Többen úgy vélik, hogy a globális felmelegedéssel együtt fog járni a vízkészletek apadása, ezért igyekeznek minél víztakarékosabb megoldásokat találni a kertészeti kultúrák öntözésére.
Többen úgy vélik, hogy a globális felmelegedéssel együtt fog járni a vízkészletek apadása, ezért igyekeznek minél víztakarékosabb megoldásokat találni a kertészeti kultúrák öntözésére. Magyarországon is a rétegvizeket ma már csak mikroöntözésre szabad felhasználni. Ismernünk kell azonban, hogy milyen mértékig takarékoskodhatunk, hiszen a föld népessége növekszik, mely logikusan a termésmennyiségek növelését követeli meg, de legalábbis jelenlegi szintjük nem csökkenhet.
A paradigmatikus öntözési stratégia eddig az volt, hogy annyi vizet adagoltak, hogy a növények maximálisan tudjanak párologtatni és a teljes evapotranszspiratív igényük teljesüljön az egész tenyészidőszak alatt, így tudták fenntartani a növények maximális produktivitását. Az ökológiai tényezők mélyebb megértése azonban hozzásegíthet újabb innovatív megoldásokhoz. Manapság az öntözés szabályozása elmozdult a területegységen elérhető maximális termésmennyiségek igényétől, a termésmennyiségek egységnyi vízfelhasználással történő maximalizálásának irányába, azaz a víz „termelékenységének” növelése felé. A szabályozott vízhiányos öntözés (RDI), olyan vízmennyiségek felhasználását jelenti az öntözés során, mely alatta van a növény teljes vízigényének (evapotranszspirációjának). Haszna, hogy csökkenti a vízfogyasztást a biomassza előállítása során.
A termesztett növények vízigényét, valamint vízfelhasználásuk és terméshozamuk összefüggéseit régóta részletesen vizsgálják a kutatók. Úgy tűnik, hogy gyümölcsfák esetében az evapotranszspirációs hiány és a hozamok közötti összefüggés nem lineáris, mint a legtöbb lágyszárú növénynél, hanem egy görbével jellemezhető. Ez azt jelenti, hogy a vízfelhasználás hatékonysága (WP) magasabb, ha az evapotranszspirációs igénynél alacsonyabb mértékű vízadagolással dolgozunk. Ez alapján a vízhiányos öntözés (DI) megfelelő öntözési stratégia lehet a gyümölcstermesztésben.
A mandula vízigénye
Tankönyveinkben a mandulát úgy tartják számon, mint szárazságtűrő gyümölcsfajt, ezért sokszor kedvezőtlen termőhelyi adottságok közé telepítik öntözés nélkül, pedig a vízhiányra számos nem kívánatos tünettel reagál. Korábban nemigen foglalkozott senki a mandula öntözésével. Az ültetvények korszerűbbé és intenzívebbé válása azonban megköveteli az öntözést, így a mandula fenntartható öntözési stratégiáinak kidolgozása egy új kutatási területté vált (1. kép). Gomes és Laranjo spanyol kutatók eredményei alapján a mandula, fajtától függően, öntözés hatására képes fotoszintetikus produktivitásának rátáját (’Ferragnes’) akár 331 %-ra megnövelni (10,4 μmol CO2 m-2 s-1) az öntözetlen kontroll kezeléshez képest. Jelentős különbség van a fajták között az öntözésre való reagálásban is. A ’Ferragnes’ fajta volt a legvízérzékenyebb, míg a ’Francoli’ és ’Lauranne’ a legkevésbé reagált az öntözésre a kísérletek során. A termések szárazanyag-tartalmának vizsgálata során 5 fajtából 3 fajta esetén volt mérhető növekedés öntözött körülmények között, az öntözetlenhez viszonyítva. Növényeink a fejlődés különböző fázisaiban eltérő mértékben érzékenyek a vízhiányra. Egy szabályozott vízhiányos öntözési programot tehát úgy kell megtervezni, hogy kezelje a szárazság stresszt anélkül, hogy a hozamok jelentősen csökkennének.
A legfontosabb az, hogy a természetes csapadék és az öntözés által biztosított vízellátás megfeleljen a növényi fenofázisok vízigényének. Magyarországon a csapadék éves mennyisége megfelelne a mandula vízigényének, azonban az eloszlása nem megfelelő. Gyakran előfordulnak vízhiányos időszakok július és augusztus hónapokban, amikor a fák lombjuk 60-80 %-át is elveszíthetik. A legfontosabb mandulatermesztő vidékeken, Kaliforniában, Spanyolországban szintén gyakran vannak csapadékhiányos időszakok.
A vízhiány a mandulafák korai levélhullását okozza, ami rontja a magbél és termés minőségét, a fák télre való felkészülését, gátolja a virágrügyek fejlődését (1. táblázat). Természetesen a fajták között a lombhullás mértékében is különbségek vannak.
Kaliforniai tapasztalatok
Kaliforniában a legérzékenyebb fajta a ’Montorey’, ezt követi a ’Nonpareil’ és nem mutatott különbséget a ’Price’ fajta öntözött és vízmegvonásos körülmények között.
A mandula kopálása (termésérése) előtti egy hónapban fellépő súlyosabb vízhiány gyenge kopálást eredményez (nem nyílik szét a héj eléggé) így nehezen buroktalaníthatók a termések, csökkenti a magbél tömegét, valamint megnöveli a héjba szorult csontárok arányát. Súlyos vízhiány érés után, a rügydifferenciálódás időszakában drámaian csökkenti a következő év termésmennyiségét. A szüret utáni vízhiány jelentősen csökkenti a gyümölcsök számát a következő évben az áthúzódó hatások miatt, mivel csökkenti a képződő virágrügyek számát. Ezzel szemben a szüret előtti vízhiány növeli a gyümölcsberakódottságot a következő évben. Tapasztalatok szerint a szüret előtti vízhiány csökkenti a fák méretét és a magbél nagyságát. Fiatal telepítésű mandulafákon száraz időszakban a korona hajtásainak növekedése leállhat.
A betakarítás idején Kaliforniában tudatosan vonják meg a vizet a mandulafáktól két-három hétre, hogy minimálisra csökkentsék a rázógép okozta károkat a fák kérgén. Ez sokszor jelentős mértékű levélhullást eredményez és kihat a következő évi termésmennyiségre is.
Vízfelhasználás-hatékonysági vizsgálatok Spanyolországban
A megfelelő öntözési stratégiák kidolgozása csak részletes kutatási eredmények alapján lehetséges. Spanyolországban szemiarid körülmények között vizsgálták a vízmegvonás fiziológiai hatását a ’Cartagenera’ nevű helyi mandulafajtán. A kísérletben 45 napos száraz periódust állítottak be a szüret előtti időszakban (június-augusztus között) szabadföldi körülmények között 4 éven keresztül, mely során szabályozott vízhiányos öntözést (RDI-t) alkalmaztak 20 % ETC mértékben. A kezelés alatt 21 nap után a talaj víztartalma 16 %-ra csökkent. A kontroll fákat 100 % ETC értéken tartották. A következő eredményeket kapták a vizsgált tulajdonságokon: A mandulafáknak a 45 napos száraz periódus után teljes öntözés mellett (100 % ETC) 15 napra volt szükségük a teljes regenerálódáshoz. A regenerációs válasz függött a stressz mértékétől, időpontjától, időtartamától. Nagyobb mértékű stressz lassabb regenerálódást okozott, de a folyamat az alkalmazott mérték mellett reverzibilis maradt. Kései (augusztus 25 utáni) vízelvonást alkalmazva a sztómák vezetőképessége már nem volt helyreállítható, irreverzibilisen redukálódott. Levélhullás és levélfelület-csökkenés volt kimutatható a szárazság stressz függvényében. A stressznek kitett fák 50 %-ban elveszítették lombjukat a kontroll fákhoz képest, ez a folyamat irreverzibilis volt. Szoros összefüggés volt a hajnali órákban mért levél vízpotenciál értékek és a lombhullás mértéke között (r2=0,94). A levélhullás mértéke egyenesen arányos volt a hajnali órákban mért vízpotenciál értékekkel. A lombhullás –2 MPa értéknél már elérte az 50 %-ot, –2,5 MPa értéknél már közel 70 % volt a mértéke. A vízmegvonás a mandula érési időszakában a fák fotoszintetikus teljesítőképességnek jelentős napi csökkenésével járt. A fotoszintézist jellemző CO2 asszimiláció nettó rátája viszonylag gyorsan regenerálódott, 80 %-ban helyreállt 15 nap után és 100 %-ban 30 nap után. Amikor a hajnali levél vízpotenciál érték elérte a –2 MPa-t, a teljesítmény drasztikusan csökkenni kezdett. A legnagyobb szárazság stressz idején (–2,5 MPa) mindössze 25 %-a volt (3,5 μmol m-2 s-1) a kontroll mandulafák értékének. A fotoszintézist jellemző CO2 asszimiláció nettó rátája csökkent a levelek korának előrehaladásával is, az idős levelek teljesítménycsökkenése a délutáni teljesítőképességben volt mérhető leginkább, ami 0,29 μmol CO2 m-2 s-1 csökkenést jelentett az év 210. és 260. napja között. Azt tapasztalták, hogy a vízfelhasználási hatékonyság csökkent napközben az idő előrehaladtával, mert a páranyomási hiány nagyobb volt a délutáni órákban. A páranyomási hiány leginkább a sztómák vezetőképességére volt hatással és kevésbé a szén-dioxid-asszimilációra. A belső CO2 koncentráció a levelekben viszont állandónak volt mondható a szárazság stressz ideje alatt. Ez a jelenség gyakori a mandulánál. A kutatók egyetértenek abban, hogy nem a sztóma működéssel kapcsolatos tényezők is szerepet játszanak a fotoszintézis hatékonyságának csökkenésében. A szárazság stressz nem okozott szignifikáns maghozam csökkenést a kontroll fákhoz képest és a magméretben sem volt különbség. A stressz 2 %-kal növelte a héjba szorult magvak arányát. A vízhiányos öntözés 4 év alatt 30 %-kal csökkentette a vízfelhasználást a kontrollhoz képest és csak 7 %-kal csökkentette a termésmennyiséget a ’Cartagenera’ mandulafajtánál.
——————————————————————————————————————————–
A mandula vízhiányra adott válaszai a szár vízpotenciáljának értékei alapján a leveleken keresztül mérve (FULTON, 2008 nyomán)
SWP értékek délben (bar) – Szárazság stressz – Válaszreakciók
–5 – Minimális – Öntözött körülmények között is előfordulhat
–15 – Enyhe – Csökkenti a fiatal fák növekedését, az idősebb fák hajtáshosszát, ugyanakkor néhány előnyös hatást is kivált az idős fákon
–20 – Közepes – Levelek sárgulása a korona belsejében és levélhullás. Jó termesztési körülmények között nem gyakori, de már csökkenti a termőképességet, főleg ha rendszeresen előfordul
–30 – Súlyos – Levélhullás, lankadás, fonnyadás. A termesztésben előfordul, főleg betakarítás előtti időszakban
——————————————————————————————————————————–
A kutatók törekvései, miszerint a termésmennyiségek csökkenése nélkül vízmegtakarítást érjünk el a szabályozott vízhiányos öntözéssel (RDI), hoztak biztató eredményeket. Úgy tűnik, hogy a vízmegvonás mértéke az ETC 80-85 %-on történő tartásával, kiegészítő öntözés mellett lehetséges, ami 30 %-os vízmegtakarítást eredményez az ETC 100 %-hoz képest. Ez enyhe szárazság stressznek számít, –1,4 MPa hajnali levél vízkapacitásnak megfelelően, amikor a fotoszintetikus ráta 7-8 μmol CO2 m-2 s-1. Mindamellett a 30 %-os vízmegtakarítás 20-30 % -os fotoszintetikus ráta csökkenéssel is együtt jár. Az érés előtti öntözést, az érés utáni öntözést és a teljes időszakban folyamatosan alkalmazott öntözést összehasonlítva a teljes időszaki a legjobb. A teljes tenyészidőszakban folyamatosan a teljes evapotranszspiráció mértékét 85 %-ra kiegészítő vízhiányos öntözés nem eredményezett szignifikánsan alacsonyabb termésmennyiségeket.
Vízigény meghatározása, szárazság stressz indikátorok keresése
A növények vízigényét több tényező is befolyásolja: a terület mikroklímája, a talaj vízbefogadó és víztartó képessége, a fajlagos levélfelület, a termés mennyisége, a növény fenológiai fázisa. A vízigény megállapításával kapcsolatban főleg a következő környezeti tényezők mérését javasolják a kutatók: VPD-vapour pressure deficit (páranyomás hiány), Ta-air temperature (levegőhőmérséklet), ETc-evapotranspiration (párologtatás).
Ha vízhiányos öntözést alkalmazunk, különösen fontos figyelemmel kísérni a talaj és a növény vízellátottságát, hogy minimalizáljuk a kockázatot, tekintettel arra, hogy a fák vízigényét nem tudjuk teljes biztonsággal meghatározni. A gyümölcsfák esetében nagyon bonyolult a gyökérzóna vízellátottságának feltérképezése, így a növényalapú módszerek a vízhiány becslésére sokkal több előnyt jelenthetnének. A növények jelenlegi szárazság stressz indikátorai azonban nem követik szorosan a környezeti tényezők változásait, mivel a növény maga is mindent megtesz a stressz kompenzálására. Jelenleg folyamatban van az egyes indikátorok küszöbértékeinek meghatározása, mely értékeket meghaladva jelentősen csökken a produktivitás és a termésmennyiség. Olyan indikátor azonban nincs, mely alkalmas lenne a növény szárazság stressz mértékének becslésére és egyben az öntözés automatikus szabályozására is. További erőfeszítéseket kell tenniük a kutatóknak a probléma megoldására.
Skola István
Ceglédi Gyümölcstermesztési Kutató-Fejlesztő Intézet Közhasznú Nonprofit Kft.
Fotó: Dr. Szalay László
