Digitális talaj-vízgazdálkodási térképek létrehozásával támogatják az ATK TAKI kutatói a természetes vízvisszatartás tervezését az aszály hatásának ellensúlyozására

Hírek

Az utóbbi években Magyarországon rendszeresen kialakuló vízellátottsági szélsőségek – a belvíz és az aszály – módosítják a talaj vízforgalmát, ami annak termékenységére is kedvezőtlen hatással van. Az ELKH Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani Intézetének (ATK TAKI) szakemberei szerint a talajtulajdonságok ismeretének nagy jelentősége van a vízellátottsági szélsőségek elleni küzdelemben, ezért fontos szerepet vállalnak ezen ismeretek elmélyítésében és kiszélesítésében a most induló Víztudományi és Vízbiztonsági Nemzeti Laboratórium keretei között. A projekt feladatai közé tartozik többek között a hazai termőterületekre vonatkozó digitális talaj-vízgazdálkodási térképek elkészítése, amelyek segítik a szélsőséges vízháztartási helyzetek előrejelzését és a természetes vízvisszatartást támogató intézkedések megalapozását.

Az elmúlt évek tapasztalatai igazolták azokat az előrejelzéseket, amelyek szerint a Kárpát-medence területén a természetes változékonyságot meghaladó, kiugró hőmérséklet-emelkedés várható. Magyarországon emellett az éves csapadékmennyiség csökkenésére, egyszersmind szélsőséges időbeli és területi eloszlására kell számítani. A korábbi prognózisok arra is rámutattak, hogy mindez a talajok víztartó és vízvezető képességére is hatással lesz.

„Janus-arcú” víz

A kiszámíthatatlan éghajlati ingadozások és a vízellátottsági szélsőségek, a belvíz és az aszály módosulást idéznek elő a talajok vízforgalmában (1. ábra), ami termékenységüket is igen érzékenyen érinti. A jelenlegi rendkívül súlyos aszályhelyzetben a csapadékhiány miatt mélyen kiszáradt talajban megmaradt nedvesség szorosan a talajszemcsék felületéhez tapadva, a termesztett növények számára nem felvehető formában van jelen.

Aszály belvíz_jav_
A vízellátottságban megjelenő szélsőségek: belvíz és aszály. Az alsó rajz a talajszemcsék közötti teret kitöltő víz mennyiségének változását szemlélteti. (Forrás: Labancz, Makó A., Bakacsi Zs. 2020)

Ugyanannak az időjárási helyzetnek – a talajtulajdonságoktól függően – más-más következményei lehetnek a talajok vízgazdálkodására az egyes talajtípusok és termesztett növénykultúrák esetében (eltérő aszály- vagy belvízérzékenység). A klíma-talaj-növény kapcsolatrendszer alapvetően meghatározza a fenntartható növénytermelés kereteit, jövőbeli irányait. A vízszolgáltató képesség és a vízellátás befolyásolja a talaj biomassza-termelését, ezért a talajok vízforgalmi tulajdonságainak ismerete a jövőben várhatóan egyre nagyobb jelentőségűvé válik. A talajok szelvényfelépítésétől, rétegzettségétől, az egyes rétegek kémiai, fizikai, ásványtani és biológiai jellemzőitől függő talaj-vízgazdálkodási tulajdonságok, a vízvezető és víztartó képesség mind a mezőgazdasági termelés számára elérhető vízkészletek, mind a szélsőséges vízellátottsági helyzetekkel összefüggő talajdegradációs folyamatok szempontjából meghatározóak.

A talajok vízgazdálkodási tulajdonságait befolyásoló tényezők

A talajok vízvisszatartása és a víz mozgása a talaj szilárd alkotórészei által közrezárt pórushálózatban történik, a vízgazdálkodási tulajdonságokat így alapvetően a talaj pórusrendszerének kialakulását és változását befolyásoló talajtani és egyéb természeti tényezők, illetve az emberi hatások határozzák meg (2. ábra).

a talaj vízgazdálkodási tulajdonságai_jav
A talajok vízgazdálkodási tulajdonságait befolyásoló fontosabb természeti és antropogén tényezők (Forrás: Rajkai K., Ács F., Tóth B., Makó A. 2018)

A pórusrendszert, illetve a talaj vízgazdálkodási tulajdonságait meghatározó egyik legfontosabb talajtani tényező a talaj szerkezete. Szinte az összes mért talajparaméter kapcsolatban áll valamiképpen a talaj szerkezeti tulajdonságaival, így ezek az aggregátumok képződésére és stabilitására gyakorolt hatásukon keresztül nemcsak közvetlenül, hanem közvetett módon is befolyásolják a vízgazdálkodást.

A klímaváltozás befolyásolhatja a talaj benedvesedésének, illetve kiszáradásának gyakoriságát és mértékét. A talajok nedvesedési és száradási ciklusai nemcsak a talajképződést meghatározó mállási, hanem a szerkezetesség kialakulása szempontjából döntő duzzadási-zsugorodási, aggregátumképződési és tömörödési folyamatokra is hatással vannak, ezáltal befolyásolják a vízgazdálkodási tulajdonságokat is. A szárazodó és melegedő éghajlat növeli a vizet gyorsan elvezető nagy átmérőjű repedések, az úgynevezett makropórusok kialakulásának mértékét a felszín közelében. A makropórusoknak kedvező éghajlat-eltolódás azzal jár, hogy a víz a repedésekben mélyebbre jut, azonban gyorsabban mozogva nem nedvesíti át a talajt, így csökken a felszíni talajrétegekben visszatartott víz mennyisége.

A klímaváltozás következtében erőteljesen felmelegedő és kiszáradó talajfelszíneken a szerves anyagok bomlása miatt víztaszító (hidrofób) talajtulajdonság alakulhat ki. Ez megfigyelhető fenyőültetvények avarrétege alatt vagy meszes homoktalajokon, de szennyezőanyagok hatására vagy súlyosabb erdőtüzek, tarlóégetés miatt is bekövetkezhet. A talajok víztaszító képessége felerősítheti a vízbeszivárgás klímaváltozás okozta egyenetlenségeit, aminek következtében egyes területek foltszerűen száraz állapotban maradnak, míg intenzív esőzéskor a korlátozott beszivárgás növekvő mértékű felszíni elfolyást, vízeróziót és árvizeket eredményez.

A hosszan tartó szárazság és az azt követő hirtelen lehulló, nagy intenzitású csapadék kombinációja felgyorsítja a talajszerkezet leromlását. Hirtelen nedvesedéskor a kiszáradt talajok belső pórustereit kitöltő bezárt talajlevegő szinte szétrobbantja a talajaggregátumokat, növelve ezzel a talajfelszín erodálhatóságát.

Megelőzés és mérséklés

Hazánkban a mezőgazdasági területek mintegy 2%-a öntözött, ami az uniós átlag ötödének felel meg. Átfogó öntözésfejlesztéssel e területek részaránya jelentős mértékben növelhető, ám a beruházás költsége és a megfelelő minőségű öntözővíz szűkössége miatt ez önmagában nem elegendő. Az öntözhetőséget az öntözővíz minőségén túl az adott talaj tulajdonságai is befolyásolják, ezért a hibás öntözési gyakorlat okozta súlyos talajdegradációs folyamat, a másodlagos szikesedés elkerüléséhez körültekintő tervezésre és szabályozásra van szükség.

A hosszan tartó csapadékhiány hatását még a kimondottan jó vízgazdálkodású területek talajai sem képesek ellensúlyozni. A problémára hosszú távon a vízmegőrzést, vízvisszatartást elősegítő földhasználat, illetve a hasonló csapadékhiányos időszakok gyakoribbá és tartósabbá válására való felkészülés jelent megoldást.

A megfelelően megválasztott művelési mód alkalmazása, a szerves növénymaradványokkal történő talajtakarás (mulcsozás) csökkenti a felszíni párolgást, minimalizálja a vízerózió mértékét és a művelés okozta fizikai degradációt. Ezáltal hozzájárul a kedvezőbb talajszerkezeti adottságok és pórusviszonyok fenntartásához, illetve kevésbé változtatja meg a talaj vízgazdálkodási tulajdonságait.

A klímaváltozás hatására átalakuló magyarországi termőhelyek talajspecifikus aszályérzékenységének előrejelzése

A talajban potenciálisan tárolt vízkészletek felmérésének és megóvásának alapja a talaj vízgazdálkodásának ismerete. Elkerülhetetlen feladat a hazai talajokra vonatkozó digitális térbeli információkat tartalmazó téradat-infrastruktúra megújítása, a talajok vízgazdálkodási tulajdonságaival ‒ vízvezető és víztartó képességével ‒ kapcsolatos adatok célszerűen tervezett gyűjtése, valamint az egyszerűen mérhető talajparaméterekre épülő becslő módszerek fejlesztése.

A területi vízgazdálkodást segítik a talajtani információkat célzottan összesítő vízgazdálkodási térképek. A szélsőséges vízháztartási helyzetek előrejelzésének, illetve az általuk okozott károk mérséklésének támogatására minden korábbinál hatékonyabb megoldást jelentene olyan országos, korszerű térinformatikai rendszerekbe illesztett, megújítható vízgazdálkodási térképek és hidrofizikai adatbázisok kialakítása, amelyek a felszíni talajrétegen túl a mélyebben fekvő rétegekről is megbízható információkat tartalmaznak.

Az egykori mezőgazdasági nagyüzemek, megyei növényvédelmi és agrokémiai állomások, földhivatalok adattáraiban őrzött térképi anyagok és a hozzájuk kapcsolódó szöveges magyarázók alapvető és hiánypótló talajinformációkat nyújtanak a hazai termőterületek állapotáról. Az ezekből kinyert adatok térinformatikai feldolgozásával kialakítható talajfizikai-vízgazdálkodási célú térképek alapvető információkkal szolgálhatnak többek között az Operatív Aszály- és Vízhiánykezelő Rendszer kidolgozásához, az öntözésfejlesztési beruházások megalapozásához vagy a jelenlegi belvíz-veszélyeztetettségi térkép módszertanának továbbfejlesztéséhez. A talajok vízgazdálkodási tulajdonságainak részletesebb ismerete az országos térbeli adatokat összesítő térképekkel együtt segítheti továbbá a természetes vízvisszatartást támogató intézkedések kidolgozását, a felszín alatti vízkészlet modellezését, a mezőgazdasági vízgazdálkodási szakpolitikai program kialakítását vagy az időjárási szélsőségek hatására bekövetkező várható talajmozgások előrejelzését.

Az idén induló Víztudományi és Vízbiztonsági Nemzeti Laboratóriumot a hazai vízminőség védelméhez hozzájáruló víztudományi és vízbiztonsági kutatások végzésére hozzák létre. Az Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani Intézete konzorciumi tagként vesz részt a projekt megvalósításában, melynek keretében a fentiekben vázolt problémák megoldására keresi a válaszokat, többek között a hazai termőterületekre vonatkozó digitális talaj-vízgazdálkodási térképek létrehozásával a szélsőséges vízháztartási helyzetek előrejelzésének támogatására, a talaj szerkezeti tulajdonságainak részletes vizsgálataival, továbbá a természetes vízvisszatartást támogató intézkedések megalapozásával.