Ökológiai földhasználat

Ökológiai földhasználat

Ökológia  Az ökológia élőlények és a környezetük közötti kapcsolatot vizsgálja  A kapcsolat színtere háromdimenziós környezeti rendszer: ökoszisztéma Ökoszisztéma: a biotóp (élethely) és a biocönózis (növény- és állattársulás) egysége

Ökoszisztéma Biotóp Klíma Talaj Víz Levegő Abiotikus hatásai Hőmérséklet Páratartalom, csapadék Fény, egyéb sugárzás Kémiai faktorok Mechanikai faktorok

Biocönózis Növények (fitocönózis)

mikróbák

Állatok

(zoocönózis)

Ökoszisztéma Az ökoszisztéma emberi befolyás mértéke szerint lehet: 1. Természetes vagy önszabályozó 2. Degradált vagy szabályozott 3. Urbán vagy települési ökoszisztéma

Ökoszisztéma Természetes és csaknem természetes Tengerek

Óceáni Partközeli Parti Félsós tavi Folyótorkolati

Édesvizek

Nedves élőhelyek

Mély édesvízi Sekély édesvízi Halastavi Pocsolya Folyóvíz Föld alatti vizek

Láp Mocsár

Urbán vagy települési Szárazföldi

Erdők Rét Legelő Gyümölcsös Szántóföldi rendszerek

A természetes ökoszisztémák

Alapelvei:  Minden elem körforgásban van  Az energiát a nap pótolja  A táplálkozási lánc végén nem lehet nagy tömegű biomassza

Ökoszisztéma Ökoszisztémák legfontosabb szabályozó tényezője az ember Az ember nem ismeri eléggé az: 

ökoszisztémák szerkezetét,



benne lévő kölcsönhatásokat, törvényszerűségeket,



egyoldalú beavatkozásokkal próbálja célját elérni.

Elpusztított ökoszisztéma:  Az ökoszisztéma szabályzó mechanizmusa, egyensúlya felborul, szerkezete összeomlik.

Ökoszisztéma Degradálódott ökoszisztéma (visszafordíthatatlan, visszafordítható):  Talajerózió, defláció  Talajszennyezés  Víz-, és levegőszennyezés

 Klímaváltozás A megelőzés mindig célszerűbb megoldás.

Ökoszisztéma Ökoszisztéma sajátossága: a tűrőképesség



Kevésbé radikális emberi behatások okozta kedvezőtlen változásokat kompenzálni képes, regenerálódik.



A tűrő határ feletti behatások környezetromboláshoz vezetnek.

Ökoszisztéma Meg kell határozni, ill. ismerni kellene az egyes ökoszisztéma rendszerek tűréshatárát. Megoldást kell keresni a következmények elkerülésére vagy enyhítésére.

A termelés és a környezetkímélés szempontjait egyaránt érvényesítve ökológiai optimalizálás elérése a cél.

Az ökoszisztéma típusok csoportba sorolásának kritériumai 

Uralkodó közeg és a közeg sajátosságai (víz, talaj, levegő).



Primer producensek biomasszája és produktivitása.



A producensek, konzumensek és lebontó szervezetek produktivitását befolyásoló kritériumok alapján.



Anyagveszteség ill. anyagnyereség ismerete alapján.



Szekunder produkció szerepe alapján (aránya).



Ember szerepe az ökoszisztéma keletkezésében, anyag- és energiaforgalmában

Az ökoszisztéma típusok nagyságrendi besorolása 

Mega-ökoszisztéma (nagy kiterjedés, tengerek, édesvizek, lápok, szárazföldi ökoszisztémák)



Makro-ökoszisztémák (sajátos biomassza produkció, erdő, állóvíz)



Mezo-ökoszisztémák (=ökoszisztéma, ökológiailag egységes rendszert alkotó egységek pl. természetes halastó, egy lombhullató erdő)



Mikro-ökoszisztémák (pl síkvidéki akácos, hegyvidéki lomberdő, alpesi fenyőerdő)



Nano-ökoszisztémák (térben elkülönülő legkisebb rendszer, összefüggő tűlevelű erdő, mély fekvésű völgy)

Az ép ökoszisztéma

Világűrből l00% 7% diffúz szóródás

égboltról érkező sugárzás 25 %

30% visszaverődés a felhőkről

14 % abszorpció a légkörben 26 %

földfelszín 51 %

Ökoszisztéma működése Az ökoszisztémák anyagforgalma körfolyamatokat képez, melynek során az élőlények környezetükkel kapcsolatban állnak Az anyagforgalom ritkán van egyensúlyban (hiányokat más ökoszisztémákból fedezik)

Tömegük alapján a bioszféra uralkodó elemei: H, O, C, N Jelentős mennyiségű további elemek: Ca, K, Si, Mg, P, S Fontos szerep: Cl, Fe, I, F, B, Zn, Mo A növények rendelkezésére álló ionok mennyisége korlátozza az ökoszisztémák biológiai produkcióját Az anyagkörforgalmakat biogeokémiai ciklusoknak is nevezik (szervetlen és szerves molekulák)

Ökológiai földhasználat Az agrárszakember a mezo-ökoszisztéma rendszerében tevékenykedik 

az ökoszisztéma változásának nyomonkövetése,



az emberi beavatkozás mértékének, hatásának vizsgálata



a lehetséges válaszlépések meghatározása a feladata

Ökológiai földhasználat Az emberi beavatkozások az ökoszisztémák nagy részét befolyásolják formálják direkt módon, ill indirekt módon: 

Szerves vagy ásványi anyag elvonása révén (szántóföldi ökoszisztéma!)



Ásványi anyagok, elhalt vagy élő szerves anyagok hozzáadásával



Az ökoszisztéma számára mérgező anyagok bejuttatásával



Biocönózis faji összetételének megváltoztatásával.

Szántóföldi ökoszisztéma jellemzői 

A szántóföldi termelés a primer produkció alapján a nagy produkciójú ökoszisztéma típusok közzé sorolható.



Egyoldalú a hasznosítása.



A biocönózis összetétele jelentősen átalakul.



„Monokultúra”



A monokultúra egyes fajoknak ökológiai optimumot nyújthat (természetes ellenségek eltűnése) .

Szántóföldi ökoszisztéma jellemzői 

Kiemelt figyelem a kórokozók és kártevők irtására irányul, kemikáliák használata (természetes ellenségek irtása pl pókok, ragadozó kabócák fürkészdarazsak, ragadozó bogarak).



Búvóhelyet nyújtanak az apróvadak számára.



Táplálékforrást biztosít az apróvadaknak.



A vetésváltás előnyeit kevésbé használják ki.

Szántóföldi ökoszisztéma jellemzői 

Tápanyag-visszapótlás elsősorban műtrágyával történik.



Termésnövelés és profit növelése a cél.



A termőhely (talaj) védelmére sok esetben nem fordítanak elég gondot.



A talajhasználat degradációs folyamatokat indít el.



Sok esetben elkülönül a föld tulajdonosa és a használója.



Az ökoszisztéma kölcsönhatási rendszere a használója számára nem ismert.

Rét és legelő ökoszisztéma jellemzői 

Adottságaik különböző (eltérő talajtípus, domborzat, klimatikus tényezők miatt)



Rétek és legelők produkciója jelentősen eltérő.



Virágzás maghozás előtti kaszálás, károsítja a virágzaton, vagy termésben élő, táplálkozó, szárban fejlődő élőlényeket.



A kaszálás miatt nagy veszteség a kisemlősökben.



A legelő állat válogat= a legelőn differenciált szelekciós hatás érvényesül

Rét és legelő ökoszisztéma jellemzői Extenzívtől az intenzívig különböző legelőhasználat fordul elő.

Extenzív: 

Az emberi beavatkozás csekély



Gyepigénybevétel kisebb



Legelő állatnak nagy terület áll rendelkezésre



Növényzet sűrűn bokrosodik



Több évtized alatt bokros legelő is kialakulhat

Rét és legelő ökoszisztéma jellemzői Extenzívtől az intenzív különböző legelőhasználat fordul elő.

Intenzív: 

Intenzív igénybevétel



Tápanyag-egyensúly trágyázással tartható fent



Szakaszos legeltetés esetén a kímélési időszakban regenerálódik, megerősödik a gyep



Gyepgazdálkodással kedvező takarmányhozam érhető el.

AZ ÖKO-GYEPEK TELEPÍTÉSE Ismerni kell:  a termőhely ökológiai adottságait,  a gyephasznosítás formáját,  a legeltetendő állatfajt és a művelés formáját. A gyephasznosítás formája legelő, akkor az aljfű: szálfű: pillangós arány 60:30:20%

Tejhasznú állattartás esetén 5-7 fajból álló keveréket tervezünk, ami 160-180 napos legeltetési idényben négy növedék legeltetését biztosítja. (angol perje, vörös csenkesz, réti perje, magyar rozsnok, réti csenkesz, fehér here, szarvas kerep.

AZ ÖKO-GYEPEK TELEPÍTÉSE  Húsmarhatartásnál egyfajú vagy 2-3 fűfajból álló nagy termőképességű gyepet telepíthetünk, ami 200-240 napig legeltethető (nádképű csenkesz, magyar rozsnok, zöld pántlikafű)  Széna, szenázs készítés céljára 20:60:20% aljfű : szálfű : pillangós arányú rét kialakítása célszerű, aminek az első növedékét kaszáljuk, a többit pedig legeltetjük vagy esetleg sarjú szénát készítünk.

AZ ÖKO-GYEPEK TELEPÍTÉSE Gyepet telepíthetünk:  Tavasszal március 3. dekádjában  Nyár végén az augusztus 20-a és szeptember 10-e közötti időszakban. Előnye a tavaszi telepítésnek: az őszi szántás után jobb lesz a magágy ülepedettsége és a fagy hatására kialakul az aprómorzsás talajszerkezet.  a szántott talaj megőrzi az őszi és téli csapadékot, ami lehetővé teszi az egyenletes kelést, és segíti a növények megerősödését. 

Előnye a nyárvégi telepítésnek: a gyökérváltás ideje hűvösebb időszakra tolódik, és már az erősebb harmatképződés is elősegíti a növények életben maradását.  A gyomok közül csak az áttelelő fajok kelnek ki, és azok sem nőnek magasra, ezeket viszont tavasszal a fű el tudja nyomni. 

ÖKOLÓGIAI GYÜMÖLCSTERMESZTÉS FORMÁI ÉS FELTÉTELEI Az ökológiai gyümölcstermesztés lehet:  árutermelő gazdaságokban  házi kertekben, hobbikertekben  szórvány gyümölcsösben

A termesztés előfeltételei:     

elkötelezettség reális piacfelmérés termőhelyi adottságok ismerete a célok és teendők pontos megfogalmazása szakértelem, folyamatos továbbképzés

Ökológiai gyümölcstermesztés kialakítható:    

új gyümölcsös ültetvény telepítésével hagyományos ültetvény átállításával ökológiai házi kertben szórvány gyümölcsösben

ÚJ GYÜMÖLCSÖS TELEPÍTÉSE  A termőhely kiválasztása során fontos, hogy ne legyen külső szennyező forrás  A szomszédok sem növényvédő szerrel, sem műtrágyával ne szennyezzék a területet  Ipari szennyezés és egyéb (pl. nehézfém) terhelés nem lehet

 A termesztendő gyümölcsfaj ökológai igényeinek maximális biztosítása.  A termőhelyi kiválasztásnál az éghajlati adottságok, a domborzati viszonyok, a kitettség, a talaj adottságok a meghatározóak

ÖKOLÓGIAI GYÜMÖLCSTERMESZTÉS A HÁZI KERTEKBEN  A fák alatt egyéb (pl. zöldség) termesztés is folyik.  Sokféle növény együttese önfenntartó ökoszisztéma lehet, ha helyesen választjuk meg.  Ki kell használni a növénytársítás és az allelopátia elemeit  Az egyes gyümölcsfajok igényei szerint kell elhelyezni azokat. Az eltérő növényvédelmi igény és az időpont is befolyásolja a társíthatóságot.  Önmeddő fajoknál a beporzást elősegítő fajt/fajtát telepítsünk.

ÖKOLÓGIAI SZŐLŐTERMESZTÉS ÉS BORÁSZAT Feladata:  a megfelelő környezeti feltételrendszer megteremtése által hozzájáruljon a termesztett növény genetikailag meghatározott biopotenciáljának érvényre jutásához.  A termőhely, a fajta, a tenyészterület és a művelésmód megválasztásával

 Megfelelő talajművelés, tápanyagellátás, fitotechnika és növényvédelem is  Talajról, a növényekről, az egyes szőlőfajtákról és az ökológiai tényezőkről szerzett ismereteket, a kórokozók fellépésének és a kártevők elszaporodásának előrejelzését a lehető legnagyobb mértékben használja .

ÖKOLÓGIAI SZŐLŐTERMESZTÉS MAGYARORSZÁGON A terület kiválasztása



A szőlőtermesztésre alkalmas termőhelyeket kell előnyben részesíteni.



Kerülni kell az olyan területeket, ahol a köd, páralecsapódás, reggeli harmatok képződése és felszáradása, kora esti harmatlecsapódások miatt a párásság, nedvesedés veszélye fokozottan fennáll.



Nem előnyös az erdő közelsége, amely akadályozza a légmozgást, árnyékot ad, valamint vadvédelmi gondot okoz.



Kedvező a magasabb fekvésű, levegőmozgásnak, napfénynek kitett, „hideglefolyásos” terület.



Az ökológiai termesztésre kedvező mikroklímájú ültetvényeket kell kijelölni.



A tábla legyen nagy, egy tagban levő összefüggő terület



A különböző fajtákat célszerű külön tömbökbe telepíteni

Fajtahasználat 

A talaj és a termőhely viszonyaihoz alkalmazkodó, kártevőkkel és betegségekkel szemben jól ellenálló fajták alkalmazása



Ökológiai szőlőtermesztésre azok a fajták alkalmasak, amelyek kevésbé kedvező víz- és tápanyag-ellátottság mellett is többé-kevésbé biztonságosan termeszthetők

A talajjal szembeni követelmények

3.

Szőlő semleges vagy gyengén savanyú talajon termeszthető.

 4.

Az alacsonyabb tápanyagkínálatra való törekvés is indokolttá teszi a kis egyedi tőketerhelést és nagyobb hektáronkénti tőkeszámot.



5. 

Tenyészterület

Művelési mód Figyelembe kell venni a technikai, piaci, ökonómiai feltételeket, a talaj típusát, tápanyagkínálatát, a fajtát, a várható növekedési erélyt, stb. Ezért a nagyobb tőkeszámot és az ehhez általában kapcsolódó alacsonyabb egyedi tőketerhelést csak ott szabad alkalmazni, ahol nem várható ettől túlzott hajtásnövekedés.

Talajművelés

A talaj mikroorganizmusainak aktiválása nagyon fontos. A számukra szükséges nedvességet és levegőtartalmat megfelelő agrotechnikával lehet elérni. talajművelés céljai:      

optimális feltételek megteremtése a szőlő számára, a talajtömörödés és a tápanyag-kimosódás megakadályozása, az erózió megelőzése, a biodiverzitás elősegítése, a talaj védelme és a talajélet elősegítése

Ökológiai borkészítés A biobor ökológiai szőlőtermesztés révén kapott szőlő olyan feldolgozásának végterméke, melyet a teljes folyamat során egy arra feljogosított minősítő szervezet, vagy annak megbízottja ellenőrzi és tanúsítja a valódiságát.

A biobor készítés főbb szempontjai  olyan terméket kell előállítani, melynek kiváló érzékszervi tulajdonságai vannak, megfelelő ízharmóniával és fogyaszthatósággal rendelkezik,  törekedni kell a kénessav lehető legcsekélyebb mértékű alkalmazására,  a nagy energia- és nyersanyagigényű eljárásokat kerülni,  olyan kezelőanyagok alkalmazását, melyek eredetüket, alkalmazásukat, elhelyezésüket illetően károsak lehetnek a környezetre vagy az egészségre kerülni kell,  előtérbe kell helyezni a kémiai módszerekkel szemben a fizikai módszereket, hiszen ezek alapvetően kevesebb hulladékanyagot termelnek,  minden, a feldolgozás és borkészítés során keletkező szerves maradékot és szennyvizet úgy kell kezelni és előkészíteni, hogy semmiképpen ne szennyezhessék a környezetet.

Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Az erdő sokoldalúan hasznosítható: 

Faanyag produkció hasznosítása



Pihenés



Üdülés



Turizmus



Levegőtisztítás



Zajártalom csökkentés



Talajvédelem



Vízmegkötés

Mi a Biomassza? Minden növényi vagy állati eredetű szerves anyag.

Fotoszintézis: növényi biomassza-termelés

Növényi Biomassza források:

CO2 O2

H 2O Ásványi anyagok

- Fák, gabonák, algák - Minden faipari, mezőgazdasági melléktermék és hulladék - Kommunális hulladékok rostosanyag tartalma

Növényi biomassza

Láng István: A biomassza hasznosításának lehetőségei (1983)  1980-ban a mezőgazdaságban és az erdészetben megtermelt szerves anyag mennyisége 54,4 millió tonna volt. Ez a mennyiség több, mint kétszerese az ugyanezen időszakban kibányászott szén mennyiségének  A növényi biomassza két harmada gabona, s ennek 63%a melléktermék  A melléktermékek hasznosítása csak részben megoldott az állattenyésztés és az energiatermelés (direkt tüzelés) használ csak fel korlátozott mértékben ilyen anyagokat

Miért fontos ez a téma?  Magyarország kiváló adottságokkal rendelkezik a biomassza termeléshez – érdemes lenne végre azzal foglalkozni, amihez értünk, s amihez jók az adottságaink

 Vidék- és településfejlesztés sürgető, vidéki lakosság megtartása, foglalkoztatása elengedhetetlen  Nyersanyag és energiafüggetlenség biztosítása  Ásványi források kimerülése  Globális felmelegedés kiküszöbölése  Nemzetközi egyezmények (Rio de Janeiro, Kyoto)  EU előírások, szabályzatok: megújuló energia részarányának növelése (közlekedési szektorban is: etanol), termőterületek kötelező kivonása

Megújuló alapanyagok csoportosítása  A megújuló alapanyagok alapvető csoportosítása növényi fajták szerint: • olajos növények, • rostnövények, • szénhidrát növények,

• fehérjenövények, • energiacélú növények, • erdészeti és speciális növények.

 Ipari felhasználás szerinti csoportosításuk: • • • •

polimerek, kenőanyagok, oldószerek, felületaktív anyagok,

• • • •

erősítő, rostanyagok, finom vegyszerek, bioenergiai alapanyagok, erdészeti termékek.

Zöld vegyészet kukorica, búza, burgonya, stb.

cellulóz

keményítő

cukorrépa

glükóz etanol

szacharóz

olajos növények

proteinek

zsírsavak

papír, műszál, kemikália, kozmetikum, kenőanyag, karton műanyag gyógyszer mosószer üzemanyag ragasztó, üzemanyag, festék, műanyag festék műanyag ragasztó

Keményítő felhasználása régi csoportosítás szerint  Szemcsés natív formában  tablettakészítés - gyógyszeripar  púderek – kozmetikai ipar  Lebontási termékként • keményítőszörpök, • dextrinek, • glükóz (fruktóz),

• hidegen duzzadó keményítő, • hipoklorittal oxidált keményítő, • glükóz átalakítási termékek.

 Keményítő származékként • keményítő foszfátészterek, • karboxil metil keményítő, • kationos keményítők,

• hidroxialkil keményítők, • keresztkötött keményítők.

Keményítő modern felhasználása Biodegradálható „műanyagok” Amilóz / Amilopektin arány Víz + Poliolok glicerin mellett (~30-40 v/v %)

Keményítő + Plaszticizáló szer

Hő

Thermo Plasticized Starch

• Előny: - környezetbarát Megoldás: adalékanyagok - biodegradálható (cellulóz, hemicellulóz, fehérje, • Hátrány: lignin, polikaprolakton) - vízáteresztő - mechanikailag gyenge Felhasználási területek: • Csomagolóanyagok • Evőeszközök • Komposzt zsákok

• Pelenka • Jutalomfalat / „csont”

Kukorica, mint az üzemanyag-előállítás alapanyaga

keményítő

élelmiszeripari alkohol • mint élvezeti cikk, • több ezer éve ismert, • kukoricából készül a bourbon (amerikai) whiskey

keményítő

üzemanyag alkohol • üzemanyagként 80-100 éve, • nagyobb volumenben 30 éve • főleg az USA-ban

Melléktermékek keletkezése maghéj: takarmány (~10%)

endosperm: keményítő

csíra: olaj termény mellett ~120-150% melléktermék

Erdő az ökológiai földhasználat Erdő produkciója aszemszögéből szántóföldi termőhely produkciójával azonos nagyságrendű. Hasznosítási mód

Nettó szárazanyag biomassza (t/ha/év)

Erdő

6-30

Szántóföld

10-30

Rét

20-30

Tavak, folyók

1-15

Füves sztyepp

1,5-15

Szavanna

2-20

Sivatag

0-2,5

Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből  Az erdők összbiomassza mennyisége megegyezik az óceánokéval (erdősültség kb tizede az óceánénak).  Az erdő primer produkciója vertikális rétegződést mutat.  A produkció a területnagyságra eső fotoszintetizáló levélfelület nagyságától függ (levélfelületi index).  A levélfelületi index fajoktól, klímától, és egyéb ökológiai adottságoktól függően különböző lehet.  Az egyedsűrűség növelése csökkenti a fény hasznosulását.

Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből Fenyőerdő hasznosítja legjobban a leérkező fényenergiát Hasznosítási mód

Levélfelület index (m2/m2)

Tiszta bükkös

5,5

Nyírfaerdő

2,0

Fenyőerdő

13,1

Tölgyes-bükkös

8-9

Tölgy-nyír

4-6

Erdő az ökológiai földhasználat szemszögéből  Fajszám szempontjából nem túl gazdag (pl KözépEurópában 50 fafaj kb 200 virágos növény)

 Az erdőben élő állatfajok fajgazdagsága jóval nagyobb (kb 7.000)  Emberi beavatkozás nélkül is a klimatikus viszonyok jellegzetes dinamikát adnak ez erdei biocönózisnak.  Európában az erdők legnagyobb mértékben emberi beavatkozás alatt állnak