Az intenzív mezőgazdaság számos mezőgazdasági üzemben alkalmazott teljes talajművelési rendszer nagymértékben befolyásolja a mezőgazdasági növények termelékenységét, különösen a napjainkban tapasztalható változékony időjárási körülmények között.

Az éghajlatváltozás hatása a közelmúltban és a jövőben is arra kényszerítette és kényszeríti a gazdákat, hogy felülvizsgálják az A-tól Z-ig terjedő növénytermesztési technológiáikat/módszereiket, beleértve a talajművelési gyakorlatokat is.

Ahhoz, hogy biztonságosan és a speciális talajművelő berendezésekbe történő hatalmas beruházások okozta jelentős veszteségek nélkül lehessen egyik technológiáról a másikra áttérni, meg kell érteni, hogy a talaj és végső soron a növénytermesztés hogyan reagál az új technológiákra/gyakorlatokra, a változó mikroklímaviszonyokkal együtt, mint például:

• a az éves csapadék mennyisége és évszakonkénti eloszlásaa hőmérséklet, pontosabban a talajhőmérséklet változása egy naptári év során
• talajszerkezet a teljes termékeny profilján, a mező kapacitása (FC) és a talajtömörödés szintje

Mivel a "No-Till" és a "Strip-Till" konzervatív technológiákhoz szükséges berendezések a hagyományos módszerhez képest sokkal nagyobb beruházást igényelnek, a beruházás megtérülése ebben az esetben fontos prioritás a gazdálkodó számára, ezért a betakarítást befolyásoló valamennyi termesztési körülményt figyelembe kell venni.

TANULMÁNYOK ÉS ELEMZÉSEK

Bár az elmúlt években a különböző talajművelési technológiák összehasonlító tanulmányai sok fényt derítettek a megértésre és az alkalmazási technikákra, azonban a globális paramétereket, a terméshozamot, a gazdasági hatékonyságot, a talajra gyakorolt minőségi hatást stb. elemezték, de nem az e minőségi változások mögött meghúzódó okokat, amelyek különböző körülmények között negatívan befolyásolhatják az alkalmazott talajművelési technológiák termelékenységét és hatékonyságát.

A talajnedvesség, különösen az FC (lásd a rövidítést a dokumentum végén) és a WP a talaj alapvető paraméterei, amelyek szükségesek a talaj vízraktározási és vízellátási képességének értékeléséhez.

Ezt a talajszerkezet határozza meg, amely a talajművelési módszer legjobb megválasztásának kiindulópontja.

Az 1. táblázatban leírtak szerint a talaj textúrája befolyásolja a vízmegtartó és vízmegőrző képességet. A laza talajok, textúrájuktól függetlenül, nagyobb FC-vel rendelkeznek, mint a tömörített talajok, ami azt jelenti, hogy ezek a laza talajok nagyobb mennyiségű vizet képesek megtartani egységnyi talajra vetítve.

A nagy vízmegtartó képességű talajok azonban nem mindig garantálják a megfelelő vízkészletet a teljes vegetációs időszak alatt, mivel a talajrészecskék között tárolt vízmennyiségek a párolgás és a víz gravitációs mozgása miatt gyorsan elvesznek a talaj alsó profiljaiba.

Az 1. képen látható, hogy egyes növények gyökerei több mint 2,5 m mélyre is behatolnak, a talajvíz nagy részét azonban a fő gyökérrendszer fogyasztja el, amely az 1-1,5 méter mélységű rétegben található. Ezért a talajt legalább 0,6 m mélységben kell elemezni, hogy a növény számára biztosítsuk a növekedési, tápanyag- és vízfelvételi feltételeket.

A KÍSÉRLET

A fenti állítások vizsgálatára szántóföldi kísérletet végeztek a 2020. november 11. és 2021. július 27. közötti időszakban, őszi búza termesztésére. Érzékelőket telepítettünk a talajnedvesség és a hőmérséklet mérésére 60 cm mélységig, valamint az evapotranszspiráció és a csapadék mérésére. Két szomszédos, különböző talajművelési technológiájú parcellát is megfigyeltek.

Az első parcellát ősszel (2020) 28 cm mélyen beszántották, majd a vetés előtt 60 cm mélységig lazították.

A második parcella nem volt megművelve.

A talajszerkezet mindkét parcellában: agyagos, az előző művelési időszakban kukoricát ültettek.

Az őszi búza vegetációs időszakában a 2020/2021-es szezonból származó csapadék mennyisége (1. ábra) 482 mm volt. Az alábbi grafikon a csapadék havi eloszlását mutatja.

A fent említett környezeti és talajparamétereket folyamatosan, 5 perces gyakorisággal mértük. A talaj hőmérsékletét és nedvességét különböző mélységekben mértük, nevezetesen: 10, 20, 30, 40, 50 és 60 cm mélységben.

E mérések alapján elemezték a talajnedvesség változását és a víz mozgását mindkét parcellában.

A fő cél A kísérlet célja az volt, hogy információkat határozzunk meg a következőkről:

• A talaj víztartó képessége mindkét vizsgált parcellában (talajművelés nélküli és talajműveléses).
• Az optimális FC-szint eléréséhez szükséges csapadékmennyiség a különböző talajművelési technológiákkal rendelkező parcellákban.
• A víz talajba való beszivárgásának sebessége mindkét esetben.
• A talaj vízvesztésének körülményei és sebessége a párolgás miatt.

EREDMÉNYEK

A kísérlet során kapott eredmények megerősíti a talajművelés nélküli technológia előnyeit a hagyományos talajművelési technológiával szemben, illusztrálva ezt:

• Akár 50%-vel csökkentett dízelköltség és munkaidő.
• A termelés akár 10%-vel történő növelése az első években (kumulatív hatása van a hosszú távú termelésre).
• A talaj termékenységének megőrzése.
• A talaj szervesanyag-tartalmának növelése.
• Talajvízmegőrzés (több vizet tart a talajban).

A fent felsorolt előnyök nem a technológia alkalmazásával elérhető maximális előnyök. Több hasznot hozhat a gazdálkodóknak és a környezetnek, mivel folyamatosan nyomon követi a környezeti és talajparamétereket, amelyek közvetlenül befolyásolják a mezőgazdasági növények termelékenységét.

A a talajnedvesség elemzése a 0 és 60 cm közötti profilban (2. ábra) mindkét parcellában a vegetációs időszak alatt a következőket mutatja:

• A talaj által visszatartott víz mennyisége a megművelt parcellában a vegetációs időszak alatt nagyobb.
• A megművelt talaj gyorsabban reagál és több vizet tart vissza a csapadékból.
• A nem művelt talaj hatékonyabban veszi fel az olvadó hóból származó vizet (2. ábra).

Csapadék hiányában a a nem művelt talaj jobban megtartja a vizet a gravitációs mozgás alacsonyabb szintje miatt.

• Az év meleg időszakaiban a megmunkálatlan talaj hőmérséklete alacsonyabb, ami a megmunkált talaj párolgásához képest alacsonyabb párolgási szintet eredményez.
• Nagyobb esőzések idején a megművelt talaj nagyobb mennyiségű vizet vesz fel, de gyorsabban veszíti el a vizet, mint a nem művelt talaj, a nagyobb párolgás és a mélyszivárgás miatt.
• A talaj víztartalmát mindig minőségileg és mennyiségileg, különböző mélységekben kell elemezni, meggyőződve arról, hogy a talajnedvesség a talaj FC-jének és WP-jének megfelelő optimális határértékeken belül van.

A elemzése a talaj dinamikája és víztartalma 0-30 cm mélységben (3. ábra) a következőket figyelhetjük meg:

• A megművelt talaj vízmegtartó és vízmegőrző képessége nagyobb, mint a megmunkálatlan talajé.
• Aszályos körülmények között a megművelt parcella talajának nagyobb az evapotranszpirációs vesztesége, mint az esős körülmények között.
• A műveletlen parcella 30 cm-es rétege a vegetációs időszak alatt többször veszít vizet a hervadási pontig (stressz).
• A talaj aszályos körülmények között lassabban veszíti el a vizet a nem művelt parcellák talajában.

A a talajvíz viselkedése a 40-60 cm-es mélységben teljesen eltérő a felső réteghez képest mindkét vizsgált parcellában (4. ábra).

A grafikon adatai (4. ábra) a következőket szemléltetik:

• A nem művelt talaj nagyobb mennyiségű vizet tart vissza, mint a művelt talaj ugyanabban a mélységben.
• A víz gravitációs mozgása a megfigyelési időszak alatt többször is a hervadásig csökkentette a szántóföld víztartalmát.
• Aszály idején a megművelt talajban lévő víz mennyisége a kritikus szintre csökken (extrém stressz), ami a megműveletlen talaj esetében nem történik meg.
• Még aszályos körülmények között is a talaj a műveletlen parcellában több napig tovább tartotta a vizet a hervadási ponton, mint a megművelt talajban.

A tapasztalatok és a fenti megállapítások alapján fontos következtetéseket és javaslatokat tudunk levonni a "No-tillage" technológia és módszertanok adaptálására.

KÖVETKEZTETÉS

A talajprofil víztartalma 0 és 30 cm között

A fő megállapítás az, hogy a megművelt parcella talaja nagyobb mennyiségű vizet tud biztosítani a növény számára a növény növekedési időszakában, de csak elegendő csapadék esetén.

Aszályos körülmények között mindkét parcella ugyanolyan gyorsan veszít vizet a gravitációs vízmozgás és a párolgás következtében, és a növény számára ez eléri a szélsőséges stressz szintjét.

Ebben az esetben azt mondhatjuk, hogy a művelés nélküli talaj minőségileg és mennyiségileg is rosszabb a különböző éghajlati viszonyok között.

Ezért az agyagos szerkezetű talajok esetében a Mini-Till technológia alkalmazását javasoljuk, amely csak a felszíni réteg megmunkálását jelenti a talaj szántóföldi kapacitásának (FC) növelése érdekében, hogy a vetést közvetlenül követő időszakban és az aktív vegetatív növekedés során elegendő mennyiségű vízhez jussanak a növények.

A talajprofil víztartalma 40-60 cm között

Ebben a talajprofilban a víztartalom teljesen másképp viselkedik, mint a 0-30 cm-es profilban.

A 4. ábra alapján megállapítható, hogy a 40-60 cm közötti rétegben visszatartott víz mennyisége a művelés nélküli parcellában sokkal nagyobb a teljes vegetációs időszak alatt, beleértve az aszályos időszakot is.

Ez az a pont, ahol a talajművelés nélküli technológia/módszertan fölénye a hagyományos talajművelési technológiával/módszertannal szemben megerősítést nyer.

Ennek a jelenségnek a magyarázata az, hogy a tömörített talaj jobban visszatartja a gravitációs vizet, és csökkenti annak lefolyását az alsóbb rétegekben.

Így a 40-60 cm közötti réteg az őszi búza számára a teljes vegetációs időszak alatt fontos víz- és tápanyagforrássá válik.

Ha figyelembe vesszük a gyökerek morfológiáját (1. kép), láthatjuk, hogy a 40-60 cm mély réteg a fő gyökérrendszer gazdája, és alapvető szerepe van a vízellátásban az aktív vegetatív növekedés fázisaiban.

Ebben a kísérletben a 40-60 cm mélységben a művelés nélküli talaj bizonyult a különleges vízmegtartó és vízmegőrző tulajdonságokkal rendelkező talajnak.

Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a jelenség más, más textúrájú földeken vagy más terményeken és más régiókban is ugyanúgy jelentkezik.

Annak biztosítása érdekében, hogy a talaj jó vízmegőrző tulajdonságokkal rendelkezzen, legalább a mezőgazdasági szezonban (a vetés előtt és a betakarítás után) a talajprofil nedvességtartalmát 0 és 100 cm között ellenőrizni kell. A különböző mélységekben lévő talajnedvesség teljes megértéséhez más fontos környezeti változókat is meg kell vizsgálni, mint például a csapadék, a párolgás, a levegő hőmérséklete és a talaj hőmérséklete.

Szerkezet és talajprofil

Mivel az FC-t befolyásolhatja a talaj tömörödése a talaj túlzott tömörödésének elkerülése érdekében javasoljuk az FC szint rendszeres ellenőrzését., hogy a talaj vízmennyiségének csökkenése a lehető legkisebb legyen.

A fent említett paraméterek ismeretében a talajművelési technológiát az összes erőforrás hatékony felhasználásához lehet igazítani.

Az agyagos szerkezetű talajok esetében, a felszíni talajművelés ajánlott a felszíni réteg szántóföldi kapacitásának növelése érdekében. és olyan talajréteggel rendelkezzen, amely lehetővé teszi a víz lassú behatolását az alatta lévő rétegekbe.

A talaj alsó rétegeinek mindaddig érintetlenül kell maradniuk, amíg a talaj jó vízmegtartó képességgel rendelkezik, azaz a talaj textúrájához kapcsolódó optimális térfogathatáron belül elegendő mennyiségű vizet tart meg.

Ha a talaj már nem rendelkezik megfelelő vízmegtartó és vízfelvevő képességgel, ami talajnedvesség-érzékelőkkel ellenőrizhető, a talaj mélylazítása ajánlott a talaj fizikai tulajdonságainak helyreállítása érdekében.

Összefoglalva, elmondhatjuk, hogy a talajművelés nélküli technológia/módszertan nem egy univerzális, mindenhol alkalmazható eszköz. az e technológiának/módszertannak tulajdonított előnyök megszerzéséhez.

Annak érdekében, hogy folyamatosan hasznot húzzunk e technológia alkalmazásából, egy sor talaj- és környezeti paraméter folyamatos ellenőrzésére van szükség., amelyek az ökoszisztéma vízkörforgásának alapvető minőségi és mennyiségi mutatói.

Mindezen megállapítások alapján azt látjuk, hogy amikor a talajművelési technológia/módszertan kiválasztásakor - akár talajművelés nélküli, akár minimális talajművelés - a fenti szempontokat figyelembe kell venni, és a talaj fizikai tulajdonságait figyelembe véve kell alkalmazni, amelyek még egy gazdaságon belül is változhatnak. Ez a talajművelés nélküli vagy minimális talajműveléses zónázási térképek kialakításához vezethet.

Ez azt jelentené, hogy csak a talaj fizikai tulajdonságainak részletes és teljes profilra kiterjedő tanulmányozása után tudjuk meghatározni, hogy melyik a legmegfelelőbb és leggazdaságosabb talajművelési technológia/módszer a gazdaság számára.