Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)
1. szám - Decsi Éva Kincső: Kukorica távérzékelésen alapuló víztakarékos öntözése
22 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2004. 84. ÉVF . 1. SZ. Tesztnövényként a Gazda TC hibridet alkalmaztuk, amely a köztermesztésben régóta kedvelt, módosított háromvonalas, lófogú szemes kukorica. Az SC hibridekkel is versenyképes, középérésű (FAO: 450) növény, jó alkalmazkodó képességű. Eredetileg száraz körülményekre nemesítették, de az öntözést is meghálálja. A kísérleti területen 10 cm tő-, illetve 70 cm sortávolságra juttattuk ki a vetőmagot. Hektáronként 100 kg N, 80 kg P és 120 kg K műtrágya hatóanyagot is kiadtunk. Az öntözést csepegtető eljárással végeztük, a lehető legkisebbre csökkentve ezzel a lehetséges párolgási veszteséget. A "real-time" öntözés-tervezésben rejlő víztakarékosság lehetőségét kihasználva alkalmanként csak kevés vizet juttattunk ki a területre (20-40 mm), 6-8 mm/h intenzitással. Vizsgált paraméterünk a növény- és léghőmérsékleti differenciából származtatható CWSI (Crop Water Stress Index - Növény Vízstressz Index), amelyet naponta egyszer, magas napállásnál (11-15 óra között), kezelésenként három ismétlésben mértünk a Scheduler nevű - a talaj közeli távérzékelésre szolgáló műszer segítségével. 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. Az érték az eredeti index Keszthelyre módosított változata (Anda, 2002). A CWSI elméleti közelítése Jackson (1982) alapján A tényleges párolgást a potenciális arányában kifejezve olyan mutatót kaphatunk, amely a növény vízellátottság mértékének kifejezésére alkalmas CWSI = 1 - -EI = T • (1 + fj / r. ) - Y* PET A + Y(1+r c p/r.) - ET és PET: a tényleges- és a potenciális párolgás aránya, - r c és r,: a növény- és a határréteg ellenállások, - y: a pszichrometrikus állandó, A: a telítés-hőmérséklet kapcsolat-leíró görbe meredeksége. Az ellenállások aránya: r c/r, = n,C' t/ (p C. )-(TfT 1)(A-Hr)-(q'(T f)-q) Y [(T.-T.) - r.Q*/(pC p)] - p: a levegő sűrűsége, - C p: az állandó nyomáson vett fajhő, - T c-T,: növény- és léghőmérsékleti differencia, - Q*: a levélzet nettó egyenlege, - q*(T c)-q: a telítési és a tényleges vízgőz koncentráció különbsége. Van Bavel-Ehler (1968), ill. Thom-Oliver (1977) szerint r,= 4.72. flnfz-dl/znl' 1 + 0,54U ahol U: szélsebesség, - z, zo és d: az állomány felépítésétől, architektúrájától fllggő növényi jellemzők. Értéküket empirikus úton közelítjük, és a növénymagasság, valamint a szélprofil ismeretében számoljuk. A Scheduler ismertetése A műszert a Standard Oil Engineered Materials Company konstruálta 1985-ben, s 22 növényfajra állított elő beépíthető programot, amelyek a növény vízellátottságának meghatározását empirikus 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. A Scheduler nem más, mint egy hordozható meteorológiai állomás, ahol az adatgyűjtés és az adatok feldolgozása (víz-stressz index számítása) egy 64 Kbyte-os mikroprocesszor segítségével történik. A konstruktőrök által szerkesztett növényi programokat a gyártók, a megrendelők szándéka szerint fajonként és esetenként fejlődési ciklusonként "égetik" bele a műszer memóriájába. A műszer több érzékelővel - pyranométer, pszichrométer és infra-hőmérő - rendelkezik. 30 memória-egysége ugyanennyi kezelés vízstressz indexének követését, rögzítését és grafikus megjelenítését 15 napon keresztül képes megoldani az előre betáplált programok felhasználásával. Az infra-hőmérő - amely az állomány hőmérsékletét méri - a 8-12,5 nm-es hullámhossz tartományban érzékel, stabil emissziós tényezőnél (0,99). A hőmérő az állománnyal 30°-os szöget zár be. A letapogatott terület mérete - a műszert 1 m-re az állomány felett tartva, s mintegy 1,5 m-re célozva - kb. 1000 cm 2. A műszer 4 s-onként vesz mintát. Minden mérésnél másfél percig tartott a mintavétel (30 érték), amelyet 3-5-ször ismételtünk, ezáltal minden egyes kezelés átlaga 90-150 mérés középértékét jelenti. A növényhőmérsékleten kívül a léghőmérséklet, a relatív légnedvesség-tartalom és a sugárzásmérés tette teljessé az index számolásához szükséges adatok körét (Anda, 1998). 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 CWSI felhasználási lehetőségét a növények fejlődési stádiuma alapvetően behatárolja, mivel csak záródott növényállománynál alkalmazható. 4. Eredmények Az 1971-2000-es sokéves átlaghoz viszonyítva a 2002. év tenyészidőszaka aridnak mondható: áprilistól szeptemberig 14 %-kal marad el a csapadék mennyisége az átlagtól. Emellett l,l°C-kal múlta felül a hőmérséklet a sokéves átlagot. Méréseinket 2002. június 18. - augusztus 18. között folytattuk (1. ábra), mely időszak az évjárathoz hasonlóan a legtöbb mérési napon melegebb volt, mint a sokéves átlag. Az ábrán az adott hónapok sokéves átlaghőmérsékleteit vízszintes vonalakkal jelöltük (június: 18,7°C; július: 20,5°C; augusztus: 20,1°C). A mérési időszak a tenyészidőszaktól eltérően kiegyensúlyozott csapadékellátásról tanúskodik, amely csapadék mennyisége a sokéves átlagnál ugyan kevesebb, de az eloszlása - a növény fejlődése szempontjából kedvezően egyenletes. Csapadékos, illetve teljesen borult időben méréseket nem végeztünk, mert az infrahőmérő csak derült napokon ad megbízható információt.
