DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS DECSI ÉVA KINCSŐ

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS

DECSI ÉVA KINCSŐ

KESZTHELY 2005

2 VESZPRÉMI EGYETEM GEORGIKON MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR Növény- és Környezettudományi Intézet

Témavezető: Dr. habil Anda Angéla az MTA doktora

KÜLÖNBÖZŐ ABIOTIKUS STRESSZHATÁSOK VIZSGÁLATA KUKORICA ÁLLOMÁNYBAN

Készítette: DECSI ÉVA KINCSŐ

KESZTHELY 2005

3 KÜLÖNBÖZŐ ABIOTIKUS STRESSZHATÁSOK VIZSGÁLATA KUKORICA ÁLLOMÁNYBAN Értekezés doktori (PhD) fokozat elnyerése érdekében. Írta: Decsi Éva Kincső Készült a Veszprémi Egyetem Interdiszciplináris Doktori Iskolája keretében Témavezető: Dr. habil Anda Angéla Elfogadásra javaslom (igen / nem)

………………………………. (aláírás)

A jelölt a doktori szigorlaton ……..%-ot ért el. Keszthely, …………………………….

………………………………. Szigorlati Bizottság elnöke

Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom: Bíráló neve:……………………………… (igen / nem) …................................. (aláírás) Bíráló neve:……………………………… (igen / nem) …................................. (aláírás) *Bíráló neve:……………………………… (igen / nem) …................................. (aláírás) A jelölt az értekezés nyilvános vitáján ……….%-ot ért el. Keszthely, …………………………….

…………………………….. A Bíráló Bizottság elnöke

A doktori (PhD) oklevél minősítése……………………………. …………………………… Az EDT elnöke Megjegyzés: * esetleges

4 RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE CWSI – Crop Water Stress Index (Növényi Vízstressz Index) ε – emissziós tényező δ – Stefan – Boltzmann állandó E – kisugárzott energia T – hőmérséklet k – extinkciós koefficiens ET – tényleges evapotranszspiráció PET – potenciális evapotranszspiráció rc és ra – növény- és határréteg ellenállások γ – pszichrometrikus állandó ∆ – a telítés-hőmérséklet kapcsolatát leíró görbe meredeksége ρ – levegő sűrűsége Cp - állandó nyomáson vett fajhő Tc – növényhőmérsékleti Ta - léghőmérséklet Q* - levélzet nettó egyenlege q*(Tc)-q – telítési és tényleges vízgőz koncentráció különbsége U – szélsebesség z, zo, d – állomány felépítésétől, architektúrájától függő növényi jellemzők ET – evapotranszspirométer tenyészedényei P – parcellák Ö – öntözés CWSI alakulása alapján ETC – evapotranszspirométer kontroll növényei ETT, ETT1, ETT2, ETT3 – különböző fenofázisokban, tépéses jégverésszimulációval kezelt, evapotranszspirométerekben nevelt állományok PC – parcella kontroll növényei PT, PT1, PT2, PT3 - különböző fenofázisokban, tépéses jégverés-szimulációval kezelt, parcellákon nevelt állományok ETTJ – tépéses jégverés-szimulációval és jéggel kezelt, evapotranszspirométerekben nevelt állományok PTJ - tépéses jégverés-szimulációval és jéggel kezelt, parcellákon nevelt állományok I – növényállomány alján mért sugárzás I0 – növényállomány tetejére érkező sugárzás LAI – levélfelület-index N – 100 kg/ha nitrogén műtrágya adaggal kezelt állomány növényei N200 – 200 kg/ha nitrogén műtrágya adaggal kezelt állomány növényei Ts – felszíni talajhőmérséklet

5 I. BEVEZETÉS

9

A VIZSGÁLAT CÉLKITŰZÉSE

13

II. IRODALMI ÁTTEKINTÉS

14

II. 1. A STRESSZ FOGALMA, FELOSZTÁSA, SZAKASZAI II. 2. VÍZHIÁNY OKOZTA STRESSZ II. 2. 1. Az aszály, a szárazság és az öntözés II. 2. 2. Növényhőmérséklet és szerepe az öntözés előrejelzésében A növényhőmérséklet mérésének története Öntözési időpont meghatározása a növényhőmérséklet mérése alapján II. 3. JÉGVERÉS OKOZTA STRESSZ II. 3. 1. A jégeső képződése, klimatológiája és mérési nehézségei II. 3. 2. A jégverés okozta károk és következményeik II. 3. 3. A levélfelület és abiotikus stresszhatások általi módosulásai

III. ANYAG ÉS MÓDSZER III. 1. ÖNTÖZÉSI IDŐPONT MEGHATÁROZÁSA

A CWSI elméleti közelítése JACKSON (1982) alapján A Scheduler Növényi Vízstresszmérő készülék ismertetése III. 2. JÉGVERÉS HATÁSVIZSGÁLAT

Természetes jégverés 1998-ban A jégverés szimuláció metodikája III. 3. JÉGVERT ÁLLOMÁNYOK ARCHITEKTÚRA VÁLTOZÁSAINAK NYOMON KÖVETÉSE

IV. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

14 17 17 25 25 29 32 32 37 40

42 42

42 45 47

47 48 51

54

IV. 1. IDŐJÁRÁS ALAKULÁS 54 IV. 2. ÖNTÖZÉSI IDŐPONT MEGHATÁROZÁSA 58 IV. 2. 1. Az öntözéses kísérletekben mért párolgás alakulása 58 IV. 2. 2. A növényhőmérséklet alakulása 59 IV. 2. 3. A CWSI változásai eltérő évjáratokban 62 CWSI alakulás humid tenyészidőszakokban 62 CWSI alakulás arid tenyészidőszakokban 64 IV. 2. 4. A vizsgált tenyészidőszakok termésalakulása 69 IV. 3. JÉGVERÉS HATÁSVIZSGÁLAT 72 IV. 3. 1. A természetes és szimulált jégverés párolgásra gyakorolt hatása 72 IV. 3. 2. Növényhőmérséklet alakulás közvetlenül a kártétel után, mesterséges jégverésnél (2002) 79 IV. 3. 3. Növényhőmérséklet alakulása hosszabb távon, mesterséges jégverésnél (2002) 81 IV. 3. 4. Talajhőmérséklet alakulása a jégvert állományok alatt (2003) 83 IV. 3. 5. A jégvert növények vízstressz index alakulása 85 IV. 3. 6. A jégverés hatása a termésalakulásra 92 IV. 4. AZ ÁLLOMÁNY ARCHITEKTÚRÁJÁBAN BEÁLLÓ VÁLTOZÁSOK DETEKTÁLÁSA 96 IV. 4.1. A levélfelület index (LAI) alakulása 96 IV. 4. 2. Talajfelszínre jutó árnyékos és napos foltok aránya 100 IV. 4. 3. Az extinkciós koefficiens (k) alakulása 102

V. KÖVETKEZTETÉSEK

104

VI. ÖSSZEFOGLALÁS

107

VII. IRODALOMJEGYZÉK

110

6

KIVONAT Öntözési időpont meghatározásra vonatkozó vizsgálatainkat Keszthelyen, az Agrometeorológiai Kutatóállomáson végeztük 1997-2003 tenyészidőszakaiban, kukorica jelzőnövénnyel. Egyik célkitűzésünk a kukorica eltérő típusú öntözési eljárások során bekövetkező

néhány

vízháztartási

mutatójának,

stressz

indexének

és

növényhőmérsékletének megfigyelése volt. Humid időjárás esetén a növény- és léghőmérséklet közel azonosnak mondható, így a CWSI-ek nem lépik túl a kritikus 2,5-es határértéket, tehát öntözésre sincs szükség. Száraz tenyészidőszakokban a növények CWSI-ei – a növényhőmérséklet emelkedése miatt - magasabbak voltak, így e mutatók ismeretében az öntözési időpont előre meghatározható. Másik célkitűzésünk szerint természetes (1998-ban) és mesterséges jégverés párolgásra, növény- illetve talajhőmérsékletre és CWSI-re gyakorolt hatását vizsgáltuk 1999-2003 tenyészidõszakaiban, a fentiekben említett kísérleti területen. E kísérlettel kívántuk a vízstressz index alkalmazhatósági területét kibővíteni. Megállapítást nyert, hogy a növény- és léghőmérsékleti differencián alapuló CWSI alkalmas más természetű – abiotikus és biotikus - stresszhatások kimutatására is. A jégverést által előidézett kártételek detektálása képezte célkitűzésünk harmadik részét. A jégverés levélállásban előidézett módosító hatásainak kimutatásán túlmenően a károsított növényállományok módosult extinkciós koefficiensét – vagyis az állomány sugárzás áteresztő képességét - határoztuk meg.

Eredményeink

a

jégverés

mechanikai

kártételének

korábbiaknál

részletesebb közelítéséhez, az ok-okozati kapcsolatok jobb megértéséhez nyújthatnak segítséget.

7

ABSTRACT The field study concerning irrigation scheduling was conducted with maize as the indicator crop in the experimental area of the Agrometeorological Research Station in Keszthely in the growing seasons of 1997-2003. The investigated parameter was the CWSI (Crop Water Stress Index), which is derived from the difference between the temperatures of the canopy and the air. Our first goal was the exact timing of irrigation in order to supply the necessary quantity of water at the right time. Observations aimed at studying the effect of simulated hail on some phytopbiologycal parameters of maize. Our last aim was the analysis of a potential stress factor (hail), which may cause mechanical injuries affecting the architecture of the plant stand.

8

INHALTSANGABE Unseren Prüfungen haben wir von 1997 bis 2003, in Keszthely, mit Mais gemacht. Unser erstes Ziel war die Beobachtung von CWSI des Maises. Wenn wir die CWSI kennen, können die Rationalisierung des Wasserverbrauchs zu lösen. Das zweite Ziel war die Prüfung der Wirkungen des Hagels. Mit diesem Versuch wollten wir die Anstellungsmöglichkeiten von CWSI ausbreiten. Unseres dritte Ziel war die Untersuchungen der mechanischen Beschädigung des Hagels, der die Struktur des Pflantzenbestandes beeinträchtigt.

9

I. BEVEZETÉS Életünk folyamán szüntelenül alkalmazkodnunk kell a körülményekhez. Amióta az élet hajnala megvirradt az ősvizek felett, azóta áll fenn ez a fajta kölcsönhatás az élő anyag és az élettelen környezet között csakúgy, mint az élők társas világában. Kisebb-nagyobb mértékben egész életünket végigkíséri a stressz. Általában úgy hiszik, hogy csak súlyos betegségek, a test vagy a lélek sérülései képesek felidézni. Ez azonban tévedés. Elég akár csak örülni valaminek, hogy szervezetünk stressz-mechanizmusa működésbe lépjen. Még csak azt sem mondhatjuk, hogy a stressz káros; helyesebb az élet sójának tekinteni, amely minden hangulatváltozásnál, minden tevékenységnél jelentkezik. Lényegében a stressz az élettel járó elhasználódási folyamatok egysége. A stressz kutatását mindaddig rendkívül megnehezítette a kimutatható tárgyi alap hiánya, amíg világossá nem vált, hogy a stressz pontosan észlelhető változásokat okoz a szervezet működésében. E változások némelyike pusztán károsodási tünet; másik csoportja a szervezet adaptációs tevékenységét jellemzi, a stressz elleni védekezést (SELYE, 1964). A különböző biotikus és abiotikus stresszfaktorok nemcsak az állati és az emberi szervezetre vannak hatással, hanem a növényeket is rendkívüli mértékben sújthatják. Ezen hatások közül a szántóföldi növénytermesztést leginkább érintő abiotikus stressztényezők közé tartozik a vízhiány és a jégverés. Az öntözéses gazdálkodás legfőbb történelmi jelentősége feltétlenül magas eltartó-képességében áll. A délnyugat-ázsiai folyamvölgyi civilizációkban a tavaszi áradások jótékony hatását a földekre vezetett vízzel és hordalékaival növelték. A lakosság az összes öntözéses gazdálkodáson alapuló civilizációban több élelmiszert állított elő, mint amennyit elfogyasztottak. Ezekben a társadalmakban azonban jelentős hivatalnoki réteg keletkezett, azon felül a kormányzat nagy létszámú hadsereget is fenntartott.

10 Ezek a rétegek a termelés szempontjából improduktívnak számítottak, így az eltartásuk a földművelőkre hárult. Napjainkban azonban már nemcsak a társadalom eltartására törekszik a mezőgazdaság. Cél a minél gazdaságosabb és jobb minőségű termékelőállítás! A rendkívül magas vetőmagárakhoz a termésnövelő anyagok és a művelési költség is hozzájárulnak. Földünk egyik legnagyobb - és sajnos mennyiségileg behatárolt - kincse a víz, pedig különösen drága. Éppen ezért ma a költségek mérséklése érdekében már figyelmet kell fordítani az öntözés gazdaságosságára is. Fontos meggondolnunk tehát, hogy mikor és főleg, hogy mennyi vizet juttatunk ki növényeinknek. Mint ahogy az ember és az állat, úgy a növény is érzi, hogy mikor "szomjas". De míg az előzőek képesek ezt tudomásunkra juttatni, addig növényeknél nem ismert olyan objektív vizsgálati módszer, amely segítségével megtudhatnánk, hogy vajon szükségük van-e vízre. Legalábbis eddig ezt gondoltuk. Napjaink kutatásainak előrehaladtával elmondhatjuk, hogy már tudunk olyan kérdést felvetni növényeinknek, amelyre értékelhető választ kapunk. A növény hőmérsékletéből következtetni lehet a vízellátottságának szintjére, s a hőmérséklet alakulás alapján az öntözés igénye is meghatározható. Közismert, hogy ha a növény vízellátása zavartalan, a növény hőmérséklete a léghőmérséklet közelében, vagy közvetlenül alatta van. Ettől eltérő értékek a növény vízellátási zavarára engednek következtetni. Ez a felismerés vezetett bennünket arra, hogy a növényhőmérséklet és az abból származtatott vízstressz index (CWSI = Crop Water Stress Index) alkalmas lehet más jellegű stressz hatások számszerű meghatározására is. Az egyik ilyen lehetőség az évezredek óta félelmetes időjárási jelenségként ismert jégeső kártételének leírására való alkalmazás.

11 A jégeső talán a legkülönlegesebb meteorológiai esemény, amely – a zivatarfelhővel együtt – nemcsak látványnak érdekes, gyakran félelmetes, de szerepe

a

mezőgazdasági

termelés

korszerűsödésével

párhuzamosan

gazdaságilag is egyre növekszik. A jégeső évezredes réme a földművelő embernek; a védekezési kísérletek szinte ugyanilyen hosszú múltra tekintenek vissza. Kultúrtörténeti tény, hogy ezek – egészen a múlt századig – misztikus (részint vallásos, részint babonás) eredetűek voltak: harangozás, imádkozás, régebben a zivatarfelhőket maguk előtt hajtó „ördögök” nyílvesszőkkel való elűzése és hasonlók. A hatás persze ugyancsak a hiten alapult: ha a jégeső elmaradt, a módszer bevált; ha mégis pusztított, azt többnyire „magasabb rendű akaratnak” tulajdonították. A változás a XIX. században indult meg. Ebben az időszakban már erős alapokon állt az a természettudományos világkép, amelybe a légköri folyamatok magyarázata is beletartozott. Ez idő tájt jelentek meg az első minőségi, vizuális megfigyelésekre támaszkodó, sok valósághű részletet tartalmazó zivatarfelhőmodellek, és ekkor adtak látszólag kielégítő fizikai magyarázatot arra az Ausztriában

felújított,

tökéletesített

„jégeső-elhárító”

módszerre,

a

viharágyúzásra is, amelytől azt várták, hogy széttöri a már kialakult jégszemeket. Gondos kísérletek segítségével hamarosan kiderítették azonban, hogy az eljárás teljesen hatástalan, és ezt több közép-európai ország meteorológiai intézete hivatalosan is leszögezte. Amint az a tudomány alkalmazásainak társadalmi folyamatában gyakran megtörténik, a módszer mégis jóval túlélte „holttá” nyilvánításának időpontját: a Dunántúlon például még a harmincas években is csaknem félezer viharágyútól remélték a kár elhárítását. Időközben azonban a meteorológia tovább fejlődött, és az ötvenes évekre megértek az aktív védekezés - az időjárási folyamatokba történő lokális beavatkozás - műszaki és tudományos feltételei. Erre nagy szükség is volt, hiszen a mezőgazdasági termelés világszerte óriási mértékben fejlődött, és ez az abszolút és a fajlagos jégkárok emelkedésével is együtt járt.

12 Ez természetesnek látszik, hiszen a nagyobb terméshozamú kultúrákban az adott intenzitású jégeső egyre súlyosabb károkat okoz. A külföldön már hosszabb ideje folyó kísérletek nyomán – csaknem 10 éves előkészítő munka után - 1976-ban, hazánkban is megkezdődött a jégeső elleni aktív védekezés. Baranya megyében július 23-án felröppentek az első speciális jégeső-elhárító rakéták a Tenkes hegyről. Ezzel a meteorológiai szolgáltatások új korszaka kezdődött meg Magyarországon. Hazánkban Baranya megye mellett Nyíregyházán működik még jégeső elhárító rendszer. Ha ezen jégeső elhárító „hálózatot” közelebbről megvizsgáljuk, láthatjuk, hogy az korántsem mondható teljesnek, hiszen az országnak csak töredékét fedi le. A jégeső elhárítása is kimondott nehézségekbe ütközik, így a jég nagy része még napjainkban is súlyos károkat okozva hull ki a felhőkből. Amint a jégszemek elérik a növényállományokat, - azokban irreverzibilis károkat okozva – megváltoztatják az architektúrát, levélállást, mikroklímát, mellyel a termésalakulást is determinálják. A növényállomány és a közvetlen felette lévő légtér fizikai sajátosságait a talaj-növény-légkör kölcsönhatása szabályozza. A szabályozó rendszer döntő fontosságú tagja maga a növényállomány, amely genetikai tulajdonságai révén sajátos növényi tömeget és állományszerkezetet alakít ki magának. Az állományt és magát az állományklímát együttesen alakítják a meteorológiai-, a termőhelyi-, a biológiai-, és a termesztési tényezők. A kukoricában a kelést követően még nem alakul ki sajátos mikroklíma, de amint az állomány túlhaladja az ötleveles állapotot és közel zárt állapotba kerül, már beszélhetünk állományklímáról. Amikor a levélfelület megközelíti a maximális nagyságot, alapvető változás áll be a mikroklíma sajátosságaiban. Az állományszerkezet három rétegűvé válik: alul viszonylag kis levélfelületű réteg alakul ki, középen a legnagyobb növénytömegű zóna, s felül egy közepes tömöttségű, jól szellőzött állományréteg. Ha a növényállományt ezidőtájt valamilyen abiotikus stressz (pl. vízhiány, jégverés stb.) éri és a levélfelület kárt szenved, a levelek lekókadnak, és tömegük lejjebb kerül.

13 A levelek szárral bezárt szöge megváltozik, így a bejövő napsugárzás hasznosulása jelentősen módosulhat. A növényállományok sugárzás hasznosulása pedig a termés nagyságának szempontjából sem elhanyagolható tényező. A VIZSGÁLAT CÉLKITŰZÉSE A növény- és léghőmérsékleti differencia környezeti tényezőktől való függésének ismeretén alapuló CWSI-t „hagyományosan” - mindössze 3 évtizede! - az öntözési időpont meghatározására használták. A dolgozat egyik célja a vízstressz index Keszthely környéki, nem tisztán arid jellegű időjárásnál való alkalmazhatóságának áttekintése volt, kukorica jelzőnövénnyel. Az eredeti alkalmazáson túl a nem talajvízhiány eredetű stresszdetektálás lehetőségének felmérése képezte második célunkat. Erre a jégeső, mint térségünk gyakori időjárási kártétele jó alapot biztosított. Megfigyelésünk

során

természetes

és

mesterséges

jégverésnél

a

jégszemcsék, eddig kevésbé vizsgált életfolyamatokra, - a kukorica párolgására, valamint növényhőmérsékletére és CWSI-ére - gyakorolt hatását elemeztük. A jégverés szimulációnál a levéltépéses eljárást nem a növény legérzékenyebb fázisában, hanem a Keszthely környékén leggyakoribb jégjárás idején alkalmaztuk. Célkitűzésünk harmadik részét a mesterséges jégverés szimulációval előidézett

kártételek

detektálása

képezte,

különös

tekintettel

a

növényállományok architektúrájának egyik elemében - a levélállásban – bekövetkező

módosulásokból

számszerűsítésére.

A

növényállományokba

levélállás való

adódó

változások

módosulása

sugárzásbehatolásra,

feltérképezésére

ugyanis és

sugárzáshasznosításra, illetve a szárazanyag produkcióra.

hatással azon

és

van

a

keresztül

a

14

II. IRODALMI ÁTTEKINTÉS II. 1. A STRESSZ FOGALMA, FELOSZTÁSA, SZAKASZAI A növények is számtalan olyan terhelésnek vannak kitéve, melyek teljesítményüket, fejlődési lehetőségeiket korlátozzák. A szárazföldi területek egytizedét az ember úgy átalakította, hogy a növények számára a körülmények kedvezőtlenné váltak. A megterheléssel járó, szinte számtalanul sokféle helyzet leírására – mely helyzetek egy adott szervezetben a normális viselkedéstől való eltéréshez vezetnek – a stressz kifejezést használjuk. A stressz kifejezést először a fizikában alkalmazták egy testben külső erő hatására ébredő belső feszültség jellemzésére. A stresszor a környezet egy eleme, ami a növény fiziológiájában olyan változást okoz, ami élettani alkalmazkodást eredményez. SELYE (1936) szerint a stressz a szervezet túlterhelt, túlerőltetett állapota, a test aspecifikus reakciója mindenfajta igénybevétellel szemben. LEVITT (1980) a stressz fogalmát magára a szervezet számára potenciálisan előnytelen tényezőre korlátozza, míg a kiváltott következményekre a strain kifejezést használja. Egy harmadik meghatározás szerint (TISCHLER, 1984) a stressz a normálistól eltérő olyan helyzet, amely az élőlényt megterheli, de az életét közvetlenül nem veszélyezteti. Növényekre vonatkozóan LARCHER (1987) a következőképpen adta meg a stressz meghatározását: A stressz egy olyan terheléses állapot, amelyben a növénnyel szembeni fokozott igénybevétel a funkciók kezdeti destabilizációját követően egy normalizálódáson át az ellenállóság fokozódásához vezet, majd a tűréshatár túllépésekor tartós károsodást vagy akár pusztulást is okoz. A növényekre ható stressztényezőket többféleképpen csoportosíthatjuk. Az egyik szokásos felosztás szerint beszélhetünk természetes tényezőkről, valamint antropogén faktorokról.

15 Természetesnek tekintjük a természeti környezet spontán, de hirtelen vagy szélsőséges megváltozásait: a nagy fényintenzitást, a hőhatást, a vízhiányt, az ásványi tápanyagok hiányát, az alacsony hőmérsékletet, a hirtelen fagyot, a nagy sókoncentrációt stb. Míg antropogén stresszorokként tartjuk számon a növényvédő

szereket,

a

légszennyező

anyagokat,

a

savas

esőt,

a

talajsavanyosodást, a toxikus nehézfémek feldúsulását, a fokozott UV-sugárzást stb. Másik szempont szerint beszélünk abiotikus és biotikus stressztényezőkről. Az előbbiek az élettelen környezet elemei, míg az utóbbiak élő szervezetek által okozott stresszhatások. Egyes kutatók megkülönböztetik az élő szervezetet érő gyenge stresszt az erős stressztől. A gyenge stresszhatás aktiválhatja a sejtanyagcserét, fokozhatja a növény fiziológiai aktivitását és nem okoz semmiféle károsodást még hosszabb időtartamon át hatva sem. Ezt a gyenge, a növény számára kedvező, stimulatív stresszt eustressznek nevezik. Ilyen a hatása számos növekedésgátlónak és anyagcsere-inhibítornak, melyek kis koncentrációban serkentő hatásúak, nagyobb koncentrációban azonban károsítják az anyagcserét, csökkentik a növény aktivitását, korai öregedést okoznak, sőt a pusztulást is kiválthatják. Az ilyen anyagok növénykárosító hatását distressznek nevezik. Az eustressz és a distressz között a kiváltó tényező koncentrációjától függően folytonos az átmenet (SZIGETI, 1998). A stresszor hatására a szervezetben lezajló folyamatok egy jellegzetes eseménysort,

tünetcsoportot

alkotnak,

melyeket

összefoglalóan

stressz

szindrómának nevezünk (1. ábra). A fogalmat először Selye írta le, majd számos külföldi adaptáció (pl. Larcher stb.) után az egész világon elterjedt. Egy adott stressz-szituációban sorrendben három fő fázis különíthető el. Az első a vészreakció (alarm-fázis), ami a stresszor hatására bekövetkező terhelés fokozódásakor a normális működéstől való eltérésben nyilvánul meg, s aminek következménye a vitalitás csökkenése. Az anyagcsere lebontó jellegű folyamatai dominálnak a szintetizáló, felépítő jellegűek felett.

16 Mindez az ellenállás minimumának elérése, majd túllépése esetén akut károsodáshoz vezet. Ha a növény rezisztencia-potenciálja lehetővé teszi, akkor bekövetkezik a második fázis, az ellenállás stádiuma, amelyben alkalmazkodási és reparációs folyamatok eredményeként a növény ismét normális életműködést mutat, ellenálló képessége fokozódik, a növény edzettebbé válik (edződés). A harmadik szakasz a kimerülés, az alkalmazkodó képességet meghaladó tartamú és intenzitású igénybevétel esetén következik be, ami fokozatos leromláson át krónikus károsodáshoz, majd pusztuláshoz vezet. Ha a stresszor hatása megszűnik, a növény regenerálódik, melynek során az adott funkció beáll egy új standard szintre.

1. ábra: A stressz-szindróma (SZIGETI 1998) Az egyed életében érvényesülő alkalmazkodás, a túlélést biztosító stresszválasz az akklimatizáció, míg a hosszú távon, vagyis több generáció során kialakuló, tartós ellenállóképesség az adaptáció.

17 A kutatók közül Magyarországon elsőként Selye foglalkozott az adaptáció és az adaptációs energia fogalmával. A szerző szerint ez a fajta energia az élet egyik fundamentális tényezője. Az élet tartamát elsősorban a rendelkezésre álló adaptációs energia mennyisége szabja meg. Ezen energiát azonban minden folyamatos stresszhatás elhasználja. Bizonyított tény, hogy minden, ami adaptálódásra képes, a kimerülés képességét is magában hordozza. Ez az energia független minden más energiától, hiszen a kimerülés akkor is bekövetkezik, ha rendelkezésre áll a többi életfeltétel (táplálék, oxigén stb.). Jelen értekezés az abiotikus stresszhatások közül két – a mezőgazdasági termelést talán leginkább sújtó – nagy károkat okozó jelenséggel, az aszály, illetve a szárazságstressz, valamint a jégverés hatásainak vizsgálatával foglalkozik bővebben. II. 2. VÍZHIÁNY OKOZTA STRESSZ II. 2. 1. Az aszály, a szárazság és az öntözés Az aszály az emberiséget sújtó egyik legnagyobb természeti csapás, mind a gazdasági károkat, mind az emberéletekben okozott veszteségeket tekintve. Időés térbeli kiterjedését, valamint kifejlődésének és fennmaradásának időtartamát tekintve eltér az egyéb – általában hirtelen fellépő, rövid ideig tartó és területileg jobban korlátozott – természeti csapásoktól. Az aszály kialakulásához hosszabb időszak szükséges, illetve időbeli szempontból kezdetének és befejeződésének időpontja legtöbbször meglehetősen bizonytalan lehet. Mindezentúl az aszályhelyzet fennállása meglehetősen hosszúra nyúlhat (BUSSAY et al., 1999). Az aszály iránti társadalmi érdeklődés fokozódását indokolja, hogy a mezőgazdaság világszerte fejlődött. Az előző időszakokhoz képest nőtt az aszály által okozott kár abszolút értéke akkor is, ha a terméskiesés százalékos értékben esetleg csökkent.

18 A Föld klímaváltozása miatt is lényeges a szárazság okainak, hatásainak elemzése és jobb megismerése, mely lehetővé teszi az eddigieknél tudatosabb és hatékonyabb beavatkozás lehetőségét (PETRASOVITS, 1988). Az aszály fogalma és definíciója körüli kérdéskör meglehetősen problematikus.

Szinte

minden

tanulmányban

felvetődnek

az

aszály

meghatározásával összefüggő kérdések. Az aszály fogalma alatt az egyes tudományágak képviselői sok esetben mást és mást értenek. Mindezen túl jó néhány szerző ( HOUNAM et al., 1975; VARGA-HASZONITS, 1985; NEMES, 1993; URBÁN, 1993; GYŐRFFY et al., 1993) már korábban rámutatott arra, hogy az általános, minden tudományág és minden kutató, valamint felhasználó számára kielégítő aszálydefiníció mindezidáig nem született meg. Többen, így például SADOWSKI (1984) és BAGROV (1986) éppen a megfelelő, precíz aszálydefiníció hiányára és ennek káros voltára hívják fel a figyelmet. Szélsőséges példaként említhető meg, hogy még az aszályfogalmak felcserélt, illetve helytelen használata is fellelhető a szakirodalomban. Előfordul, hogy a légköri aszályt a meteorológiai aszállyal azonosítják, és mindössze csapadékhiánnyal jellemzik (SADOWSKI, 1984). Az aszály meglehetősen komplex, összetett, sokféle módon jellemezhető és eltérő jellegzetességeket mutató természeti jelenség, ezért olyan egzakt, mérési jellegű, közvetlen számszerűsítési lehetőséget tartalmazó meghatározása, – mint például a fizikai vagy kémiai jellemzőknek – aligha adható. Mind az itthoni, mind a külföldi szakirodalomban az aszályt egyrészt, mint természeti jelenséget, annak milyenségét, lefolyását írják le; másrészt annak következményeivel, az ellene való védekezés lehetőségeivel foglalkoznak, társadalmi-gazdasági hatásait elemzik (GLANTZ, 1982; WMO, 1986; EASTERLING, 1987; WILHITE et al., 1987; FARAGÓ et al., 1990; BARÁTH et al., 1993).

19 A pontos definíció hiánya az alábbi okokra vezethető vissza: a fogalombeli eltérések elsődleges oka, hogy a három leginkább érintett tudományág, így a meteorológia, a hidrológia és az agronómia különböző nézőpontból és eltérő megközelítés alapján vizsgálja az aszály kérdését. A meteorológusok a vízhiányt okozó csapadék nélküli időszakok légköri viszonyai és azok egyéb meteorológiai elemekre gyakorolt hatásán, a hidrológusok a rendelkezésre álló felszíni és felszín alatti vízkészleteknek csökkenésén, míg a mezőgazdasági szakemberek a vízhiány okozta mezőgazdasági károkon (termésveszteség, terméskiesés, állatállomány pusztulása stb.) keresztül elemzik az aszályt. E tényhez járul hozzá az is, hogy nemcsak összetett jelenségről van szó, de nagymértékű különbségeket mutat mind kialakulását, mind jellegét tekintve a Föld eltérő klímaövezeteiben. Az aszálydefiníciókban megfigyelhető különbségek további oka a jelenség azonosításához

használt

tényezők

különbözősége.

Számos

vizsgálatban

kizárólag csapadékadatokat alkalmaznak, míg másokban a hőmérsékleti, légnedvességi, párolgási, talajnedvességi stb. viszonyokat is. Gyakran az okozott károk alapján történik meg e jelenség meghatározása. Harmadrészt

az

aszálydefiníciók

óriási

különbséget

mutatnak

a

bekövetkezéshez szükséges időtartam meghatározásában, mivel az egyes szerzők különböző hosszúságú – néhány naptól több hétig tartó – csapadékszegény vagy csapadékmentes időszakot tartanak szükségesnek az aszály fellépéséhez. Magyarország éghajlati feltételei között nyári aszályhelyzetben, a szokásosnál kevesebb csapadék, nagy gyakorisággal az átlagnál magasabb hőmérsékletekkel és ennek következtében a levegő megnövekedett párologtató képességével

társul.

Ezáltal

fokozódik

az

evapotranszspiráció

és

a

vízfogyasztás. A csapadék csekély volta miatt – amennyiben ez az időjárási helyzet hosszabb ideig fennáll - vízhiány lép fel, s ezt a vízhiányos helyzetet azonosíthatjuk az aszállyal.

20 Az aszály megjelenési formája azonban a következmények sokfélesége alapján azonosítható, így a meteorológiában a csapadék és hőmérséklet értékekkel jellemezhető. A hidrológiában a folyók és tavak vízszintjének jelentős csökkenésében, a talajvízszint süllyedésében, valamint a felszín alatti vizek

(elsősorban

karsztvíz

készletek)

és

a

források

vízhozamának

csökkenésében vagy teljes elapadásában mutatkozik meg. A mezőgazdaságban aszály alatt azokat a helyzeteket értik, amikor a növények jelentős vízellátottsági problémákkal küzdenek, amelyek számottevő terméskiesést is okoznak a növekedési időszak végére. Hasonlóképpen nem kellően tisztázott a szárazság és az aszály definíciójának szétválasztása sem. VARGA-HASZONITS (1985) szerint a szárazságon rövidebb, vagy hosszabb ideig tartó száraz időjárás értendő. Az aszály kifejezés használatakor mindig hosszabb ideig tartó és jelentős mértékű szárazságról beszélünk. Ez a megközelítés (agro)meteorológus körökben viszonylag gyakori (HOUNAM et al., 1975; VARGA-HASZONITS, 1985 ). Ezzel szemben a legtöbb mezőgazdasági szakember szerint szárazság alatt vízhiányos időjárási helyzet értendő (azaz meteorológiai fogalom), míg az aszály csak növény jelenlétében értelmezett, így agronómiai fogalom. E megközelítés alapján az aszály a meteorológiai tényezőkre visszavezethető szárazság következményeként lép fel (SZÁSZ, 1988). Az aszály kialakulásánál le kell szögezni, hogy végső soron minden aszálydefiníció az átlagosnál kevesebb csapadéknak a mezőgazdaságra, a vízkészletekre, valamint a gazdasági és társadalmi tevékenységre gyakorolt hatásával kapcsolatos (WMO, 1989; URBÁN 1993). PALMER (1965) és a WMO (1986) által adott meghatározások kombinációjaként az aszály az átlagos (szokásos) mértéket jelentősen és tartósan meghaladó vízhiány. Nyilvánvaló azonban, hogy az egyes tudományágak számára és hétköznapi feladatok megoldásához nem elegendő az általános definíció, ezért szükséges az aszály valamilyen speciális szempont vagy igény szerinti definícióját létrehozni.

21 A meteorológiai aszály leggyakrabban nagyon egyszerű módon a csapadékmennyiség átlag alatti értékével jellemezhető, de esetenként más meteorológiai paramétetek (léghőmérséklet, páratartalom, szél stb.) valamilyen együttesével is meghatározható. SADOWSKI (1984), illetve BELL (1986) nagyon leegyszerűsítve a meteorológiai aszályt az éghajlatilag várható csapadék hiányával azonosítja. OLAPIDO (1985) szerint a meteorológiai aszály általános értelemben nem azonosítható csupán a csapadék deficitjével, de általában egyegy szárazabb, jelentősebb csapadékhiányos időszak következménye. A Meteorológiai Világszervezet (WMO) ajánlása szerint egy adott térségben az átlag alatti csapadék, amely a mezőgazdaságra, a vízi erőforrásokra és különböző társadalmi, gazdasági tevékenységekre hatással van, akkor vezethet aszályhoz, ha annak évi mennyisége, mintegy két éven keresztül legalább az érintett terület felén, a normál értéknek maximum 60%-a (WMO, 1986). Meteorológiai aszály esetén a csapadék jóval a várt érték alatt marad nagyobb térségben és hosszabb időszak folyamán (WMO, 1989; URBÁN, 1993). A hidrológia szemszögéből megközelítve az aszály a vízkészletek jelentős mértékű csökkenésében megnyilvánuló jelenség. Ez a hidrológiai ciklus jó néhány elemének változásában mutatkozik meg, így a folyók alacsonyabb vízhozamában, vízszintjében, a tavak, víztározók alacsony vízállásában, míg a felszín alatti vizek és forráshozamok csökkenésében. A hidrológiai aszály jelenségének számszerűsítése a hidrológiai körfolyamat hidrometeorológiai paramétereivel is elvégezhető (DAS, 1983). Hidrológiai aszálynak nevezzük a felszíni és a felszín alatti vízkészletek jelentős csökkenését, hosszan tartó csapadékhiány miatt (WMO, 1989; URBÁN, 1993). A mezőgazdasági termelés szempontjából szintén meghatározó tényező az aszály.

22 Mezőgazdasági aszály esetén a csapadék mennyisége vagy eloszlása elégtelen, ezért a talajvízkészletek fogyása és a párolgási veszteségek együttes hatása miatt számottevő kiesés mutatkozik a növénytermesztésben és / vagy az állattenyésztésben (WMO, 1989; URBÁN, 1993). A mezőgazdasági aszály alatt Magyarországon rendszerint a vízhiány növénytermesztésre gyakorolt hatását értik. Ez abból a tényből következik, hogy a károk döntő része is e termesztési szektorban összpontosul. Mezőgazdasági aszály akkor áll fenn, ha a talaj vízhiánya hosszabb ideig jelentős; és / vagy járulékos okok következtében a termesztett haszonnövények vízhiányos helyzetbe kerülnek, s ez jelentős mértékben visszaveti a fejlődést és a termésképződési folyamatokat. A mezőgazdasági aszály jellemző magyarországi példája PETRASOVITS (1989) meghatározása: Az aszály a növénytermesztési tér tartós és olyan mértékű vízhiánya, amikor valamennyi környezeti tényező közül az elsődlegesen korlátozó tényező a víz. A növények vízellátását – így a problémát jelentő mezőgazdasági aszályt is – minden esetben összetett módon kell megközelíteni, amelyhez a legjobb módszerként a vízmérleg (növényi vízháztartás) elemzése kínálkozik. Nem elegendő

csupán

egy-egy

kiragadott

éghajlati

elem,

így

a

lehulló

csapadékmennyiség vagy hőmérséklet egyedüli figyelembevétele (SZÁSZ, 1988). A hidrometeorológiai vizsgálatok során az elsődleges vízbevételt jelentő csapadék mellett számításba kell venni a vízveszteséget okozó folyamatokat is, melyek magukba foglalják a produktív (transzspiráció) és az inproduktív (evaporáció, leszivárgás, elfolyás) tagokat (BUSSAY et al., 1999). Emellett létezik egy másik fogalom, a szárazság. A szárazság csak mérsékeltebb csapadékhiánnyal járó időjárási kategória. Fontos tudni, hogy egyetlen, univerzális számadattal egyik jelenség sem közelíthető. Mindig adott növényfajra vonatkoztatandó, ha számszerűen is közölni kívánjuk a fenti két tartalmilag eltérő jelenség létezését.

23 A növénytermesztők számára is fontos különbséget hordoz a fenti két definíció. Nem ajánlatos megvárni, amíg az aszály bekövetkezik, mert már a hosszantartó vízhiány - szárazság - alatt érdemes öntözni, hiszen ezzel a terméskiesés mérsékelhető (DI GLERIA et al. 1957). E módszer gyakorlati alkalmazását speciális, kimondottan a fenti célt szolgáló eljárással próbáltuk megvalósítani

kísérletünkben

(talajról

történő

távérzékelés

gyakorlati

alkalmazása). SZALÓKI (1988) szerint az öntözés várható hatását és gazdaságosságát termőhelyi és agrotechnikai elemek befolyásolják. Öntözött kukoricaállomány mikroklíma és növényi jellemzőit vizsgálta ANDA (1986) Keszthelyen, evapotranszspirométerben nevelt növények állományában. Az öntözött növények magassága és levélfelület növekedése módosította az állomány struktúráját, mely megváltoztatta a mikroklíma néhány mutatóját. Az öntözés a termés mennyiségét jelentősen, 21,4%-kal növelte, mely kedvező hatást a mikroklímában előidézett változások is elősegíthették. Az utóbbi évek aszályos időjárása bizonyítja, hogy hazánkban az egyik legfontosabb, termésmennyiséget limitáló tényező a csapadék mennyisége és eloszlása. A kukorica terméseredményei közötti különbségek annál nagyobbak, minél nagyobb stresszhatásokat kénytelenek a növények elviselni (NAGY, 1995a,b,c; 1996a). SLATYER (1967) és SMART (1974) szerint a vízhiányos állapot egy jól öntözött szőlőültetvényben akkor következik be, amikor a transzspiráció által csökken a felhasznált víz mennyisége. Ezt az eredményt a környezet elsődleges befolyásoló hatása okozza – sugárzás, hőmérséklet, relatív páratartalom stb. Öntözött kezelésben a műtrágyázás termésnövelő hatása nagyobb, mint öntözés nélkül, de a nagyobb termés magasabb tápanyagszintet igényel, ezért több műtrágyára van szükség.

24 Öntözést alkalmazva a maximális termés magasabb szinten alakul ki, amihez több tápanyagra van szükség, az erős pozitív műtrágya × öntözés kölcsönhatás miatt. Öntözéses gazdálkodásban az évjárathatás mérséklődik, a termésingadozás csökken, s az évenkénti műtrágya-reakció is kisebb mértékben különbözik, mint öntözés nélküli termesztésben, ezért a tápanyag visszapótlás bizonyíthatóan nagyobb biztonsággal tervezhető (NAGY, 1996b). A kukorica öntözésével a külföldi szakirodalom is nagy részletességgel foglalkozott és foglalkozik napjainkban is. A teljesség igénye nélkül kimondottan kukoricára vonatkozó stresszindex ismertetést (GARDNER et al. 1981), és (CLAWSON és BLAD 1982) publikációiban találhatunk. A kukorica öntözésével kapcsolatos anyag rendkívül bőséges, többek között HATFIELD (1990), SINCLAIR et al. (1990), HOWELL et al. (1995, 1997, 1998) foglalkozott a témával, messze nem csak a fent idézett műveikben. Ha a lehullott csapadék és a talaj könnyen felvehető vízkészlete a növény igényét nem elégíti ki, akkor öntözéssel kell pótolni a hiányt. A nagyobb termésátlaghoz mennyiségben nagyobb vízfelhasználás szükséges. A vízellátás javításával azonban a vízfelhasználás romlik, azaz relatíve is több vízre van szükség. Rendkívül fontos a szakszerű tápanyag-ellátottság is, mert hatására lényegesen javul a növények vízhasznosítása. A tápanyag és víz kapcsolat teljes részletességgel DEBRECZENI és DEBRECZENINÉ (1983) összefoglaló jellegű könyvében található. Az agrotechnikai tényezők együttes értékelése során a talajművelés, a növényszám, a műtrágyázás és az öntözés főhatások mellett az öntözés × műtrágyázás és a növényszám × műtrágyázás kölcsönhatások voltak jelentősek. NAGY (1995b) kísérleti eredményei alapján megállapította, hogy ez a két kölcsönhatás független az évjárattól és hatásuk iránya minden évben megegyezik, de a hatás mértéke eltérő. Kimutatták, hogy az egyes növénytermesztési tényezők a termésnövekedéshez a következő arányban

25 járultak hozzá: műtrágyázás 48%-ban, öntözés 28%-ban, talajművelés 18%-ban és növényszám 6%-ban. Bizonyított, hogy az öntözés × műtrágya és a növényszám × műtrágya kölcsönhatás pozitív, ezért a termesztési színvonal megválasztásakor, vagy megváltoztatásakor mindhárom tényezőt egyszerre kell módosítani. Kutatási eredményeik szerint bármilyen termesztési szintet kívánunk elérni az adott színvonalon, egyszerre kell biztosítani a víz-, a tápanyagellátás és a növényszám legkedvezőbb kölcsönhatását. II. 2. 2. Növényhőmérséklet és szerepe az öntözés előrejelzésében A növényhőmérséklet mérésének története Ramoux 1843-as úttörő jellegű higanygömbös kísérlete óta a növények hőmérsékletének mérésére számos próbálkozás történt. A kezdeti módszereknél jelentős hibaforrás volt az, hogy leszedett leveleken mérték a növény hőmérsékletét, amely egyrészt eltér a „lábon álló” növényekétől, másrészt a pontszerű mérés adata növényállományra nem vihető át. Jelentős előrelépést az élő növény szöveti hőmérsékletének meghatározására alkalmas elektromos hőmérők hoztak, amelyek közül az apró méretű termisztorok terjedtek el a legjobban. Működésük alapelve: a félvezetők ellenállása hőmérsékletfüggő. A termisztort a levél fonákára tűzik, így szinte kivétel nélkül megsérül a növény szöveti állománya, s annak hőmérséklete biztosan eltér a természetes állapotú növényétől. A növényhőmérséklet meghatározásában kimagasló eredményt az 1970-es évek hoztak, amikor a hadiipar által kifejlesztett infravörös érzékelők a növénykutatók számára is elérhetővé váltak. Az 1980-as évek elejére fejlesztették ki azt a könnyű, hordozható infrahőmérőt, amely a szabadföldi kísérletekben termesztett növény hőmérsékletének mérésére kiválóan alkalmas.

26 Az infrahőmérő a tárgyak által kibocsátott, vagy a szomszédos tárgyakról származó sugárzást méri az infravörös tartományban (legtöbbször a 8-14 µm-os tartományban). A Stefan-Boltzmann törvény alapján ismeretes, hogy a kisugárzott

energia

mennyisége

(E)

egyenesen

arányos

a

tárgyak

hőmérsékletének (T) negyedik hatványával: E = ε δ T4

(1)

ahol ε : emissziós tényező, δ : a Stefan - Boltzmann állandó. Az emissziós tényező értéke a legtöbb szántóföldi növénynél 0,96-0,98 közötti. Méréseinknél a magasabb, 0,98 értéket alkalmaztuk (FUCHS és TANNER, 1966). A hőmérsékleti differencia alapján történő öntözési időpont kijelölésére a vízstressz index (CWSI) alkalmas. Az indexek két csoportba sorolhatók: az elméleti alapokon, a levél hőháztartási mérlegének ismeretén nyugvó (JACKSON et al. 1981, JACKSON 1982), valamint az empirikus indexek (IDSO et al. 1981a) kategóriáiba. A növényhőmérsékletet kimondottan nemesítési célokra MTUI et al. (1981) alkalmazta. CLAWSON et al. (1982) infravörös termometria segítségével határozta meg az

állomány

hőmérsékleti

variabilitását

(CTV=Canopy

Temperature

Variability). A szerző szerint a víz okozta stressz kezdete jelezhető, s arra az időpontra tehető, amikor a CTV meghaladja a 0,7 °C értéket. A növényeket - mint minden élőlényt - az őket körülvevő környezetben különféle hatások sorozata éri. E tényezők hol segítik egy optimális állapot beálltát, más esetben pedig gátolják életműködésüket. A különböző környezeti

27 tényezőkhöz való alkalmazkodáskor a növények stresszállapotot mutatnak, amelynek egyik fő kiváltója lehet a vízhiány (SUTTER et al. 1988). Az USA-ban az infrahőmérők térhódítása után a növényélettani folyamatok megismerésének

és

a

számítástechnika

forradalmi

fejlődésének

eredményeképpen 1985-ben, Arizonában megszületett a Scheduler® névre keresztelt növényi vízstressz-mérő. Alkalmazásakor a mért meteorológiai elemek felhasználásával, különösen a növény- és léghőmérsékleti differencia ismeretében a növény vízellátottságát a szemmel látható tünetek megjelenése előtt egyetlen lépésben becsülhetjük. A hőmérsékleti különbségből számolt index lényege, hogy egy határérték eléréséhez kötjük a növény vízhiányos állapotának megítélését. A CWSI vízellátottsági problémát jelentő 0,3-as határértékét a Scheduler konstruktőrei is átvették, illetve néhány növényfajnál 0,2-re csökkentették. Az 1989-1990-es évek tenyészidőszakában ANDA és LIGETVÁRI (1993) vizsgálta a Scheduler Növényi Vízstressz Mérő alkalmazási lehetőségét hazánk éghajlati viszonyai között az öntözési időpont előrejelzésére. A csapadékosabb évben, 1989-ben az öntözés 5,3%-os, 1990-ben, a rendkívüli szárazság következtében 51,5%-os terméstöbbletet idézett elő a csak természetes csapadékban részesült kukorica produktumához képest. A vízhiány a növények levelének felmelegedésében mutatkozik meg először. KRAUTER (1989) szerint, amikor a növény több vizet használ, mint amennyit fel tud venni, a sztómák bezáródnak. Infravörös termometria alkalmazásával a növény hőmérsékletéről megbízható eredményeket kapunk, szemben az egyéb hőmérséklet meghatározó módszerekkel, mivel a levelekről az információk módosító hatások nélkül elérhetők (KOCSIS és LIGETVÁRI 1992). BURUCS et al. (1994) szántóföldi kísérletet állított be két vetésidővel, két vízellátottsági kezeléssel és hat hibriddel a növényi vízstressz mérésére, infravörös termometrián alapuló készülékkel (Scheduler) - az aktuális talaj-

28 növény vízállapot kifejezésére. A módszer szelektívnek bizonyult, azaz genotípus különbséget jelzett. Így például a nővirágzás utáni stressz index értékek és a szemtermés között szoros negatív korrelációt találtak. A szerzők szerint a termés nem jelent biztos alapot az összehasonlításhoz, mert a jó szárazságtűrés rendszerint gyengébb termőképességgel párosul. Magyarország a feltételes öntözés zónájába tartozik, amely azt jelenti, hogy a szabadföldi termesztésű növényeknél nem minden évben van szükség öntözésre. Az öntözés időpontjának tervezésénél elsőbbséget élveznek azok az eljárások, amelyek takarékos vízfelhasználásúak. SZLOVÁK et al. (1991) vizsgálta, hogy milyen kapcsolat áll fenn az infravörös sugárzásmérővel regisztrált állományhőmérséklet értékei és a kukoricanövény százalékos víztartalma között. Mérési eredmények szerint az állományhőmérséklet a cső alatti levéllemezek százalékos víztartalmával mutatta a legszorosabb negatív lineáris kapcsolatot. Ugyancsak szignifikáns összefüggés volt az állományhőmérséklet és az egész növény százalékos víztartalma között. A túlságosan magas légnedvesség-tartalom a transzspiráció intenzitásának befolyásolásán keresztül módosíthatja a növény- és léghőmérsékleti differencia alakulását, különösen annak az eredetileg megfogalmazott talajnedvesség mennyiségére vonatkozó információtartalmát (WANJURA és UPCHURCH 1997). A magas légnedvesség csökkenti a transzspirációt, s ezzel a növényhőmérsékletet - a talaj nedvességétől függetlenül! - növeli, mely hatás számszerűsítésére tett kísérlet a fenti szerzőpárosnak eddig nem sikerült. OLUFAYO et al. (1996) a hőmérsékleti differencia és az azt meghatározó

környezeti

tényezők

közti

kapcsolatot

(szélsebesség,

globálsugárzás) elemezte 14 különböző öntözővíz adaggal kezelt köles állomány esetében. A szerzők a két kiemelt elem, mérést nehezítő hatásairól számoltak be. ABRAHAM et al. (2000) öntözés előrejelzésére a hőmérsékleti differenciát csak talajnedvesség szenzorral együttesen javasolja alkalmazásra.

29 Vele szemben KUMAR et al. (1999) a sokkal könnyebben mérhető hőmérsékleti

differencia

alapján

eredményesen

becsülte

a

talaj

nedvességtartalmát is, ezáltal egy korábbiakban nem említett alkalmazási lehetőségről számolt be. Öntözési időpont meghatározása a növényhőmérséklet mérése alapján Az öntözési időpont meghatározására többféle módszert alkalmazhatunk. Ilyen a csak talajhőmérséklet mérésén, vagy a csak környezeti tényezők (meteorológiai elemek) figyelembe vételén alapuló, illetve a növényi jellemzők vizsgálatán nyugvó módszerek. A talaj tulajdonságainak megfigyelésén alapuló eljárások legegyszerűbb változata a talajnedvesség-tartalom időbeni változásának regisztrálása. Ismerve az adott terület szántóföldi vízkapacitás és holtvíz értékét, a tényleges víztartalom meghatározása egy egyszerű becslésre ad lehetőséget, amellyel a párolgási vízveszteséget és a gyökérzóna alatti elszivárgást közelíthetjük. Amennyiben a tényleges víztartalom egy bizonyos határérték alá esik, pótlása szükséges, egészen a szántóföldi vízkapacitás eléréséig. Korábban a talajnedvesség mérése a talaj megmintázásával, gravimetriásan történt, ezt manapság felváltotta a neutronszondás talajnedvesség-meghatározás. A módszer alapos felülvizsgálatát GEAR et al. (1977) végezte, s megerősítette a már korábban megállapított legnagyobb hibalehetőség meglétét, mégpedig a talaj heterogenitásának figyelmen kívül hagyását. A szerző a másik alapvető hibaforrást

a

növényi

paraméterek

elhanyagolásában

látja,

mivel

a

talajnedvesség változásának mérésén alapuló vízszükséglet meghatározásánál általában csak a holtvíztartalomban található növényre vonatkozó információ. STEGMAN et al. (1976, 1983) részletes vizsgálatot közöl az egyes eltérő módon számított evapotranszspirációs adatok vízháztartási mérlegekben történő alkalmazására és azok pontosságára vonatkozóan.

30 Többek között a vízháztartási mérleget alkalmazták még vízigény számítására STEGMAN et al. (1976); HEERMANN és DUKE (1978); JENSEN (1980); BURMAN et al. (1980); HARRINGTON és HEERMANN (1981); CROUCH et al. (1981); FERRERES et al. (1981) stb. A

meteorológiai

tényezők

hatásának

ismeretén

alapuló,

vízigényt

meghatározó eljárások egyik fontos tényezője a potenciális evapotranszspiráció ismerete, amely a légkör nedvességbefogadó-képességéről ad útmutatást. Részletes ismertetése DECSI (2000) dolgozatában található. ANDA (1993b) nem tekinti külön csoportnak a növényhőmérséklet-mérésén alapuló, vízigényt meghatározó eljárásokat, mivel ezek is a növény egy kiválasztott állapothatározójának - a hőmérsékletének - számszerűsítésén, illetve annak környezeti tényezőkkel való kölcsönhatásának ismeretén alapulnak. Első lépésben HILER és CLARK (1971), valamint HILER et al. (1974) kifejlesztette a növényi paraméteren alapuló - a hőmérsékleti összeggel analóg stressznap-indexet (Stress Day Index, továbbiakban: SDI). Az SDI értéke a növények érzékenységétől és a fennálló vízstressz mértékétől függően változott, vagyis a növény vízhiányának volt objektív mutatója. Az SDI bevezetése előtt a szerzők számtalan vízstressz indikátort teszteltek, - köztük a levélhőmérsékletet is - s arra a következtetésre jutottak, hogy a növényi vízpotenciál az a mutató, amely kizárólagosan alkalmas a növény vízállapotának jellemzésére (HILER et al., 1974). A szerző álláspontját követte STEGMAN et al. (1976), aki a vízpotenciált a környező levegő hőmérséklet és a talajnedvesség függvényeként vizsgálta, s jelentős eredményt ért el a növények által felhasznált vízmennyiség csökkentésében úgy, hogy az a termést nem befolyásolta. Ámbár HILER et al. (1974) vizsgálatai szerint a növényhőmérséklet az SDI használhatóságát lényegesen nem befolyásolta, EHLER (1973) úgy találta, hogy a vízgőznyomással együttesen jó mutatója lehet a növény vízellátottságának.

31 S ha még azt is figyelembe vesszük, hogy HSIAO (1973) szerint a levélhőmérséklet teljes figyelmen kívül hagyása nem befolyásolja a növényre vonatkozó vízstressz megfigyelésének hatékonyságát, akkor megállapíthatjuk, hogy a kezdeti években a levélhőmérséklet alkalmazhatóságára vonatkozó nézetek „sokrétűek” voltak. Nagy előrelépést jelentett MONTEITH (1973) és GATES (1976) tevékenysége, akik a levél- és léghőmérséklet közti energiakapcsolatokat tárták föl. Ezek alapján JACKSON et al. (1977), és IDSO et al. (1978) egy egészen új alapon nyugvó stressz-fok-nap (SDD) módszert fejlesztett ki, a növényi vízstressz megállapítására. Az SDD napi értékét a 13.00-14.00 óra közti növényés léghőmérséklet különbsége adta. IDSO et al. (1980, 1981b) később megállapította, hogy a növény- és léghőmérsékleti különbség, valamint a növényt körülvevő légtér telítési hiánya között a kapcsolat lineáris, főleg akkor, ha a növény nem szenved vízhiányban. A szerzők szerint ez az állapot felel meg a potenciálisan párolgó felszín kritériumának. IDSO et al. (1981c) átalakította a korábbi SDD-t, s bevezette a növényi vízstressz indexet, a PWSI-t (Plant Water Stress Index). A későbbiekben a szerző és munkatársai (1981d) bebizonyították, hogy a PWSI analóg a növényi vízpontenciál különböző szintjével, vagyis az infravörös technika segítségével a növény vízpotenciálja közvetlenül meghatározható. A PWSI, mely sok tekintetben hasonlít HILER et al. (1974) SDI-ére, néhány környezeti tényező együttes figyelembevételével - száraz és nedves hőmérséklet, nettó sugárzás, növényhőmérséklet - jól felhasználható az öntözési időpont tervezésére (JACKSON, 1982). E megállapítás a későbbiekben többször is bizonyítást nyert (WALKER és HATFIELD, 1983; PINTER et al., 1983; HATFIELD et al., 1984; REICOSKY et al., 1985; KHERA és SANDHU, 1986; JACKSON et al., 1988 stb.).

32 Az indexek sorában nagy előrelépést jelentett a vízstressz index (CROP WATER STRESS INDEX, CWSI) megjelenése, melynek alapja a növény- és léghőmérsékleti differencia volt. A CWSI naponta meghatározott értékei mellett két eltérő vízellátottságú kezelés reflexióját vizsgálta JACKSON et al (1981). Az öntözött parcella reflexiós aránya az öntözés után magasabb volt, mint a száraz parcelláé, így a biomassza növekedése erőteljesebb volt és tovább tartott az öntözött parcellánál, mint a kontrollnál. A CWSI = 0,28-nál történt a kiegészítő vízadagolás, mivel a szerzők megállapítása szerint, ha a CWSI nagyobb, mint 0,3, a növekedés sebessége csökken. PINTER (1983) igazolta a CWSI-hez fűzött reményeket, miszerint a CWSI alkalmas az öntözési időpont előrejelzésére. A távérzékeléssel nyert növény- és léghőmérsékleti differencia, öntözési időpont meghatározására való alkalmazása azért jelentett újat a korábbi módszerekkel szemben, mert a növény vízhiányát a szemmel látható tünetek megjelenése előtt jelzi, s alkalmas kisadagú vízutánpótlás folyamatos biztosítására, az esetleges csapadékhullás miatt bekövetkező “túlöntözés” veszélyének a teljes kizárásával. Kísérletünkben a növényi jellemzők vizsgálatán belül egy teljesen új, az infravörös termometrián alapuló alkalmazási lehetőséget is kipróbáltunk (jégeső). II. 3. JÉGVERÉS OKOZTA STRESSZ II. 3. 1. A jégeső képződése, klimatológiája és mérési nehézségei A jégeső azon természeti jelenségek – pontosabban csapások – közé tartozik, melyekre igaz, hogy előbb próbáltak meg védekezni ellene, mintsem bármit is tudtak volna róla. A jégszemek első morfológiai leírása ugyanis elég újkeletű, valószínűleg Voltatól (1808) származik, aki úgy találta, hogy a jégszemcsék középpontjában kicsi, „hóból álló tömeg” van.

33 (Jelenlegi ismereteink szerint a jégesőembrió ún. kristály agglomerátum is lehet.) A jégszemek áttetsző és átlátszatlan rétegekből álló szerkezetét már a XIX. században mikroszkóppal tanulmányozták, és felfedezték az átlátszatlan rétegek kialakulását okozó levegő buborékokat. A jégrészecskék kialakulásának minőségi képét – a kor tudományos színvonalát és a felhők megfigyelésének akkori lehetőségeit messze meghaladóan – az ugyancsak olasz Marcellin Ducarla Bonifas már 1780-ban meglepő éleslátással vázolta fel: „a levegőoszlopok,

amelyek

a

környező

levegőhöz

képest

erősebben

felmelegszenek, hevesen felemelkedhetnek olyan magasságokig, ahol a hőmérséklet elég alacsony ahhoz, hogy a kondenzációs termékek kicsiny hórészecskékké fagyjanak meg, amelyek azután a párából és túlhűlt vízcseppekből való ütközésekkel tovább növekszenek mindaddig, amíg csak elég nehézzé válnak ahhoz, hogy visszahulljanak a földre.” Ezt az elképzelést lényegében ma is helyesnek fogadhatjuk el. Mégis csaknem 260 esztendőt kellett várni arra, hogy az elmondottaknál a részletekről is több tudás birtokába jussunk. A fejlődés a zivatarfelhők minőségi modelljeinek tökéletesítésével mintegy száz éve indult meg. A húszas években meginduló és a negyvenes évek óta egyre szebb eredményeket elérő felhőfizikai kutatások rámutattak arra, hogy a jégesőképző folyamatok

módosításának

egyetlen

tudományosan

megalapozott

és

gazdaságilag járható útját, az ún. mikrofizikai beavatkozások jelentik. Ezek a módszerek tulajdonképpen a felhő saját, ún. instabilitási energiáinak kiaknázását jelentik. A felhő ugyanis kolloid rendszernek tekinthető, amelyben az instabilitás

legfontosabb

forrásai

az

alkotóelemek

méretében

és

halmazállapotában kialakuló különbségek. Az instabilitás természetes úton is megszűnhet – ennek egyik útja – a csapadék megjelenéséhez vezet. A csapadékképződést mesterséges úton is elősegíthetjük, az instabilitás célzatos befolyásolásával.

34 BERGERON (1935) svéd meteorológus a csapadékelemek kialakulását a jégkristályok megjelenésével magyarázta. LANGMUIR (1948) amerikai fizikus pedig

a

részecskék

ütközéses

növekedésének

elméletét

alkotta

meg.

Eredményeiben kimutatta, hogy esőcseppek csak akkor jönnek létre a felhőben, elegendően rövid időn (vagyis a felhő élettartamán) belül, ha a részecskék ütközése a feláramlásban következik be, ekkor ugyanis a cseppek hosszabb időt töltenek a felhőben. Ehhez a folyamathoz még egy – a magfizikából jól ismert – jelenség, a láncreakció hipotézisét is hozzárendelte. Mai ismereteink szerint a cseppek növekedésének folyamata – vagyis a csapadék képződése – eleinte kondenzációval, később a cseppek sorozatos ütközései útján zajlik le. A jégeső – jelenlegi ismereteink szerint – az egycellás, a multicellás és a szupercellás zivatarfelhőkben képződik és növekszik (WIRTH et al., 1985). E felhőtípusok a légköri viszonyok egymástól meglehetősen különböző állapotait tükrözik. Sok, nagy jégszem kialakulására a szupercellában uralkodnak a legkedvezőbb feltételek; szerencsére ez a felhőfajta hazánkban ritka. Az egycellás zivatar a fel- és leépülés rövid időtartama és a viszonylag egyszerű szerkezet miatt a legegyszerűbb jégesőfelhő. E típusok között mintegy átmenetet képez a multicellás zivatarfelhő, amelyben a jégesőembriók kialakulási helye nem tudható pontosan. Maguk a jégszemek kétféleképpen jöhetnek létre: a nagy, fagyott cseppeken, vagy a graupeleken. A jégesőcsírák ezután a túlhűlt felhőelemekkel összeütközve és egyesülve eleinte lassú, majd esési sebességük (ill. a feláramlás) növekedésével egyre gyorsabb fejlődésnek indulnak. Amikor esési sebességük a nagy tömeg miatt már meghaladja a feláramlás sebességét, kihullanak a feláramlásból és szilárd, gyakran réteges szerkezetű, különböző formájú jégesőként érnek a talajra. Növekedésük és kihullásuk során a különböző felhőkben eltérő pályákat követnek; a pálya hossza és az elért csúcsmagasság meghatározza a felhőben eltöltött időt és ennek megfelelően az elért legnagyobb méretet is.

35 Bárki, aki életében átélt a természetben egy intenzívebb jégzivatart, megérti, miért különleges ez a jelenség. A jégeső általában hirtelen érkezik az észlelés helyére és rövid ideig tart, elvonulása után azonban a táj tragikusan megváltozik. A jégeső gömbölyű vagy szabálytalan, 5-50 mm (néha nagyobb) átmérőjű jégszemekből álló csapadék (WMO, 1956). A jégszemek különállóan – a kisebbek néha szabálytalan csoportokba tömörülve – hullanak. A részecskéket átlátszó jég vagy jégrétegek sorozata építi fel; ez utóbbiak vastagsága legalább 1 mm; az átlátszatlan és áttetsző rétegek váltakozva fordulnak elő. A jégeső a heves zivataroknak szinte törvényszerű kísérője. Az előbbi definícióból is látszik, hogy adott jégesőben különböző méretű részecskék fordulhatnak elő. Nyilvánvaló az is, hogy a jégverés időtartama az okozott kár szempontjából nem közömbös. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a leggyakrabban (az esetek 32%-ában) az 5-8 percig tartó jégesők fordulnak elő; a körülbelül negyed óráig, vagy annál rövidebb ideig tartó jégverés az esetek 85%-ában pusztít. Figyelemre méltó a másodmaximum a fél óráig is elhúzódó jégesőknél (kb. 5%), ami valószínűleg már az ún. „szupercellás” jégzivatarok előfordulási gyakoriságára utal. Szerencse, hogy e nagy károkkal járó zivatarfelhők száma nálunk viszonylag csekély. A jégesők az esetek 41%-ban 15-18 óra között fordulnak elő, háromnegyed részük pedig a 12-18 óra közötti időszakban jelentkezik, ezzel is utalva a termikus eredetű zivatarok domináns szerepére. A jégesők évi menete is figyelemre méltó. Országos adatokra támaszkodva, a leginkább jégesőveszélyes hónapok: a június (22,2%) és a május (21,9%). Júliusban a helyzet még mindig veszélyes, a jégeső több mint 19%-os valószínűséggel jelentkezhet. Áprilisban ez a szám 15, augusztusban pedig 13%. A szeptemberi jégeső gyakorisága már alig 6% és élesen csökken a márciusi 1,4-re illetve a februári 0,8%-ra (2. ábra).

36 A

fentiektől

némiképp

eltérő

eredményeket

kaptunk

Keszthely

vonatkozásában (lásd később).

0,8% 13%

6%

1,4%

15%

21,9% 19%

22,2% február

március

április

május

június

július

augusztus

szeptember

2. ábra: A jégverés előfordulási gyakorisága Magyarországon WIRTH et al (1985) vizsgálatai alapján megszerkeszthető volt a jégfoltok („jégutak”) hosszának gyakorisági eloszlása is. E szerint legtöbbször (az esetek 27%-ában) a 7-12 km hosszú (kb.1 km széles) jégút fordult elő; a 7-18 km hosszú jégfoltok együttesen az esetek több mint felét teszik ki. A maximumok ezeknél jóval nagyobbak: feljegyeztek több száz km hosszú jégveréseket is (Ausztriában ill. Franciaországban); figyelemre méltó, hogy a szélesség ilyenkor sem haladja meg a 10-12 km-t. Az előfordulás gyakorisági maximuma Magyarországon az ÉszakiKözéphegység vidékére esik; másodmaximumok találhatók Szabolcs-Szatmár és Baranya megyékben. A jégeső-előfordulások minimuma a Dunavölgy déli részén, illetve a Duna-Tisza közén és a Tisza alsó folyásán, valamint egyes nyugati megyékben figyelhető meg.

37 A jégeső szokásos meteorológiai megfigyelése a jelenség változékony természete miatt nem ad igazán megbízható választ egy sor alapvető klimatológiai kérdésre; még kevésbé elegendő azoknak a problémáknak a tisztázására, amelyek a jégeső-elhárítással kapcsolatban vetődnek fel. A mérés megtervezésekor az első kérdés az, hogy milyen információra van a legnagyobb szükség. A védekezés fizikai hatásainak értékelésében a legfontosabb jellemzők: a jégszemek nagyságeloszlása, felületi koncentrációja, időtartama és a mindezekből levezethető jégeső-intenzitás. Olyan műszer elkészítése, amely mindezeket mérni képes, rendkívül költséges lenne. A jégeső erősen változó területi kiterjedésű meteorológiai jelenség, amelyet általában egy-egy adott ponton figyelünk meg. Minél távolabb vannak egymástól e pontok, annál nagyobb területre vagyunk kénytelenek észlelésünket érvényesnek tekinteni. Felmerült a kérdés, hogy a pontszerű mintavétel mekkora területre reprezentatív. Ebből logikusan adódik, hogy milyen területi sűrűséggel telepítsük a mintavevő műszereket. A megoldás azonban attól is függ, mit keresünk: a jégesős napok számát, a jégesőfoltok nagyságát, a jégesőszemek nagyság szerinti előfordulási gyakoriságának területi változékonyságát, vagy egyéb jellemző értékeket. Nyilvánvalónak látszik, hogy minél finomabb problémákról van szó, annál több műszerre lenne szükség; de hogy pontosan mennyire, azt csak részletes vizsgálatokkal lehet eldönteni. Az eredmények egyértelműen bizonyították: a jégesők reprezentatív mérésére szolgáló műszereket a csapadékmérő-hálózatban a szokásosnál jóval sűrűbben kell telepíteni. II. 3. 2. A jégverés okozta károk és következményeik A jégeső kártételei a földművelés fejlődésével párhuzamosan válnak egyre fenyegetőbbé. Nyilvánvaló, hogy a jégeső okozta károk főleg ott jelentkeznek, ahol van mezőgazdasági termelés.

38 Az is magától értetődik, hogy az adott (meghatározott fizikai jellemzőkkel leírható) jégeső okozta kár annál nagyobb, minél érzékenyebb az érintett mezőgazdasági kultúra a mechanikai hatásokra. Sajnos az érzékenység általában az értékkel egyenes arányban változik. A jégeső gyakorlatilag minden növényfajt károsít. A növény érzékenysége több tényezőtől függ. Ezek közül legfontosabbak: a fajta, a vegetációs időszak és maga a jégeső. A jégérzékenységet csak többé-kevésbé lehet pontosan megállapítani. A bizonytalanságnak több oka is van: ezek közül elsőként említhetjük a pontos definíció hiányát. Az érzékenységet elvileg meghatározhatjuk azzal a kárral, amelyet adott jégeső a kiválasztott növény fejlődésének meghatározott időszakában okoz. Ez a definíció azonban azért nehezen alkalmazható, mert nincs két teljesen egyforma jégeső, és így éppen a vonatkoztatási alapunk hiányos, ezért az érzékenységet gyakran úgy kezelik, mintha a fajlagos kárral (azaz a területegységre jutó kárösszeggel) volna azonos, holott ez utóbbi inkább a növény fajlagos értékének és a jégérzékenységnek a mutatója. További bizonytalansággal jár, hogy a jégesők és a jégkárok közötti kapcsolatot – éppen az ilyen irányú, tudományos igényű feldolgozások csekély száma miatt – ma még korántsem sikerült kielégítően meghatározni. Az egyes növények jégérzékenységének megállapítására az amerikai kutatók már a negyvenes években elkezdték szimulálni a jégkárokat. A jég okozta sérülésekhez hasonló deformációkat vágással, tépéssel, szúrással és töréssel hozták létre a különböző típusú kultúrákon, azok gondosan megválasztott fejlődési fázisában. A károsított ültetvények jellemző adatait kontrollparcellák megfelelő adataival hasonlították össze. Így sikerült a legfontosabb növények vegetációs periódusaira ún. jégkár-érzékenységi indexet megállapítani. A magyar kutatók hazánkban is végeztek mesterséges jégverési kísérleteket. Ezek eredményei alapján sikerült kielégítő minőségi képet kapni arról, hogy milyen tényezőktől függ elsősorban a károsodás mértéke.

39 Ezek a következők: - minél hosszabb a növény tenyészideje, - minél nagyobb a növény területi hozama (a nagy értékű kultúrákban kisebb intenzitású jégeső is számottevő kárt okoz), - minél érzékenyebb a külső és a belső változásokra a növény, - minél rövidebb idő áll rendelkezésre a regenerálódásra, illetve minél kisebb a növény regenerálódási hajlama, annál nagyobb a jégeső kártétele. Tanulmányozva a fontosabb növények ezen tulajdonságait nyilvánvalóvá válik, hogy a nagy hozamú fajták területi arányának növekedésével a jégkárok abszolút

értéke

növekszik,

vagyis

a

mezőgazdaság

belterjességének

fokozódásával a termelés biztonsága szempontjából egyre fontosabbá válik a jégverés elleni aktív védekezés megoldása. Termesztett növényeink fejlődési fázisaik szerint eltérő mértékben károsodnak a jégesőtől. Legtöbbjük (a gabonafélék, a kukorica és a takarmánynövények) a vegetáció korai szakaszában kevésbé érzékeny; a növényállomány a korai jégverés okozta sebzéseket viszonylag gyorsan kiheveri és termése nem csökken lényegesen. A későbbi károsodások már jelentékenyebb termésveszteséggel járnak, még akkor is, ha a jégverést követő időszak kedvező időjárása (bőséges csapadék, magas hőmérséklet és elegendő napsugárzás) nagymértékben elősegíti a károsodott növények regenerálódását. Az amerikai vizsgálatok szerint a jégesőre leginkább a különböző gyümölcsfélék termése érzékeny, amelyeknek minősége romlik, és értékük már akkor csökken, ha a mechanikai hatás akár csak egy-egy karcolás volt. A sorban ezután a dohány, egyes zöldségfélék, majd a szója, az árpa, a rozs, a búza, a kukorica, a gyapot, a cukorrépa, a burgonya és a köles következnek. Mint ahogy az az előzőekből is kitűnik, a jelen dolgozat tárgyát képező megfigyelt tesztnövény - a kukorica - nem tartozik a jégérzékeny növények közé. A károsodás mértéke azonban nagymértékben függ attól, hogy a növényt milyen fejlődési szakaszában érte a jégverés, és az milyen intenzív volt.

40 A levélzet sérülésének mértéke és a terméscsökkenésre gyakorolt hatása a jégverést követő időjárás alakulásától függ. (Aszályos vagy aszályra hajlamos időjárás esetén ugyanis a levélváltás hátráltatja a termés kifejlődését.) Ezenkívül az sem közömbös, hogy az adott fejlődési állapotban számolhatunk-e még új levelek fejlődésével, és azok miként veszik át az elpusztult levelek szerepét az asszimilációban. A kukorica jégverésre legérzékenyebb a címerhányás, a virágzás, illetve a megtermékenyítés

időszakában;

különösképpen

a

torzsacsúcsból

kiálló

bibeszálak károsodhatnak. Ha az átütött csuhélevél alatt a bibeszál megsérül, a magkezdemény elpusztul. A fejlődésben levő szemeken keletkező kártételt jégverés után néhány nappal az ütés helyén megjelenő barnulás jelzi; az ütések helyén, a csövön foghíjak keletkeznek. A vegetáció előrehaladottabb szakaszában – tejesérés után – a gyenge ütéseknek nincs jelentőségük, mert a megtermékenyítés már megtörtént, a csuhélevelek egyoldalú átütése nyomán azonban a tejesérés kezdeti szakaszában levő csövek deformálódnak, a sérülések hatására a szemek megbarnulnak, penészedés lép fel, és a kukorica kényszeréretté válik.

II. 3. 3. A levélfelület és abiotikus stresszhatások általi módosulásai A növényi tömeg és az állományszerkezet idő szerinti változása genetikailag determinált tulajdonság (SZÁSZ és TŐKEI, 1997). A növényeknek e sajátosságát azonban bizonyos esetekben tág határok között módosíthatják a talaj, a mindenkori meteorológiai helyzet és egyes abiotikus stresszfaktorok is (TOLLENAAR, 1989). Ilyen stresszfaktor lehet a jégverés is, mely a mechanikai sérüléseken túl a növényállományok architektúrájában is számos változást idéz elő. A levelek függőleges eloszlásának ismerete különösen az állomány sugárzási tulajdonságainak vizsgálata esetében lényegesek.

41 A levelek szárral bezárt szöge jelentősen befolyásolja a sugárzás áteresztés mértékét, melyet az extinkciós koefficienssel (k) jellemezhetünk. A koefficiens megmutatja, hogy a növényállományok a levélállásuktól függően mennyi sugárzást eresztenek át. Az extinkciós koefficiens értéke 0-1 közé eshet. A horizontális levélállású növényekre a 0,7-es értéknél nagyobb, míg a vertikális levélállásúakra a 0,5-nél kisebb k-érték jellemző (ANDA és BURUCS, 1997). Azonos levélfelületnél minél magasabb a „k”, a sugárzás elnyelés annál nagyobb (OKER-BLOM és KELLOMAKI 1983). A mérsékelt övben, magas napállásnál, kifejlett kukorica állományban leggyakrabban 0,40-0,66 közötti értékekre találunk hivatkozást (MONTEITH, 1965, 1973; JONES és KINIRY, 1986; BOONS-PRINS et al., 1994; KINIRY et al., 1998; STONE et al., 1999; ANDRADE et al. 2000; TSUBO és WALKER 2002; LIZASO et al., 2003; BIRCH et al., 2003 stb.). A fentieknél alacsonyabb értékekre példa ANDRIEU et al. 1997-es publikációja, mely szerint a koefficiens értéke 0,34. HUNKÁR (1984) – aki hozzánk hasonlóan, szintén a Keszthelyi Agrometeorológiai Kutatóállomáson végzett méréseket – ugyanezen időpontban és napállásnál 0,29-0,59 közötti értékeket kapott. EDMEADES és LAFFITE (1993) szerint a koefficiens eltéréseiért többek között a levélszám is felelőssé tehető. FARRÉ et al. (2000) nem öntözött állományban végzett mérései szintén alacsonyabb extinkciós koefficiens értékeket valószínűsítettek. Ezek szerint az öntözött kukoricánál 0,5-nek, a száraz kezelésekben 0,2-0,3-nak találta a „k” értékét. CAMPBELL et al. (1981) kimutatta, hogy a vízhiány – mint abiotikus stresszfaktor – a kukorica sugárzás áteresztését csökkenti. Mindezen előzményekből következhet az a feltételezés, miszerint az abiotikus stresszhatások okozta extinkciós koefficiens-változás, a jégverés – mint mechanikai stressz – hatására is bekövetkezhet.

42

III. ANYAG ÉS MÓDSZER III. 1. ÖNTÖZÉSI IDŐPONT MEGHATÁROZÁSA A

vízstressz

index

alkalmazhatóságának

megfigyelésére

irányuló

vizsgálatainkat Keszthelyen, a Kar Agrometeorológiai Kutatóállomásán elhelyezett

kukorica

állományban

végeztük

az

1997-2003-as

évek

tenyészidőszakaiban. Az állományokat három vízellátási szinten (természetes csapadékellátású, „Ad libitum” vízellátású, illetve CWSI alapján öntözött) vizsgáltuk. Az indexet kétféle úton határoztuk meg. A mérések egy részében a Scheduler Növényi Vízstressz Mérőt alkalmaztuk, annak meghibásodása esetén JACKSON (1982) módszerével számoltuk a vízstressz indexet, s akkor öntöztünk, ha a CWSI > 0,25. A CWSI elméleti közelítése JACKSON (1982) alapján Irodalmi adatok szerint a tényleges párolgást a potenciális arányában kifejezve egy olyan mutatót kaphatunk, amely a növényi vízellátottság mértékének kifejezésére alkalmas:

CWSI = 1 −

γ (1 + rc / ra ) − γ * ET = PET ∆ + γ (1 + rcp / ra )

ahol ET és PET : a tényleges- és a potenciális párolgás aránya, rc és ra : a növény- és a határréteg ellenállások, γ : a pszichrometrikus állandó, ∆ : a telítés-hőmérséklet kapcsolatát leíró görbe meredeksége.

(2)

43 Az ellenállások aránya: * * rc γra Q /(ρC p ) − (Tc − Ta )(∆ + γ ) − (q (Tc ) − q ) = ra γ[(Tc − Ta ) − ra Q * /(ρC p )]

(3)

ahol ρ : a levegő sűrűsége, Cp: az állandó nyomáson vett fajhő, Tc-Ta: növény- és léghőmérsékleti differencia, Q*: a levélzet nettó egyenlege, q*(Tc) – q: a telítési és a tényleges vízgőz koncentráció különbsége. Az ra VAN BAVEL és EHLER (1968), illetve THOM és OLIVER (1977) szerint:

4,72[ln(z − d ) / z 0 ]2 ra = 1 + 0,54U ahol

(4)

U : szélsebesség ,

z, zo és d: állomány felépítésétől, architektúrájától függő növényi jellemzők. Értéküket empírikus úton közelítjük, s a növénymagasság, valamint a szélprofil ismeretében számoljuk. Az öntözéses kezeléseknél 3 vízellátási szintet tartottunk: -

“Ad

libitum”

vízellátás

evapotranszspirométer,

rövidítve

ET

tenyészedényeiben (4 m3-es, szabadföldi körülmények közé helyezett tartályok a környékre jellemző talajtípussal megtöltve). A párolgást napi összegben fejeztük ki a vízháztartási mérleg tagjainak ismeretében, majd ezek összegzése adta a kumulatív párolgást. - Csak természetes csapadék ellátásban részesült növények (kontroll parcella, P). - Öntözés a vízstressz index, CWSI alakulása alapján, - rövidítve Ö - a növény vízigénye szerint.

44 A növény- és léghőmérséklet mérésénél a Scheduler mellett a RAYTEK PM Plus infrahőmérőt is használtuk, mely eredmények értékelésénél a jelölések a következők voltak: - léghőmérséklet: Ta - növényhőmérséklet: Tc. A növényeket csepegtető eljárással öntöztük, esetenként 20-40 mm/m2 vízadaggal, 10 mm/óra sebességgel. Az alacsony öntözési normát az öntözési időpont meghatározó eljárás tulajdonságai tették szükségessé. Az

evapotranszspirációt

Thornthwaite-típusú

kompenzációs

evapotranszspirométerekben mértük naponta (ANTAL 1968). A berendezés alkalmas

egy

növénnyel

fedett

talajszelvény

(4

m3)

párolgásának

meghatározására, különösen a sekélyen gyökerező növényfajoknál. Az evapotranszspirométerben termesztett növényeknél számos probléma lépett fel a termesztés során (talaj levegőtlenség humid években, gyökerezési problémák stb.), amelyek a többletvíz kedvező hatását néha alaposan lerontották (3. ábra).

3. ábra: Az evapotranszspirométer sematikus ábrája

45

A Scheduler Növényi Vízstresszmérő készülék ismertetése A műszert a Standard Oil Engineered Materials Company alkotta 1985-ben, s 22 növényfajra állított elő beépíthető programot, amelyek a növény vízellátottságának meghatározását empírikus módon teszik lehetővé. A Scheduler a növényre vonatkozó kutatások és a számítástechnika legújabb eredményeit összegzi, s segítségével a vízhiány a szemmel látható tünetek megjelenése előtt detektálható, így a beavatkozáshoz rendelkezésre álló idő meghosszabbodik. Széleskörű alkalmazását tekintve a műszer 1985-től vált hozzáférhetővé. A Scheduler nem más, mint egy hordozható meteorológiai állomás, ahol az adatgyűjtés és az adatok feldolgozása (vízstressz index számítása) egy 64 Kbyte-os mikroprocesszor segítségével történik (1.számú fényképfelvétel).

1. számú fényképfelvétel: A Scheduler növényi vízstresszmérő készülék

46 A konstruktőrök által szerkesztett növényi programokat a gyártók, a megrendelők szándéka szerint fajonként és esetenként fejlődési ciklusonként „égetik” bele a műszer memóriájába. A műszer érzékelői a pyranométer, a pszichrométer és az infrahőmérő. Az infrahőmérő néhány fontosabb jellemzőjét az alábbiakban ismertetjük: - az objektum hőmérsékletének mérési tartománya: (-10) - (+50)°C, - látószöge: 8°, - spektrális tartománya: 8-14 µm, - emissziós tényezője: 0,99 (stabil). A műszer 30 memória-egysége ugyanennyi kezelés vízstressz indexének követését, rögzítését és grafikus megjelenítését 15 napon keresztül képes megoldani az előre betáplált programok felhasználásával. A program az indexet a korábban ismertetettek szerint számolja. A növényi vízellátottság mértékének megállapításához külön számítógépes feldolgozás nem kell, gyors döntés meghozatalát az eljárás már a szántóföldön lehetővé teszi. A Scheduler tartalmaz egy külön egységet, amelyen a növény- és a léghőmérsékleti differencia közvetlenül megjeleníthető, s gyors pásztázási lehetőséget is biztosít (meleg, beteg foltok kiszűrése stb.). A CWSI felhasználási lehetőségét a növények fejlődési stádiuma alapvetően behatárolja, mivel csak záródott növényállománynál alkalmazható. A mintaterület nagyságát az alkalmazó választja meg azáltal, hogy a műszer állománytól mért, valamint a célzási pont távolságát megváltoztatja. A mintákat zavartalan besugárzásnál naponta, magas napállásnál (11.30 -15.30 óra között) egy kb. 1000 cm2-es területről vettük, kezelésenként három ismétlésben úgy, hogy a hőmérő vízszintessel bezárt szöge 30° volt 1 m-rel az állomány felett tartva, kb. 1-1,5 m-es távolságra célozva. Az eljárás további részletei ANDA és LIGETVÁRI (1992), valamint ANDA (1993a) publikációiban találhatók.

47 A növényi paraméterek közül az öntözés hatását integráltan tartalmazó termést, valamennyi kezelésben a tenyészidőszak végén az egységnyi területen megtermett szem szárazanyag értékek alapján elemeztük. A szárazanyag meghatározását 60°C-on súlyállandóságig történő szárítással végeztük. III. 2. JÉGVERÉS HATÁSVIZSGÁLAT Természetes jégverés 1998-ban Mintaterületünket teljes egészében sújtotta egy természetes jégeső, mely kutatásaink kiszélesítését eredményezte. A jégverés 1998 június 22-én érte el Keszthelyt és térségét rendkívül nagy mennyiségű, 47,4 mm folyékony csapadék kíséretében. A kora délutáni zápor 8 percig tartott, s nagyon heves volt. Az átlagos jégszemcse átmérő 8-10 mm volt, a legnagyobb jégdarabok tömege méréseink szerint elérte a 0,47-0,49 kg-ot. A kártétel nemcsak Keszthelyre, hanem annak környékére több 10 km-es sávban is kiterjedt. A jég a kísérleti területünkön a növényekben akkora kárt okozott, hogy későbbi méréseinkben a legnagyobb problémát a kontroll, vagyis az ép levelek keresése jelentette. A fentiek miatt 1998-ban a jégkártételt „természetes” jégverés folyamán sérült levelekkel tudtuk vizsgálni, viszont valódi, sértetlen kontrollt kizárólag azok a levelek jelenthettek, amelyeken mechanikai kártétel szabad szemmel nem volt látható. Ez minden esetben csak a növények egy-egy szerencsésebbnek mondható levélemeletét jelentette. Olyan teljesen épen maradt növényt, amelynek minden levelét megkímélte volna a jég, 1998-ban nem találtunk. A jégverés kártételét a tenyészidőszak folyamán végigkísérve az elkövetkező években megpróbáltunk hasonló kártételt előidézni és hatásait nyomon követni.

48 A jégverés szimuláció metodikája A korábbi megfigyelések közül a több-kevesebb levél eltávolításával előállított jég mechanikai kártétel-szimulációjáról PETERSON (1982) mellett TRAPPENIERS et al. (1992) adott teljes körű értékelést. Újabb közelítést a munkaigényesebb, de a valódi kárképet jobban közelítő, levelek tépésével előidézett kártétel utánzása jelentette (MURO et al.,1990, DURAN et al., 1994). 1999-ben június 25-én, 2000-ben július 18-án mesterségesen szimuláltuk a jégverés mechanikai kártételét, a levelek hosszanti irányú tépésével (DECSI és ANDA, 2002). Azért nyár elején történt a szimuláció, mert a megfigyelések szerint Keszthelyen ilyen tájban a leggyakoribb a természetes jégverés (lásd még később). A defoliálás mellett a levelek megszabdalásával szimulált jégkártétel munkaigényesebb volta miatt kevésbé elterjedt. A levelek megszabdalásához egy deszkadarabba 2-2 cm-es távolságra szögeket ütöttünk, amelyet a későbbiekben a sérülés előállítására kefeszerűen használtunk. A szögek távolságának meghatározását a korábbi években okozott jégverés által előidézett leggyakoribb kárkép alapján reprodukáltuk. Ennél rövidebb távolságra bevert szögek a levelet teljesen szétszakították, a nagyobb távolságra beillesztettek pedig csak a szélesebb leveleket tudták volna roncsolni. A jégverés szimulálásakor a kukorica 6-10 leveles állapotban volt, amely során a kezelés minden egyedének minden levelét megtéptük. A növény életben maradását és további fejlődését a későbbiekben nőtt és sértetlenül hagyott fiatalabb levelek tették lehetővé. Az év során még egyszer szimuláltunk jégverést, egy héttel az első kezelést követően. Ekkor a kukorica 8-12 leveles állapotban volt. Szemben a korábbi beavatkozással, itt a felső két levélemeletet érintetlenül hagytuk, hogy a kártétel összehasonlítható legyen az első kezeléssel.

49 A két eltérő időpontban tépett növények tulajdonságai között lényeges eltérést nem tapasztaltunk, valószínűleg a két kezelés közt eltelt rövid idõ, ill. az azonos fejlődési fázisban végzett beavatkozás miatt. Az eredmények ismertetésénél ezért csak az első időpontban kezelt állományban mért értékeket közöljük. A második időpontban végzett kezelés értékeit az elsőben mértek ellenőrzésére használtuk. 2001-ben a mérések körét kiszélesítettük. Irodalmi adatok szerint a kukorica három fenofázisban (címerhányás, teljes virágzás, tejesérés) reagál a legérzékenyebben a környezeti hatásokra. Ebben az évben tehát e három különböző fenofázisban jégvert növények viselkedését hasonlítottuk össze (DECSI, 2003b). 2002-ben a mérés már célzottabban folyt. Miután 2001-ben megállapítottuk, hogy a jégverés a teljes virágzás állapotában kárt szenvedett növényekre van a legnagyobb hatással, ezért ebben az évben a szimulációt csak ebben az időszakban végeztük el. Fontos újdonság azonban, hogy a módszertant sikerült tökéletesítenünk. A kontroll és a szárazon jégvert – pusztán mechanikai kártételt elszenvedett – növények mellett egy harmadik növénycsoportot a levéltépés mellett jéggel is kezeltünk. A levéltépéssel egy időben a növények leveleit jéggel történő dörzsöléssel hideghatásnak tettük ki, illetve ugyanebben az időben a talaj felszínére meghatározott mennyiségű olvadó jeget juttattunk ki. A jég mennyisége megfelel az irodalmi adatok alapján egy átlagos jégesővel érkező csapadék (jég + víz) mennyiségének. A kísérlet elvégzésekor figyelmet fordítottunk arra is, hogy a munka időtartama egy átlagos jégeső időtartamát közelítse (DECSI, 2004a). 2003-ban

az

előző

évi

mérések

ismétlése

mellett

digitális

fényképfelvételezési technika alkalmazásával egészítettük ki vizsgálatainkat. Ezen un. „Magic Wand” technika segítségével sikerült nyomon követni a jégkárt szenvedett irányát.

növényállományok

architektúrájában

bekövetkező

változások

50 A fényképezésen túlmenően mértük az állomány feletti, illetve az állományba lehatoló sugárzás mennyiségét, mely adatok ismeretében a sérült állományok

extinkciós

koefficiensét

számoltuk

ki.

A

koefficiens

a

növényállományokba való sugárzásbehatolás számszerűsítését teszi lehetővé. A jégvert növények párolgását evapotranszspirométer tenyészedényeiben mértük, s napi összegben fejeztük ki. A mesterséges kártételt követően a CWSI alakulását folyamatosan, a teljes érésig követtük nyomon. A meteorológiai elemek mérése a helybeli Kutatóállomáson történt, a standard viszonyoknak megfelelően. A vizsgálat kísérleteinek elrendezése az evapotranszspirométerek stabil helyzete miatt nem randomizált blokk rendszerű volt, kezelésenként négy ismétléssel. Mivel a növény hőmérsékletéből következtetni lehet a vízellátottságának szintjére, s a hőmérséklet alakulás alapján az öntözés igénye is előre meghatározható. Közismert, hogy ha a növény vízellátása zavartalan, a növény hőmérséklete a léghőmérséklet közelében, vagy közvetlenül alatta van. Ettől eltérő értékek a növény vízellátási zavarára engednek következtetni. Ez a felismerés vezetett bennünket arra, hogy a növényhőmérséklet és az abból származtatott vízstressz index (CWSI= Crop Water Stess Index) alkalmas lehet más jellegű stresszhatások számszerű meghatározására is. Az egyik ilyen lehetőség az évezredek óta félelmetes időjárási jelenségként ismert jégeső kártételének

leírására

való

alkalmazás

(ANDA

et

al.

2001).

A

növényhőmérsékletet távérzékelésen alapuló műszerrel, a RAYTEK® PM Plus infrahőmérő segítségével határoztuk meg (előzetes alkalmazások: ANDA, 1993a). A jégverés szimulációs vizsgálatok során 2 vízellátási szintet tartottunk: “Ad

libitum”

vízellátás

evapotranszspirométer

tenyészedényeiben (lásd még az öntözéses vizsgálatoknál).

-

rövidítve

ET

-

51 Az evapotranszspirométerben három kezelést állítottunk be: - kontroll növények (ETC) - tépéses jégverés-szimulációval kezelt állományok (ETT) (mechanikai stressz) Mechanikai stresszhatás vizsgálatainkat 2001 tenyészidőszakában, három különböző

fenofázisban

végeztük:

címerhányás

idején

(ETT1),

teljes

virágzáskor (ETT2) és tejesérésben (ETT3). - tépéses jégverés-szimulációval és 3,5 kg/kád jéggel kezelt állományok (ETTJ) (mechanikai és hidegstressz) Csak természetes csapadék ellátásban részesült növények (kontroll parcella, P), ahol szintén az előzőekben ismertetett kezelésekkel végeztük kísérleteinket: - kontroll növények (PC) - tépéses jégverés-szimulációval kezelt állományok (PT) (mechanikai stressz) - tépéses jégverés-szimulációval és 3,5 kg/parcella jéggel kezelt állományok (PTJ) (mechanikai és hidegstressz) A párolgást napi összegben fejeztük ki a vízháztartási mérleg tagjainak ismeretében, majd ezek összegzése adta a kumulatív párolgást. Az evapotranszspirációt

Thornthwaite-típusú

kompenzációs

evapotranszspirométerekben mértük naponta (ANTAL 1968). III. 3. JÉGVERT ÁLLOMÁNYOK ARCHITEKTÚRA VÁLTOZÁSAINAK NYOMON KÖVETÉSE A mesterséges jégverés kukorica sugárzás áteresztő képességére gyakorolt hatásának

vizsgálatára

tenyészidőszakában

irányuló

végeztük.

megfigyeléseinket

2002-ben

főképpen

2002

és

módszertani

2003 jellegű

megfigyeléseket végeztünk (digitális kép-feldolgozás, zöldfelület meghatározás lehetősége jégvert állományban stb.), melyet 2003-ban sugárzás behatolás mérésekkel tettünk teljessé.

52 A jégverés károsításából annak mechanikai hatását szimuláltuk, mégpedig július elején, amikor Keszthely környékén a leggyakoribb a jégeső előfordulása. A mechanikai kártételt helyben fejlesztett módszerrel állítottuk elő (DECSI és LŐKE, 2002), ahol a levelek megszabdalásához egy deszkadarabba 2-2 cm-es távolságra szögeket ütöttünk, amelyet a későbbiekben a sérülés előállítására kefeszerűen használtunk. A kárképet korábbi évek megfigyelései alapján szimuláltuk, s ezzel az eljárással a természetes jégverés tanulmányozásával szemben az ismételhetőség sem okozhatott gondot. A levél-tépést követően a sérülések parásodással gyógyultak. A mechanikai roncsolás a leveleken visszafordíthatatlan folyamatot indukál, s a sebzések nyomán nekrózisos elhalás lép fel, amely kisebb-nagyobb száraz folt megjelenésével jár. A leveleken megjelenő elhalt foltok fotoszintetikusan inaktívak, ezért azok ismerete fontos lehet. A szabdalt és már parásan gyógyult leveleken az elhalt részek milliméter-papírra történő átrajzolásával közelítettük az elhalás mértékét, melyet az adott levél területének %-ában fejeztük ki. Az eljárást 25 mintanövény átlagosan 14 levélszintjének minden levélen lefolytattuk, mintegy 350 levél bevonásával. A levélfelületet hetente LI-COR 3000A típusú planiméterrel 4-5 mintanövényen mértük. A levélfelület vertikális profiljának előállításához a júliusi sugárzás mérések idején 40 mintanövény adatai kerültek szintenkénti feldolgozásra. Az állomány zöldfelület eloszlását a növénymagasság különböző szintjeiben eltérő típusú görbék illesztésével jellemeztük. Az energiamérleg egyik komponensét az a sugárzási hányad képezi, amely áthaladva az állományon eléri a talajfelszínt. Ennek mérése meglehetősen nehéz, ismerve az állomány heterogenitásából adódó pontszerűen változó sugárzás behatolást. A probléma megoldására speciális sugárzásmérőt (tube solarimeter) készítettek, de a pontszerű közelítést ez az eljárás sem tudta kiküszöbölni.

53 Megfigyelésünkben a talajfelszínt elérő sugárzás intenzitását úgy közelítettük, hogy a talajfelszín különböző megvilágítású foltjainak méretét digitális fényképfelvétellel rögzítettük. A felvételeket július második felének egymást követő napjain magas napállásnál, szélcsendes, derült időben készítettük, HP Photosmart 318 típusú digitális kamera (2,31 megapixel: 1792X1200 pixel) segítségével, kezelésenként 8 ismétlésben. Az ép és a jégvert állományokban a talajra fektetett homogén színű, sima felületű, ismert területű piros kartonlapot helyeztünk. Az árnyékos és napos foltok szabálytalan elhelyezkedése miatt a szegmentálást – a képfeldolgozó programokból ismert összefűzési módszerrel – elemeztük. Két különböző tulajdonságú képpont található a szegmentálandó területen (árnyékos és napos foltok), melyeket Magic Wand eljárással maszkoltunk és megszámoltunk (HAFSI et al., 2000; LŐKE és SOÓS, 2002). Az ismertté tett területű foltokon a globálsugárzást kezelésenként és intenzitásonként (napos és árnyékos helyek) 3 perces integrált sugárzás értékekkel közelítettük, 3-4 ismétlésben. Az állomány aljára lejutó globálsugárzást július egymást követő azonos napállású derült napjain délben, magas napállásnál, külön a napos és árnyékos talajfoltokon LI-COR 1000 típusú adatgyűjtőhöz kötött LI-190 pyranometer szenzorokkal mértük, míg a bejövő globálsugárzás adatait a helyi QLC-50 típusú automata meteorológiai állomás szolgáltatta.

A talajon az eltérő

megvilágítású napos és árnyékos foltokon 3-5 szenzort alkalmaztunk kezelésenként. Az állományok sugárzás áteresztését azok extinkciós koefficienseivel hasonlítottuk össze teljesen kifejlett állományokban, melyre a július hónap második felének néhány derült mintanapja tűnt alkalmasnak. Az állományok sugárzási jellemzőinek összehasonlítására magas napállásnál a legkedvezőbbek a feltételek, ezért a sugárzás behatolásra vonatkozó megfigyeléseket a választott mintanapokon 12.00 és 14.00 óra között végeztük.

54 A Lambert-Beer törvényből származtatható extinkciós koefficiens, „k” a következő összefüggéssel közelíthető (MONSI és SAEKI, 1953): I = I 0 e − kLAI

(5)

ahol I0 : az állomány tetejére érkező sugárzás, I: az állomány alján mért sugárzás, LAI: a levélfelület-index, e= 2,718282.

IV. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK IV. 1. IDŐJÁRÁS

ALAKULÁS

A vizsgálat hét évéből 1997 bizonyult a leghűvösebbnek, melynek tenyészidőszakbeli átlaghőmérséklete 0,8°C-kal maradt el az 1971-2000-es klímanormáltól (1. táblázat). 1997 csapadékviszonyai a kukorica számára összességében kedvezően alakultak, mert június-júliusban, amikor a növény számára a legfontosabb a megfelelő vízellátás, az átlagot meghaladó csapadék hullott, s ez ráadásul átlag alatti hőmérséklettel társult. Itt jegyezzük meg, hogy mind a négy évben a legnagyobb eltéréseket az ősz csapadékosságában tapasztaltuk. Az egyes évek során vagy nagyon meghaladta, vagy jelentősen elmaradt az őszi hónapok csapadékösszege a sokéves átlagtól (1. táblázat). A %os eltérés a havi átlagban minden egyes hónapban meghaladta a 30-40%-ot, mely az évszak korábbinál szélsőségesebb változékonyságára hívja fel a figyelmet. 1998-ban ugyan az átlaghoz közeli hőmérséklet volt a jellemző, ezzel szemben viszont a tenyészidőszak csapadékösszegét nem lenne célszerű egyetlen számadattal jellemezni, mert annak havi változékonysága az átlagban eltűnik, s az életfolyamatokra gyakorolt hatás, pontosan a szélsőséges helyzetek miatt csak részleteiben kezelhető.

55 Ebben az évben több mint 100 mm-rel haladta meg a szeptember havi csapadékösszeg a sokévi átlagot, mely a középkorai érési típusba tartozó kukorica fajtánk számára már nagy jelentőséggel nem bírt, de az évre meghatározott

összeget

alaposan

megemelte.

Az

öntözéses

kezelés

szempontjából a csapadékhiányos és meleg augusztust emeljük ki, amelynek tulajdonságai az öntözés szükségességét eredményezték. 1999 vegetációs ciklusa annak ellenére, hogy a vegetációban mért átlaghőmérséklet 0,7°C-kal meghaladta a sokéves átlagot, a hűvös augusztus (-1,1°C) és az átlagos hőmérsékletű június-július nem kevés csapadékával inkább humid jellegűnek tekinthető. A 2000-es év ismét meleget hozott, a tenyészidőszakbeli átlaghőmérséklet 1,4°C-kal haladta meg a sokéves átlagot. Mindemellett az egyik legnagyobb csapadékhiányt is ebben az évben mértük, amikor szeptember végéig 161,9 mmrel kevesebb csapadék hullott, mint a sokéves átlag. A 2001-es év lényegesen szárazabb volt a klímanormálnál, ahol a tenyészidőszak során a sokéves átlagnál 28,2%-kal kevesebb csapadék hullott. A tenyészidőszakon belül, a kukorica fejlődésének kritikus szakaszaiban volt a legnagyobb a vízhiány (május, augusztus, július). Ezek a száraz periódusok meleg időjárással párosultak, amikor is a havi középhőmérséklet 1,2-2°C-kal meghaladta a klímanormál értékét, tovább rontva a kontroll állomány életfeltételeit. A 2002-es év tenyészidőszaka szintén aridnak mondható, áprilistól szeptemberig 14%-kal marad el a csapadék mennyisége az átlagtól. Emellett 1,1°C – kal múlta felül a hőmérséklet a sokéves átlagot. Méréseinket 2002. június 18 – augusztus 18 között folytattuk, mely hónapokban az évjárathoz hasonlóan a legtöbb mérési napon melegebb volt, mint a sokéves átlag. A mérési időszak a tenyészidőszaktól eltérően kiegyensúlyozott csapadékellátásról tanúskodik, mely csapadék mennyisége a sokéves átlagnál ugyan kevesebb, de az eloszlása – a növény fejlődése szempontjából kedvezően – egyenletes.

56 A 2003-as év tenyészidőszaka az előző évjáratokhoz hasonlóan ugyancsak aridnak mondható, áprilistól - szeptemberig 32,86%-kal marad el a csapadék mennyisége az átlagtól. Emellett 2,05°C –kal múlta felül a hőmérséklet a sokéves átlagot.

57

58 IV. 2. ÖNTÖZÉSI IDŐPONT MEGHATÁROZÁSA IV. 2. 1. Az öntözéses kísérletekben mért párolgás alakulása 1997-2003 közötti időszak évi párolgásösszegeiben szignifikáns évjárathatást kimutatni nem tudtunk. Ez nem jelenti azt, hogy az egyes évek melegebb időszakaiban a vízfogyasztás nem emelkedett volna. A hideg és a meleg periódusok viszont a tenyészidőszakbeli átlagban egymás hatását

párolgás (mm)

legyengítették (4. ábra).

360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 jún.. jún.. jún.. jún.. júl.. 4. 11. 18. 25. 2.

júl.. 9.

júl.. 16.

júl.. 23.

júl.. aug.. aug.. aug.. aug.. 30. 6. 13. 20. 27.

idő (hónap.nap) 1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

4. ábra: A kumulált párolgás alakulása a vizsgált tenyészidőszakokban (ET adatok) 1997-ben, a vizsgált tenyészidőszakok leghűvösebbikében a tenyészidőszak több napján egymás után is csekély (1 mm alatti) volt a napi párolgásösszeg.

59 Ez a csapadék mennyiségének és viszonylag egyenletes eloszlásának volt köszönhető. Az egész tenyészidőszakot figyelembe véve elmondható, hogy nem volt olyan nap, mely meghaladta volna a 4,5 mm-es párolgási összeget. 1999 évében a párolgások rendkívüli mértékű ingadozása feltűnő. A július eleji csúcsértéket (magasabb, mint napi 8 mm) erőteljes depresszió követte (1 mm alatti napi összeggel), amely a hónap végén még egyszer megismétlődött. Kimagasló napi párolgás összegeket 2000 augusztusában mértünk, amikor a vízvesztés értékei tartósan meghaladták a napi 6 mm-t (ANDA et al. 2000). 2001-ben

a

kumulált

párolgás

értékét

valószínűsíthetően

a

napi

párolgásösszegek egyenletes magas értékei emelték meg. Tartósan, szinte hetekig 4-5 mm-es napi párolgásösszegek jellemzik a vizsgált tenyészidőszakok legmelegebbikét. Az évszázados melegrekord a párolgásösszegekben is megmutatkozott. A kumulált párolgás töretlenül emelkedő tendenciát mutat (ANDA és DECSI, 2001). 2002-ben - az arid év ellenére – a csapadék viszonylagos egyenletessége miatt a napi párolgásösszegek nem ingadoznak túlzottan, átlagos értékük 2 mm körül alakul. Ahogy az a 4. ábrából is kitűnik, a kumulált párolgás nagysága, ennek megfelelően az előző évi felének megfelelő. 2003-ban a tenyészidőszak elején csúcsvízfogyasztás volt mérhető, nem ritka a 6-7 mm-es napi párolgásösszeg. Ezzel szemben augusztus közepétől jelentős csökkenés volt tapasztalható, a napi értékek az utolsó tíz nap egyikében sem érték el az 1 mm-t. E csökkenés a kumulált párolgás alakulására is rányomta bélyegét, az eleinte exponenciálisan növekvő görbe a tenyészidőszak végére szinte semmit nem emelkedik. IV. 2. 2. A növényhőmérséklet alakulása Minthogy a Scheduler Növényi Vízstresszmérő készülékkel mért növényi vízstressz index paramétere a növény- és léghőmérsékleti differencián alapuló, összetett mutató, így a három érték alakulása kiválóan szemlélteti a növények stresszhatásokra bekövetkező reakcióit.

60 Normál esetben, - ha a növényállomány vízellátása kielégítő – a növény hőmérséklete a léghőmérséklet közvetlen közelében, vagy az alatt van. Abban a pillanatban, ahogy a vízellátás csökken, a növény már nem képes magát a párologtatás útján megfelelő mértékben hűteni, így a hőmérséklete emelkedni kezd. A növény egyfajta „lázas” állapotba kerül, mely a vízstressz index emelkedését is magával hozza. A vizsgált tenyészidőszakok közül kettő (1997 és 1999) humidnak mondható, így ezen években számottevő növény-és léghőmérsékleti differencia sem mutatható ki. A további öt vizsgált tenyészidőszak arid jellegű, így ezekben jelentős a vízhiány okozta stressz hatása és ezzel egyidejűleg a szárazságstresszt jelző növényhőmérséklet emelkedés is. A növény- és léghőmérséklet alakulásának szemléltetésére kiváló példa 2001 tenyészidőszaka, ahol - ahogy az az ábrán szemmel láthatóan is megállapítható - a csak természetes csapadékellátásban részesült parcellákon szinte nem volt nap, amikor a növényhőmérséklet a léghőmérséklet alatt maradt volna (5. ábra).

növény- és léghőmérséklet (°C)

35

30

25

20

15 jún. jún. júl. júl. 26. 29. 2. 5.

júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. aug. aug. aug. aug. aug. aug. 8. 11. 14. 17. 20. 23. 26. 29. 1. 4. 7. 10. 13. 16. idő (hónap.nap.) TcPC

TaPC

5. ábra: A növény- (TcPC) és léghőmérséklet (TaPC) alakulása a természetes csapadékellátású parcellákon

61 Az arid tenyészidőszakok mindegyikére jellemző, hogy a mért növény- és léghőmérséklet

értékek

tenyészidőszakbeli

átlagos

eltérése

szignifikáns

különbséget mutat (5%-os szinten), de ez csak a természetes csapadékellátásban részesült parcellák növényeinél igaz. Összehasonlítva a kontroll és az öntözött növényállományok növény- és léghőmérsékleti differencia alakulását megállapíthatjuk, hogy a kezeletlen növények

hőmérséklet

értékei

szinte

kivétel

nélkül

meghaladták

a

léghőmérsékletet, vagyis a köztük lévő differencia pozitív. Ezen értékek alakulásából is világosan kitűnik a vízhiány - növényi vízháztartást befolyásoló negatív hatása. Ezzel szemben a stresszhatás jelentkezése pillanatában, kellő mennyiségű vízzel öntözött állományok Tc-Ta differenciája – a stesszes napok kivételével – negatív értékeket mutat. Ebből is kitűnik, hogy a növények „lázas” állapota elkerülhető, ha a két érték folyamatos nyomon követésével megtaláljuk azt az optimális időpontot, amikor a vízhiányt pótolni kell (6. ábra).

növény- és léghőmérsékleti differencia (°C)

5 4 3 2 1 0 -1

jún.. 4.

jún.. 9.

jún.. 14.

jún.. 19.

jún.. 24.

jún.. 29.

júl.. 4.

júl.. 9.

júl.. 14.

júl.. 19.

júl.. 24.

júl.. 29.

aug.. 3.

-2 -3 -4 -5 idő (hónap. nap.) PC

PÖ

6. ábra: A növény- és léghőmérsékleti differencia alakulása a kontroll (PC) és az öntözött (PÖ) parcellákon (2003)

62 Az öntözött parcellák növény- és léghőmérséklet értékei a kiegészítő vízellátás hatására normalizálódtak, így az egész tenyészidőszakra vetítve a köztük lévő átlagos eltérés sem szignifikáns. A kádakban mérhető differencia nem mutat állandó tendenciát, így – valószínűsíthetően – a kádak konstrukciójából

adódó

hibahatással

állunk

szemben.

Az

evapotranszspirométereket azonban nem e mutatók, hanem sokkal inkább a párolgás mérésére tervezték, és így – eredeti - céljuknak tökéletesen megfelelnek (DECSI, 2004 b). IV. 2. 3. A CWSI változásai eltérő évjáratokban CWSI alakulás humid tenyészidőszakokban Mind az 1997-es, mind az 1999-es év vízstressz index alakulása egyértelművé tette, hogy Magyarországon van olyan időszak, amikor öntözés nélkül is lehet eredményes kukoricatermesztést folytatni. A két év hasonlósága miatt az index kezelésenkénti alakulását csak az ET adataival szemléltetjük. A parcella CWSI értékei szignifikánsan nem különböztek a kád mutatóitól. Az ország medence jellegéből adódóan az egyes tenyészidőszakok időjárás alakulása szélsőségesen változhat. A korábbi évtized kukorica öntözésére vonatkozó megfigyelései szerint 10 évből 3 évben egyáltalán nem volt szükség csapadékot kiegészítő vízellátásra. 1997 és 1999 évjáratainak és index alakulásának hasonlósága miatt a két tenyészidőszak stressz indexeit együtt kezeltük. 1997 humid évében egyértelművé vált, hogy nemcsak a vízhiány okozhat indexemelkedést (7. ábra). Méréseink szerint minden olyan tényező, amely a növény számára kedvezőtlen termesztési feltételt jelent, a növény stresszindexének (növényhőmérsékletének) növekedését okozza.

63 Ezt támasztja alá a nem korlátozott vízutánpótlású evapotranszspirométer tenyészedényeiben termesztett kukorica jelentős index növekedése. Az

evapotranszspirométerben

nagymérvű

változása

termesztett

valószínűsíthetően

növények

víztöbblet

stresszindexének

eredetű

stresszhatás

jelenlétére utal. A korábbiak szerint 1997-ben az evapotranszspirométer növényeinek CWSI-ei az év során néhány alkalommal meghaladták a kritikus határértéket, amelynek oka az evapotranszspirométer konstrukciójából fakadóan vízhiány nem lehetett. Az év csapadék mennyisége alapján az évjárat humid jellegű volt, amely során az evapotranszspirométer folyamatos vízellátása és a gyakran hulló csapadék együttesen átmeneti levegőtlenséget okozhatott a tenyészedényekben, amely nem vízhiányt jelző, hanem annak ellenkezőjét mutató stresszhatást válthatott ki a növényekből (ANDA és DECSI, 1999). A jelenséget 1998, egyegy jelentősebb csapadékot követő mintanapján is észleltük.

8

vízstressz index (CWSI x 10)

7 6 5 4 3 2 1 0 jún.. 29.

júl.. 4.

júl.. 9.

júl.. 14.

júl.. 19.

júl.. 24.

júl.. 29.

aug.. aug.. aug.. aug.. aug.. aug.. 3. 8. 13. 18. 23. 28.

idő (hónap.nap.) PC

ETC

7. ábra: A vízstressz index alakulása humid tenyészidőszakban a kádakban (ETC) és a parcellákon (PC)

64

CWSI alakulás arid tenyészidőszakokban 1998 nagy részében, a korábbi évnél melegebb tenyészidőszakban az eltérő vízellátású kezelések görbéi jobban szétváltak, s ebben az évben három alkalommal öntöznünk is kellett. A 2000-et megelőző években a 100 kg/ha nitrogénadag mellett – „Ad libitum” vízellátásnál - a CWSI értékei gyakran meghaladták az öntözés szempontjából kritikus 2,5-es határértéket, vagyis a termesztési körülmények az evapotranszspirométerben nem látszottak optimálisnak. Ezt, a korábban az ET konstrukciós hibájának tulajdonított jelenséget próbáltuk felülvizsgálni 2000ben, egy a korábbit meghaladó mértékű 200 kg/ha-os N táplálás bevezetésével (DECSI et al. 2003). Bebizonyosodott, hogy valószínűleg tápanyaghiány tüneteivel állhattunk szemben, hiszen a 200kg/ha N műtrágyaadagot kapott növények CWSI-ei 2000-ben normalizálódtak (8. ábra). A többlet víz magasabb N-igénnyel párosult, mint azt a korábbi szakirodalom alapján is már jól

vízstressz index (CWSI x 10)

megismertük. 10 8 6 4 2 0 jún 15 jún 21 jún 27

júl 3

júl 9

júl 15

júl 21

júl 27

aug.2

aug.8 aug.14 aug.20

idő (hónap.nap.) ET N

ETN(200)

8. ábra: A vízstressz index alakulása normál (ETN) és emelt N-műtrágya adag (ETN 200) mellett a kádakban

65 A parcellákon a tenyészidőszakot végigkövetve megfigyelhető, hogy alacsony indexalakulást csak az időszak elején sikerült kimutatni. Július második felétől – a magas léghőmérséklet hatására – a CWSI öntözés ellenére sem csökkent a kritikus határérték alá, jelezve ezzel az év aszályos voltát. Ezt a megemelkedett indexet öntözéssel sikerült a kritikus határérték alá szorítani. A 2,5 -es limitet 4 alkalommal ( jún. 15., jún. 30., júl. 28., aug. 12.) történő vízutánpótlással tudtuk kordában tartani, mely 1998-hoz képest eggyel többszöri öntözési fordulót jelentett. 2001-ben a CWSI értékét 170 mm kiegészítő öntöző vízzel tudtuk a kritikus, az életfolyamatokat károsító határérték alatt tartani. Az egész mérési periódus átlagában ezzel a vízadaggal a stresszindex az öntözés hatására 131,6%-kal csökkent (9. ábra). A növények vízhiányát a vízstressz index napi meghatározásával – a növényi tulajdonságok és a meteorológiai elemek alapján – még a szemmel látható tünetek megjelenése előtt jeleztük. A rendkívüli szárazság miatt 4 alkalommal (jún. 28., júl. 15., júl. 27., aug. 1.) jeleztek vízhiányt a növények. Az öntözéssel kiegészített vízmennyiség 2001-ben 20 mm-rel maradt el a vizsgálati terület sokéves átlagos csapadékösszegétől, mely meglehetősen víztakarékos vízutánpótlást jelez.

50

10

40

8

30

6

20

4

10

2

0

0

vízstressz index (CWSI X 10)

csapadék (mm)

66

jún. jún. júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. aug. aug. aug. aug. aug. 26. 30. 4. 8. 12. 16. 20. 24. 28. 1. 5. 9. 13. 17. idő (hónap.nap.) csapadék

PC

PÖ

9. ábra: A vízstressz index alakulása a kontroll (PC) és az öntözött (PÖ) parcellákon (2001) A 2002-es tenyészidőszakban négy alkalommal volt szükség arra, hogy a megnövekedett vízigényt - vízstressz index alapján – öntözéssel pótoljuk. E négy alkalommal (jún. 19., júl. 7., júl. 14., és júl. 30.) összesen 150 mm/ha öntözővíz került kijuttatásra. Irodalmi adatok szerint kukoricára, a nyári hónapokban 100-100 mm/ha/hó öntözővizet juttatnak ki, egyszeri öntözési fordulóban (BOCZ 1992). Az általunk kijuttatott vízadag mintegy 25%-kal kevesebb az irodalomban említett öntözővíz mennyiségénél. A tenyészidőszak CWSI alakulását a kontroll és az öntözött parcellák adatai alapján szemléltetjük (10. ábra).

50

10

40

8

30

6

20

4

10

2

0

0 jún. jún. jún. júl. 18. 23. 28. 3.

júl. 8.

júl. 13.

júl. 18.

júl. 23.

vízstressz index X 10

csapadék (mm)

67

júl. aug. aug. aug. aug. 28. 2. 7. 12. 17.

hónap.nap. Csapadék

PC

PÖ

10. ábra: A vízstressz index alakulása a kontroll (PC) és az öntözött (PÖ) parcellákon (2002) A látható tünetek megjelenése előtt elkezdett vízutánpótlással, jelentős költségmegtakarítást érhetünk el, ilyenkor ugyanis takarékos – többszöri, kisebb – vízadagokkal az elfolyási és párolgási veszteség minimálisra csökkenthető, s így csak a növény tényleges igényének kielégítésével kell számolnunk. A vízstressz index alapján öntözött parcellák indexei az öntözés után minden esetben normalizálódtak, a növények – a kontroll állományokhoz képest – üdébbek, nagyobb levélfelületűek, nagyobb zöldtömegűek lettek. Az öntözött növények CWSI értékei lényegesen csökkentek. A kontroll kezelésben a magas növényhőmérséklet mérése idején a CWSI is magasra emelkedett, s értékei 2-3-szorosan meghaladták az öntözött állományban mért indexeket. A pontos időben és szükséges mennyiségben kijuttatott vízadagok hatására az öntözött növények vízstressz indexe a tenyészidőszakban átlagosan 72,43%-kal csökkent a kontrollhoz képest. A 2003-as tenyészidőszakban öt alkalommal volt szükség arra, hogy a megnövekedett vízigényt - vízstressz index alapján – öntözéssel pótoljuk.

68 Ezen öt alkalommal (jún. 4.,jún. 10., jún. 23., júl. 1., és júl. 16.) összesen 180 mm/ha öntözővíz került kijuttatásra (11. ábra). Irodalmi adatok szerint kukoricára, a nyári hónapokban, havonta 100 mm/ha/hó öntözővizet juttatnak ki, egyszeri öntözési fordulóban. Az általunk kijuttatott vízadag mintegy 10 %-kal

50

10

40

8

30

6

20

4

10

2

0

0

vízstressz index X 10

csapadék (mm)

kevesebb az irodalmakban említett öntözővíz mennyiségénél.

jún. jún. jún. jún. jún. jún. júl. júl. júl. júl. júl. júl. aug. 4. 9. 14. 19. 24. 29. 4. 9. 14. 19. 24. 29. 3. idő (hónap.nap.) Csapadék

PC

PÖ

11. ábra: A vízstressz index alakulása a kontroll (PC) és az öntözött (PÖ) parcellákon (2003) A látható tünetek megjelenése előtt elkezdett vízutánpótlással, jelentős költségmegtakarítást érhetünk el, ilyenkor ugyanis takarékos – többszöri, kisebb – vízadagokkal az elfolyási és párolgási veszteség minimálisra csökkenthető, s így csak a növény tényleges igényének kielégítésével kell számolnunk. A vízstressz index alapján öntözött parcellák indexei az öntözés után minden esetben normalizálódtak, a növények – a kontroll állományokhoz képest – üdébbek, nagyobb levélfelületűek, nagyobb zöldtömegűek lettek. Az öntözött növények CWSI értékei lényegesen csökkentek (DECSI, 2004 c).

69 A kontroll kezelésben a magas növényhőmérséklet mérése idején a CWSI is magasra emelkedett, s értékei 2-3-szorosan meghaladták az öntözött állományban mért indexeket. A pontos időben és szükséges mennyiségben kijuttatott vízadagok hatására az öntözött növények vízstressz indexe a tenyészidőszakban átlagosan 65,83 %-kal csökkent a kontrollhoz képest. A vízstressz index alakulásából hét év átlagában végkövetkeztetésként levonható, hogy száraz, aszályos években a növények - hőmérséklet emelkedéssel együttjáró - ún. lázas állapotba kerülnek mind az ET kádakban, mind a parcellákon. Ez a CWSI emelkedését vonja maga után, melynek mértéke mindkét vízellátásnál meghaladhatja az 50%-ot. Nedvesebb évjáratokban a stesszindexek abszolút értékben alacsonyabbak, így elmondható, hogy ezen tenyészidőszakokban nincs szükség öntözésre. Az ET kádakban azonban figyelembe kell venni azt a körülményt is, hogy a korlátlan vízellátás mellett a nitrogénadagot is növelni kell. Ezt a tényt látszik igazolni a 2000-es év indexalakulása 200kg/ha N műtrágyaadag kijuttatása esetében. A megemelt műtrágyaadag hatására az átlagos stresszindex csökkenés 51,4% volt. Mivel ezt kísérletet csak egy évben (2000) állítottuk be, esetünkben megbízható következtetések nem vonhatók le. A parcellák indexértékei a humid és arid évjáratokban egyaránt a várakozások szerint alakultak. Az öntözés hatása az aszályos években azonban minden várakozást felülmúlt, hiszen a csökkenés mértéke például 1998-ban 89,3%, 2000-ben pedig 57,3% volt. IV. 2. 4. A vizsgált tenyészidőszakok termésalakulása Amint az az irodalmi adatokból is kitűnik, a növények termése – az öntözésre adott válaszreakció során – jelentősen megnő. Így történt ez kísérleti éveinkben is. Az öntözés – termésre gyakorolt - jótékony hatása az arid tenyészidőszakokban látványos (12. ábra).

70 A humid évjáratokban (1997 és 1999) öntözésre nem volt szükség, így ezekben az években csak két vízellátási szinten (ET kádak, illetve természetes csapadékellátásban részesült parcellák) vizsgálhattuk növényeinket. A két eltérő vízellátás kezeléseinek összehasonlításakor mindkét humid évben a várakozástól eltérően a csapadékmentes parcella termései néhány %-kal, de nem szignifikánsan meghaladták az evapotranszspirométerben mért produktivitási mutatókat. A parcella termésdepressziójának oka az évek rendkívüli időjárás alakulása lehetett, mely a korábbi tenyészidőszakok tendenciájával ellentétesen nedvesebb és hűvösebb volt, mint a sokéves átlag. A csapadék bősége és a tenyészedények folyamatos vízutánpótlása következtében a tenyészidőszakok nagyobb hányadában a kádak felszíne még délutánra sem tudott kiszáradni, s ez a fokozott nedvesség társulva a szokatlanul hűvös nyárral nem kedvezhetett a melegigényes kukorica fejlődésének és termés alakulásának. 1998-ban a szemtermés nagysága - a nyár eleji jégverés következtében mindegyik kezelésnél a korábbi évben mértnek a felére esett vissza, mivel a jég károsítása a teljes kísérleti állományra kiterjedt. Az év termésváltozásának %-os becslésére a jégverés-hatás elkülönítési nehézsége miatt nem vállalkoztunk A megfigyeltnél jóval nagyobb károsítást vártunk, mert közvetlenül a jégverés után szinte egyetlen ép levél sem maradt kísérleti területünkön. Ehhez képest 1-2 hét alatt új levelek képződésével az állomány részlegesen regenerálódott, de a kártételt teljesen kiheverni nem tudta. 2000-ben az aszályos évjáratnak megfelelően alakult a termés. A kádak talajának természetes tápanyag szolgáltató képessége a kísérlet beállításától számított negyedik évben már csak 0,46 kg/m2 termés szárazanyagot eredményezett. Megjegyezzük viszont, hogy „ad libitum” vízellátás mellett a megemelt műtrágyaadag hatása jól érvényesült, hiszen 200kg/ha N hatására a termésnövekedés már 64,2% volt a normál N-ellátású kádak terméséhez képest (5%-os szinten szignifikáns).

71 Az arid évjárat hatása a parcellákon viszonylag nagy termésdepressziót idézett elő (0,73 kg/m2), ezzel szemben a kiegészítő vízellátás meghozta eredményét, hiszen a kijuttatott vízmennyiség hatására a termésmennyiség 18,8%-kal növekedett az öntözött parcellákon (5%-on szignifikáns). A 2001-es tenyészidőszak termésalakulására kevésbé nyomta rá a bélyegét a száraz, forró időjárás, hiszen a kádakban – az előző évhez képest – magasabb termésszint (0,7 kg/m2) realizálódott. Ennek valószínűsíthetően az az oka, hogy a növények jobban tudták hasznosítani a rendelkezésükre álló tápanyagot, ugyanis időközben talajcsere történt az evapotranszspirométerekben. A friss, laza talajban könnyebben táródtak fel a tápanyagok. A parcellák termésmennyisége a vártat felülmúlva 0,97 kg/m2 értékűnek adódott, és a növények a csapadékon felül kijuttatott öntözővízzel is jól gazdálkodtak, hiszen – az elemzett évek közül rekordmennyiséget elérve - 34%os termésnövekedést értek el a kontrollhoz képest (5%-os szinten szignifikáns). Az előző évvel ellentétben, 2002-ben a tenyészkád terméseredményei jelentősen leromlottak, mindössze 0,59 kg/m2 volt a termés, annak ellenére,hogy a rendelkezésre álló „ad libitum” vízmennyiség mellett, a hőmérséklet is kedvezett a melegigényes növénynek. Ebben az évben a parcellák növényállománya az elszenvedett vízstressz hatására 0,74 kg/m2 termést produkált, ami nem mondható kevésnek, de hozzá kell tenni, hogy a tenyészidőszakban megfelelő vízmennyiség állt rendelkezésre, csak az eloszlás nem volt egyenletes. Az öntözést nagyon jól meghálálták növényeink, hiszen a 4 öntözési fordulóval kijuttatott víz egyenletessé tette a növények vízutánpótlását, így az öntözött parcellákon 1,14 kg/m2 termésátlag jelentkezett (a kezelések közötti eltérés 5%-os szinten szignifikáns). Kísérletünk utolsó évében a kádak terméseredményei az 1998-as – talajcsere előtti – értékekhez közelítettek, mely

jelentős

leromlást

szintén

evapotranszspirométer hibájának róhatjuk fel (DECSI és LŐKE, 2004).

az

72 Valószínűsíthető, hogy az amúgy is sekély talajréteg az évek során megsüllyedt, tömörödött és ilyen körülmények között a kukorica nem volt képes a biológiai potenciálját kihasználni. 2003 – ban a kontroll parcellák növényeinek termésátlaga 0,59 kg/m2 volt, ami elég kevésnek mondható, melyért a tenyészidőszakban hullott amúgy is kevés csapadék egyenetlen eloszlása okolható. Az öntözésre adott válaszreakció a termésmennyiségben jól realizálódott, hiszen az öt öntözési fordulóval kijuttatott víz 1,08 kg/m2 termésátlagot eredményezett (5%-os szinten szignifikáns).

termésmennyiség (kg/m2)

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

idő (év) ETC

ETN200

PC

PÖ

12. ábra: A kísérleti évek termésalakulása IV. 3. JÉGVERÉS HATÁSVIZSGÁLAT IV. 3. 1. A természetes és szimulált jégverés párolgásra gyakorolt hatása A vizsgált évek párolgása közül az 1998-as évjárat a természetes jégverés előtti és utáni állapotot tükrözi. Mivel a jég a teljes kísérleti állományt elverte, a stresszhatás elemzésre a kontroll kezelés hiányában nem vállalkozhattunk (13. ábra).

73

8

párolgás (mm)

7 6

jégverés

5 4 3 2 1 0 ápr.16 ápr.28 máj.10máj.22 jún.3 jún.15 jún.27 júl.9 júl.21 aug.2 aug.14aug.26 idő (hónap.nap.)

Jégverés előtt

Jégverés után

13. ábra: A párolgás (evapotranszspiráció) alakulása a természetes jégverés előtt és után (1998) Az azonban elmondható, hogy a napi párolgásösszegek a jégverést követő időszakban meglehetősen alacsonyak, s a megszokott vízvesztés görbét csak kis késéssel követik. A jégvert növények párolgása valószínűsíthetően azért nem különbözik jelentősen az ép állományétól, mert a jégverés után egy hűvösebb, csapadékos időszak következett (júniusban 49,5 mm-rel hullott több csapadék, mint az 1971-2000-es klímanormál értéke), mely a jég okozta stresszhatást valamelyest kompenzálta. 1999 humid évjáratában az évi összegzett párolgás a mesterségesen jégvert kezelésben a kezeletlen növényekhez képest mindössze 10 mm-rel csökkent, amely érték az evapotranszspirométerek hibáját ismerve elhanyagolható (14. ábra).

74 10 9

párolgás (mm)

8 7 6 5 4 3 2 1 0 jún.. 25.

júl.. 3.

júl.. 11.

júl.. 19.

júl.. 27.

aug.. 4.

aug.. 12.

aug.. 20.

aug.. szept.. 28. 5.

idő (hónap.nap.) ETT

ETC

14. ábra: A párolgás (evapotranszsiráció) alakulása humid tenyészidőszakban a kontroll (ETC) és a mesterségesen jégvert (ETT) állományokban (1999) Ha azonban megnézzük a párolgás évi változását, a tépett levelű kukorica vízvesztésében lejátszódó eltéréseket egyetlen adattal nem tudjuk jellemezni. Ha a napi párolgásösszeg magas, a levegő nedvesség befogadó képessége nő, akkor a jégvert levelek vízvesztése akár 15-20%-kal is elmaradt a kontrollétól. Hűvös, csapadékos napokon, amikor a napi párolgás alacsony, ellenkező tendencia figyelhető meg, s a jégvert levelű növények párolgása a nagyobb (ANDA et al., 2000). A szárazabb tenyészidőszakú 2000-ben a korábbi év meleg periódusaiban megfigyelt jelenség, a jégvert növények csökkent párolgása dominált (15. ábra).

75 9 8

párolgás (mm)

7 6 5 4 3 2 1 0 máj 11 máj 21 máj 31 jún 10 jún 20 jún 30

júl 10

júl 20

júl 30

aug.9 aug.19 aug.29

idő (hónap.nap.) ETC

ETT

15. ábra: A párolgás (evapotranszsiráció) alakulása arid tenyészidőszakban a kontroll (ETC) és a mesterségesen jégvert (ETT) állományokban (2000) Ebben az évben is azonnal emelkedett a tépett növények vízvesztése, ha az időjárás nedves-csapadékosra váltott. A 2001-es tenyészidőszakban a három különböző fenofázisban jégvert növények párolgás alakulásában mért különbségeket emeljük ki (ANDA és DECSI, 2002). Mindhárom - különböző fenológiai fázisban jégvert állományról elmondható, hogy azok a jégverés után az időjárástól függően reagáltak a stresszhatásra. Közvetlenül a jégverés után párolgásuk hirtelen megnőtt, melynek okát a - nagy sebzéseken hirtelen - kiáramló sejtnedveknek tulajdoníthatjuk. A növények regenerálódása, vagyis a sebzések helyén megindult parásodás, a párolgásban is megmutatkozott. Magas hőmérsékletnél és kellően aszályos időben a stresszes növények vízfogyasztása jelentősen lecsökken, hozzájuk képest az ép növények szinte pazarlóan bánnak a számukra felkínált korlátlan vízmennyiséggel. A hűvösebb, csapadékos napokon viszont a párolgás megemelkedik, és jelentősen felülmúlja a jégverés előtti – csapadékos napokon mért – vízfogyasztást.

76 Általánosságban megállapítható tehát, hogy a jégvert növények az előző tenyészidőszakokban tapasztaltaknak megfelelően viselkedtek. Az viszont nehezen számszerűsíthető, hogy volt-e különbség a különböző fenofázisokban jégvert állományok párolgása között. Első közelítésben a tépés ideje helyett, nagyobb hatásúnak látszik a mért időszak hossza, vagyis minél korábban történik a tépés, a párolgásban okozott változás annál nagyobbnak tűnik. Ha azonban a 16. ábrát szemléljük, felfedezhetünk néhány különbséget a különböző fenofázisokban jégvert állományok között. Címerhányás idején jégvert állományok

párolgás (mm)

7 6 5 4 3 2 jún. jún. júl. 26. 29. 2.

júl. 5.

júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. aug. aug. aug. aug. aug. aug. 8. 11. 14. 17. 20. 23. 26. 29. 1. 4. 7. 10. 13. 16. hónap. nap.

ETC

ETT1

77 Teljes virágzáskor jégvert állományok

párolgás (mm)

7 6 5 4 3 2 jún. jún. júl. 26. 29. 2.

júl. 5.

júl. 8.

júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. aug. aug. aug. aug. aug. aug. 11. 14. 17. 20. 23. 26. 29. 1. 4. 7. 10. 13. 16. hónap. nap. ETC

ETT2

Tejesérésben jégvert állományok 7

párolgás (mm)

6 5 4 3 2 jún. jún. júl. 26. 29. 2.

júl. 5.

júl. 8.

júl. júl. júl. júl. júl. júl. júl. aug. aug. aug. aug. aug. aug. 11. 14. 17. 20. 23. 26. 29. 1. 4. 7. 10. 13. 16. hónap. nap. ETC

ETT3

16. ábra: A különböző fenofázisokban jégvert növényállományok párolgás alakulása (2001) Az ép állomány párolgásához képest mindhárom jégvert állomány párolgása csökkent. A címerhányás idején sebzett állomány az ép állománynál mintegy 20,8 mm-rel kevesebb vizet használt a vizsgált időszak alatt, míg a virágzáskor és a tejeséréskor jégverést szenvedett állományok vízfogyasztása gyakorlatilag alig tért el (2,9 illetve 1,7mm-rel) a kontroll állományétól.

78 Az időjárás alakulásával együtt vizsgálva azonban szembetűnik az is, hogy a jégverés utáni néhány napban, a párolgás a sebzett növényeknél naponta átlagosan 0,5 mm-rel marad az ép állomány párolgása alatt, míg ezután az átmeneti időszak után – melyet a növény a regenerálódáshoz használ fel – már az időjárás alakítja a vízfogyasztást. A párolgás alakulásában jól nyomon követhető a napos, száraz és a hűvös, nedves időszakok váltakozása. 2001-ben a hűvösebb, csapadékosabb július közepi időjárás alatt mind a stresszes, mind az ép

állomány

kevesebbet

párologtatott,

de

szembetűnően

megemelték

vízfogyasztásukat augusztusban, amikor az időjárás száraz és meleg volt. A kezelések azonban eltéréseket mutatnak, hiszen itt is megfigyelhető, hogy meleg időben a jégvert növények párolgása az ép állományé alatt marad, s azt csak a hűvös, csapadékos napokon haladja meg. A tenyészidőszak átlagos napi párolgás alakulásáról elmondható, hogy minden jégvert kezelés párolgása elmaradt az ép állományokétól, viszont a különbség köztük csak tendencia jellegű, szignifikáns differenciát ebben az évben kimutatni nem tudtunk. A tenyészidőszakbeli átlagos vízfogyasztás a címerhányás idején jégverést szenvedett növényeknél volt a legalacsonyabb, mintegy 0,4 mm-rel kevesebb az ép állományénál. Augusztus közepétől amikor a növény a viaszérés fázisába lépett – a párolgás alakulását már nem befolyásolta a stresszhatás, ahogy az az ábrából is kitűnik, az ép és a jégvert állományok párolgásában szinte nincs különbség. 2002-ben és 2003-ban az evapotranszspirométerek növényállományai hasonló párolgási tendenciát mutattak, mint a 2000-es évben. A növények jégverés-szimuláció utáni, kontrollnál alacsonyabb párolgási eredményei a 2000-es év kísérleti ismétlésének tekinthetők, így elmondható, hogy az új jégverés-szimulációs módszertan tesztelése kielégítő eredményt hozott. Természetesen a jégverés hatása évjáratfüggő, így további megfigyelések szükségesek ahhoz, hogy valóban megállapítható legyen az, hogy e stresszhatás mennyiben felelős a növény vízháztartásában bekövetkező változásokért.

79 Kísérletünkről elmondható, hogy a párolgás önmagában nem hordoz elég információt arra vonatkozólag, hogy segítségével egyértelműen behatárolható legyen a kukorica számára – jégverés szempontjából – legveszélyesebb időszak. Ebből is látható, hogy a mikroklíma elemei csak szorosan egymással összefüggésben tárgyalhatók (DECSI és ANDA, 2002). IV. 3. 2. Növényhőmérséklet alakulás közvetlenül a kártétel után, mesterséges jégverésnél (2002) A

növényhőmérséklet

alakulása

döntő

tényező

a

stresszhatások

detektálásának folyamatában. Mint ahogy azt már az öntözéses vizsgálatoknál említettük, a növény – normális, stresszmentes körülmények között – hőmérsékletét közvetlenül a léghőmérséklet közelében, vagy az alatt tartja. Ha a növényt stresszhatás éri, hőmérséklete megemelkedik, mely jelenséget Keszthelyen először ANDA (1998) igazolta. E megállapítás vezetett minket arra a felismerésre, miszerint a növényhőmérséklet alakulása más irányú stresszhatások detektálására is megfelelő lehet, így vizsgálatunkat kiterjesztettük a jégverés hatásainak kimutatására is. Esetünkben a kísérlet 1998-2003 között zajlott, így az időjárás alakulás hasonló tendenciája miatt (szinte minden kísérleti év száraz) részletes elemzésbe nem bocsátkozunk, csak jelentősebb eredményeinket ismertetjük. A jégvert állományok hőmérséklet alakulását egy száraz tenyészidőszak választott mintanapján beállított kísérlet alapján elemezzük. A jégverés szimulációt egy referencia napon, 2002. július 9-én végeztük. 4 m2-es parcellákat jelölünk ki, kezelésenként három ismétlésben. Mind az ETkádakban, mind pedig a parcellákon három sorban 9-9 növényen, vagyis összesen kezelésenként 27 növényen mértük a növényhőmérsékletet. A kísérletet délelőtt 10 órakor kezdtük. Az első órában 5 percenként, majd 11 – 20 között óránként vettük a mintákat.

80 Az első órában a jégverés pillanatnyi hatásának nyomon követése volt a cél, míg az óránkénti mérések a hosszabb távú mikroklíma változások vizsgálatát szolgálták. A kártételt követően percenként vett növényhőmérsékleti adataink érdekes jelenségre hívták fel a figyelmünket, amely mind a természetes, mind a mesterséges jégverésnél ugyanolyan irányú volt. A kártétel utáni növényhőmérséklet mérés minden esetben először néhány pillanatnyi

hőmérséklet

csökkenést

mutatott,

majd

ezután

a

növény

hőmérséklete hirtelen 3-5°C-kal megemelkedett, - a növény "láz" állapotát jelezte - amely nem tartott tovább a kádaknál 1-3 percnél, a természetes csapadék ellátású parcelláknál 5-8 perc hosszúságú időtartamnál. Utána a sebzések helyén kicsorduló sejtnedv erőteljes párolgása a hőmérsékletet az ép növényen mért eredeti szint alá csökkentette (DECSI, 2003a). Hosszabb távon a sebzések helyén megindult a pararéteg képződése, amely valószínűleg a növények párolgás alakulását is jelentősen módosíthatta. Nedves, hűvös időben a pararéteg szivacsként szívhatta magába a vizet, s az innen távozó nedvesség mennyisége - alacsony légnedvesség tartalomnál - meghaladhatta a csak kis mértékben nyitva lévő sztómákon keresztül távozó vízmennyiséget. Száraz, meleg időben a sztómás transzspiráció hatékonysága valószínűsíthetően meghaladta a pararétegen áthaladó víz evaporációjának hatékonyságát (DECSI, 2003a). A parcella növényeinek hőmérséklet alakulása közvetlenül a kártételt követően az evapotranszspirométerben fejlődöttekéhez hasonló volt, csupán a reakció időben észleltünk néhány perces késedelmet az ET-ben mért értékekhez képest (17. ábra).

növényhőmérséklet (°C)

81 30

28

26

24 10:00 10:05 10:10 10:15 10:20 10:25 10:30 10:35 10:40 10:45 10:50 10:55 11:00 de. de. de. de. de. de. de. de. de. de. de. de. de.

idő (óra:perc) PC

PT

PTJ

17. ábra: A jég hatása a növényhőmérsékletre rövid távon, a kontroll (PC), a mesterségesen jégvert (PT) és a jéggel kezelt (PTJ) parcellákon (2002) A természetes jégverés utáni pillanatnyi növényhőmérséklet értékeit a későbbiekben a szimulációval előállított kártétel "kontrolljaként" alkalmaztuk. Elfogadhatónak tartottuk a mesterséges beavatkozást, amikor a két eltérő eredetű kártétel által okozott növényhőmérséklet változás iránya megegyezett (DECSI, 2003a). IV. 3. 3. Növényhőmérséklet alakulása hosszabb távon, mesterséges jégverésnél (2002) Alapjában véve elmondható, hogy a kontroll - stresszhatást nem szenvedett – növények hőmérséklete volt a legalacsonyabb a kísérlet során. Ez az alacsony hőmérséklet az egész napi menetben jól nyomon követhető (18. ábra). A jégverés hatásai rövid és hosszabb távon is hasonlóságokat mutatnak.

82

növényhőmérséklet (°C)

33 31 29 27 25 10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

idő(óra) PC

PT

PTJ

18. ábra: A jég hatása a növényhőmérsékletre hosszabb távon, a kontroll (PC), a mesterségesen jégvert (PT) és a jéggel kezelt (PTJ) parcellákon (2002) A tépéses jégkártétel (a többi abiotikus stresszhatáshoz hasonlóan) – az előző évek tapasztalatait alátámasztva – minden kezelésben magasan megnövelte a növényhőmérsékletet. Kezdetben a tépett állományok hőmérséklete lecsökkent a hirtelen támadt sérüléseken eltávozó víz (párolgás) hűtő hatása miatt. A tépés után kb. fél órával azonban a stresszhatás felerősödött – már nem volt elég víz a növényben a párolgási igény kielégítéséhez, így a hűtő hatás megszűnt – és a hőmérséklet a kontroll állomány hőmérséklete fölé emelkedett. A növény ettől kezdve egyfajta lázas állapotba került. Ez a „lázas” állapot aztán a napi menetben is jól láthatóan végigkísérte a mechanikailag sérült állományt és különösen a legmagasabb napállásnál (14 – 15 óra között) okozott szinte elviselhetetlen stresszt a növényeknek. Ezzel szemben azon parcellák növényhőmérséklete, melyek a tépés mellett a jégverés hideghatásával is szembesültek, alacsonyabb volt, mint a csak tépett állományoké. Kezdetben ezek a növények is a csak mechanikai sérüléseket szenvedett állományokhoz hasonlóan viselkedtek.

83 A sebzéseken kiáramló sejtnedvek mellett azonban e növények felületét a jég is hűtötte, ezért a növényhőmérséklet a három kezelés közül itt volt a legalacsonyabb. Fél óra elteltével a hőmérséklet emelkedni kezdett, ugyanis e növényeknél is megszűnt a kiáramló sejtnedvek hűtő hatása, de az emelkedés nem volt olyan drasztikus, mint a csak mechanikailag sérült állományoknál. A napi menetben szintén látszik, hogy ezek a jeget is kapott növények a kontrollnál magasabb hőmérsékletűek, de a csak tépett állományokhoz viszonyítva, kevésbé szenvednek. Az új módszertan alkalmazásával bebizonyosodott, hogy a tisztán tépéses mechanikai kártételt szenvedett növények jobban szenvednek a jeget is kapott társaiknál, mivel ez utóbbiakat a jég (illetve a talajra jutott és onnan a földbe szivárgott jeges víz) jótékony hűtőhatása megvédi a túlhevüléstől. A módszertan tökéletesítésével talán pontosabb képet kaphatunk a jégverés összetett (mechanikai és hidegstressz) hatásáról, amely így könnyebbé teszi a későbbi – mikroklímában okozott – változások megértését is (DECSI, 2003b). IV. 3. 4. Talajhőmérséklet alakulása a jégvert állományok alatt (2003) A 2003-as tenyészidőszakban ismételtük az előző évben beállított kísérleteket.

Jégverés

szimulációt

július

1-én

végeztünk,

mind

az

evapotranszspirométerekben, mind pedig a parcellákon. Az előző évhez hasonlóan beállított kísérlet eredményeiből a 2003-as tenyészidőszakra vonatkozóan az ép és a különböző jégverés-szimulációs módszerekkel előállított, sérült állományok alatti felszíni talajhőmérséklet (Ts) alakulását szemléltetjük, a kádakban (19. ábra) és a parcellákon (20. ábra).

84 46

talajhőmérséklet (°C)

42 38 34 30 26 22 11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

idő (óra:perc) TsETC

TsETT

TsETTJ

19. ábra: A jég hatása a talajhőmérsékletre a kontroll (ETC), a mesterségesen jégvert (ETT) és a jéggel kezelt (ETTJ) kádakban (2003)

46

talajhőmérséklet (°C)

42 38 34 30 26 22 8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

idő (óra:perc) TsPC

TsPT

TsPTJ

20. ábra: A jég hatása a talajhőmérsékletre a kontroll (PC), a mesterségesen jégvert (PT) és a jéggel kezelt (PTJ) parcellákon (2003)

85 A talajhőmérséklet alakulásról – mind a kádakban, mind pedig a parcellákon – elmondható, hogy a legmagasabb értékeket a „csak” mechanikai kártételt elszenvedett növényállományok alatt mértük. A növények levelei a jégverés hatására lekókadnak, a talajt így kevéssé védik. Ezáltal a növény túlhevülhet, mert a felmelegedett talajból fokozott mértékben távozik a nedvesség. Az új módszertannal közelített jégverés szimuláció (mechanikai és hidegstressz) a talajhőmérsékletet pozitívan befolyásolja, hiszen a jég jótékony hűtő hatása érvényesül. A legalacsonyabb talajhőmérséklet értékeket a kontroll állományok alatt mértük, mely eredmény az ép levelek árnyékoló hatásával magyarázható. Megfigyeléseink szerint a talajhőmérséklet alakulás tendenciáját illetően a vízkezelések között különbség nem volt kimutatható. Bebizonyosodott tehát, hogy a tisztán tépéses mechanikai kártételt szenvedett növények jobban szenvednek a jeget is kapott társaiknál, mivel ez utóbbiakat a jég (illetve a talajra jutott és onnan a földbe szivárgott jeges víz) jótékony hűtőhatása megvédi a túlhevüléstől. Így elmondható, hogy a talajhőmérséklet alakulása is az új jégverés-szimulációs technika alkalmazását támasztja alá (DECSI et al. 2003). IV. 3. 5. A jégvert növények vízstressz index alakulása A sebzés a növények CWSI értékeit az első három kísérleti évben, évjárattól és vízkezeléstől függetlenül megnövelte. 1999-ben a parcellán 25%-kal, az ET kádakban másfélszeresére (21. ábra), 2000-ben mindkét vízellátásnál 41,6%-kal mértünk magasabb stresszindexet a tépett állományokban. Az eltérések legalább 5%-os szinten szignifikánsnak bizonyultak.

stresszindex (CWSI x 10)

86 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 jún.. 29.

júl.. 5.

júl.. 11.

júl.. 17.

júl.. 23.

júl.. 29.

aug.. aug.. aug.. aug.. aug.. 4. 10. 16. 22. 28.

idő (hónap.nap.)

stresszindex (CWSI x 10)

ETC

ETT

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 jún.. 29.

júl.. 5.

júl.. 11.

júl.. 17.

júl.. 23.

júl.. 29.

aug.. aug.. aug.. aug.. aug.. 4. 10. 16. 22. 28.

idő (hónap.nap.) PC

PT

21. ábra: A stresszindex alakulása az ép (ETC ill. PC) és a jégvert (ETT ill. PT) állományokban, humid tenyészidőszakban (1999) Meglepő volt, hogy 2000-ben - amikor az időjárás száraz és meleg volt nem volt különbség a két vízellátás tépett növényeiben mért CWSI alakulásban.

87 Az ET-ben mért %-osan rendkívül magas növekedés ellenére az indexek sem a tépett, sem a kontroll kezelésnél nem érték el a stresszhatás jelenlétére utaló 2,5es kritikus határértéket. Az indexek abszolút értékei a meleg-száraz 2000-ben kezeléstől függetlenül kb. az előző évi értékek duplájára emelkedtek. Meglepő, hogy a tépés indexnövelő hatása 2000-ben vízkezeléstől független volt, s az ET ill. a parcella adatai között szignifikáns eltérés a száraz évjáratban nem mutatkozott. 2001-ben a CWSI mérések körét szintén kiszélesítettük. Nemcsak a három különböző fenofázisban jégvert növények indexeit hasonlítottuk össze, hanem kitértünk a CWSI pillanatnyi változásainak detektálására is (22. ábra). Ez utóbbi talán hozzásegíthet minket a stresszhatás pillanatától létrejövő biológiai változások pontosabb megismeréséhez és nyomon követéséhez. (A címerhányás fenofázisát - jégverés szempontjából - már az előző években is vizsgáltuk, ezért itt csak a másik két fenofázisban jégvert növények CWSI alakulását ábrázoltuk).

stresszindex (CWSI x 10)

Teljes virágzásban jégvert állományok 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

jégverés

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 idő (perc) ETC2

ETT2

88

stresszindex (CWSI x 10)

Tejesérésben jégvert állományok 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

jégverés

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 idő (perc) ETC3

ETT3

22. ábra: a különböző fenofázisokban jégvert állományok rövidtávú stresszindex alakulása (2001) A stresszhatás után közvetlenül – minden kezelésben - lecsökken, majd megemelkedik, később pedig a stresszhatás előtti érték felett egy magasabb értéken viszonylag állandósul a stresszindex. Az azonban világosan kitűnik az ábrából, hogy jelentősebb változásokat a teljes virágzás idején jégvert állományokban detektáltunk. Az évjárathatás miatt mind az ép, mind pedig a jégvert állományok CWSI-e több alkalommal jelentősen meghaladta a kritikusnak tartott 2,5-es határértéket. Ez a gyakori csapadékhiánynak volt betudható, melynek hatását jelentősen növelte a jégverés is (DECSI, 2003b). 2001-ben meglepő változást tapasztaltunk a stresszindexek alakulásában (23. ábra).

90 Noha száraz, meleg napokon a jégvert növények indexei minden kezelésben, mindkét vízellátási szinten magasabbak voltak a kontrollnál – és ezzel egyidőben a kritikus 2,5-es határéréket is meghaladták – a tenyészidőszak átlagos indexei a jégvert állományokban alacsonyabbak voltak a kontroll növények összes átlagos indexeinél. Ez valószínűleg a július első és középső harmadában hullott jelentős csapadéknak tulajdonítható, hiszen ezeken a napokon a hőmérséklet is jelentősen lecsökkent, a relatív páratartalom megemelkedett és az előzőekben említett szivacsként működő pararéteg a jégvert növények stresszes állapotát kedvezően befolyásolta (nőtt a párolgás – csökkent a stresszindex). Az indexalakulások között csak a parcella kontroll és a teljes

virágzásban

jégvert

állományai

esetében

találtunk

szignifikáns

különbséget, viszont megjegyzendő, hogy ez esetben 0,1%-os szinten kaptuk az összefüggést, ami szántóföldi kísérletekben elég ritkán fordul elő. Méréseink itt a

perces

CWSI

alakulásokat

támasztják

alá.

Mindez

később

a

terméseredményekben is megjelent. A jégvert növények index növekedése összhangban van a párolgásukban mért

vízfogyasztás

csökkenéssel.

A

mérések

alapján

ismételten

megállapíthattuk, hogy a CWSI nemcsak a vízhiány okozta stressz, hanem minden, a növény számára stresszhatást kiváltó tényező megjelenítésére alkalmas. Korábbi megfigyeléseinkben az indexet sikeresen tudtuk használni eltérő

vízigényű

kimutatására,

s

kukoricafajták szelekciós

tulajdonságaiban

folyamatban

történő

meglévő

különbség

alkalmazhatóságának

bizonyítására is (ANDA et al., 2003). Hasonló eredményre jutott CÁRCOVA et al. (1998), három különböző kukoricahibrid tesztelése során. 2002-ben és 2003-ban a kádakban és a parcellákon is hasonló tendenciát követnek az indexek. Borult napokon a jégvert állományok értékei normalizálódnak, követve a növényhőmérséklet alakulását. Ilyen napokon a stresszhatás mérséklődik és a jégvert növények indexei az ép állományok értékei alatt maradnak.

91 Magas hőmérsékletű napokon azonban a jégvert állományok kevesebbet párologtatnak, hőmérsékletük – jelezve a stresszhatást – magasan a léghőmérséklet fölé emelkedik, mely magával vonja a CWSI-emelkedését is. A forró, vízhiányos napok indexemelkedése önmagában is jelentős, de a másodlagos stresszhatás – a jégverés – még inkább megemeli az értékeket. Így például 2002-ben a tenyészidőszakbeli átlagos növekedés a kádakban 40,9% (0,1%-os szinten szignifikáns!), míg a parcellákon 9,2% (5%-os szinten szignifikáns). Ugyanezen értékek 2003-ban 12,5%, illetve 4,3% (az értékek 5%os szinten szignifikánsak), (24. ábra). Esetünkben tehát több száraz, meleg évjárat elemzése alapján megállapítottuk, hogy a Scheduler Növényi Vízstresszmérő készülék nemcsak a vízhiányos állapot, hanem más abiotikus stresszhatások detektálására is kiválóan alkalmas (DECSI 2004a).

stresszindex (CWSI x 10)

10 8

jégverés

6 4 2 0 jún. jún. jún. 18. 23. 28.

júl. 3.

júl. 8.

júl. 13.

júl. 18.

júl. 23.

júl. aug. aug. aug. aug. 28. 2. 7. 12. 17.

ETC ETT idő (hónap.nap.)

92

stresszindex (CWSI x 10)

10 jégverés

8 6 4 2 0 jún. 18.

jún. 23.

jún. 28.

júl. 3.

júl. 8.

júl. 13.

júl. 18.

júl. 23.

júl. aug. aug. aug. aug. 28. 2. 7. 12. 17.

idő (hónap.nap.) PC

PT

24. ábra: A stresszindex alakulása az ép (ETC ill. PC) és a jégvert (ETT ill. PT) állományokban, arid tenyészidőszakban (2003) IV. 3. 6. A jégverés hatása a termésalakulásra Bár a megfigyelés fő célja nem a jégeső termésben okozott kátételének meghatározása volt, a vizsgálatok teljesebbé tételéhez a terméseredmények részletes kiértékelését is elvégeztük (25. ábra).

termésmennyiség (kg/m2)

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1998

1999

2000

2001

2002

2003

idő (év) ETC

ETT1

ETT2

ETT3

ETTJ

PC

PT1

PT2

PT3

PTJ

25. ábra: A termés alakulása az ép (ETC ill. PC) és a különböző módszerekkel (ETT, PT és ETJ, PJ) ill. fenofázisokban (ETT1, ETT2, ETT3, PT1, PT2, PT3) szimulált jégveréssel kezelt állományokban

93 A humid évben (1999) végzett szimulációnál mindkét vízellátottság mellett eltérést mutattak a kontroll és a jégvert növények termés eredményei. Az evapotranszspirométerben 23,4%-os, a kontroll parcella egyedeinél 29%-os termés csökkenést (5%-os szinten szignifikáns) eredményezett a mesterségesen szimulált jégverés. Az eredmények jól egyeznek a korábban tépéses technikával szimulált jégverésnél tapasztaltakkal (MURO et al. 1990; DURAN et al.,1994). 2000-ben a szimulált jégverés hatására a 8%-os terméscsökkenés a kontroll kádakban jóval alulmúlta a korábbi évben mérteket (5%-os szinten szignifikáns). A szimulált jégverés hatása a kontroll parcellákon is kimutatható, 15%-kal szignifikánsan csökkent a termés. Ezekben az években drasztikus terméscsökkenést azért nem tapasztaltunk, mivel a nyár eleji jégeső szimulációs időpont nem esik egybe a kukorica jégverésre legérzékenyebb fenológiai fázisával. Ebben az évben a jégeső szimuláció időpontjának megválasztásakor a kísérleti területen leggyakoribb jégeső előfordulási időt, s nem a növény számára legérzékenyebb periódust tartottuk szem előtt. Ezt a kísérleti hibát próbáltuk kiküszöbölni 2001-ben, amikoris a - kukorica szempontjából – legérzékenyebb három fenofázisban végeztünk jégverés szimulációt. Ebben az évben az évjárat száraz volta a terméseredményekre is rányomta bélyegét. Az „Ad libitum” vízellátású ET-kádakban a jégverést legkevésbé a címerhányáskor jégvert állomány sínylette meg. A kontroll állományhoz képest a termés csak 1,43%-kal csökkent. A stresszhatás jobban megviselte a teljes virágzásban jégvert állományt, hiszen itt a termésmennyiség 8,57%-kal kevesebb az ép állományénál. A drasztikus beavatkozást a növények a tejesérés fázisában tolerálták a legkevésbé. Ekkor a termésmennyiség is nagyon visszaesett, a kontrollhoz képest 34,29%-kal csökkent (szignifikáns különbséget egyik kezelésnél sem tapasztaltunk).

94 A parcellákon némiképp máshogy alakult az eredmény. A jégverés a címerhányáskor és a tejeséréskor okozta a legnagyobb terméskiesést (21,65%, illetve 20,62%), míg a legkisebb hatása a teljes virágzáskor volt (8,25%). A terméseredmények szokatlan alakulására az ET-kádakban, magyarázat lehet, hogy a tejesérésben jégvert növények esetében a szimulációnál a szemek is sérültek, amely később a kórokozókat is tömegesen vonzotta, így a terméscsökkenésnek másodlagos okozói is voltak. A jégverés és a betegségek összegzett hatásának köszönhető a drasztikus terméscsökkenés, amihez az ETkádakban hozzájárult még az „Ad libitum” vízellátásból származó többletpára is amely, mint tudjuk kedvez a kórokozók megjelenésének. 2002-ben megismételtük az előző évi kísérletet, és mind a kádakban, mind pedig a parcellákon három különböző fenofázisban szimuláltuk a jégverést. Az évjárat hasonlósága miatt kiváló eredményeket kaptunk, így a kádakban és a parcellákon ismét kimutatható volt az a tendencia, amely az előző évben. A kádakban legkevésbé a címerhányás idején jégvert állományok szenvedtek a mechanikai stressztől, terméseredményeik 16,6%-kal maradtak el a kontrolltól. A teljes virágzásban és a tejesérésben drasztikusabb volt a terméscsökkenés, 22,9%, illetve 54,1% (az eredmények legalább 5%-on szignifikánsak). A parcellákon szintén megismétlődtek az előző évi eredmények, hiszen a címerhányáskor stresszelt állományok 47,4%-kal, a teljes virágzáskor jégvert növények 25,4%-kal, míg a tejesérésben károsított egyedek 44%-kal kevesebb termést produkáltak (az eredmények 5%-os szinten szignifikánsak). A két évjárat terméseredményeiben azonban szemmel láthatóan is nagyságrendi különbségek tapasztalhatók. Az évjáratok időjárása hasonló volt, de 2001-ben a csapadék elmaradása jobban kínozta növényeinket, mint a 2002es évben. Mindezzel szemben azonban ez utóbbi évjárat terméseredményei jelentősen elmaradnak az előző évitől. Ennek oka valószínűsíthetően az lehetett, hogy a kevésbé csapadékhiányos 2002-ben a kórokozók támadása sokkal nagyobb szerepet játszott, mint a szárazabb 2001-ben. Minél több volt ugyanis a csapadék, annál nagyobb arányban fordult elő egyes kórokozók előretörése.

95 A kádakban készült termésértékelés során kárfelvételezést is végeztünk, így elmondhatjuk, hogy a kukorica csíkos mozaikvírus (maize dwarf mosaic Potyvirus) előretörése mellett jelentős károkat okozott az egyes Fuzárium fajok (Fusarium spp.) megjelenése és a golyvás üszög (Ustilago maydis) is. A két gombafaj jelentős sebzésparazita, tehát normál körülmények között a – szintén fő stresszorként számon tartott – rovarkártevők megjelenése után fordulhatnak elő, de természetesen jégeső pusztítása után is tömeges lehet az Ustilago maydis és a Fusarium spp. fertőzöttség. Emellett a sérült állományokon tömegével jelentek meg egyes kártevő fajok is, - így pl. a kukoricamoly (Ostrinia nubilalis), a gyapottok bagolylepke (Helicoverpa armigera) és a mezei gabonamoly (Sitotroga cerealella) – melyek a sérülések helyén másodlagos kártételt okozva, további terméscsökkenést idéztek elő. A parcellák növényein az előbb említetteken túlmenően megjelent a rózsaszín penészes csőrothadás is, mely általában a rágások, mechanikai sérülések másodlagos kísérőjeként jelentkezik. 2002-ben még egy szimulációs kísérletet állítottunk be, az új módszertan tökéletesítésére (tépéses technika és jeges kezelés együttesen). Elképzelésünk, miszerint a mechanikai és a hidegstressz együttes alkalmazása jobban közelíti a természetes jégverés hatásait, beigazolódni látszik. A kétféle stresszhatás együttes alkalmazása során a terméseredmények jobban alakultak, hiszen a jég és a víz hűtő hatása érvényesült. Így a kádakban 10,4%-os, míg a parcellákon 13,55%-os volt a terméscsökkenés, ami nem mondható olyan riasztó kiesésnek. Valószínűsíthető tehát, hogy amennyiben a jégverés jelentős mennyiségű csapadékkal, a növény kevésbé érzékeny fenofázisában érkezik, - és a növény utána még képes a regenerálódásra - nem okoz olyan drasztikus mértékű terméscsökkenést,

mely

magával

vonja

a

gazdaságos

termelés

megkérdőjelezését. Amennyiben tehát természetes jég veri el az állományt, a gazdaságos termelés érdekében mindenképp el kell végezni a jégkárbecslést, de figyelembe kell venni a fenofázist és a jégveréssel érkező csapadék mennyiségét is.

96 2003-ban, kísérletünk utolsó évében – egyéb kísérletek beállításának helyigénye miatt - csak kontroll és mechanikai stresszt elszenvedett növényállományaink voltak, melyek termésalakulása tendenciálisan megegyezik az előző száraz tenyészidőszakok, hasonló időben – ugyanabban a fenofázisban - kárt szenvedett növényállományaiéval. A kádak termése 45,8%-os, míg a parcelláké 35,5%-os kiesést szenvedett el (az eredmények 5%-os szinten szignifikánsak). Összességében elmondható tehát, hogy korlátlan vízellátás mellett a termés szempontjából a kukorica valószínűleg a teljes virágzás és szemkötődés, illetve a tejesérés közötti periódusban a legérzékenyebb a jégverésre. A parcellák terméseredményeit a jégverés és a kórokozók okozta stresszen kívül a vízhiány is jelentősen befolyásolta, így a terméseredmények nem esnek egybe az ET-kádakban tapasztaltakkal. Ha azonban a mechanikai stresszhatás mellé hideghatás – és ezzel némi vízutánpótlás – is érkezik, a terméseredmények kevésbé maradnak el a várttól (DECSI, 2004a). Megállapítható, hogy jégverés szimulációs kísérletünk eredményes volt, mely

során

a

kukorica,

jégverés

szempontjából

leginkább

érzékeny

fenofázisának meghatározásán túl egy olyan új eljáráshoz jutottunk, amely eredményesen alkalmazható és bármikor ismételhető. IV.

4.

AZ

ÁLLOMÁNY

ARCHITEKTÚRÁJÁBAN

BEÁLLÓ

VÁLTOZÁSOK DETEKTÁLÁSA

IV. 4.1. A levélfelület index (LAI) alakulása 2003-ban a jégverés szimulációs kísérlet kiegészítése képpen a növények architektúrájának egyik elemében, a levélállásban – mechanikai sérülés hatására – bekövetkező változások detektálását is elvégeztük.

97 A levélfelület-index (LAI) 2003 tenyészidőszakában július elejéig fokozatosan növekedett, ekkor elérte maximumát, mely 2-3 hétig szinten maradt, majd valószínűleg a rendkívüli meleg hatására rohamosan csökkent (26. ábra), s augusztus közepére mindkét állomány már csak elszáradt levéllel rendelkezett.

2003 4

2

2

LAI (m /m )

3

2

1

0 jún.. 4.

aug.. 4.

júl.. 4. LAI

idő (hónap.nap.)

26. ábra: a levélfelület index alakulása ép állományban A jégverés szimulációt követően a megtépett levelek a sebzések szélén mintegy 5-7 nappal paraképződéssel gyógyultak, mely önmagában mérsékelt asszimilációs felület kieséssel járt. Ennek mértéke méréseink szerint mintegy 56%, mely a legtöbb levélfelület mérési eljárás hibahatárán belül esik, ezért a jégvert állományok esetében a LAI mérés eredményeit azok bizonytalansága miatt külön nem tüntettük fel. A jég kártételének becslésekor csak az asszimilációs felület csökkenésének számbavétele azonban félrevezető lehet, legfőképpen, ha nem vesszük figyelembe a levelek pozíciójában bekövetkező jelentős módosulásokat.

98 A jégverés mechanikai kártételének egyik kevésbé ismert és tanulmányozott területe a levél szárral bezárt szögében fellépő eltérés, mely a sugárzás áteresztő képességet és ezzel minden élettani jellemzőt befolyásol. A hatás megítéléséhez szükség van a levelek helyzetének, vagy helyzet-módosulásának felmérésére. Első lépésben az egészséges állomány (25 növény) levélfelületének vertikális megoszlását számszerűsítettük, melyből nyilvánvalóvá vált, hogy a zöldfelület szintenkénti alakulása nem képes visszatükrözni a jégverés levél hajlásszögében előidézett módosításait. A levélfelület eloszlását leíró függvény meghatározásakor a szintenkénti levélfelület mellett az egyes levelek közötti szár-távolságot is feljegyeztük. Az eloszlás függvény előállításához szükséges volt továbbá a kukorica-egyedek magasságának normálására, melyhez az adott levél talajtól mért távolságát elosztottuk a kukorica legfelső levelének magasságával. Eredményül olyan függvényt kaptunk, mely megadja, hogy a kukorica magasságának adott hányadán mekkora aktív levélfelület található. Első közelítésben az adatokra másodfokú parabolát illesztettünk (27. ábra).

800 700 600 500 400 300 200 100 0

Magasság (% )

27. ábra: A teljes adatsorra illesztett másodfokú görbe

100,0

100,0

92,8

89,3

83,8

78,4

74,5

68,7

63,5

57,6

52,9

47,3

42,1

37,8

33,6

29,5

25,0

17,7

13,7

y = -0,0077x2 + 3,8123x + 59,23 3,4

Felület (cm*cm)

A levélfelület magasság szerint eloszlása

99 A görbe kezdeti részén jelentkező magas szórás, valamint a kukorica fizikai tulajdonságait is figyelembe véve - a talajszinten nincs fotoszintetizáló levél, tehát a görbe felfutó ágának a nullából kell kiindulnia - az adatokból elkülönítettünk egy szegmentumot, mely 10%-os növénymagasságig tart. A kukorica középső harmadában, 92%-os magasságig jól illeszkedett egy másodfokú görbe (28. ábra), ahonnan ismét megnőtt az adatok szórása, s inkább egy egyenes illesztése volt célravezető.

A levélfelület magasság szerinti eloszlása

Felület (cm*cm)

800 700 600 500 400 300 200

y = -0,0084x2 + 3,9089x + 87,692

86,5

83,7

78,7

75,6

70,3

67,0

62,1

57,4

53,0

48,1

43,8

40,1

36,2

33,0

28,6

25,4

19,9

16,3

10,0

100 0

Magasság (% )

28. ábra: A középső harmadra illesztett másodfokú görbe Az egyenes a növény legfelső levelének magasságában (100%) az ehhez az értékhez tartozó adatok átlagát veszi fel. Az ábrázolás és a számítások után a teljes felület eloszlásra az alábbi függvényeket kaptuk: H, növénymagasság esetén: 1. H=0-10%: ahol m1: 12,59; b1: 0.

y = m1 x + b1

(6)

100 2. H=10-92%:

y = a x2 + b x + c

(7)

ahol a: -0,0084; b: 3,9089; c: 87,692. 3. H=92-100%:

y = m2 x + b2

(8)

ahol m2: 31,86; b2: 3307,68. A profil az ép állomány levéleloszlásáról ad képet, s a sugárzás behatoláshoz annak szintenkénti értékei teljes részletességgel használhatók. A jégvert növényeknél a parásodás miatti 5-6%-os felületkiesés figyelembevétele a számításoknál azonban szükséges. IV. 4. 2. Talajfelszínre jutó árnyékos és napos foltok aránya A jégvert növényeknél a kártétel a levélállásban olyan módosulásokat idézett elő, amelyet a levélfelület vertikális profilja számszerűen kifejezni nem volt képes, ehhez a levél állásszögében fellépő változásokat külön kellett felmérni. A levelek szárral bezárt szögének mérése közismerten nehéz feladat, ezért a probléma megoldására a gyorsabbnak ígérkező digitális technikát, a képfelvételezést és feldolgozást hívtuk segítségül. Jelen kísérletben digitális képfeldolgozással a talajon megjelenő napos és árnyékos foltok mennyiségét határoztuk meg. Ezzel egyidőben az eltérő megvilágítottságú és ismert területű foltok sugárzásintenzitásbeli különbségeit is mértük. Az eltérő megvilágítású helyek nagyságát a LAI mellett a levelek szárral bezárt szöge determinálja, melyről már szabad szemmel is megállapítható volt, hogy azt a jégverés módosítja. Ezt a változást nem közvetlenül a levelek szárral bezárt szögének mérésével, hanem a számszerűen kifejezhető extinkciós tényezővel (k) jelenítettük meg. A talaj felszínére ismert felületű piros kartonlapot helyezve és lefényképezve a napos és árnyékos foltok arányát Magic Wand maszkoló eljárással különítettük el (2. számú fényképfelvétel).

101

2. számú fényképfelvétel: jégvert állományokba bejutó sugárzási hányad (maszkolt) A szemmel látható levélszög változást, a tépett állomány leveleinek lehajlását a fényképfelvételeken módosult napos-árnyékos foltok aránya jól visszatükrözte. Amíg az ép állományban a napos-árnyékos foltok aránya 25:75 volt, a tépettben ennél magasabb arányú napos terület (38%), s a kontrollnál alacsonyabb árnyékos terület (62%) jelentkezett. A napos és az árnyékos foltokon mért sugárzás intenzitás, melyben az összehasonlítás alapjául a pillanatnyi változékonyság kiküszöbölésére 3-3 perces integrált sugárzás értékeket alkalmaztunk, a tépett és a kontroll kezelésekben szignifikánsan azonosnak tekinthetők. A jégvert állományok levél-helyzet módosulásának ellenére az árnyékos foltokon mért sugárzás intenzitás a kontrollhoz képest átlagosan mindössze 5-6 Wm-2-rel emelkedett. A napos foltokon mért sugárzás intenzitás értékei között kezelés-hatás nem jelentkezett.

102 A talajfelszínre jutó sugárzást, közel azonos levélfelület mellett, a tépéses kezelés 10%-kal megemelte, mely döntően a sérült levelek szárral bezárt szögének változásából, a levelek lehajlásából ered. Az egészséges növények a bejövő sugárzás 30,6%-át, a jégvert állományok 41%-át engedik a talajfelszínre jutni, mely a továbbiakban a hőháztartási egyenleg tagjait alapvetően befolyásolja. IV. 4. 3. Az extinkciós koefficiens (k) alakulása A kukorica extinkciós koefficiense az előzetes kutatási eredmények alapján még a mérsékelt övön belül is széles határok közt változik. Alakulását a zöldfelület nagysága és levélszög mellett számos egyéb környezeti (pl. sugárzásintenzitás) és növényi (fenofázis, növénymagasság, levélszám) jellemző módosíthatja, melyből az egyik legnagyobb hatású a vízellátás. Normál esetben – ha minden termesztési körülmény optimálisan alakul – a kukorica extinkciós koefficiense 0,43-0,46 (ANDA és BURUCS, 1997). CAMPBELL et al. (1981) szerint a vízhiány, mint abiotikus stresszfaktor a kukorica sugárzás áteresztését csökkenti, mely a „k” tényező alakulásában sem marad hatástalan. FARRÉ et al. (2000) szerint az öntözés kukoricánál megduplázhatja a „száraz” kezelésekre jellemző 0,2-0,3-es „k” értékeket. Tekintettel arra, hogy a sugárzás behatolására vonatkozó megfigyeléseink 2003 júliusának meleg és száraz időszakában voltak, nem meglepő, hogy a koefficiens értékei az irodalom nem öntözött kezeléseinek értékeihez voltak közelebb. Az ép állomány számított extinkciós koefficiense 2003 júliusának néhány mintanapján átlagosan 0,34, a jégvertté az állomány karakterisztikáinak megváltozása miatt ennél 23%-kal szignifikánsan alacsonyabb, 0,27 volt. A koefficiens módosulásának mértéke messze meghaladja a levelek asszimilációs felületében bekövetkezett mechanikai kártétel miatti 5-6%-os zöldfelület-kiesést.

103 A tépett állományok inkább „erectus” típusúvá alakuló levélállása a nekrózis miatti, közvetlen asszimiláló felület kiesés mellett nagyban hozzájárulhatott az extinkciós koefficiens, s ezzel a sugárzás behatolás megváltozásához. Minél nagyobb a „k” tényező, annál nagyobb az állomány sugárzás elnyelése, amely magasabb sugárzáshasznosítást eredményezhet. A szakadozott, töredezett, „erectus” jellegűvé vált levelű jégvert növények koefficiense, s vele együtt a hasznosítható sugárzás elnyelésének mértéke csökkenhetett, s ugyanakkor a talajra lejutó összes sugárzás mennyisége pedig emelkedett. Akár természetes, akár mesterséges a jégverés, a fellépő mechanikai stressz a kukorica állomány struktúráját a zöldfelület csökkentésen túl a levelek szárral bezárt

szögének

befolyásolásán

helyzetváltozásából

fakadó

keresztül

is

következmény

-

módosítja. kivéve

A a

levél teljes,

állománypusztulással járó legsúlyosabb eseteket - a nekrotikus asszimiláló felület kiesés hatásának mértékét meghaladja.

A levelek lehajlása miatt a

jégvert állomány több sugárzást enged át, s a talaja jobban felmelegszik, így több energiát ad át a felette elhelyezkedő levegőnek, mely megváltoztatja a növények életfolyamatainak intenzitását. Az életfolyamatok közül az elmúlt évek

csökkenő

csapadék

bevétele

mellett

különösen

a

fokozottabb

párologtatásra késztetés jelenthet közvetlen veszélyt. Az egyféle abiotikus stresszt, a jégverést már átvészelt növényt egy csapadék hiányos periódusban fokozottabban veszélyeztetheti egy újabb stressz, a szárazság ill. magas hőmérséklet. A levelek megszabdalása és vertikális állásúvá válása miatt nyitottabb állomány mikroklímája nem kedvezően változik, ugyanis a sérült levelek árnyékoló hatása kevésbé tudja megvédeni a talajt a kiszáradástól, s így csekélyebb

nedvesség

marad

a

növények

számára

a

hűtéséhez,

a

transzspirációhoz. A jégvert növények fotoszintéziséhez kevesebb hasznosítható sugárzás áll rendelkezésre, közvetlenül a levél nekrózis, közvetve a sugárzást felfogó levelek állásának módosulása miatt, mely nem hatástalan a termésképződés folyamatára sem.

104

V. KÖVETKEZTETÉSEK Magyarország

éghajlati

sajátossága,

hogy

eredményes

szántóföldi

kukoricatermesztést néhány évben öntözés nélkül is lehet folytatni. Ennek előrejelzése azonban rendkívül bizonytalan, vagyis előre nem lehet tudni, hogy mely évek lesznek arid, s melyek humid jellegűek. A növény vízellátottságának egyik számszerű mutatója a vízstressz index, amely a megfigyelések szerint nemcsak a vízhiány, hanem minden, a növény számára

kedvezőtlen

termesztési

tényező

jelenlétére

is

felhívhatja

a

figyelmünket. Annak felderítése, hogy melyik termesztési körülmény okozza a növény

stressz

állapotát,

jelenleg

csak

egyéb

növénytermesztési

és

növényvédelmi ismereteink alapján különíthető el. Esetünkben a víz hiánya éppúgy megemelte a CWSI-et, mint az evapotranszspirométer tenyészedényeinek folyamatos vízutánpótlása, illetve az egy-egy

periódus,

szokásosnál

több

csapadéka

miatt

kialakult

talaj-

levegőtlenség. A CWSI öntözésre történő alkalmazásakor ezért törekedni kell a lehető legkedvezőbb termesztési körülmények (tápanyagellátás, betegség elleni védelem stb.) elérésére, hogy a megemelkedett CWSI valóban csak a vízhiány mutatója lehessen. Humid

időjárás

esetén

a

két

vizsgált

évjárat

CWSI-ei

és

a

növényhőmérsékletek közel azonosak voltak, köztük lényeges eltérést nem regisztráltunk (1997 és 1999 adatai). A növényhőmérséklet általában a léghőmérséklet értékei alatt maradt (a CWSI nem lépte túl a kritikus 2,5-es határt), így öntözésre nem volt szükség (ANDA és DECSI, 1999). Hasonló megállapításra jutott CECCATO et al. (2001) is. Arid időjárás esetén (1998 és 2000-2003 tenyészidőszakai) az aszályos helyzeteket jól sikerült regisztrálnunk, ezt mutatja a Scheduler által meghatározott öntözési időpontok alapján öntözött kezelések termésnövekedése

105 is. 2000-ben kimutattuk azt is, hogy a megfelelő vízellátás hatására a növények a N tápanyagot is jobban hasznosították, mely az egységnyi területre vonatkozó szárazanyag tartalom növekedéséből is jól látszik (DECSI et al. 2003). A növényhőmérséklet mérése az infrahőmérők térhódításával könnyen ismételhető, gyors és pontos eljárást adott az azt alkalmazni kívánók kezébe. Az öntözési időpont előrejelzésére kiválóan alkalmas Növényi Vízstresszmérő használatával jelentős termésnövekedést és - a mennyiségileg kevesebb víz felhasználásával - jelentős költségcsökkenést érhetünk el (DECSI et al., 2002) Vizsgálatainkat az 1998. évi természetes jégverés után a jégkártétel becslésére is kiterjesztettük. A következő években mesterségesen jégverést szimuláltunk, melynek célja a CWSI alkalmazhatósági területének kiterjesztése volt. A jégverés akár folyékony csapadékkal érkezik akár anélkül, többé-kevésbé károsítja a növény szerveit és azok működését. Az élettani jellemzõk közül ezidáig fõképp a fotoszintézisben bekövetkezõ változások képezték a vizsgálatok

körét,

de

a

jégverés,

párolgásban

és

növény-

illetve

talajhőmérsékletben okozott módosító hatásairól, alig találunk néhány utalást. A kísérletben a jég által károsított növények párolgásában bekövetkezett változás oka, a párolgással szemben védelmet nyújtó, parás sebzési szövet jelenléte

lehetett,

amely

vízvesztése

a

mindenkori

nedvességtartalom

függvényében eltér az ép szövetekétől és a sztómás párolgástól.

A

párolgás

módosulásai időben két elkülöníthető szakaszra oszthatók. A

károsítást

követően,

a

sebzések

következtében

megemelkedett

növényhőmérséklet, "lázas" állapot utal a csökkent párolgás alacsonyabb hatásfokú növényhűtésére. A későbbiekben mind a természetes, mind a mesterségesen károsított kezelések párolgás változása kizárólag az időjárás alakulásától függött.

106 Ennek megfelelően a jégverés, párolgásban okozott eltérései csak a tenyészidőszak időjárás alakulásának ismeretében jellemezhetők (ANDA et al. 2002). A növényhőmérséklet, különösen a sebzések begyógyulását követő második héttől számítva hűen követi a párolgásban jelentkező módosulásokat, ezért kontroll állomány jelenlétében akár a párolgás eltéréseinek meghatározására is alkalmazható paraméternek látszik (DECSI, 2003b). A növényhőmérséklet emelkedése maga után vonja a CWSI értékek emelkedését és a termés nagymértékű csökkenését is. A jégverés, mint növényi stresszfaktor, a CWSI egy újabb alkalmazási területének útját mutatta meg számunkra. Felhasználása a növényi paraméterek jobb megismerésén keresztül vizsgálhatóvá teszi, a jégstressz - növények élettani változásaiban okozott – hatását (DECSI 2003a). A talajhőmérséklet alakulásról – mind az evapotranszspirométerekben, mind pedig a parcellákon – elmondható, hogy a legmagasabb értékeket a „csak” mechanikai kártételt elszenvedett növényállományok alatt mértük. A növények levelei a jégverés hatására lekókadnak, a talajt így kevéssé védik. Ezáltal a növény túlhevülhet, mert a felmelegedett talajból fokozott mértékben távozik a nedvesség (DECSI et al., 2003). Kísérletünkben az új jégverés szimulációs eljárást tökéletesítését szolgálva, mechanikai és hidegstresszt egyaránt elszenvedett növényállományok is szerepet kaptak. Ezen állományok növényi paraméterei a vártnál jobban alakultak, így következtetésként levonható, hogy a jéggel kísért tépéses technika jobban közelítette a természetes jégverés hatásait (DECSI, 2003b). 2003-ban a jégverés, növényi architektúra egyik elemében – a levélállásban – bekövetkező módosító hatásainak vizsgálatát is elvégeztük. Kísérletünk eredményeként megállapítható volt, hogy a tépéses jégkárt elszenvedett növények levelei lekókadtak, így a sugárzáshasznosításuk is módosulni látszott.

107 A levelek lehajlása miatt a jégvert állomány több sugárzást enged át, s a talaja jobban felmelegszik, így több energiát ad át a felette elhelyezkedő levegőnek, mely

megváltoztatja

a

növények

életfolyamatainak

intenzitását.

Az

életfolyamatok közül az elmúlt évek csökkenő csapadék bevétele mellett különösen a fokozottabb párologtatásra késztetés jelenthet közvetlen veszélyt. Az egyféle abiotikus stresszt, a jégverést már átvészelt növényt egy csapadékhiányos periódusban fokozottabban veszélyeztetheti egy újabb stressz, a szárazság ill. magas hőmérséklet hatása.

VI. ÖSSZEFOGLALÁS Öntözési időpont meghatározásra vonatkozó vizsgálatainkat Keszthelyen, az Agrometeorológiai Kutatóállomáson végeztük 1997-2003 tenyészidőszakaiban, kukorica jelzőnövénnyel. Egyik célkitűzésünk a kukorica eltérő típusú öntözési eljárások során bekövetkező

néhány

vízháztartási

mutatójának,

stressz

indexének

és

növényhőmérsékletének megfigyelése volt. Megállapítottuk, hogy a CWSI öntözésre történő alkalmazásakor törekedni kell a lehető legkedvezőbb termesztési körülmények (tápanyagellátás, betegség elleni védelem stb.) elérésére, mert ellenkező esetben az index értékét nem a vízellátás hiánya, hanem valamely kedvezőtlen termesztési feltétel emelheti. Humid időjárás esetén a növény- és léghőmérséklet közel azonosnak mondható, így a CWSI-ek nem lépik túl a kritikus 2,5-es határértéket (1997 és 1999 adatai). Így öntözésre nincs szükség, vagyis bizonyítást nyert az az állítás, miszerint Magyarország - a kukorica termesztés szempontjából - a feltételes öntözés zónájába sorolható. Száraz tenyészidőszakokban a növények CWSI-ei – a növényhőmérséklet emelkedése miatt - magasabbak voltak. A növényhőmérséklet ismeretében a nemesítők szelekciós lehetősége egy gyorsan megvalósítható eljárással bővülhet.

108 Vizsgálataink bizonyították, hogy a Növényi Vízstresszmérő Készülék (Scheduler) alkalmazása létjogosultságot nyert, hiszen az öntözési időpont ilyen módon történő előrejelzésével jelentős volt a termés növekedése, míg az öntözővíz mennyiségének csökkentésével költségcsökkenés érhető el. Másik célkitűzésünk szerint természetes (1998-ban) és mesterséges jégverés, párolgásra, növény- illetve talajhőmérsékletre és CWSI-re gyakorolt hatását vizsgáltuk 1999-2003 tenyészidõszakaiban, a fentiekben említett kísérleti területen. E kísérlettel kívántuk a vízstressz index - öntözési időpont előrejelzésén kívüli - alkalmazhatósági területét kibővíteni. 1998

júniusának

végén

természetes

jégverés

után

végeztük

megfigyeléseinket, 1999-ben és 2000-ben pedig egy fa-lapocskába 2x2 cm-es távolságra átütött szögekkel, a levélerekkel párhuzamos tépéssel utánoztuk a levelek

jégszemcsék

által

okozott

mechanikai

sérüléseit.

Az

evapotranszspirométerben, a vízellátás a növény mindenkori vízigényének megfelelõen, „Ad libitum” történt. A napi párolgás összeg mérése mellett a növényhőmérséklet és ezzel együtt a CWSI alakulását naponta, magas napállásnál folyamatosan rögzítettük. A talajhőmérsékletet adott mintanapokon napi menetben, expedíció jelleggel mértük. Sem a természetes, sem a mesterséges jégverés által előidézett párolgás eltérés iránya nem közelíthető egyetlen adattal, mert a változás minden esetben függ az időjárás alakulásától, főképp a levegő nedvesség tartalmától. Az ok a sebzések helyén kialakuló paraszövet tulajdonságainak eltéréseiben lehet. A

szimulált

és

természetes

jégverés,

párolgásban

és

növényhőmérsékletben előidézett változásainak iránya megegyezett. A levelek megszabdalása nemcsak ránézésre, hanem a vizsgált élettani folyamatok alakulása alapján is jól utánozta a természetes jégverés mechanikai károsítását és életfolyamatokba történő beavatkozását.

109 A növényhőmérséklet emelkedése magával hozta a stresszindexek emelkedését is, mely ráirányította figyelmünket arra a tényre, hogy az általunk használt Scheduler Növényi Vízstresszmérő készülék alkalmas más eredetű stresszhatások detektálására is. A

jégverés

hatása

a

termésalakulásra

is

rányomta

bélyegét.

A

termésmennyiség a tépéses eljárásnál a korábbi irodalmi adatoknak megfelelően mindkét vízellátásnál, mindkét évjáratban a kontroll alatt maradt. A természetes és szimulált jégverés, termésre gyakorolt hatásának összehasonlítását kétféle okból sem végeztük el. Az egyik indok 1998-ban a kontroll kezelés teljes hiánya, a másik a károsítások eltérő eredete volt. Megfigyelésünk a levéltépéses jégverés szimuláció, illetve a jéggel kombinált – természetes kártételt jobban közelítő – szimulációs technika, és a természetes jégverés következtében fellépõ vízforgalmi változásokról meglévõ információk körét szélesíti, és a Scheduler alkalmazhatósági területeit növeli. A jégkártételt elszenvedett növényállományok levélállásában bekövetkező változásainak leírásához a zöldfelület nagyságát, annak vertikális eloszlását használtuk. A levélszög mérése helyett az extinkciós koefficienssel jellemeztük a tépéses eljárás következtében beálló, szárral bezárt levélszög módosulásait. Az állomány architektúrájának bárminemű eltérése hatással van a sugárzási mérleg minden komponensére, mely a termesztés környezeti feltételeit a mikroklíma alakításán és az életfolyamatokon keresztül módosítja. Vizsgálatunk során megállapítottuk, hogy míg az ép növényállomány az összes bejövő sugárzás 30,6 %-át engedi lehatolni a talajra, addig ez a jégvert növények esetében 41%. A jégvert állomány talajának többlet sugárzás bevétele az állomány architektúra, különösen a levél szárral bezárt szög módosulásának következménye. Eredményeink a jégverés mechanikai kártételének korábbiaknál részletesebb közelítéséhez, az ok-okozati kapcsolatok jobb megértéséhez nyújthatnak segítséget.

110

VII. IRODALOMJEGYZÉK ABRAHAM, N. – HEMA, P.S. – SARITHA, E.K. – SUBRAMANNIAN, S. 2000: Irrigation automation based on soil electrical conductivity and leaf temperature Agricultural Water Management 45.2. 145-157. ANDA, A. 1986: A kukorica (Zea mays L.) levélfelületének meghatározására alkalmas módszerek összehasonlítása. Növénytermelés 35. 2. 99-108. ANDA, A. 1993a: Az infravörös termometria alkalmazása növényi vízforgalom meghatározására. Kandidátusi értekezés, MTA, Budapest. ANDA, A. 1993b: Surface temperature as an important parameter of plant stand. Időjárás 97, 4. 259-267. ANDA, A. 1998: Növénystressz vizsgálatok szélsőséges meteorológiai körülmények között. Meteorológiai Tudományos Napok: Az időjárás és az éghajlat hatása a növény-víz kapcsolatrendszerre c. konferencia kiadvány 121-128. ANDA, A. – BURUCS, Z. 1997: A növény és víz kapcsolata a talaj-növénylégkör rendszerben. PATE Nyomda, Keszthely ANDA, A. – BURUCS, Z. – DECSI, É. K. – LŐKE, ZS. 2000: A természetes és szimulált jégverés hatása a kukorica párolgására Növénytermelés, 2000. Tom. 49. No. 1-2. 57-67. ANDA, A. – BURUCS, Z. – LŐKE, ZS. – DECSI, É. K. 2002: Effects of Hail on Evapotranspiration and Plant Temperature of Maize Journal of Agronomy and Crop Science, 188. 5. 335-341. ANDA, A. – CSEPINSZKY, B. – DECSI, É. K. 2003: Comparaison des indices de stress hydrique de deux hybrides de mais á exigences en eau différentes pendant deux saisons de végétation Acta Geographica Hungarica, Debrecen, 2001/2002. Tom. XXXVI. 89-102. ANDA, A. – DECSI, É. K. 1999: Eltérő vízigényű kukorica hibridek vízstressz index alakulása Légkör, 1999. 3. (XLIV.évf.) 21-26. ANDA, A. – DECSI, É. K. 2001: Les componantes de la balance hydrique des deux type desmais différents dans les deux périodes de vegetation successives Acta Botanica Hungarica 43 (3-4) 259-273 ANDA, A. – DECSI, É.K. 2002: A jégeső néhány fontosabb jellemzője és párolgásban előidézett kártétele kukoricában szimulációs kísérlet alapján Journal of Central European Agriculture 3 (2002) 1. 6-14.

111 ANDA, A. – DECSI, É. K. – VERCZ, B. 2001: A jégeső és a felszínhőmérséklet kapcsolata Légkör, XLVI. 2. 6-11. ANDA, A. – LIGETVÁRI, F. 1992: Öntözési időpont előrejelzése kukoricában. Növénytermelés 39. 4. 33-42. ANDA, A. - LIGETVÁRI, F. 1993: Öntözési időpont előrejelzése kukoricában. Növénytermelés 41.1. 33-41. ANDRADE, F.H. – OTEGUI, M.E. – VEGA, C. 2000: Intercepted Radiation at Flowering and Kernel Number in Maize Agronomy Journal: 92. 92-97. ANDRIEU, B. – ALLIRAND, J. – JAGGARD, K. 1997: Ground cover and leaf area index of maize and sugar beet crops Agronomie July. 26. 23-33. ANTAL, E. 1968: Az öntözési időpont előrejelzése meteorológiai elemek alapján. Kandidátusi értekezés, MTA, Budapest. BAGROV, N. A. 1986: On drought frequency. Meteorologia I Gidrologia Vol. 12: 43-48. GYŐRFFY, B. – BARÁTH, CS. – HARNOS, ZS. (Eds.) 1993: Aszály 1983. Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem, Budapest BELL, A. 1986: El Nino, and prospects for drought prediction. ECOS: 49. 12-18. BERGERON, T. 1935: On the physics of cloud and precipitation. Proc. 5th. Assembly U. G. G. I. Lisbon 156-166. BIRCH, C. J. – VOS, J. – PUTTEN, van der P.E.L. 2003: Plant development and leaf area production in contrasting cultivars of maize grown in a cool temperate environment in the field European Journal of Agronomy: 19.2. 173-188. BOONS-PRINS, E. R. – de KONIG, G. J. H. – van DIEPEN, C. A. – PENNING de VRIES, F. W. T. 1994: Crop specific simulation parameters for yield forecasting across the European Community. Simulation reports CABO-TT 32, Ab-DLO, Wageningen Appendices 43-49. BOCZ, E. 1992: Szántóföldi növénytermesztés p. 384. Mezőgazda Kiadó BURMAN, R. S. - NIXON, P. R. - WRIGHT, J. L. - PRUITT, W. O. 1980: Design and operation of farm irrigation systems. (Ed. Jensen, M. E.) American Society of Agricultural Engineering, St. Joseph, Michigen pp. 189-232. BURUCS, Z. – PINTÉR, L. – PÁLDI, E. 1994 : A kukorica szárazságtűrését becslő módszerek hatékonysága. Növénytermelés 43. 2. p. 125-136.

112 BUSSAY, A. – SZINELL, CS. – SZENTIMREY, T. 1999: Az aszály magyarországi előfordulásainak vizsgálata és mérhetősége. Éghajlati és Agrometeorológiai Tanulmányok. OMSZ, Budapest CAMPBELL, R. B. – REICOSKY, D. C. – DOTY, C. W. 1981: Net Radiation within a Canopy of Sweet Corn Drought Agricultural Meteorology 25. 125-136. CÁRCOVA, J. – MADDONNI, G. A. – GHERSA, C. M. 1998: Crop water stress index of three maize hybrids grown in soils with different quality Field Crops Research, 55. 1-2.165-174. CECCATO, P. – FLASSE, S. – TARANTOLA, S. – JACQUEMOUD, S. – GREGOIRE, J. M. 2001: Detecting vegetation leaf water content using reflectance int he optical domain Remote Sensing of Environment, 77.1. 22-33. CLAWSON, K.L. - BLAD, B.L. 1982: Infrared Thermometry for Scheduling Irrigation of Corn. Agronomy Journal 74. 311-316. CROUCH, C. E. - HART, W. E. - JARDINE, G. D. - BRASE, R. T. 1981: Irrigation scheduling conference. Proceedings American Society Agricultural Engineering, St. Joseph, Michigen, 27-36. DAS, P. K. 1983: Droughts and famines in India – A historical perspective. Mausam, 34. 2. 123-130. DEBRECZENI, B. – DEBRECZENI, B.-NÉ 1983: A tápanyag- és vízellátás kapcsolata. Mezőgazda Kiadó, Budapest DECSI, É. K. 2000: A vízstressz index hagyományos és újszerű alkalmazási lehetőségei kukoricában OTDK dolgozat, Keszthely DECSI, É. K. 2003a: A jégverés hatása a növényhőmérsékletre IX. IFJÚSÁGI TUDOMÁNYOS FÓRUM, Keszthely, CD-ROM kiadvány: 402. DECSI, É. K. 2003b: Új módszer a jégverés és növényhőmérséklet összefüggéseinek vizsgálatában III. NÖVÉNYTERMESZTÉSI TUDOMÁNYOS NAP, Szántóföldi növények tápanyagellátása. Gödöllő. 154-158. DECSI, É. K. 2004a: Eltérő módszerekkel szimulált jégverés hatása a növényállományokra X. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, CD-ROM kiadvány: 303. DECSI, É. K. 2004b: Kukorica távérzékelésen alapuló víztakarékos öntözése Hidrológiai Közlöny, 84.1.21-26.

113 DECSI, É. K. 2004c: Testing of a Remote Sensing-Based Irrigation Scheduling Method in Maize. MicroCAD 2004 International Scientific Conference, Environmental and Earth Sciences. Miskolc. 41-46. DECSI, É. K. – ANDA, A. 2002: Jégverés szimuláció és hatásai a kukorica mikroklímájára VIII. IFJÚSÁGI TUDOMÁNYOS FÓRUM, Keszthely. CD-ROM kiadvány: 302. DECSI, É. K. – ANDA, A. – LŐKE, ZS. 2003: A nitrogén hatása a növény- és talajhőmérsékletre III. NÖVÉNYTERMESZTÉSI TUDOMÁNYOS NAP, Szántóföldi növények tápanyagellátása. Gödöllő. 374-376. DECSI, É.K. – LŐKE, ZS. 2002: A vízstressz index felhasználási területei hazánkban. Tavaszi Szél 2002. Fiatal Magyar Kutatók és Doktoranduszok Hatodik Világtalálkozója, Gödöllő. DECSI, É. K. – LŐKE, Zs. 2004: Korszerű öntözési időpont meghatározás XXX. ÓVÁRI TUDOMÁNYOS NAPOK Agrárműszaki Szekció 138. (abstract), illetve CD-ROM kiadvány: amuszaki/DECSI.pdf DECSI, É. K. – LŐKE, ZS. – ANDA, A. 2002: Die Rationalisierung des Wasserverbrauchs aufgrund der speziellen Bewasserungsprognose Berichte des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, Sonderheft 2/2002, 140-143. DI GLERIA, J. – KLIMES-SZMIK, A. – DVORACSEK, M. 1957: Talajfizika és talajkolloidika Akadémiai Kiadó, Budapest DURAN, J. M. – RETAMAL, N. – HIERRO, J.-DEL – RODRIGEZALMAZAN, E. – DEL-HIERRO, J. 1994: La simulacion de danos de granizo en especies cultivadas. Escuela Tecnica Superior de Ingenieros Agronomos Madrid, 123-132. EASTERLING, W. E. 1987: Drought as hazard: can we plan for it? Natural Hazards Observer, 11. 4. 1-2. EDMEADES, G. O. – LAFFITE, H. R. 1993: Defoliation and plant density effects on maize selected for reduced plant height. Agronomy Journal 85. 850-857. EHLER, W. L. 1973: Cotton leaf temperatures as related to soil water depletion and meteorological factors. Agronomy Journal, 65. 404-409. FARAGÓ, T. – DUNAY S. – NEMES, CS. 1990: Meteorological and agroeconomic aspects of recent drought episodes in Hungary. Időjárás, 94. 1. 10-22.

114 FARRÉ, I. – van OIJEN, M. – LEFFELAAR, P.A. – FACI, J.M. 2000: Analysis of maize growth for different irrigation strategies in northeastern Spain European Journal of Agronomy: 12. 225-238. FERRERES, E. E. - GOLDFIEN, R. E. - PRUITT, W. D. - HENDERSON, D. W. - HANGEN, R. M. 1981: Irrigation Conference Proc. American Society Agricultural Engineering, St. Joseph, Michigen. 202-208. FUCHS, M. – TANNER, C. B. 1966: Infrared-thermometry of vegetation. Agronomy Journal 58. 597-601. GARDNER, B.R. - BLAD, B.L. - MAUER, R.E. - WATTS, D.G. 1981: Relationship between Crop Temperature and the Physiological and Phenological Development of Differentally Irrigated Corn. Agronomy Journal 73. 743-747. GATES, D. M. 1976: Temperature relationships. In: Water and Plant Life. (Ed. Lange, O. L.) Springer Verlag, Berlin - New York. GEAR, R. D. - DRANSFIELD, A. S. - CAMPBELL, D. M. 1977: Irrigation scheduling with neutron probe. J. Irrig. and Drain. Div. American Society Civil Engineering 103 (IR3), 292-298. GLANTZ, M. H. 1982: Consequencies and responsibilities in drought forecasting: the case of Yakima, 1977. Water Resource Research 18. 1. 3-13. HARRINGTON, G. J. - HEERMANN, D. F. 1981: Irrigation Scheduling Conference, Proc. American Society Agricultural Engineering St. Joseph, Michigen. 171-179. HAFSI, M. – MECHMECHE, W. – BOUAMAMA, L. – DJEKOUNE, A. – ZAHARIEVA, M. – MONNEVEUX, P. 2000: Flag Leaf Senescence, as Evaluated by Numerical Image Analysis, and its Relationship with Yield under Drought in Durum Wheat Journal of Agronomy and Crop Science 185. 275-280. HATFIELD, J.L. 1990: Methods in estimating evapotranspiration. In: Tewart, B.A. Nielsen, D.R. (eds), Irrigation of agricultural crops. Agron. Monogr. 30, ASA,CSSA and SSSA, Madison, WI, 435-477. HATFIELD, J. L. – PINTER, JR., P. J. – CHASSERAY, E. – ERZA, C. E. – REGINATO, R. J. – IDSO, S. B. – JACKSON, R. D. 1984: Effects of panicles on infrared thermometer measurements of canopy temperature in wheat. Agricultural and Forest Meteorology 32. 97-105. HEERMANN, D. F. - DUKE, H. R. 1978: Evaluation of crop water stress under limited irrigation. American Society Agricultural Engineering 78. 1-12.

115 HILER, E. A. - CLARK, R. N. 1971: Stress day index to characterize effects of water stress on crop yields. Trans ASAE 14. 757-761. HILER, E. A. - HOWELL, T. A. - LEWIS, R. B. - BOSS, R. P. 1974: Irrigation timing by the stress degree day method. Trans ASAE 17. 393-398. HOUNAM, C. E. – BURGOS, J. J. – KALIN, M. S. – PALMER, W. C. – RODDA, J. 1975: Drought and Agriculture. Technical Note No. 138., WMO, Geneve, 1-127. HOWELL, T.A. - YAZAR, A. - SCHNEIDER, A.D. - DUSEK, D.A. COPELAND, K.S. 1995: Yield and water use efficience of corn in response to irrigation. Trans ASAE 38. 1737-1747. HOWELL, T.A. - STEINER, J.L. - SCHNEIDER, A.D. - EVETT, S.R. TOLK, J.A. 1997: Seasonal and maximum daily evapotranspiration of irrigated wheat, sorghum, and corn. Trans ASAE 40. 623-634. HOWELL, T.A. - TOLK, J.A. - SCHNEIDER, A.D. - EVETT, S.R. 1998: Evapotranspiration, Yield, and Water Use Efficiency of Corn Hybrids Differing in Maturity. Agronomy Journal 90. 1. 3-9. HSIAO, T. C. 1973: Plant response to water stress. Ann. Rew. Plant Physiology 24. 519-570. HUNKÁR, M. 1984: A napsugárzás és a növényállományok viszonya (különös tekintettel a fotoszintetikusan aktív sugárzás kukorica állományba történő behatolására és hasznosulására) ELTE Egyetemi Doktori Értekezés. IDSO, S. B. - JACKSON, R. D. - REGINATO, P. J. 1978: Extending the degree-day concept of plant phenological development to include water stress effects. Ecology 59. 431-433. IDSO, S. B. - HATFIELD, J. L. - WALKER, G. K. - JACKSON, R. D. PINTER, JR. P. J. 1980: A generalization of the stress-degree-day concept of yield prediction to accomodate a diversity of crops. Agricultural Meteorology 21. 205-218. IDSO, S. B. - JACKSON, R.D. - PINTER, JR., P.J. - REGINATO, J.R. HATFIELD,J.L. 1981a: Normalizing the stress dergree parameter for environmental variability. Agricultural Meteorology 24. 45-55. IDSO, S. B. - REGINATO, R. D. - PINTER, JR. P. J. 1981b: Measuring yield reducing plant water potencial depressions in wheat by infrared thermometry. Irrigation Science 2. 205-212.

116 IDSO, S. B. - REGINATO, R. J. - REICOSKY, D. C. - HATFIELD, J. L. 1981c: Determining soil-induced plant water potencial depressions in alfalfa by means of infrared-thermometry. Agronomy Journal 73. 826-830. IDSO, S. B. - REGINATO, R. J. - JACKSON, R. D. - PINTER, JR. P. J. 1981 d: Foliage and air temperatures: Evidence for a dynamic equivalence point. Agricultural Meteorology 24. 223-226. JACKSON, R. D. - REGINATO, R. J. - IDSO, S. B. 1977: Wheat canopy temperature: A practical tool for evaluating water requirements. Water Resource Research 13. 651-656. JACKSON, R.D. - IDSO, S.B. - REGINATO, R.J. - PINTER, JR. P.J. 1981: Canopy temperature as a crop water stress indicator. Water Resource Research 17. 1133-1138. JACKSON, R.D. 1982: Canopy temperature and Crop Water Stress. Advances in Irrigation Vol.1. 43-85. JACKSON, R. D. - KUSTAS, W. P. - CHOUDHURY, B. J. 1988: A reexamination of the crop water stress index. Irringation Science 9. 309-317. JENSEN, M. E. (Ed.) 1980: Design and operation of farm irrigation system Monograph No 3. 17-30. JONES, C.A. – KINIRY, J.R. 1986: CERES-Maize: A Simulation Model of Maize Growth and development. Texas A&M University Press, College Station. TX. 97-104. American SocietyAgricultural Engineering, St. Joseph, Michigan. KHERA, K. L. - SANDHU, B. S. 1986: Corn temperature of sugarcane as influenced by irrigation regime. Agricultural and Forest Meteorology 37. 245-258. KINIRY, J.R. – LANDIVAR, J.A. – WITT, M. – GERIK, T.J. – CAVERO, J. – WADE, L.J. 1998: Radiation-use efficiency response to vapor pressure deficit for maize and sorghum. Field Crops Research: 56. 3. 265-270. KOCSIS, L. – LIGETVÁRI, F. 1992: Előkísérletek a Scheduler növényi stresszmérő készülék adaptációjára. Magyar Szőlő - és Borgazdaság 2. 1. 5-8. KRAUTER, CH. F. 1989 : Infrared technology aids water management. Viticulture and Enology Research Center Newsletter, CSU, Fresno 37-44. KUMAR, P.V. – RAMAKRISHNA, Y.S. – RAMANA RAO, B.V. – KHANDGONDA, I.R. – VICTOR, U.S. – SRIVASTAVA, N.N. – RAO, G.G.S.N.1999: Assesment of plant-extractable soil water in castor beans (Ricinus communis L.) using infrared thermometry Agricultural Water Management 39. 1. 69-83.

117 LANGMUIR, I. 1948: The Production of Rain By a Chain Reaction in Cumulus Clouds at Temperatures Above Freezing. Journal of Meteorology, 5. 175-192. LIZASO, J.I. – BATCHELOR, W.D. – WESTGATE, M.E. – ECHARTE, L. 2003: Enhancing the ability of CERES-Maize to compute light capture Agricultural Systems 76. 1. 293-311. LŐKE, ZS. – SOÓS, G. 2002: Módszer a levélfelület és borítottság meghatározására digitális képfeldolgozással. Journal of Central European Agriculture 3. 4. 343-352. MONSI, M. – SAEKI, T. 1953: Über den Lichtfaktor in den Pflanzengesellschaften und seine Bedeutung für die Stoffproduktion. Japanese Journal Botany 14. 22-52. MONTEITH, J. L. 1965: Radiation and crops Experimental Agricultural Revue 1. 241-251. MONTEITH, J. L. 1973: Principles of Environmental Physics Edward Arnold Publication, London. MURO, J. – MATEO, J. M. – ALBERDI, C. – BEAUMONT, E. – GONZALEZ, J. 1990: Simulacion de danos de pedrisco en maiz. Investigacion Agraria Proteccion Vegetales 2. 325-326. MTUI, T.A. KANEMASU, E.T. - WASSOM, C. 1981: Canopy Temperature, Water Use, and Water Use Efficiency of Corn Genotypes. Agronomy Journal 73. 639-643. NAGY, J. 1995a: A kukoricahibridek műtrágya és öntözővíz reakciója. Agrofórum VI. évfolyam 5. szám NAGY, J. 1995b: A talajművelés, a műtrágyázás, a növényszám és az öntözés hatásának értékelése a kukorica (Zea mays L.) termésére. Növénytermelés 44. 3. 251-264. NAGY, J. 1995c: A műtrágyázás hatásának értékelése a kukorica (Zea mays L.) termésére eltérő évjáratokban. Növénytermelés 44. 5-6. 493-502. NAGY, J. 1996a: Az öntözés és a talajművelés kölcsönhatása a kukoricatermesztésben. Növénytermelés 4. 384-395. NAGY, J. 1996b: A műtrágyázás hatása a Volga SC kukorica (Zea mays L.) hibrid termésére öntözés nélküli és öntözéses termesztésében. Növénytermelés 45. 5-6. 477-485. NEMES, CS. 1993: A kukorica terméseredménye és az aszály. Egyetemi doktori értekezés. ELTE TTK, Budapest.

118 OKER-BLOM, P. – KELLOMAKI, S. 1983: Effect of grouping of foliage on within-stand and within-crown light regimes: comparison of radiation and grouping canopy models. Agricultural Meteorology 28. 143-155. OLAPIDO, E. O. 1985: A comparative performance analysis of three meteorological drought indices. Journal of Climatology 12. 655-664. OLUFAYO, A. – BALDY, C. – RUELLE, P. 1996: Sorghum yield, water use and canopy temperatures under different levels of irrigation Agricultural Water Management 30. 1. 77-90. PALMER, W. C. 1965: Meteorological drought. U S Weather Bureau, Res. Paper No. 45., Washington D. C. 1-58. PETERSON, T.A. 1982: The effect of simulated hail damage – defoliation and stand reduction – on corn. M.S. Thesis, Univ. Nebraska, Lincoln, NE. U S Weather Bureau., Res. Paper No. 67., Washington D.C. 12-87. PETRASOVITS, I. 1988: Az agrohidrológia főbb kérdései. Akadémiai Kiadó, Budapest. PETRASOVITS, I. 1989: Integrált küzdelem az aszály ellen. Aszály c. kiadvány, (Ed.) Hanyecz Vince. Öntözési Kutató Intézet, Szarvas, 5-14. PINTER, JR. P. J. 1983: Monitoring the effect of water stress on the growth of alfalfa via remotely sensed observations of canopy reflectance and temperature. In: 16th Conference on Agriculture and Forest Meteorology, Ext. Abst., Fort Collins, CO. Am. of Meteorol., Boston. 67-78. PINTER, JR. P. J. - FRY, K. E. - GUINN, G. - MAMEY, J. R. 1983: Infrared thermometry: A remote sensing technique for predicting yield in water stressed cotton. Agricultural Water Management 6. 385-395. REICOSKY, D. C. - SMITH, R. C. G. - MEYER, W. S. 1985: Foliage temperature as a means of detecting stress of cotton subjected to a short-term water-table gardient. Agricultural and Forest Meteorology 35. 193-203. SADOWSKI, M. J. 1984: Climatological premises of soil drought forecasting. Journal of Climatology 4. 637-643. SELYE, J. 1964: Életünk és a stress Akadémiai Kiadó Budapest 102-109. SINCLAIR, T.R. - BENNETT, J.M. - MUCHOW, R.C. 1990: Relative sensitivity of grain yield and biomass accumulation to drought of field grown corn. Crop Science 30. 690-693. SLATYER, R. O. 1967 : Plant water relationships. Academic Press London.

119 SMART, R. E. 1974: Aspects of water relations of the grapevine (Vitis vinifera L.) American Journal of Enology and Viticulture (25) 84-91. STEGMAN, E. C. 1983: Irrigation Scheduling: Applied Timing Criteria. In: Advances in Irrigation (Ed. Hillel, D.) 1-28. STEGMAN, E. C. - SCHIELER, L. H. - BAUER, A. 1976: Plant water stress criteria for irrigation scheduling Trans ASAE, 19: 850-855. STONE, P.J. – SORENSEN, I.B. – JAMIESON, P.D. 1999: Effect of soil temperature on phenology, canopy development, biomass and yield of maize in a cool-temperate climate Field Crops Research: 63. 2. 169-178. SUTTER, E. G. – NORELLE, V. – SHACHEL, K. 1988: Physiological and anatomical aspects of water stess of cultured plants Acta Horticulturae 230: 113 –119. SZALÓKI, S. 1988: Az öntözéses növénytermesztés alapjai. In: Az öntözéses gazdálkodás újabb kutatási eredményei ÖKI, Szarvas. 15-72. SZÁSZ, G. 1988: Agrometeorológia Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 123-366. SZÁSZ, G. – TŐKEI, L. 1997: Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek Mezőgazda Kiadó, Budapest 489-497. SZIGETI, Z. 1998: Növények és a a stressz in (Ed. Láng, F.) A növényi anyagcsere. ELTE Eötvös Kiadó, Budapest 916-917. SZLOVÁK, S.- SZABÓ, T. – KOÓS, L. 1991: Kukoricaállomány hőmérséklete és vízellátottsága közötti kapcsolat vizsgálata. Növénytermelés 40. 1. 48-56. THOM, A.S.- OLIVER, H.R. 1977: On Penman's equation for estimating regional evaporation. Quarterly Journal of Royal Meteorological Society 103. 345-357. TOLLENAAR, M. 1989: Genetic Improvement in Grain Yield of Commercial Maize Hybrids Grown in Ontario from 1959 to 1988. Crop Science 29. 6. 1365-1371. TRAPPENIERS, G. – LEDENT, J.F. – FAYT, O. – NIJS, A.1992: Effects of simulated hail damage on yield of forage maize. Journal of Agronomy and Crop Science 168. 13-19. TSUBO, M. – WALKER, S. 2002: A model of radiation interception and use by a maize-bean intercrop canopy Agricultural and Forest Meteorology: 110. 3. 203-215.

120 URBÁN, L. 1993: Az aszály fogalma és jelentősége. Beszámolók 1989, OMSZ, Budapest, 45-51. VAN BAVEL, C.H.M.- EHLER, W.L. 1968: Water loss from a sorghum field and stomatal control. Agronomy Journal 60. 84-86. VARGA-HASZONITS, Z. 1985: Az 1983. évi szárazság agrometeorológiai értékelése. Növénytermesztés 34. 61-67. WALKER, G. H. - HATFIELD, J. L. 1983: Stress measurements using foliage temperatures. Agronomy Journal 75. 623-629. WANJURA, D.F. – UPCHURCH, D.R. 1997: Accounting for humidity in canopy-temperature-controlled irrigation scheduling Agricultural Water Management 34. 3. 217-231. WILHITE, D. A. – EASTERLING, W. E. – WOOD, D. A. 1987: Planning for Drought. Westview Press, Boulder and London. WIRTH, E. – ZAKÓCS, J. – FÖLDVÁRI, J. 1985: Jégesők, jégkárok, védekezés, biztosítás. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. WMO, 1956: Nemzetközi Felhőatlasz. WCP-118. WMO, Geneva. WMO, 1986: Report on drought and countries affected by drought during 19741985. WCP-118. WMO, Geneva. WMO, 1989: Drought. Demonstrációs kiadvány. Geneva.

121

VIII. TÉZISPONTOK 1. A Scheduler Növényi Vízstresszmérő készülék alkalmazásával – a CWSI alakulását folyamatosan nyomon követve – képesek vagyunk a növényi vízhiányt detektálni, és kellő időben, megfelelő mennyiségű víz kijuttatásával a stresszhatást megszüntetni. 2. Méréseink szerint minden olyan tényező, amely a növény számára kedvezőtlen

termesztési

(növényhőmérsékletének)

feltételt

jelent,

növekedését

a

növény

stresszindexének

Vagyis

a

okozza.

növény-

és

léghőmérsékleti differencia, illetve az ebből kalkulálható CWSI felhasználható számos más – nem vízhiány eredetű – stresszhatás kimutatására is (pl. N-hiány, jégverés stressz stb.). 3. Új jégverés szimulációs módszertan kifejlesztése, a levelek hosszanti irányú tépésével. A defoliálás mellett a levelek megszabdalásával szimulált jégkártétel munkaigényesebb volta miatt kevésbé elterjedt. A levelek megszabdalásához egy deszkadarabba 2-2 cm-es távolságra szögeket ütöttünk, amelyet a későbbiekben a sérülés előállítására kefeszerűen használtunk. A szögek távolságának meghatározását a korábbi években okozott jégverés által előidézett leggyakoribb kárkép alapján reprodukáltuk. 4. A három kukorica szempontjából leginkább érzékeny fenofázis vizsgálata, illetve annak megállapítása, miszerint a tesztnövény a teljes virágzás időszakában a legérzékenyebb a jégverés hatásaira. 5. A jégverés szimuláció módszertanának tökéletesítése. A mechanikai levéltépéses – eljáráson túl, hidegkezelés – jégkocka – alkalmazása, mely összetett technika jobban reprezentálja a természetes jégverésnél tapasztaltakat.

122 6. Az új módszertan tesztelése, mely során bizonyítást nyer az a tény, miszerint a tisztán tépéses mechanikai kártételt szenvedett növények jobban szenvednek a jeget is kapott társaiknál, mivel ez utóbbiakat a jég (illetve a talajra jutott és onnan a földbe szivárgott jeges víz) jótékony hűtőhatása megvédi a túlhevüléstől. 7. Az állomány architektúrájának egyik elemében – a levélállásban – bekövetkező módosulások detektálása. A levelek szárral bezárt szögének módosulásait digitális fényképfelvételezés segítségével vizsgáltuk. A felvételek értékelésével a növényállományok aljára lejutó sugárzási hányad megállapítása, majd a sugárzáshányadot számszerűsítő extinkciós koefficiens (k) számítása.

123

IX.

AZ

ÉRTEKEZÉS

TÉMAKÖRÉBEN

MEGJELENT

PUBLIKÁCIÓK, ELŐADÁSOK Eltérő vízigényű kukorica hibridek vízstressz index alakulása Kari TDK: 1999. november: II. helyezés Egyetemi TDK: 2000. április: III. helyezés OKDK (Országos Környezettudományi Diákkonferencia, Debrecen): 2000. április: különdíj A vízstressz index hagyományos és újszerű alkalmazási lehetőségei kukoricában Kari TDK: 2000. november: II. helyezés Egyetemi TDK: 2001. április: II. helyezés OTDK (Sopron): 2001. április: II. helyezés A jégverés-stressz mechanikai kártételének szimulációja kukoricán OKDK (Országos Környezettudományi Diákkonferencia, Veszprém): 2002. március: különdíj

Anda, A. – Decsi, É. K. 1999: Eltérő vízigényű kukorica hibridek vízstressz index alakulása. Légkör, 44(3): 21-26. Anda, A. – Burucs, Z. – Decsi, É. K. – Lőke, Zs. 2000: A természetes és szimulált jégverés hatása a kukorica párolgására. Növénytermelés, 49. (1-2): 57-67. Anda, A. – Decsi, É. K. – Vercz, B. 2001: A jégeső és a felszínhőmérséklet kapcsolata. Légkör, 2001. 44(2): 6- 11.

124 Anda, A. – Decsi, É. K. 2001: Les componantes de la balance hydrique des deux type des mais différents dans les deux périodes de vegetation successives. Acta Botanica Hungarica 43 (3-4): 259-273 Decsi, É. K. – Anda, A.2002: A jégeső a népi hiedelmek tükrében (Rövid tallózás a jégeső (b)irodalmában). Természet világa 133 (7): 329-331. Decsi, É. K. – Lőke, Zs. 2002: A vízstressz index felhasználási területei hazánkban. TAVASZI SZÉL 2002. FIATAL MAGYAR TUDOMÁNYOS KUTATÓK ÉS DOKTORANDUSZOK

HATODIK

VILÁGTALÁLKOZÓJA,

Gödöllő.

(előadás) Lőke, Zs. – Decsi, É. K. 2002: A kukorica mikroklímájának szimulációja Goudriaan (1977) modelljének alkalmazásával. TAVASZI SZÉL 2002. FIATAL MAGYAR TUDOMÁNYOS KUTATÓK ÉS DOKTORANDUSZOK

HATODIK

VILÁGTALÁLKOZÓJA,

Gödöllő.

(előadás) Decsi, É. K. – Anda, A. 2002: Jégverés szimuláció és hatásai a kukorica mikroklímájára. VIII. IFJÚSÁGI TUDOMÁNYOS FÓRUM, Keszthely. CD-ROM kiadvány: 302. (előadás) Anda, A. – Decsi, É. K. 2002: A jégeső néhány fontosabb jellemzője és párolgásban előidézett kártétele kukoricában szimulációs kísérlet alapján. Journal of Central European Agriculture 3 (1): 6-14.

125 Anda, A. – Burucs, Z. – Lőke, Zs. – Decsi, É. K. 2002: Effects of Hail on Evapotranspiration and Plant Temperature of Maize. Journal of Agronomy and Crop Science 188 (5): 335-341 Lőke, Zs. – Decsi, É. K. 2002: Kukorica mikroklímájában öntözés hatására bekövetkező változások szimulációja Goudriaan (1977) modelljével. (poszter) Egyetemi Meteorológiai Füzetek (Meteorological Notes) No. 17. pp.143-144. Decsi, É. K. -

Lőke, Zs. – Anda, A. 2002: Die Rationalisierung des

Wasserverbrauchs aufgrund der speziellen Bewässerungsprognose. Berichte des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Sonderheft 2/2002 pp.140-143. Beiträge der Landeskultur und Kulturtechnik für eine nachhaltige Nutzung und Entwicklung der Kulturlandschaft – Geschichte und Perspektiven – Internationale Tagung, Halle. Decsi, É. K. 2003: A jégverés hatása a növényhőmérsékletre. IX. IFJÚSÁGI TUDOMÁNYOS FÓRUM, Keszthely, CD-ROM kiadvány: 402. Anda, A. – Decsi, É. K. – Lőke, Zs. 2003: A kukorica öntözési időpontjának meghatározásával kapcsolatos hazai tapasztalatok az elmúlt másfél évtizedből. III. NÖVÉNYTERMESZTÉSI TUDOMÁNYOS NAP. 93-97. Lőke, Zs. – Anda, A. – Decsi, É. K. 2003: A vízhiány és a nitrogénhiány hatása a kukorica fotoszintetikus aktivitására. III. NÖVÉNYTERMESZTÉSI TUDOMÁNYOS NAP. 316-321. Decsi, É. K. – Anda, A. – Lőke, Zs. 2003: A nitrogén hatása a növény- és talajhőmérsékletre. III. NÖVÉNYTERMESZTÉSI TUDOMÁNYOS NAP. 374-376.

126 Decsi, É. K. 2003: Új módszer a jégverés és növényhőmérséklet összefüggéseinek vizsgálatában. III. NÖVÉNYTERMESZTÉSI TUDOMÁNYOS NAP. 154-158. Anda, A. – Csepinszky, B. – Decsi, É. K. 2002: Comparaison des indices de stress hydrique de deux hybrides de mais á exigences en eau différentes pendant deux saisons de végétation. Acta Geographica Hungarica, 2001/2002. 36: 89-102. Decsi, É. K. 2004: Kukorica távérzékelésen alapuló víztakarékos öntözése. Hidrológiai Közlöny, Tom. 84(1): 21-26. Decsi, É. K. 2004: Testing of a Remote Sensing-Based Irrigation Scheduling Method in Maize. MicroCAD 2004 International Scientific Conference, Environmental and Earth Sciences. Miskolc. 41-46. Decsi, É. K. 2004: Eltérő módszerekkel szimulált jégverés hatása a növényállományokra. X. IFJÚSÁGI TUDOMÁNYOS FÓRUM, Keszthely, CD-ROM kiadvány: 303. Decsi, É. K. – Lőke, Zs. 2004: Korszerű öntözési időpont meghatározás a klímaváltozás jegyében. XLVI. GEORGIKON NAPOK, Keszthely. Éghajlatváltozás és vízháztartás Szekció

38.

127 Lőke, Zs.- Decsi, É. K. – Anda, A. 2004: A globális klímaváltozás növénytermesztésre gyakorolt hatásainak vizsgálata szimulációs modellezéssel. XLVI. GEORGIKON NAPOK, Keszthely. Éghajlatváltozás és vízháztartás Szekció

44.

Decsi, É. K. – Lőke, Zs. 2004: Korszerű öntözési időpont meghatározás. XXX. ÓVÁRI TUDOMÁNYOS NAPOK. Agrárműszaki

Szekció

138.

(abstract),

illetve

CD-ROM

kiadvány:

amuszaki/DECSI.pdf (teljes terjedelmű publikáció) Lőke, Zs. – Decsi, É.K. 2004: Tősűrítés hatása kukorica szárazanyag produkciójára. XXX. ÓVÁRI TUDOMÁNYOS NAPOK Agrárműszaki

Szekció

152.

(abstract),

illetve

amuszaki/LOKE.pdf (teljes terjedelmű publikáció)

CD-ROM

kiadvány: