Az utóbbi években többnyire arról szóltak a híradások, hogy sorra megdőlnek a melegrekordok. Kicsit elszoktunk attól, hogy télen fagyni is szokott hazánkban és akár heteken keresztül hótakaró fedheti a talajt, még a síkvidékeken is. Szenzációnak tekintjük a –20 °C alatti hőmérséklet előfordulását január vagy február hónapban, holott korábban ez természetes velejárója volt teleinknek.
Gondoljunk csak a legendásan zord 1962-63-as, vagy az 1986-87-es, illetve a 2002-03-as telekre, amikor az ország számos pontján fordult elő –25 °C alatti minimum hőmérséklet. Talán kevesen emlékeznek a legutóbbi hideg telünkre, a 2011-12-es télre, amikor február 10-én az ország számos pontján mérhettünk –20 °C alatti hőmérsékletet. Az idei telünk szintén beírta magát az extrém hidegek közé, azzal, hogy a Pest megyei Tésán 2017. január 8-án –28,1 °C-ig süllyedt a hőmérő higanyszála (1. ábra).
A fagy szerepe a természetben
A fagy az egyik legkülönlegesebb jelenség a természetben. Miközben a víz halmazállapota folyékonyból szilárddá válik, térfogata megnövekszik és a legtöbb élő szervezet – ha nem is pusztul el – jelentősen lelassítja életműködését. Első látásra azt is mondhatnánk, hogy fagypont alatt leáll az élet. Ez természetesen nem következik be, mert az élőlények egy bizonyos csoportja kitűnően alkalmazkodik a 0 °C alatti körülményekhez.
Míg magasabb pozitív hőmérsékleti tartományban, 1-2 °C-os hőmérsékletváltozást észre sem veszünk, és ezt nem kíséri súlyosabb vissza nem fordítható jelenség, addig a 0 °C-os tartomány közelében, óriási különbséget jelent, ha a hőmérséklet +1 °C vagy –1 °C.
1. ábra: A hajnali minimum hőmérsékletek alakulása Magyarországon a 2016/17-es tél leghidegebb napján (Forrás: OMSZ)
A melegvérű élőlények állandó testhőmérséklet fenntartásával, kiváló szigeteléssel, fagyvédett helyre vonulással védekeznek a tél hidege ellen. Míg bizonyos élőlények megpróbálnak olyan helyre húzódni, ahol nem jelenik meg a fagy, addig mások kémiai úton, hibernációs folyamatok segítségével igyekeznek olyan állapotba kerülni, hogy a bekövetkező fagy ne roncsolja szét sejtjeiket. A talajban a fagyzóna alá, a folyókban, tavakban pedig az iszap közelébe kell kerülni, mert itt a hőmérséklet egész télen fagypont fölött marad. Amennyiben a folyók, tavak az aljukig befagynának, a vízi élőlények többsége elpusztulna, csak azok élnék túl a telet, melyek kellő mélyen befúrták magukat az iszapba és elviselnék a hosszú ideig tartó levegőtlenséget is. A fagy természetes szelekciót biztosít az élővilág számára. Csak a legerősebbek, a legjobban alkalmazkodni tudók élik túl a téli fagyokat. A fagy elpusztítja a vírusok, baktériumok, kórokozók többségét. A kártevők száma csökken a természetben az erőteljes fagyok után. Korunk egyik legsúlyosabb betegsége, a malária, csak azokon a területeken jelentkezik, ahol nem fordul elő fagy. Úgy is mondhatjuk, hogy a fagy egyfajta tisztító szerepet tölt be a természetben, ami sajnos sokszor komoly áldozatokkal jár.
Fagyhoz való alkalmazkodás, túlélési stratégiák
A növények nem tudják helyüket változtatni és belső hőtermelésük sincs, így folyamatosan ki vannak téve a kedvezőtlen időjárási hatásoknak. A fagy fiziológiai szempontból jelentős irreverzibilis változásokat idézhet elő sejtjeikben. A fagy általi sejtroncsolódás, illetve dehidratáció következtében súlyos fagykárosodás jöhet létre a legtöbb növény esetében. A fagytűrő képességük egy növényfajon belül is jelentős különbséget mutathat. A hazai termesztésű szőlő és gyümölcs fajtáink között vannak kiváló, közepes és gyengén fagytűrőek.
A talajban élő gombák, baktériumok, rovarok, férgek, pajorok eltérő mértékben viselik el a 0 °C alatti hőmérsékletet. Bizonyos talajlakó kártevők rövid ideig túlélhetik a fagypont alatti hőmérsékletet, de általában fagypont alatt elpusztulnak. Ezért nem mindegy, hogy egész nap fagypont alatt marad a levegő hőmérséklete vagy csak a hajnali órákban fagy. A talaj hőtani paraméterei, hőkapacitása, hővezető képessége kis távolságon belül is jelentősen különböző lehet. Bizonyos talajművelési eljárások hatására (szántás, tömörítés, tárcsázás) megváltoztathatjuk a talajban lévő levegő mennyiségét, ezáltal változik a talaj hővezető képessége is. Ezért a talajban a talajfagy is eltérő mélységig jelenik meg. Amennyiben a talaj levegőtartalma magasabb, akkor nem hatol le a fagy olyan mélységig, mint a tömörebb, levegőtlenebb talaj esetében.
Fontos kérdés, hogy a talajt fedi-e hótakaró vagy sem, hiszen a hó jó szigetelő közeg. A levegő- és talajhőmérséklet jelentősen különbözik egymástól. A talaj felső rétege melegebb és hidegebb is lehet, mint a levegő hőmérséklete. A mélyebb talajrétegekben (50-100 cm alatt) azonban, kiegyenlítettebb a hőmérséklet, kis változás jellemzi az év folyamán és csaknem egész évben pozitív hőmérséklet fordul elő. A kártevők elpusztulása vagy életben maradása nemcsak a téli hidegtől, hanem attól is függ, milyen mélyre húzódtak le a talajba. Az eddig mért legnagyobb talajfagy mélysége hazánkban nem haladta meg az 1 métert. A legtöbb télen maximum 30-40 cm mélységig fagy át a talaj felső rétege. Ha az átfagyott réteg alá húzódnak le a talajban élő kártevők, akkor csaknem 100%-uk túlélheti a telet. Amennyiben a talajfagy zónában maradnak, akkor viszont túlnyomó többségük elpusztul a tél folyamán
Mindig lesznek olyan egyedek, melyek túlélik a legnagyobb talajfagyot is, természetesen ebben az esetben jóval kisebb arányban jelennek meg tavasszal. A talajfagy mélységét kell ismernünk és azt, hogy ebben a zónában a kártevők hány százaléka tartózkodott a tél folyamán, így hozzávetőlegesen megítélhetjük, hogy hány százalékuk fog várhatóan elpusztultni. Nem lehet azt mondani, hogy kéthetes –18 °C-os minimum hőmérséklet esetében biztosan elpusztul minden kártevő, hiszen nem tudjuk, hogy milyen mélységbe húzódtak le a tél hidege elől, volt-e hótakaró, és milyen talajművelési módot alkalmaztak korábban az adott területen.
Fagyok előfordulása Magyarországon
Meteorológiai szempontból a fagy nem tekinthető extrém jelenségnek, hiszen a környezetünkben előforduló hőmérsékleti tartománynak csupán egy szeletére jellemző. A fagytartomány meglehetősen széles Földünkön, az eddig mért legalacsonyabb hőmérséklet közel –90 °C volt (89,2 °C), melyet 1983. július 21-én jegyeztek fel a Déli-sarkon lévő Vosztok kutatóállomáson. Ehhez képest elenyészőnek tűnhet a hazánkban eddig mért legalacsonyabb hőmérséklet, –35,0 °C, melyet Görömbölytapolcán (Miskolctapolca) mértek 1940. 02. 16-án. A legtöbb fagy előfordulására természetesen télen számíthatunk, az összes fagyos nap 70%-a ebben az évszakban fordul elő. Az őszi és tavaszi évszakban azonos arányban (15-15%) számíthatunk fagyokra (2. ábra). A késő tavaszi és kora őszi fagyok, igen jelentős termesztési kockázatot jelentenek a hazai szőlő- és gyümölcstermesztés számára, melyekkel részletesen foglalkozunk majd egy későbbi lapszámban.
2. ábra: A különböző évszakokban bekövetkező fagyok százalékos megoszlása a hazánkban 1961-2010 között
Fagykárok
Míg a fagy ősztől tavaszig tartó időszakban természetes jelenségnek számít hazánkban, addig a fagykár, amely növényi károsodást és terméscsökkenést vagy akár terméselmaradást is okoz, nem fordul elő minden évben.
A fagykár mértékét nemcsak a fagy erőssége, illetve a tartama határozza meg, hanem az, hogy a növény milyen állapotban (mélynyugalmi, kényszer nyugalmi), illetve milyen fejlődési, fenológiai fázisban van éppen. Sokszor abszolút értékben kisebb mértékű fagy is okozhat jelentősebb kártételt, ha a növény már úgynevezett fagyérzékeny periódusba lépett.
A zöldség kultúráknál igen nagy jelentősége van a radiációs minimumok ismeretének. A termőhelyi viszonyok is igen fontosak a fagyveszély megítélése szempontjából. A mélyen fekvő, szélvédett területek köztudottan fagyveszélyesebbek, mint a sík, vagy a kedvező égtáji irányítottságú lejtőoldalak. A lassabban elmozduló, vagy felmelegedő hideg „légtavak” nagyobb mértékű kártételt eredményezhetnek a termesztett kultúrákban. Míg a fagyelőfordulás valószínűsége azonos az őszi és tavaszi vegetációs időszakban, addig a fagykárok mértéke tavasszal lényegesen nagyobb arányú, mint ősszel. Azt állapíthatjuk meg a legtöbb hazai termesztésű szőlő és gyümölcsfaj esetében, hogy a tavaszi fagykár mértéke jelentősen felülmúlja az egyéb évszakokban előforduló fagykárokat. A fagykárok több mint kétharmada (68%) tavasszal fordul elő, ezt követi a téli fagykár, melynek előfordulási aránya 29%. A fagykárok csupán 3%-a fordul elő az őszi időszakban (3. ábra).
3. ábra: Őszi-téli-tavaszi fagykárok százalékos aránya a hazai borvidékeken 1961-2010 között
A szőlő és gyümölcsfák letális minimum hőmérséklete
A szőlő az egyik legfagyérzékenyebb termesztett növényünk, a gyümölcsfáink közül pedig legnagyobb arányban az őszibarack és a kajszi esetében tapasztalhatunk téli fagykárosodást. Fagyasztó kamrákban elhelyezett növényi mintákból meghatározhatjuk az egyes növényi részek, hajtások vagy virágrügyek megfagyásának vagy elfagyásának mértékét, azaz a fagykár nagyságát. Amennyiben bizonyos hőmérsékletre hűtjük a vizsgált növényt, illetve annak részeit, akkor egyes minták teljesen elhalnak, míg mások felmelegedés után semmilyen károsodást nem szenvednek. A letális minimum (LT) hőmérsékletek ismeretében meghatározható, hogy a növényi részek meddig hűthetők le maradandó károsodás nélkül. Az LT értékek növényfajonként, illetve fajtánként jelentősen eltérnek egymástól. A gyümölcsfajok hasonló jellegű letális minimum függvénnyel jellemezhetők, mint a szőlőfajták. Mindkét esetben találhatunk kiváló, jó, illetve kevésbé fagytűrő fajtákat.
A fagyérzékenységi vizsgálatok arra irányulnak, hogy pontosan meghatározzuk azt, hogy adott fagypont alatti hőmérsékletre hűtés mellett a növényi minták hány százaléka károsodik. Általában 3 letális hőmérsékleti kategóriát, azaz fagykár kategóriát szokás vizsgálni, LT10, LT50, és LT90 értékeket. Az LT10 azt jelenti, hogy amennyiben a hőmérséklet alacsonyabb, mint a letális hőmérséklet, akkor a vizsgált minták 10%-a, az LT50 esetében a növényi minták 50%-a, míg LT90 alkalmazásánál a növényi részek 90%-a szenved fagykárosodást.
A sokéves napi átlag, minimum, illetve maximum hőmérsékletek alapján szőlő esetében mutatjuk be az LT50 függvényt az Egri borvidékre és 10 szőlőfajtára (4. ábra).
4 ábra: Az állomány legalább felét károsító letális minimum hőmérsékleti értékek (LT50) alakulása az Egri borvidéken a vizsgált szőlőfajták esetében
A fajták között vannak kifejezetten jó fagytűrő fajták, mint például a Rizling, Chardonnay, közepesen fagyérzékeny fajták, mint például Cabernet Sauvignon és a Merlot, illetve fagyérzékeny fajták, mint a Sémillon vagy a Mourvèdre. A fajták évszakonkénti fagytűrése azonban jelentős eltérést mutat. Az a fajta, ami kiváló fagytűrő télen, kifejezett fagyérzékenységet mutathat tavasszal. Ilyen például a Lemberger, azaz a Kékfrankos szőlőfajta, amely a téli időszakban igen jó fagytűrő képességgel rendelkezik, míg tavasszal az egyik legfagyérzékenyebbnek bizonyult a vizsgált fajták közül. Az LT50 függvények ismeretében megállapíthatjuk, hogy a hazai vagy a későbbiekben magyarországi termesztésre javasolható fajtákat milyen fagykárosodási valószínűség mellett adaptálhatnánk a hazai klimatikus feltételekhez.
Dr. Lakatos László
EKE Természettudományi Kar, Földrajz és Környezettudományi Intézet, Eger
