A mezőgazdaság – azon belül a növénytermelés – a globális klímaváltozás okozta időjárási szélsőségeknek a legnagyobb mértékben kitett nemzetgazdasági ágazat. Magyarország klimatikus és talajadottságai kiválóak a magas színvonalú, hatékony mezőgazdasági termelésre.
A magyar mezőgazdaság képes termény-, termék-, élelmiszertöbbletet előállítani, tartalékolni, exportálni. Ez stratégiai előnyt jelent az élelmiszerellátás biztosításában és a külkereskedelmi mérleg javításában. Az újabb és újabb növényfajtákban rejlő nagy potenciális termőképesség elérését azonban számos hatás gátolhatja, melyek közül az időjárás okozta veszteségek a legjelentősebbek.
Negyed századdal ezelőtt, amikor Martonvásáron, az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézetében megkezdtük a klímaváltozás lehetséges hatásainak kutatását, sokan kétségbe vonták azt, hogy egyáltalán változik-e a klíma. A mezőgazdaságban dolgozók tudták és tudják, hogy eddig is voltak aszályos évek, árvizek, belvizek, hideg telek és olyanok, amikor még hó sem esett.
Az is tudott, hogy Magyarország klímája különösen változékony, hisz’ területe három klímazóna (atlanti, mediterrán, kontinentális) határán helyezkedik el, így az időjárás attól függően is alakul, hogy egy adott időpontban mely hatás kerül túlsúlyba. Akkor miért beszélünk klímaváltozásról – vetették fel 25 évvel ezelőtt – ugyanis addig sem kényeztette el a gazdákat a termelési tényezők egyik legfontosabb eleme az időjárás?
Tények és előrejelzések
Napjainkban – nem véletlenül – már tényként kezelik a változást, mivel olyan mérési adatok állnak rendelkezésünkre, melyek igazolják, hogy a légköri CO2 koncentráció – mely az egyik legfontosabb összetevője az üvegházhatású gázoknak – 1750-től napjainkig 295-ről 402 ppm szintre nőtt. A többi üvegházhatású gáz koncentrációja is hasonló ütemű növekedést mutat. A légköri metánkoncentráció 153%-kal, a légköri dinitrogén-oxid-koncentráció 21%-kal emelkedett.
Az antarktiszi jégfuratminták alapján az elmúlt 800 ezer évben nem fordult elő ilyen magas üvegházhatású gázkoncentráció-érték. A globális átlaghőmérséklet a XIX. század közepe óta 0,89 oC-kal, a szárazföldeké pedig 1,3 oC-kal emelkedett. Minden évtized átlaghőmérséklete nagyobb volt, mint az azt megelőző 3 évtizedé. A melegedés mértéke a Kárpát-medencében 1,0-1,25 oC. A legmelegebb éveket az elmúlt 10 évben mérték és a csapadék éven belüli eloszlásában, illetve az egy alkalommal lehullott mennyiségében is lényeges különbségek mutatkoztak.
A klímaváltozás legmarkánsabb jellemzője az időjárási szélsőségek évenkénti gyakoriságának növekedése és az ezek által okozott anyagi károk igen gyors ütemű emelkedése. Európában az elmúlt negyed században hat olyan év volt, amikor az okozott kár összege elérte, illetve meghaladta az 5000 milliárd Ft-ot, és ennek 60%-a a mezőgazdaságban keletkezett. Az időjárási szélsőségek azért is jelentenek nagy problémát, mert ellenük a védekezés nagyon nehéz és igen költséges, térbeli és időbeli bekövetkezésük előrejelzése pedig – az esetek kisebb százalékát leszámítva – szinte lehetetlen.
A klímaváltozás mértékére vonatkozó előrejelzések nagy eltérést mutatnak. A különböző modellekkel végzett számítások eredménye azonban abban megegyezik, hogy a légkör CO2 koncentrációjának növekedését 2100-ig 700 és 1000 ppm közötti értékre prognosztizálják. A Kárpát-medence térségében a téli félévben csapadéktöbblet, a nyári félévben csapadékhiány valószínűsíthető.
Intézetünkben a globális klímaváltozás várható hatásának kutatásához kiváló technikai feltételeket biztosít a martonvásári fitotron, mely Európa egyik legnagyobb növénykísérleti nagyberendezése. A fitotron növénynevelő egységeiben, a külső környezeti feltételektől függetlenül, programozhatóan és reprodukálhatóan végezhetők a növényi kísérletek. A kamrákban a növényi élet számára fontos környezeti tényezők szabályozhatók és a Föld bármely részén előforduló klimatikus viszonyok előállíthatók.
Nemcsak a jelenlegi, hanem az ötven, vagy száz év múlva várható környezeti feltételrendszer is programozható, és vizsgálható annak hatása a növények növekedésére és fejlődésére. A fitotronban lehetőség van arra is, hogy a klíma egyes elemeinek – például a légköri CO2 koncentráció, a hőmérséklet, vagy a különböző vízellátottság – hatását a növényi életre külön-külön is meghatározzuk, majd e tényezők együttes hatását is tudjuk számszerűsíteni.
Az előrejelzések alapján a Kárpát-medence térségében a klímaváltozás legfontosabb növénytermesztést érintő hatásai az alábbiak: a csökkenő nyári csapadékmennyiség aszályt és vízhiányt idéz elő, a növekvő téli csapadék árvíz- és belvízveszélyt okoz, a növekvő csapadékintenzitás csökkenő vízhasznosuláshoz vezet, az elfolyó víz növeli a talajeróziót, az emelkedő hőmérséklet szárazságot okoz és ezáltal rövidül a vegetációs periódus.
Alkalmazkodási lehetőségek
A kedvezőtlen hatások okozta veszteségek megelőzésére alapvetően két lehetőség kínálkozik. Az egyik, a biológiai alapok fejlesztése, azaz a klimatikus szélsőségeknek jobban ellenálló növényfajták nemesítése. A másik, új termesztéstechnológiai eljárások alkalmazása, ideértve a vízmegőrző talajműveléstől kezdve, a precíziós növénytermesztési technológiák alkalmazásán át az öntözéses gazdálkodásig bezárólag a technológia minden elemét.
A Kárpát-medencében a növénytermesztés eredményességét legnagyobb valószínűséggel a jövőben is a víz korlátozza, ezért az átfogó vízgazdálkodási intézkedések mellett a mezőgazdasági termelésben is minden technikai és technológiai fejlesztést meg kell tenni a hatékony vízfelhasználás érdekében.
A globális klímaváltozás legfontosabb összetevőinek vizsgálatával megállapítottuk, hogy a növényfajták miként reagálnak a megnövelt légköri CO2 koncentrációra, a megemelt hőmérsékletre, a víz hiányára, és az ezekkel együttesen kiváltott stresszhelyzetekre. Néhány kísérlet eredményét mutatják az ábrák, szemléltetve a változások várható hatásait és a fajták reakcióit. Az aszály és az emelt légköri CO2 koncentráció hatását mutatja az 1. ábra, melyen két, a termelők által is jól ismert martonvásári nemesítésű búzafajta szemtermés-eredménye látható a kontroll növények %-ában.
1. ábra: Az aszály és az emelt légköri CO2 hatása a termésmennyiségre
Az emelt szén-dioxid-koncentráció termésnövelő hatása nem meglepő, hiszen a búza azon növények csoportjába tartozik, melyek képesek a levegő növekvő CO2 tartalmát hatékonyan beépíteni, ezzel növelve az összes biomassza produktumot. Az aszály terméscsökkentő hatása is várható volt. A két tényező változásának együttes hatása azonban érdekes eredményt adott. Fajtától függően a megnövelt légköri CO2 bizonyos mértékig kompenzálta a vízhiány terméscsökkentő hatását.
A 2. ábrán látható a megnövelt CO2 koncentráció pozitív hatása az őszi búzafajták edződésére és fagyállóságára.
2. ábra: Az emelt légköri CO2 hatása az őszi búzafajták fagyállóságára
A megemelt CO2 koncentráción hét hétig nevelt növények fagyállósága – elsősorban a közepes, illetve a gyengébb fagyállóságú fajtáknál – jobb volt, mint a jelenlegi CO2 koncentrációs körülmények között nevelteké.
A növények vízhasznosító képessége kulcsfontosságú tényező a szárazságtűrésben. A vízhasznosítás hatékonyságát az egységnyi víz felhasználásával képződött szemtermés mutatja. A vízhasznosításban és a szárazságtűrésben meghatározó szerepe van a növények gyökérfejlődésének. A növény alkalmazkodóképességét az határozza meg, hogy mikor, hogyan és mennyi vizet és tápanyagot képes felvenni a gyökérzete. A 3. ábrán néhány búzafajta vízhasznosításának hatékonysága látható optimális vízellátásnál, valamint a szemtelítődéskor szimulált aszály esetén.
3. ábra: Búzafajták vízhasznosításának hatékonysága optimális vízellátásnál, valamint a szemtelítődéskor szimulált aszály esetén
Optimális vízellátás mellett is igen nagy különbség figyelhető meg az egyes fajták között Az Mv Mambó 1 m3 vízből 2,26 kg szemtermést produkált, míg a szárazságra érzékeny Cappelle Desprez fajta 1,46 kg-ot. Aszályos körülmények között még nagyobb lett a fajták vízhasznosításának hatékonysága közötti különbség. Míg a szárazságra érzékeny fajta csak valamivel több, mint 1 kg szemtermést, addig a jó vízhasznosítású fajták – a Plainsman V és az Mv Mambó – 1 m3 víz felhasználásával 2 kg körüli szemtermést adtak. A fentiek alapján egy 6-8 t/ha-os terméshez szükséges vízmennyiség, fajtától függően igen nagy eltérést mutat. Így nemcsak az emberek, de a növények is képesek takarékoskodni a vízfelhasználásukkal.
A genotípusok között tapasztalt különbségek lehetőséget nyújtanak a megváltozó környezeti feltételek mellett is jobb alkalmazkodóképességgel rendelkező génkombinációk hagyományos és molekuláris nemesítési módszerekkel történő létrehozására és új fajták előállítására.
A globális klímaváltozáshoz történő alkalmazkodás egyik legfontosabb célkitűzése az élelmiszerellátás biztosítása, mely stratégia komplex megoldást igényel, ami a növényfajta választásától kezdve, az alkalmazott termesztéstechnológián át a betakarított termény raktározásáig terjed. Ezért is rendkívül fontos a kutatási és a termelői kapacitások fejlesztése, beleértve a teljes innovációs láncban résztvevő humán erőforrások képzését, az új biológiai alapok létrehozását, valamint az okszerű termelési rendszerek alkalmazását.
