Ugrás a tartalomhoz

Az agroökológia modellezéstechnikája

Huzsvai László (2005)

Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum

A növényfenológia paraméterei

A növényfenológia paraméterei

A növények nemcsak elterjedésükkel alkalmazkodnak a környezeti feltételekhez, hanem növekedésükkel, fejlődési ciklusaikkal és produktivitásukkal is. A növekedési és fejlődési ciklusok tehát a környezetre jellemző módon alakulnak. Az életritmus azonban a növények örökletes tulajdonsága. A környezet variabilitása időben változó és területileg különböző. Ennek következtében a növényi produkció mennyisége és minősége tenyészidőszakonként és helyről-helyre is változik. A jelenség a növényi terméselemzésekben kap fontos szerepet. A környezet hatása nem csupán a növényi életfolyamatokban, hanem annak külső megnyilvánulási formájában is felismerhető. K. von Linné természettudományos alapokra építve és leegyszerűsítve közölte (Philosophia Botanica, 1751) felismerését. Linné szerint, a növény fejlődése különböző szakaszokra bontható és valamennyi szakasz kezdetét új szerv megjelenése jelzi. Az új szerv jól azonosítható, pl. a virágzás kezdete, az új szárcsomó képződése, stb. Az új növényi szerv megjelenésének ideje az egyedfejlődést, és a fejlődési ciklusokat is jól jellemezi. Vizsgálatuk csupán fenológiai megfigyelést igényel és bárhol elvégezhető. A fejlődési szakaszok elkülönítése külső jegyek alapján történik, amiket fenológiai szakaszoknak, vagy fázisoknak nevezünk. A fenológiai fázisok tehát a növény egyedfejlődését jellemzik, ugyanakkor azonban nem fejlődési szakaszok. A fenológiai szakaszok összessége viszont a növény vegetációs időszakát adja. Az egyéves szántóföldi növények vegetációs időszaka a vetéssel, vagy a kiültetéssel kezdődik, befejeződése pedig a betakarítással, amely azonban nem a vegetációs időszak vége.

A vegetációs periódus alatt az 5dC-s napi átlaghőmérséklet feletti időszakot tekintik. A vegetációs időszak hossza hazánkban 220-260 nap, amely az ország déli, délkeleti területein kezdődik a legkorábban (március 10.-15.) és az ország északi, északkeleti területein tart a legtovább (október 20.-30.).

A fenológiai fázisok növényenként, illetve növénycsoportonként különbözőek. Kalászos növények esetében a fenológia fázisok:

  • vetés - kelés,

  • kelés - bokrosodás,

  • bokrosodás - szárba indulás,

  • szárba indulás - kalászhányás,

  • kalászhányás - virágzás,

  • virágzás - érés.

Az önmegtermékenyítő kalászosoknál a virágzás és az önmegtermékenyítés is a kalászhányás előtti időben zajlik le, így ezeknél a növényeknél csak kalászhányás-érés fázisról beszélünk. Az érésnek több szakasza ismert, pl. tejes érés, viaszérés, teljes érés.

A kukorica fejlődési fázisai:

  • vetés - kelés,

  • kelés - 5 leveles állapot,

  • 5 leveles állapot - címerhányás,

  • címerhányás - nővirágzás,

  • érési szakaszok.

Cukorrépa:

  • vetés - kelés,

  • kelés - intenzív levélképződés kezdete,

  • gyökérfejlődés - gyökérérettség.

Napraforgó:

  • vetés - kelés,

  • kelés - szárba indulás kezdete (2 levél),

  • szárnövekedés kezdete - virágzás,

  • virágzás - érés.

A fenológiai fázisok tartamának hosszában a különböző meteorológiai elemek, így a hőmérséklet, a csapadék és a napsugárzás játszanak kiemelt szerepet. A fázistartam és a környezeti tényezők között hiperbolikus, vagy parabolikus jellegű összefüggés áll fenn. Az összefüggés alapján a fázistartam a környezeti tényezők alapján becsülhető. A fázistartamot az alsó és a felső ekvivalensek határolják, közöttük az optimális feltételek tartománya helyezkedik el. Az ekvivalensek a szélsőséges helyzetek értékét mutatják, amely feltétel esetén már a növényi életfunkciók károsodnak és a fejlődés, illetve a növekedés megszűnik, például szélsőségesen alacsony, vagy magas hőmérséklet, hosszan tartó nagyon kicsi, vagy nagy talajnedvesség-tartalom esetén, stb.

4.1. táblázat - A termesztett növények bázishőmérsékletei

Őszi búza1-2°CLen3-5°C
Őszi rozs1-2°CLucerna5-6°C
Árpa1-2°CKender6-8°C
Tavaszi búza1-2°CBurgonya7-8°C
Zab1-2°CKukorica8-10°C
Lóhere1-2°CKöles8-10°C
Bükköny1-2°CSzója10-12°C
Répa1-2°CDohány10-12°C
Borsó1-2°CTök12-13°C
Lencse2-3°CRizs12-14°C
Mák2-3°CKáposzta12-14°C
Retek2-4°CUborka13-15°C
Hagyma3-4°CParadicsom14-16°C
Sárgarépa3-5°CGörögdinnye15-17°C
Napraforgó Sárgadinnye 

A növények hőigényét általában a napi középhőmérséklet vegetációs periódusra, vagy fejlődési fázisokra képzett összegével fejezik ki. A hőösszeg számítását de Candolle az 1860-as években vezette be. A növények biológiai értelemben vett hőmérsékleti nulla-pontja az ún. bázishőmérséklet, amelynél a növényi élettevékenység megindul. A bázishőmérséklet fajspecifikus és növényenként változó, vagyis a növények hőigénye különböző. Figyelembe kell azt is venni, hogy eltérő éghajlatú területeken a bázishőmérséklet azonos növényfajra is különbözhet. A bázishőmérséklet a tenyészidőszak alatt sem állandó, értéke - bizonyos határok között - ingadozik.

A bázishőmérséklet alapján számított hőösszeg és a fenológiai fázistartam közötti reciprok összefüggés a következő:

4.1. egyenlet - A bázishőmérséklet alapján számított hőösszeg és a fenológiai fázistartam közötti reciprok összefüggés

N = s T 0 T 0 m T b = s T 0 T 0 b


ahol: N : a fázistartam napokban T0 : a napi középhőmérséklet Tb : a bázishőmérséklet b : a növényre és a fenológiai fázisra jellemző állandó

A klimatikus tényezők a növény fejlődésére gyakorolt hatásukat együttesen fejtik ki. A környezeti hatás kimutatására különböző indexeket dolgoztak ki. A radiotermikus index hőmérséklet mellett a besugárzás hatását fejezi ki:

4.2. egyenlet - A radiotermikus index

RTI = s 0 t T 0 m T b s 0 t G T C n J m 1


ahol: G : a t időtartam alatt a globálsugárzás összege

A radiotermikus index és a fázistartam közötti összefüggés:

4.3. egyenlet - A radiotermikus index és a fázistartam közötti összefüggés

N = A s RTI b T nap


ahol: A értéke búzára 531-963 b értéke búzára 0,64-0,82

A statisztikai elemzések szerint a számított fázistartam számított és mért értéke jó egyezést mutat (r g 0,9).

A fototermikus index hőmérséklet és a napfénytartam együttes hatását fejezi ki:

4.4. egyenlet - A fototermikus index

FTI = s 0 t T 0 m T b s 0 t NF T dC n óra m 1


ahol: NF : a t időtartam napfényes óráinak a száma

A hősugárzás n fény kapcsolat elemzése érdekében célszerű a radiotermikus és a fototermikus index egyidejű meghatározása.

A fázistartam alakulásában a talajnedvességet meghatározó csapadék és hőmérséklet viszonya fontos szerepet játszik. A két tényező együttes hatását a hidrotermikus index-el fejezik ki:

4.5. egyenlet - A hidrotermikus index

HI = s Cs 0 . 1 s T b T mm s C


ahol: Cs : az időszak csapadékösszege (mm)

A nevezőben a bázishőmérséklethez számított hőmérsékleti összeg szerepel, amelynek értéke az éghajlattól és a növény igényétől függően széles határok között változik. Minden növény csaknem minden fejlődési fázisának van egy optimális hő- és vízellátottsági viszonyszáma. A növényi produkció optimális csapadék és hő arány esetén a hidrotermikus indextől parabolikusan függ.