mezőgazdasági vállalkozások részére.
A K+F+I programok/szolgáltatások célja a változó klíma és agrárgazdasági környezet negatív hatásait kompenzáló élelmiszer/takarmány-előállítás minőségi és mennyiségi optimalizálása. A szervezeti egység olyan innovatív nagyüzemi mezőgazdasági technológiákat, termékeket és szolgáltatásokat fejleszt és nyújt, amelyek a Kárpát-medence egyedi jellemzőihez igazodó precíziós (helyspecifikus) növénytermesztéshez kapcsolódnak. Kiemelt prioritású cél a víz- és tápanyag-ellátottság tér- és időbeli változásának nyomonkövetése, a beavatkozások idejének, mennyiségének meghatározása, optimalizálása, összességében a precíziós növénytermesztési technológiák termőhelyi adaptálása. A kutatóintézet tevékenységének az alapja a legújabb precíziós adatgyűjtési/kijuttatási technológiák tesztelése, a precíziós növénytermesztés alap- és beavatkozás térképeinek (tápanyag, vetés, növényvédelem, talajművelés) közel valós idejű előállításának módszertani fejlesztése. Ezentúl a precíziós öntözött területeken a kutatási célok a talajheterogenitásból eredő eltérések meghatározására irányulnak, csökkentve a talajtömörödés és a talajszerkezet degradációs folyamatainak negatív hatásait. Újabb kutatási terület az egyes beavatkozások (talajművelés, öntözés stb.) hatásainak vizsgálata a talajéletre dinamikus CO2 fluxus összehasonlító mérésékkel.
A precíziós növénytermesztéshez kapcsolódó kutatások a heterogenitás kezelését célozzák meg, így szükség volt a hazai kísérlettervezésben, kiértékelésben alkalmazott módszerek átgondolására is. Az új módszertani megközelítésük ötvözi a precíziós növénytermesztés adta lehetőségek és a klasszikus kisparcellás kísérletek pozitívumait. Jelenleg éves szinten 1500-2000 ha kísérleti területen végzett megfigyelések jelentik a fejlesztések alapját. Természetesen új kutatási területeken a felvételezési, kiértékelési módszertan kidolgozásához először a kisparcellás szántóföldi kísérletek jelentik a kutatási teret.
Mi az, amit fontosnak tart kiemelni az új létesítménnyel kapcsolatosan?
Az agrometeorológiával kapcsolatos kutatások és szolgáltatások egyik alappillére szervezeti egységünknek. Ezen belül két nagy, de egymást kiegészítő terület különíthető el: az egyik a Debreceni Egyetem elsősorban növénytermesztési kutatásaihoz kapcsolódó mérőhelyei bővített mérési programokkal, a másik az élelmiszer/takarmány előállításban érdekelt vállalkozók területein működtetett mérőhálózat agrárspecifikus szolgáltatásai. A jelenlegi mérföldkő a Debreceni Egyetem alap- és alkalmazott kutatásaihoz kapcsolódik. Napjainkban – az elmúlt évek folyamatos fejlesztéseinek köszönhetően – három mérőhely (Kismacs, Látókép, Debrecen) meteorológiai alap- és modellezett adatait tudjuk szolgáltatni az egyetem közösségének, elősegítve a PhD, illetve egyetemi hallgatók, kutatók és oktatók számára a sikeres dolgozatok, publikációk, kutatások megvalósítását. A mérőhálózat fenntartása, fejlesztése mellett szakmai segítséget nyújtunk új mérőhelyek mérési programjának tervezésében, minőségi adatbázisok előállításában (kalibrálás, mérési program fejlesztése) is.
A kismacsi alapmérőhelyet Berényi Dénes, Bocz Ernő, Loch Jakab iskolateremtő professzorokkal szorosan együttműködve Szász Gábor alapította 1960-ban. Az egyetemen működő korábbi megfigyelőállomásoknál szélesebb körű, a tudományos és a gyakorlati igényeket magas szinten kiszolgáló mérési program 1963 júniusában vette kezdetét. Röviden összefoglalva, az obszervatórium tevékenységének gerincét a klímamegfigyelések, a talaj és növényállomány energia- és vízforgalmával összefüggő folyamatok, valamint a szoláris energia fluxusainak, egyenlegének mérése képezi, melyek a gyakorlati növénytermesztési alkalmazások alapját képezik.
A hagyományos mérési program mellett Magyarországon egyedülálló, agrometeorológiai célú távérzékelési megfigyelések is jellemzik a mérőhelyeket. Az Országos Meteorológiai Szolgálattal, a DE TTK Földtudományi Intézet Meteorológiai Tanszékkel, az ELTE TK Fizikai Intézet Légköri Határréteg Turbulencia Csoporttal és a DE Műszaki Kar Épületgépészeti és Létesítménymérnöki Tanszékkel kötött együttműködési megállapodások és közös kutatási programok keretében több speciális mérési komponens bevonása valósult meg, így a térség egyik legkomplexebb mérőhelye jött létre. Jelenleg a három mérőhelyen összesen 158 db szenzor mérési adatai képezik a programot: ebből Kismacs 75 db, Debrecen, a mikrometeorológiai program 57 db és Látókép 26 db szenzor méréseire épül. Ha figyelembe vesszük az adattárolási ciklus 10 perces intervallumát, az előállított modellezett/számított adatok körét, és hogy sok esetben egy szenzor több paramétert mér, szerintem már érezhető az egy év alatt létrejött adatmennyiség. A szám azonban még tovább bővül a jelenleg 34 mérőhelyből álló, a partnereink területén kihelyezett agrometeorológiai mérőállomások ugyancsak 10 perces adataival és a 120 órás előrejelzés adatmennyiségével.
A méréssorozatból származtatott indexek, modellek nélkülözhetetlen információkat nyújtanak a napi munkaszervezéshez
Tudomásom szerint több szenzoruk, mérőállomásuk is van kihelyezve az országban…
A mezőgazdasági vállalkozók részére nyújtott szolgáltatásunkhoz kialakított agrometeorológiai mérőhálózat mérési programjának meghatározása célirányosan, a felhasználási elvárásoknak megfelelően történik. A javasolt mérőállomásokat, szenzorokat, adatgyűjtőket, kommunikációs perifériákat egy hosszabb tesztelési fázison vizsgáljuk megbízhatóság/pontosság szempontjából, elősegítve a minőségi és folyamatos adatszolgáltatást. A mérőhelyek alapprogramja a globálsugárzás, szélsebesség, csapadék, léghőmérséklet, relatív páratartalom mérése 2 m magasságban, kiegészülve levélnedvesség, talajhőmérséklet/talajnedvesség/EC méréssel. Ha speciális igény merül fel, eltérünk az alapprogramtól, bővítve a méréseket pl. infrahőmérők, spektroradiométerek bevonásával vagy a mérési szintek növelésével. A szenzoronkénti öt másodperces mintavételezés 10 perces átlagadatok formájában tárolódnak az egyes adatgyűjtőkben, az adatcsomagok óránként kerülnek a központi adatbázisba. Az összegyűjtött adatok egy, az adatgyűjtő állomásokkal állandó összeköttetésben lévő szerveren futó adatbázisba kerülnek. A paraméterek 10 perces adatainak tárolása, feldolgozása és megjelenítése egyedi fejlesztésű web-alapú lekérdező és elemző szoftver segítségével történik (www.metagro.hu).
Fontos megjegyezni, hogy az egyes adatgyűjtők típusa, szenzorainak és a mért környezeti adatoknak a száma mérőhelyenként eltérő lehet. Ezért olyan központi adatbázisnak, illetve lekérdező szoftvernek kellett létrejönnie, amely képes kezelni az eltérő adatstruktúrát. A szervezeti egységünk által kifejlesztett informatikai alkalmazás segítségével megjeleníthetők mérőeszközönként, illetve mérőeszközök tetszőleges csoportja szerint a terepi adatgyűjtő állomások által tetszőleges időintervallumban mért környezeti adatok. Az egyedi igényekre szabható adatfeldolgozás segítségével modern vizualizációs technológiákat használva kategóriákba sorolva és megjelenítve lehetőség nyílik az összegyűjtött adatok vizsgálatára, megértésére és döntések előkészítésére.
A szolgáltatás gyakorlati felhasználási területei szerteágazóak, mert a klimatikus paraméterek a szántóföldi növénytermesztésben a termesztési folyamatok minőségét és hatékonyságát nagymértékben befolyásolják. Az agrometeorológiai mérések és a méréssorozatból származtatott indexek, modellek nélkülözhetetlen információkat nyújtanak a napi munkaszervezéshez, a termesztéstechnológiai beavatkozások (talajművelés, vetés, növényvédelem, öntözés) tervezéséhez. Az időjárás alapvetően meghatározza a termesztéstechnológiai folyamatok kezdetét, az aktuális beavatkozások időpontját. Talajművelés, vetés optimális minőségben csak kedvező talajnedvességi és talajhőmérsékleti adatok ismeretében lehetséges. Növényvédelmi munkák erős szél esetén – az elsodródás veszélye miatt – nem végezhetők. A betakarítás tervezésében fontos az adott növény (pl. zöldborsó, csemegekukorica, vetőmag-előállítás) fiziológiai éréséhez szükséges kumulált hőösszeg ismerete. Minden kártevő és kórokozó megjelenésének és a fertőzés erősségének időjárási feltételei vannak. Ha ismerjük az adott károsító szervezet biológiai sajátosságait, érzékenységét az időjárás egyes elemeivel kapcsolatban, akkor a mért időjárási paraméterek alapján preventíven jelezni lehet, hogy az adott kártevő/kórokozó megjelenik-e, ha igen, mikor, és milyen erős fertőzés várható.
Prioritás a vízhiány pontos meghatározása
Számtalan területet említett eddig, melyik az, ami kiemelt prioritású ezek közül?
Kiemelt prioritású témánk az öntözött területeken a vízhiány (öntözővíz) pontos meghatározása. Véleményünk szerint az öntözés mértékét, időzítését nem a termelési szokásokhoz, hanem minőségi meteorológiai adatok és talajparaméterek ismeretében egy adott növényfajta/hibrid adott fenológiai fázisához igazodó vízigény alapján kell végrehajtani. A szolgáltatás alapján optimális vízmennyiség kerül felhasználásra, elősegítve a korszerű vízháztartás-szabályozás folyamatát, csökkentve az öntözés talajdegradációs folyamatait. Szolgáltatásunk eddigi legkisebb egysége az adott növényállomány volt, de fejlesztéseink segítségével a táblán/növényállományon belüli heterogenitásokat, eltéréseket is integráltuk a rendszerbe, felkészülve a precíziós öntözés (VRI) kihívásaira. Jelenleg 34 mérőhelyből áll hálózatunk, mely folyamatosan bővül. A legújabb állomásunk telepítése múlt héten történt, az Ökológiai Mezőgazdasági Intézet kísérleti helyszínén, Soroksáron.
Kik az együttműködő partnerek, miért „éri meg” számukra ez az együttműködés?
Szerintünk, a precíziós növénytermesztésben érdekelt vállalkozások nagy részében a termesztésnek vannak olyan szűk keresztmetszetei, melyek a termesztés biztonságát, az optimális termés mennyiségét/minőségét korlátozzák. Ezt az alapigényt nagymértékben fokozza, hogy az elmúlt pár évben a magyarországi precíziós technológia fő területei és a kapcsolódó marketing/szolgáltatás is nagymértékben változott. Eddig elsősorban az RTK hálózatok, a robotkormányzási megoldások jelentették a fő csapásvonalat, a szakaszolás lehetőségével bezárólag. A jelenlegi területek újszerűnek tűnnek a vállalkozók nagy részénél, pedig a precíziós technológiához szervesen kapcsolódó, sőt a technológia lényegét jelentő területeket célozza meg: a differenciált termesztéstechnológiai beavatkozásokat (tőszám, tápanyag, talajművelés stb.). Ezzel egy időben a szolgáltató piac mérete robbanásszerűen nőtt, és mint tapasztaljuk, nehéz kiválasztani a végső felhasználóknak a ténylegesen használható, ígéretes eszközöket és szolgáltatásokat.
Szervezeti egységünk szolgáltatásainak védjegyei több tulajdonság együttese: függetlenség, kétoldalú kommunikáció, egyedi adatszolgáltatás és széleskörű hardvertesztelés. Az eszközök nagyüzemi alkalmazása előtt szigorú tesztelési protokollon esnek át, biztosítva a legjobb műszerek alkalmazását a partnerek területein. Ugyancsak függetlenségünket bizonyítva együttműködéseink nem célzott inputanyag vagy beruházási kényszerről szólnak. Felvázoljuk a felmérésekből, elemzésekből megállapított eredményeinket – pl. tápanyag-gazdálkodás NPK igénye -, de a beszerzés forrásáról és mértékéről a partner dönt.
A függetlenség mellett fontos kiemelni a kétoldalú kapcsolatot és az egyedi szolgáltatás jelentőségét. A végső eredmények, pl. kijuttatási térképek alapja minden tábla esetében egy többkörös kétoldalú egyeztetés, de az egyes szolgáltatási területek megjelenítése, a felhasználói felület kialakítása is minden esetben közös fejlesztés.
