Fagyriasztás és fagyvédelmi öntözési rendszer
A precíziós gazdálkodás elengedhetetlen elemei a saját területre vonatkozó agrometeorológiai adatok. Ennek érdekében a KITE Zrt. létrehozta a saját fejlesztésű – a felhasználó igényeihez igazítható – PrecMET agrometeorológiai állomáshálózatát. A szántóföldi kultúrákban történő hasznosításon túl a rendszer újabb felhasználási területe a tavaszi fagyriasztás és fagyvédelmi öntözésirendszer-vezérlés a gyümölcsösökben.
Az utóbbi években – a globális felmelegedés következményeként az évszakok váltása lerövidült, a tél után viszonylag gyorsan érkezhet a tavaszi felmelegedés, aminek hatására a növények nedvkeringése megindul, így a kisebb fagyhatásokat is rosszul tűrik. Ezek a hirtelen jött tél végi felmelegedések és az ezzel együtt járó éjszakai fagyok, valamint a fagyveszélyes napok számának növekedése komoly károkat okozhat a gyümölcsösökben.
A tavaszi fagyoknak két fő formáját – szállított, illetve kisugárzási fagy – különböztetjük meg:
A szállított fagyok esetében az adott területre hideg légtömeg áramlik be, amely kiszorítja az ott található melegebb levegőt. Jellemzője az élénk légmozgás, illetve, hogy a levegő hőmérséklet szerinti rétegződésében általában nincs 0 °C fölötti réteg, vagyis a földfelszíntől kezdve 0 °C alatti hőmérsékletű a levegő, és felfelé haladva egyre hidegebb lesz. Általánosan elmondható, hogy a szállított fagy ellen nagyon nehéz vagy egyáltalán nem lehetséges védekezni. Szerencsére 6-8 tavaszi fagyból általában egy, max. kettő a szállított fagy.
A másik formátum a kisugárzási fagy, amely elsősorban felhőtlen égbolt és alacsony páratartalom esetén alakul ki. A földfelszín sokkal több hőt sugároz ki, mint amennyit napközben a napsugárzásból felvett. Az alsó légrétegek ilyenkor kisebb-nagyobb mértékben 0 °C alá hűlnek. Általában elmondható, hogy teljes szélcsend jellemző rá, és csak az alsó néhány méteres légréteg hűl le fagypont alá, míg 5 méter fölött már 0°C feletti hőmérsékletű légréteg található. A kisugárzási fagyok ellen a hőtermelésre, a kisugárzás mérséklésére, valamint a légkeverésre alapozó fagyvédelmi módszerek többé-kevésbé megoldást jelenthetnek.
A növényi részeken történő mesterséges jégrétegképzés éppen a komolyabb fagykár elleni védelmet szolgálja
Milyen lehetőségeik vannak a termelőknek a gyümölcsöseik fagytól való megvédésére?
A tavaszi fagyok elleni védekezésre több megoldás áll a termelők rendelkezésére, ám mindegyik módszernek vannak előnyei és hátrányai, melyek alkalmazhatóságukat meghatározzák.
Alapvetően a fagyvédelmi módszereket két fő csoportra oszthatjuk: passzív, illetve aktív módszerekre.
A passzív módszereknél a fagyos éjszakán közvetlenül nem avatkozunk be. Ezek lehetnek: a termőhely megfelelő kiválasztása, nagyobb koronamagasság kialakítása, fagytűrőbb alanyok, fajok, fajták választása, kémiai védekezés vagy a növénykondicionálás. Fő célja a fagy jövőbeni elkerülése vagy gyakoriságának csökkentése, illetve esetleges hatásának mérséklése.
Kisugárzás esetén a fagyvédelmi öntözés indításához nem a légköri „száraz” hőmérsékletet, hanem a nedves hőmérsékletet kell figyelembe venni, mely függ a relatív páratartalomtól is
Az aktív fagyvédelmi módszerek lényege, hogy a fagyos éjszakán a hőmérséklet alakulásába közvetlenül beavatkozunk, már a fagy beállta előtt vagy a fagy beállta után, a kritikus hőmérséklet elérésekor. Ezekkel a módszerekkel próbáljuk a fagy kialakulását gátolni vagy mérsékelni, vagyis az ültetvény hőmérsékletét növelni.
Az aktív fagyvédelmi módszerek a következők lehetnek:
• légkeverés: mellyel a hideg levegő felhalmozódását akadályozzuk;
• füstölés, ködösítés: célja a hőkisugárzás csökkentése;
• fagyvédelmi öntözés: a víz fagyáshőjének felszabadításával történő hőtermelés;
• ültetvényfűtés: tüzelőanyagok égetésével történő hőtermelés.
A következőkben ezek közül a módszerek közül a fagyvédelmi öntözéssel kapcsolatos legfontosabb ismeretekről, gyakorlati tapasztalatokról esik szó.
Lombkorona feletti öntözés
Mindenekelőtt tekintsük át, hogy mi is az a fagyvédelmi öntözés és milyen alapokra épül
Első hallásra talán ellentmondásosnak tűnik, hogy a növényi részeken történő mesterséges jégrétegképzés éppen a komolyabb fagykár elleni védelmet szolgálja, de ha tisztában vagyunk a víz azon fizikai tulajdonságával, amely szerint fagyása közben 1 g víz esetében 335 J (80 cal) hőmennyiség szabadul fel, már érthető minek köszönhető fagyvédelmi hatása.
Mindenki által ismert tény, hogy a víz fagyáspontja kb. 0°C, ezzel szemben a zöld növényi részek fagypontja – a bennük lévő oldott anyagok, sók miatt -1 és -3°C között van. A víz kristályosodása során igen jelentős mennyiségű hő szabadul fel, amely bizonyos mértékig képes fagyáspont fölött tartani a növény hőmérsékletét. A másik jelentős befolyásoló tényező a hőfelszabaduláson túl, hogy a jég rossz hővezető, így lassítja a légkör hűtő hatásának érvényesülését. A fagyvédelmi öntözéssel csak a kisugárzási fagyok ellen tudunk védekezni. Ezzel a módszerrel kb. 6-8 °C hőmérséklet-különbséget lehet kiegyenlíteni. Az öntözés indításának eldöntéséhez ismernünk kell a légkör jellemzőit. A kis sebességű szél fokozza a párolgást, ezért több vizet kell adagolni, illetve 3 m/s-nál nagyobb légmozgás esetén nem lehet elindítani a fagyvédelmi öntözést.
Kisugárzás esetén a növények hőmérséklete nem egyezik meg a levegőben mért adattal, annál 1,5-2°C-szal is alacsonyabb lehet, ezért a fagyvédelmi öntözés indításához nem a légköri „száraz” hőmérsékletet, hanem a nedves hőmérsékletet kell figyelembe venni, mely függ a relatív páratartalomtól is.
A fagyvédelmi öntözést lehet lombkorona feletti, illetve alatti öntözéssel is végezni.
Az öntözés intenzitását, valamint az indítás és a leállítás időpontját illetően szigorú szabályokat kell követnünk. Az alkalmazás technológiájában elkövetett hiba ugyanis komoly termésveszteséget is okozhat.
A maximálisan tervezhető mennyiség nem kevesebb mint 4 mm/h és nem több mint 7 mm/h, mivel az ebből képződő jégtömeg már összetöri a legerősebb növényt és támrendszert is.
Az öntözést a nedves hőmérséklet 0 °C alá süllyedése esetén el kell kezdeni.
A módszer vízigénye: 40-50 m3/óra/ha, melyből adódik, hogy egy egész éjszakai védekezéshez legalább 4-500 m3 vízkészlettel kell rendelkeznünk hektáronként. A mikroszórófejes változatok víztakarékosabbak, itt 2-300 m3 vízkészlet is elegendő, de hátrányuk, hogy -4-5 °C alatt a szórófejbe belefagyhat a víz, illetve kisebb hatékonyságúak.
Megfelelő öntözőrendszerrel kell rendelkeznünk, amely legalább 4 mm/h/m2 mennyiségű víz kijuttatására alkalmas, és amelynek az alábbi kritériumoknak kell megfelelnie:
– megfelelő méretű szárny- és gerincvezeték,
– lényeges a szivattyú méretezése,
– fontos elem a megfelelő szórófej,
– megfelelő hozamú kút vagy tározótó szükséges, folyamatos töltéssel, mivel szakaszolásra nincs lehetőség.
Nagyon fontos, hogy az ültetvény vízelvezetése megfelelő legyen, mivel rövid idő alatt jelentős mennyiségű vizet juttatunk ki a területre, ennek elvezetésére az ültetvényben megfelelő lejtést kell kialakítani, amit már a gyümölcsös telepítésekor figyelembe kell venni.
Mivel a kijuttatott víznek folyamatosan szolgáltatnia kell a hőenergiát a növény belső hőmérsékletének fenntartására, valamint a víz egy részének párolgásához, ezért az öntözésnek folyamatosnak kell lennie a fagyveszély teljes ideje alatt. Sőt, mivel a fagyveszély elmúltával a jég oldódásához és a víz párolgásához is hőenergiaszükséges, a folyamatnak mindaddig folytatódnia kell, amíg a légkör nem képes elegendő hőenergiát szolgáltatni, ez pedig csak 8°C elérése után következik be. Ha az öntözést hamarabb fejezzük be, annak következménye az lesz, hogy magunk fogjuk lefagyasztani a növényállományt.
Fontos azt is figyelembe venni, hogy a fagyási folyamat alatt a megvédendő növényi részeken jégréteg képződik, aminek súlya alatt egyes részek letörhetnek. Ennek elkerülése érdekében csak olyan (támrendszeres – lásd fenti kép) ültetvényben alkalmazható a technológia, amelyben biztosítva van a növényi részek támasztása.
Fagyvédelem lombkorona alatti öntözéssel
Amennyiben a gyümölcsöst a korona alatt elhelyezett miniszórófejekkel öntözzük, akár ezek is lehetőséget adhatnak bizonyos mértékű fagyvédelemre. Amikor a kisugárzási fagy nem nagyobb -2,5 °C-nál, valamint a talajfelszín száraz és a relatív páratartalom alacsony, akkor ezzel a rendszerrel is sikeres lehet a fagyvédelmi öntözés.
A KITE Zrt. fagyriasztás- és fagyvédelmiöntözés-vezérlő rendszere:
A KITE Zrt. derecskei telephelyén kiépítésre került a saját fejlesztésű fagyriasztás- és fagyvédelmi öntözésirendszer-vezérlés.
A fagyriasztás és a fagyvédelmi öntözési rendszer vázlata
Az almásban 0,60 m és 3,5 m magasságban került elhelyezésre egy nagy pontosságú hő- és páratartalom-mérő, melynek az adatait egy ún. node továbbítja a területen – de nem az ültetvényben – elhelyezett agrometeorológiai bázisállomásnak. Ez méri a környezeti feltételeket, többek között a szél erősségét (3 m/s-nál nagyobb szél esetén nem lehet indítani a fagyvédelmi öntözést), valamint referenciaértékként az ültetvényen kívüli hőmérsékletet. Az adatok GPRS-kapcsolaton keresztül kerülnek továbbításra a szerver felé, ahol a rendszer kiszámolja a nedves hőmérsékletet, amely az alapját képezi a fagyriasztásnak. A két különböző magasságban elhelyezett szenzor méréséből egyrészt eldönthető, hogy szállított vagy radiációs fagyról van szó, másrészt amennyiben a nedves hőmérséklet 0 °C alá csökken, a rendszer a gazdálkodó telefonjára küldött SMS-ben elküldi a fagyriasztást. Így neki lehetősége nyílik arra, hogy a fagyriasztás alapján egy SMS-parancs kiadásával elindítsa a fagyvédelmi öntözést, illetve ugyanígy a fagyvédelmi öntözés végén szintén egy SMS-paranccsal leállítható a rendszer. A környezeti paraméterek folyamatosan nyomon követhetők a precgazd.hu portálon keresztül.
A rendszer előzetes felmérést követően, szükség szerinti módosítással különböző fagyvédelmi öntözőrendszerekhez illeszthető.
