Informatikai rendszer kialakítása a mezőgazdasági művelésből adódó terhelések minősítésére és a talaj környezeti állapotának nyomon követésére Szabó József, László Péter, Koós Sándor, Pásztor László
"Integrált gazdálkodás, integrált növényvédelem" munkacímű szakmai nap Vasszécseny, 2014. február 5-6.
1
Feladatok áttekintése • Üzemtipizálás o Környezetet érő terhelések alapján
• Az alkalmazott agrotechnikai gyakorlat leírása-degradációs állapot felmérés o Terhelési adatgyűjtés o Talajállapot felvételezés
• Gazdálkodási hatáselemzés o Gazdálkodási típusok talajra gyakorolt degradációs hatásainak elemzése
Jelenlegi állapot • Adottságok és versenyképesség … o Nagy térbeli heterogenitás, de összességében jó termőképességű talajok
o Jellemzően kis méretű (<5ha) gazdaságok, széttagolt művelési struktúra o Eltérő gazdálkodási színvonal…
• Elvárások… o Természeti erőforrások fenntartható használata…
o Természeti értékek, a biodiverzitás megőrzése, a táj értékeinek megóvása o Egészséges termékek előállítása
Mezőgazdasági termelés • Magántulajdonban lévő termőföldön folyik • Mezőgazdasági termelés környezeti kockázata... • Profitorientált gazdálkodás: Gazdálkodó • Környezeti kockázatok minimalizálása : Állam Footer Text
2/7/2014
4
Talaj…változás • Talajfunkciók… • Talajtulajdonságok… • Talajban ható folyamatok…időbeli változás… • A földhasználat talajra gyakorolt hatása a talajok mennyiségi és minőségi paramétereinek - a természeti folyamatokhoz képest gyors változásaiban nyilvánul meg.
Változás detektálása…
40.00
Y1
35.00
pH Kreybig1K Kreybig2K
35.00
Kreybig1K Kreybig2K
30.00
30.00 25.00
25.00 20.00
20.00 15.00
15.00 10.00
10.00
5.00
5.00 0.00
0.00
4-4.5
4.5-5
5-5.5
5.5-6
6-6.5
6.5-7
7-7.5
7.5-8
8-8.5
0-5
5-10
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 50-55 55-60 60-65
Premisszák • A mezőgazdálkodás talajdegradációs folyamatokat okoz(hat)… • Az eltérő gazdálkodás különböző módon terheli a talajokat… • A különböző termőhelyeken a terheléseknek eltérőek a degradációs hatásai…
2/7/2014
7
Vizsgálataink célja: • A különböző gazdálkodási típusok terheléseinek és a terhelések talajra gyakorolt hatásainak indikátorokkal történő kimutatása, mértékük számszerűsítése. • A mezőgazdasági üzemek gazdálkodási gyakorlatának
elemzésére és a környezetre gyakorolt hatások területi jellemzésére alkalmas talajvédelmi informatikai rendszer
kiépítésére van szükség!
2/7/2014
8
Érzékelt hiányosságok • A szakrendszeri adatok jelenlegi formában történő gyűjtése és a terhelési- és talajállapot adatok széttagoltsága nem teszi lehetővé a talajdegradációs folyamatok szabatos jellemzését és nyomon követését. • Nincs közvetlen kapcsolat a Talajvédelmi- és a Környezetvédelmi informatikai rendszerek között, • Nem megfelelő a nyilvánosság tájékoztatását biztosító talajinformáció szolgáltatás…
Elkülönülő szakrendszerek…, minőségbiztosítás hiánya…, finanszírozási problémák…
2/7/2014
9
Nébih: TIM
http://terkep.air.gov.hu/website/nyilvanos_tim/viewer.htm
2/7/2014
10
Nébih: AIR
http://terkep.air.gov.hu/website/nitrat_49_vs_27blokk/viewer.htm
2/7/2014
11
Nébih: web-GN
http://www.nebih.gov.hu/nyomtatvanyok/xml_feltolto
2/7/2014
12
KSH: agrárcenzusok
http://www.ksh.hu/agrarcenzusok_amo_2010
2/7/2014
13
KSH: tájékoztatási adatbázis
http://statinfo.ksh.hu/Statinfo/haViewer.jsp
2/7/2014
14
AKI:FADN
https://www.aki.gov.hu/alkalmazasok/menu/w:teszt%C3%BCzem
2/7/2014
15
MVH: e-egységes kérelem
http://www.mvh.gov.hu/portal/MVHPortal/default/mainmenu/ekerelem
2/7/2014
16
FÖMI: MePAR
http://mepar.hu/
2/7/2014
17
Érzékelt hiányosságok • A szakrendszeri adatok jelenlegi formában történő gyűjtése és a terhelési- és talajállapot adatok széttagoltsága nem teszi lehetővé a talajdegradációs folyamatok szabatos jellemzését és nyomon követését. • Nincs közvetlen kapcsolat a Talajvédelmi- és a Környezetvédelmi informatikai rendszerek között, • Nem megfelelő a nyilvánosság tájékoztatását biztosító talajinformáció szolgáltatás…
Elkülönülő szakrendszerek…, minőségbiztosítás hiánya…, finanszírozási problémák…
2/7/2014
18
A projekt felépítése… Szereplő
Név1
Név2
Projektgazda
MTA TAKI
MTA ATK TAKI
Konzorciumi tagok
Szent István Egyetem, Helion Kft.
Közreműködő szervezet
Név3
Fejér megyei MGSZH
MGSZH
NÉBIH
KvVM FI
Környezetvédelmi FI
Energia Központ
Név4
NKEK
Informatikai fejlesztés*
Footer Text
2/7/2014
22
A Terradegra jellemzői • Webes felület • Az adatokhoz csak a projekt résztvevői férhetnek hozzá
Adattartalom: • • • • • • • •
Célterületek Gazdálkodói adatgyűjtés Felvételezések Fotók Terepi vizsgálatok Minták Labor eredmények Tájékoztatás, dokumentumok
A Terradegra jellemzői • A teljes adatfelviteli folyamatot támogatja szigorú minőségbiztosítási követelményekkel
• Tájékoztatási funkciók: dokumentumok kezelése, körlevelek küldése
A Terradegra jellemzői • Térképi eszközöket biztosít a célterületek felvételéhez
A Terradegra jellemzői • A terepi vizsgálatok, mintavételek és laborvizsgálatok munkafolyamatait támogatja
• Biztosítja a felvételezéshez a GPS-re tölthető térképi adatokat
Felhasználói jogosultságok, szerepkörök • Projektvezető – PV: Meghatározza a felhasználók szerepkörét, bármely adat módosítására jogosult.
• Regionális koordinátor – RK: Az RPR-eket kioszthatja a felvételezőknek. Jogosult a felvitt adattartalmak lezárására (jóváhagyására) és mindarra, amire a felvételezők – de minderre regionális szinten.
• Munkacsoport tag – MT: Részt vesz a projekt szakmai tervezésében, előkészítésében. Feltölthet dokumentumot és körlevelet is küldhet.
• Felvételező – FV: Célterületek felvételére, a gazdálkodói adatgyűjtés,
valamint a felvételezések és minták adatainak kezelésére, valamint le- és feltöltésre jogosult a saját megyéjében.
• Laboradat felvivő – LA: Laborvizsgálati eredmények felvitelére, módosítására van lehetősége.
• Laborvezető – LV: A laborvizsgálati eredmények módosítása mellett azok lezárására (jóváhagyására) van lehetősége.
A felvételezés informatikai támogatása Mobil internettel ellátott netbook és terepi munkára, fotózásra is alkalmas GPS
Terraszink program Funkciók:
• A Terradegra adatbázisban
szereplő földrajzi adatok közül egy felvételezés végrehajtásához szükséges adatok exportálása a GPS eszközre.
• Egy felvételezés során felvett (az eszköz memóriájába rögzített), geotaggel ellátott fotók feltöltése a Terradegra adatbázisba.
Terraszink program • A Terraszink segítségével
a GPS-re másolt térkép biztosítja a mérések és mintavételek helyszínének pontos azonosítását
Terraszink program • Csak olyan vizsgálati adatok és fotók feltöltését engedi a rendszer, amelyek a GPS által szolgáltatott adatok (geotag) alapján az előírt helyen készültek!
Talajminták kezelése, a laborvizsgálatok informatikai támogatása • Vonalkóddal ellátott etikettek készítése
• Átadás-átvételi jegyzőkönyvek nyomtatása
• A minták nyomon követése
• A téves azonosítást kizárja a vonalkódos technika
• Adat-interfész a laborvizsgálati eredmények automatikus átvételéhez
Hasznosulás* • Nébih: AKG hatásindikációs monitoring rendszer támogatása
Footer Text
2/7/2014
33
Hasznosulás** Tájékoztatás, szaktanácsadás...
• NAK: Tájékoztatás, szaktanácsadás, a gazdálkodók felkészültségének javítását szolgáló egyéb tevékenységek, szolgáltatások egységes rendszere…
Footer Text
2/7/2014
34
WP5: TDR-Adatbázis ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. • 100 TDR üzem • 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR • 400-400 BIO-FIZ minta • 65 TDR tábla, 65 ERO RPR • 260 ERO minta • 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. • 285 TDR üzem • 1802 TDR tábla, 1960 RPR • 5813 NIT minta • 59 NOV minta • 24 463 fénykép GN adatgyűjtés • 4530 üzemi + TDR tábla • 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év • ~ 250 000 ha
TDR-Adatbázis (ORACLE szerver)
Terradegra (lekérdezés)
WP5: TDR-Adatbázis-Terradegra lekérdezés
WP5: TDR-Adatbázis-Térbeli elemző környezet ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. • 100 TDR üzem • 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR • 400-400 BIO-FIZ minta • 65 TDR tábla, 65 ERO RPR • 260 ERO minta • 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. • 285 TDR üzem • 1802 TDR tábla, 1960 RPR • 5813 NIT minta • 59 NOV minta • 24 463 fénykép GN adatgyűjtés • 4530 üzemi + TDR tábla • 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év • ~ 250 000 ha
TDR-Adatbázis (ORACLE szerver)
ArcGIS (kapcsolat)
WP5: TDR-Elemzés* ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. • 100 TDR üzem • 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR • 400-400 BIO-FIZ minta • 65 TDR tábla, 65 ERO RPR • 260 ERO minta • 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. • 285 TDR üzem • 1802 TDR tábla, 1960 RPR • 5813 NIT minta • 59 NOV minta • 24 463 fénykép GN adatgyűjtés • 4530 üzemi + TDR tábla • 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év • ~ 250 000 ha
Terhelési indikáció • Értékelő algoritmusok: –
Talajművelés…
– Környezeti teljesítmény.. –
….
Rövid agrárpolitikai kitekintés: piaci támogatásoktól a közjavak támogatása felé 1) 1960-1990: piaci támogatások a mennyiségek (tonna) alapján 1) 1990-2013: a mennyiségek leválasztása („decoupling“) – támogatások a területek (hektár) alapján 1) 2014 - ?: a támogatások „célbajuttatása“ – az előállított közjavak alapján Közpénzeket csak közjavakért! Forrás: Stefan Tangermann: Direct Payments in the CAP post 2013
Milyen közjavak lehetnek a mezőgazdaságban? • • • • •
értékes beltartalmú, egészséges és biztonságos termékek előállítása, a meg nem újítható nyersanyagok és energiaforrások takarékos hasznosítása, a talajt, a vizeket és a levegőt érintő környezeti terhelés csökkentése, talajpusztulás elleni védelem, vízkészletünk és a biodiverzitás megőrzése, a vidék kulturális és agrikulturális értékeinek a megőrizése.
Hogyan működik a közjavak szolgáltatása? állam (a társadalom képviselője) 1. valamely környezeti érték előállítását „megrendeli” a gazdálkodótól (megrendelés)
2. előállítja a környezeti értéket, azaz „ökológiai szolgáltatást” nyújt
3. Gazdálkodó számára ellentételezést nyújt
(szállítás)
(fizetés)
gazdálkodó
Mi a „zöld-pont” rendszer lényege? • mezőgazdasági üzemeknél használható adatgyűjtő és kiértékelő rendszer; • a környezetre gyakorolt hatás számszerűsítésére; • egyszerűen betartható feltételrendszer segítségével; • jövőbeni támogatási- és védjegy rendszerek megalapozója lehet
Működő jó példák • Ausztria – Ökopont rendszer • Franciaország – Solagro Dialecte • Svájc – Suisse Credit Point rendszer
Milyen tényezőket vizsgálunk a „zöld pont” rendszerben? Szempont
Indikátor
Tápanyag gazdálkodás
Nitrogén, foszfor, kálium mérleg Szervestrágya aránya
Talajvédelem
Nem szántott területek aránya Téli talajborítottság aránya
Vetésszerkezet
Növénytermesztés változatossága Pillangós növények aránya Kalászosok és kukorica aránya
Növényvédelem
Peszticidhasználat gyakorisága Az alkalmazott szerek veszélyessége
Természetes jellemzők és terek
Tájelemek területeinek aránya Átlagos táblanagyság
Energetika
Energiafogyasztás
Az indikátorok számítása (példa)
Az eredmények megjelenítése
Az egyediség nem hátrány! 3 db kiválasztott példagazdaság
Közel azonos környezeti teljesítmény, eltérő gazdálkodási gyakorlat mellett.
A TDR zöld-pont értékekeinek eloszlása
… és megyénkénti alakulása
Összpontszám alakulását legnagyobb arányban befolyásoló indikátorok (tábla szint)
Összpontszám alakulását legnagyobb arányban befolyásoló indikátorok (üzemszint)
Következtetések, jövőkép • A TDR-ben végzett vizsgálatok megerősítették a zöldpont indikátorok többségét • Ezáltal a zöld-pont rendszer valóban alkalmas a gazdálkodás környezeti hatásainak a számszerűsítésére • Hatásmonitoring (CMEF, AKG) célokra is használható • További vizsgálatok szükségesek (több üzem, több év) • Az indikátor-súlyok módosítást igényelnek
WP5: TDR-Elemzés** ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. • 100 TDR üzem • 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR • 400-400 BIO-FIZ minta • 65 TDR tábla, 65 ERO RPR • 260 ERO minta • 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. • 285 TDR üzem • 1802 TDR tábla, 1960 RPR • 5813 NIT minta • 59 NOV minta • 24 463 fénykép GN adatgyűjtés • 4530 üzemi + TDR tábla • 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év • ~ 250 000 ha
Terhelési indikáció • Értékelő algoritmusok: –
Talajművelés…
– Tápanyag utánpótlás –
….
Nitrát bemosódás Terhelési indikátor (1): Felhasznált N műtrágya hatóanyag (kg/ha) (2010/2011) • Intenzív dózisok: az ország 38%-án
Nitrát bemosódás Terhelési indikátor (2): Trágyázási szaktanácsadás N egyenlege /környezetkímélő ajánlás/ (kg/ha) (2010/2011) N egyenleg a Proplanta alapján szántóföldeken (2010/11) 300
N Hiány (medián és 25-75%) Kiugró érték N Többlet (medián és 25-75%) Kiugró érték
250
„<”39%
„>”26%
• Növényfajtánként eltérő • Mennyire volt precíz a tápanyag gazdálkodás?
200
Nitrogén egyenleg (kg/ha)
• „=”35%
150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 Igen gyenge
Gyenge
Közepes N ellátottság
n (N-hiány) = 608; n(N-többlet) = 811
Jó
Igen jó
WP5: TDR-Elemzés ~ 700 000 adat Tavasz 2011. 05.07-05.27. • 100 TDR üzem • 200 TDR tábla, 200 BIO-FIZ RPR • 400-400 BIO-FIZ minta • 65 TDR tábla, 65 ERO RPR • 260 ERO minta • 3612 fénykép Ősz 2011. 07.22-11.29. • 285 TDR üzem • 1802 TDR tábla, 1960 RPR • 5813 NIT minta • 59 NOV minta • 24 463 fénykép GN adatgyűjtés • 4530 üzemi + TDR tábla • 2008, 2009, 2010 gazdálkodási év • ~ 250 000 ha
Állapot indikáció • Értékelő algoritmusok: – Nitrát feldúsulás… – –
Talaj biodiverzitás csökkenése ....
Nitrát bemosódás Állapot indikátor (1): A talaj mobilis nitrogén készlete • 3 réteg vizsgálata alapján • N készlet 0-30 cm • N készlet 30-60 cm • N készlet 60-90 cm • N készlet összesítve A 100 kg/ha-os mobilis nitrogén készlet indokolatlan nagy N dózisú trágya terhelésekre utal, mely a nem szakszerű tárgyázási gyakorlat hosszú távú eredménye.
Nitrát bemosódás Állapot indikátor (2): Nitrát bemosódásának veszélye • Potenciális bemosódás valószínűsége nagy = „veszélyes helyzet” • Bemosódási veszélye a táblák 13,1 %-ban Vagyis a vizsgált táblák 13,1 %-án a nitrát a gyökérzóna alá mosódhat, így tovább haladva nitrát szennyezést okozhat a talajvízben megjelenve.
A kapott adatok
feltöltésre kerülnek a TDR adatbázisba.
Terepi adatgyűjtés és mintavétel < 10
NO3-N tartalom (mg/kg) 10-25 25-50 50-100
0-30
Terepi mérések és laborvizsgálatok
SANO_69
Homok, vályog és agyag
Indikátorok térképi megjelenítés
http://okir-tdr.helion.hu
SANO_36
60-90
Publikálás
> 100 BNO_03
30-60
1
nincs veszély
2
mérsékelt veszély
3
van veszély
Homok, vályog és agyag
Modell
Homok
Vályog
Agyag
0-30 30-60 60-90
1
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
1
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
1
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
1
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
1
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
2
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
0-30 30-60 60-90
3
A TDR adatbázisban lévő adatokból meghatározott modellek alapján tetszőleges talajállapot és terhelési indikátorok számíthatók. Az adatbázis folyamatos töltésével a lekérdezések folyamatosan frissülnek.
Paraméter tábla
http://okir-tdr.helion.hu
A talajvédelemmel kapcsolatos információk döntéshozók és a közvélemény számára történő hatékony elérése és kommunikációja… gyerekjáték Footer Text
2/7/2014
59
Informatikai fejlesztés** Nyilvánosság tájékoztatása
Footer Text
2/7/2014
60
Hasznosulás
TDR rendszer nyilvános információ szolgáltatása
• NeKI: Magyarország környezeti állapota 2013
Footer Text
2/7/2014
61
Köszönöm a figyelmet!
http://projects.rissac.hu/tdr/ http://okir-tdr.helion.hu/
Footer Text
2/7/2014
66
