Ugrás a tartalomhoz

Zöldségtermesztők kézikönyve

dr. Balázs Sándor

Mezőgazda Kiadó

A víz szerepe

A víz szerepe

A zöldségfélék friss tömegének mintegy 90%-át a víz teszi ki, és minden életfolyamatnak alapfeltétele a víz jelenléte. A vizet túlnyomórészt a gyökerek veszik fel a talajból, de más növényrészek is képesek vízfelvételre.

A növények vízellátottságát környezetük függvényében vizsgálhatjuk, mert az függ a levegő víztartalmától és a gyökérzóna vízszolgáltató képességétől. Ezeket pedig befolyásolja sok egyéb környezeti tényező is, különösen pedig a fény és a hőmérséklet.

A növényt úgy tekinthetjük, mint egy vízforgalmi rendszer részét. A rendszer másik két elemét, a légteret és a talajt a növény köti össze. Ebben a rendszerben a víz mozgását egy vízpotenciál-lépcső váltja ki, amiben a légzőnyílások aktív szerepet töltenek be.

Vízpotenciálon azt a negatív nyomásértéket (szívóerőt) értjük, amellyel valamely közegben kötődik a víz. Potenciálkülönbségek esetén (mint az elektromosságban) a nagyobb vízpotenciálú (kisebb negatív számértékű) helyről a kisebb felé áramlik a víz. Potenciálkülönbség nélkül nincs áramlás. Minél nagyobb viszont két hely között a potenciálkülönbség adott ellenállás esetén, annál intenzívebb a vízáramlás.

A levegő–növény–talaj rendszeren belül a levegő és a talaj között a legnagyobb a potenciálkülönbség, a növény vízpotenciálja pedig a talajéhoz áll közelebb. A vízpotenciál napi ingadozása a levegőben a legnagyobb, ezt követi a növényé, majd a talajé. A növényen belül is jelentős vízpotenciál-különbségek vannak.

A levegő vízpotenciálja relatív páratartalmától (Rp, %) függően a következők szerint változik:

Rp, %,

Vízpotenciál, bar

100

0

95

–69

90

–141

80

–301

70

–481

60

–687

50

–933

0

–?

A zöldségtermesztésben a levegő páratartalmát csak a termesztőlétesítményekben tudjuk szabályozni, ott is csak öntözéssel vagy szellőztetéssel. A relatív páratartalom növelésével csökkenthetjük a túlzott mértékű transzspirációt, amit a növény hőmérsékletének emelkedése és a levegő vízpotenciáljának csökkenése idéz elő.

Azonos páratartalom esetén a levegő hőmérsékletének növekedése a relatív páratartalom csökkenését és ezen keresztül a vízpotenciál csökkenését okozza és viszont.

A levél vízpotenciálja a sejtek ozmotikus potenciáljából és a turgornyomás potenciál összegéből adódik ki.

A turgorpotenciál mindig pozitív értékű, mivel nyomást gyakorol a sejtnedvre, az ozmotikus potenciál viszont mindig negatív értékű, mert szívóerőt fejt ki a vízre. Minél nagyobb a sejtnedv koncentrációja, annál nagyobb negatív számértékű annak ozmotikus potenciálja. A teljes turgorban lévő sejtek ozmotikus potenciálja mínusz 10 bar körül van.

Szárazság hatására a levelek vízpotenciálja sokkal nagyobb mértékben változik, mint az ozmotikus potenciáljuk. Reggeltől délig pl. a párologtatás hatására az ozmotikus potenciál 2–3 bar, a levél vízpotenciálja viszont több 10 bar értékkel változhat, amit a turgor csökkenése vált ki, a levelek lankadását okozva. A levelek vízpotenciálja és a légzőnyílásuk ellenállása között szoros összefüggés van. A légzőnyílások ellenállása mínusz 10 bar levél-vízpotenciálnál hirtelen megnő.

Besugárzás hatására a reggel turgeszcens állapotban lévő levél fölmelegszik, vizet párologtat, a sejtnedv koncentrálódik, ozmotikus szívóereje – kellő vízutánpótlás nélkül – mindaddig növekszik, amíg a sejtekben plazmolízis nem következik be. Egyidejűleg csökken a turgornyomás értéke, és a kettő együttes hatására növekszik a sejt szívóereje.

A bablevél víztartalmának 1%-os csökkenése kb. 1 bar vízpotenciál-változással jár.

A levél vízpotenciáljának csökkenése a legtöbb zöldségfajnál gyorsan csökkenti a levél növekedését, majd a fotoszintézis intenzitását és ezt követően a légzést is (28. ábra).

28. ábra - A levél vízpotenciáljának hatása a növekedésre a fotoszintézisre és a légzésre

A levél vízpotenciáljának hatása a növekedésre a fotoszintézisre és a légzésre


A levél növekedése mínusz 6 bar vízpotenciál körül már minimális, a fotoszintézis intenzitása mínusz 10 barnál kezd számottevően csökkeni.

A vízpotenciál enyhe csökkenése (mínusz 4 barig) a nap néhány órájában még nem jelent nagy kárt, mert a bőséges nappali fotoszintézist követő éjszakai turgornövekedés eredményeként pótlódhat a növekedés. Ezért gyakori az éjszakai levélnövekedés, mert nappal sokszor előfordul a vízpotenciál kisebb-nagyobb mértékű csökkenése.

A növények napi fotoszintézise és a napi minimális levélpotenciál között lineáris összefüggés található. A fotoszintézis napi összege kb. mínusz 20 bar minimális vízpotenciálnál csökken le nullára.

A levegő páratartalmának csökkenése mozgató szívóerőt fejt ki a párologtatásra, amelynek vízveszteségét a talajban lévő gyökereken keresztül kell pótolni, ez pedig a talaj vízszolgáltató képességtől függ.

A talaj vízpotenciáljának víztartalomtól függő változását a 29. ábra szemlélteti.

29. ábra - A közeg víztartalmának hatása a vízpotenciáljára

A közeg víztartalmának hatása a vízpotenciáljára


A növény addig képes az elpárologtatott vizet a talajból pótolni, amíg a növény vízpotenciálja el nem éri a talaj vízpotenciáljának értékét. Kiszáradáskor – a levegőéhez hasonlóan – a talaj szívóereje is gyorsan növekszik.

A növények hervadáspontja az egyes fajok szárazságtűrésétől függően, kb. mínusz 15 bar vízpotenciálon (azaz szívóerőn) van, de amint az előzőekben láttuk, fontos élettani folyamatok sokkal előbb kezdenek lassulni. HARTMANN–ZENGERLE (1979) szerint a paradicsom vízfelhasználása csak mínusz 0,12 bar vízpotenciálig arányos a besugárzott energia mennyiségével. DREWS (1979) szerint az uborka öntözését mínusz 0,04, a paradicsomét mínusz 0,07, a fejes salátáét pedig mínusz 0,13 bar talajvízpotenciál elérésekor kell megkezdeni. KRIEG–SEIFERT (1977) szerint a szárazságtűrőnek ismert vöröshagymát mínusz 0,5 vízpotenciálnál öntözve 20%-kal kevesebb termést kaptak, mint amikor már mínusz 0,4 barnál kezdték az öntözést.

A talaj-vízpotenciál hatása a növények vízellátottságára függ a talaj vízvezető képességétől és a növények gyökereinek elhelyezkedésétől is. Homokos talajban nagyobb víztartalom szükséges a kötött talajéval azonos vízellátottsághoz, ahhoz, hogy a vízben leszegényedett gyökér menti talajrétegek újból átnedvesedjenek. A mélyebben elhelyezkedő és a talaj nagy tömegét sűrűn behálózó gyökérzet több vízhez képes juttatni a növényt. A tömörített talajok, pl. a préselt tápkockák is kisebb szívóerőértéknél kezdik meg gátolni a vízfelvételt. Ha a talaj mínusz 1 baros vízpotenciál-értéke gyakori, az 50%-nál nagyobb mértékben is csökkentheti a terméshozamot.

A növények vízforgalmát legjobban a transzspirációval jellemezhetjük. Ennek intenzitása a levegő relatív páratartalmának csökkenésekor mindaddig növekszik, amíg a növény a talajból elegendő vízutánpótláshoz jut. A transzspiráció mértékének növekedésével egy ideig nő a fotoszintézis intenzitása is, de az erősen nyitott légzőnyílásokon át tovább növekszik a vízleadás, mint a CO2 felvétele.

A vízfelhasználás hatékonyságát a gyakorlatban az elpárologtatott víz és a keletkezett szárazanyag arányát kifejező transzspirációs együtthatóval szoktuk jellemezni. Ez azt fejezi ki, hogy egységnyi szárazanyag előállításához hány egységnyi víz került felhasználásra. Ennek átlagos értéke – a növény tulajdonságaitól és a környezeti feltételektől függően – 300–600 között van.

A gyorsan növekvő fiatal növények transzspirációs együtthatója az átlagosnál jóval kisebb (100–200) is lehet, az idősebb, rossz körülmények között élőké azonban az 1000-et is meghaladhatja.

Az egységnyi tömegű termés kifejlődéséig a növény és a talaj által együttesen elpárologtatott víz mennyisége a vízfogyasztási együttható.

A növények nemcsak a légzőnyílásokon keresztül párologtatnak, hanem egyéb felületen is. A légzőnyílások transzspirációja teljesen nyitott állapotban 60–80 g/m2/h, az egyéb párologtatásuk viszont csak 1–10 g/m2/h körül van, tehát a légzőnyílásokon távozó víz mennyisége a döntő.

A transzspiráció intenzitását növeli a besugárzás és a hőmérséklet növekedése, a levegő páratartalmának csökkenése, és jelentős szerepe van a légmozgásnak is (30. ábra). Mivel azonban a transzspiráció intenzitását a légzőnyílások nyitásával és zárásával a növény aktívan képes szabályozni, e fizikai tényezők hatása nem lineáris.

30. ábra - Uborka transzspirációja a fénytől és a hőmérséklettől függően

Uborka transzspirációja a fénytől és a hőmérséklettől függően


A viszonylagos vagy relatív transzspiráció intenzitása azt fejezi ki, hogy milyen arányban van a transzspiráció azonos körülmények között a szabad vízfelületek párologtatásával. E kettő aránya fontos mutatója lehet a növény vízellátottságának és potenciális terméshozamának. Minél jobban képes követni a növény transzspirációval a szabad vízfelület párologtatásának ütemét, annál nagyobb teljesítményre képes, mert a transzspiráció és a CO2 felvétele összefüggő folyamatok. A CO2 felvételéhez a növénynek vizet kell leadnia. A vízleadás csökkenése bizonyos határok között csökkenti a CO2 beáramlását, de e két folyamat kapcsolata nem lineáris. Erősödő fölmelegedéskor és csökkenő páratartalomban a vízleadás gyorsabban nő, mint a CO2-felvétel. Ennek oka többek között abban keresendő, hogy ilyenkor nagyobb mértékben növekszik a levegő és a növény vízpotenciálja közötti különbség, mint a levegő és a sejt közötti járatok CO2-tartalma közötti különbség. Továbbá szerepe van annak is, hogy a vízmolekulák kisebbek, mint a CO2-molekulák.

Elegendő víz jelenlétében a növények vízfelhasználásának évi menetét a transzspiráció intenzitása és a párologtató lombfelület mérete együttesen határozzák meg, az durván a kettő szorzatából adódik.

A transzspiráció intenzitásának növekedésekor csökkenni kezd a levelek víztartalma, vízpotenciálja, növekszik szívóerejük, amit a vízszállító szövetek közvetítenek a gyökér felé, az pedig a talaj felé, a növekvő vízpotenciál-lépcsőnek megfelelően. A növények különböző részei eltérő mértékű besugárzást kapnak, más a hőmérsékletük, más a szívóerejük. A melegebb növényrészek nagyobb szívóerejük révén nagyobb részt kapnak a vízellátásból. A gyökér és a levél közötti vízpotenciál-különbség meghaladhatja a 10 bar értéket is.

A talaj jó vízellátottsága és a víz hozzáférhetősége sem mindig teszi lehetővé a növény optimális vízellátását, mert a vízszállító szövetek vezetőképessége is korlátozó tényező lehet. Üvegházi uborkánál megállapították, hogy a szárak vízvezető képessége csak kb. 100 g/m2 párologtatást tesz lehetővé óránként. Ilyenkor permetező öntözéssel, a levegő páratartalmának növelésével, árnyékolással stb. lehet elejét venni a növények lankadásának.

A növények vízellátottsága befolyásolja a termések nappali és éjszakai tömeggyarapodásának mértékét is. Minél erősebb nappal a besugárzás és minél nagyobb a levegő párahiánya, annál nagyobb mértékű az éjszakai növekedés. Ez is alapja lehet annak, hogy az éjszakai hőmérsékleti optimum értéke függ a nappali hőmérséklettől. Előfordul, hogy az éjszakai növekedés többszöröse a nappalinak. Gyenge fényben és páradús levegőben viszont a nappali gyarapodás meghaladja az éjszakait, ilyenkor az éjszakai hőmérséklet alacsonyabb is lehet.

A növény vízfelvétele szempontjából az volna kedvező, ha a talaj mindig vízkapacitásáig telített lenne. A gyökerek oxigénellátása viszont vízzel telített talajban megnehezül. Ezért a gyökérzet oxigénellátását is szem előtt tartva meg kell találni a fajonként szükséges arányt. A talajok kiválasztásakor, illetve művelésekor arra kell törekedni, hogy egyidejűleg nagy legyen a vízkapacitásuk és a levegőtartalmuk is, ami nagy pórustérfogattal érhető el. A gyökerek kielégítő oxigénellátásához az kell, hogy a talaj pórustérfogatának legalább 10–15%-át levegő töltse ki, de legjobb, ha eléri a 30%-ot.

Megfelelőnek tekinthető, ha a talaj literenként 0,9–1,0 kg/l sűrűségű. A hajtatásban 0,4–0,6 kg/l értékkel lehet nagy hozamokat elérni (31. ábra).

31. ábra - Összefüggés a talaj sűrűsége és porozitása között

Összefüggés a talaj sűrűsége és porozitása között


A zöldségnövények legnagyobb termése homokon 0 és mínusz 1 bar, kötöttebb talajon pedig mínusz 0,3 bar vízpotenciál-értékek körül várható, ha egyidejűleg jó a víz- és oxigénellátás is.

A talaj vízpotenciálja tenziométerrel mérhető, amelynek használata nálunk még alig terjedt el. Talajvizsgálattal azonban megállapítható, hogy az adott talaj bizonyos vízkapacitás-értéke milyen vízpotenciálnak felel meg, és ennek alapján folytatható a vízutánpótlás.

Egy állomány lehetséges napi vízfogyasztása függ a környezet párologtatóképességtől és a levélfelület méretétől. Ennek összefüggéseit a 32. ábra mutatja. Látható belőle, hogy öntözés nélküli körülmények között mennyire fontos a párologtató levélfelület méretét a talaj vízszolgáltató képességéhez igazítani, elsősorban az állománysűrűség helyes megválasztásával. Különös jelentősége van ennek olyan fajok esetében, mint pl. az uborka, amelyiknek a lombfelülete az átlagosnál nagyobb mértékben haladja meg a gyökérzet vízfelvevő felületét.

32. ábra - Budapesten átlagosan lehetséges sugárzáselnyelés és transzspiráció a levélfelület-indextől (LAI) függően

Budapesten átlagosan lehetséges sugárzáselnyelés és transzspiráció a levélfelület-indextől (LAI) függően


A talajra jutó víz egy része megkötődik a talajrészecskék felületén, más része gravitációs úton halad lefelé. A megkötődő víz részaránya a talaj telítettségétől és annak porozitásától függ. A talaj vízkapacitása (VK) az a vízmennyiség, amelyet a gravitációs erővel szemben meg tud tartani. A talaj víztartalmát többnyire a vízkapacitás százalékában fejezzük ki.

A növények a gravitációs víz egy részét is képesek hasznosítani. A lefelé haladó és közben a talajban megkötődő vízből pedig azt a részt képesek felvenni, amely kisebb erővel kötődik a talajhoz, mint amekkora a gyökér szívóereje.

A talajban a vizet megkötik szívóerejükkel a talajkolloidok felületei és a pórusok kapillárisai. A vízkötő képesség a talajoldat sókoncentrációjától függően is változik. A normális talaj ozmotikus szívóereje 5 bar alatt van.

A vízzel teljesen telített talaj szívóereje (vízpotenciálja) nullával egyenlő. A telítetlen talaj szívóereje növekszik. A szántóföldi vízkapacitásig telített talaj vízpotenciálja mínusz 0,15 bar, a hervadási pontnál pedig mínusz 15 bar körül van. Az eddig felvehető vizet hasznos víznek nevezzük, a maradékot pedig holtvíznek.

A talaj hőmérséklete hatással van a gyökér szívóerejére és a talaj vízforgalmára egyaránt. Meleg talajból a növények könnyebben veszik fel a vizet. Alacsony hőmérsékleten csökken a növényi szövetek vízvezető képessége, és lassul a gyökér növekedése is. A talajhőmérséklet és a vízfelvétel összefüggése jelentős szerepet játszik a koraiságban. A melegigényes zöldségfajok (pl. kabakosok, paprika, bab, paradicsom) vízfelvétele már +5 oC-nál lelassul. A sejtfalakon diffúzió útján megy át a víz, ami szintén hőmérséklettől függő folyamat. A növényben a vízáramlás sebessége 50–200 cm/h (33. ábra).

33. ábra - A léghőmérséklet hatása az uborkanövény vízáramának sebességére (DREWS 1979)

A léghőmérséklet hatása az uborkanövény vízáramának sebességére (DREWS 1979)


A növény vízforgalma szoros összefüggésben van a hőmérsékletével és a tápanyagforgalmával. Ezekről a kapcsolódó fejezetekben szólunk részletesebben.

Az egyes zöldségfajok szárazságtűrő képessége, vízigénye között nagy különbségek vannak attól függetlenül, hogy gyökereik vízfelszívó képessége kisebb mértékben tér el egymástól. Nagy szerepe van ebben a párologtató lombfelület és a vízfelvevő gyökérzet egymáshoz viszonyított aránya fajonkénti különbségének. Hasonlítsuk csak össze a hagyma és az uborka lomb–gyökérzet arányát!

Nagy különbségek vannak az egyes zöldségfajok gyökérzete által átszőtt talajtömegben, a gyökeresedés mélységében.

A magas léghőmérséklettel párosuló alacsony talajhőmérséklet a lomb- és a gyökérnövekedés közötti diszharmóniához vezet, mert a lomb növekedési feltételei ilyenkor kedvezőbbek, mint a gyökéréi (ez pl. a csak légfűtéssel ellátott termesztőberendezések helytelen hőmérséklet-szabályozásakor fordul elő). Tekintettel kell lenni arra, hogy a gyökér növekedésének és anyagcseréjének hőmérsékleti optimuma majdnem azonos a föld feletti rész éjszakai hőmérsékleti optimumával. Például az uborka gyökérnövekedésének és -működésének hőmérsékleti optimuma 23–27 oC körül van.

A szárazságtűrést az is befolyásolja, hogy a párologtató levélfelület milyen messze van a gyökértől, ugyanis a hosszú vízszállítási út gátolja a vízforgalmat. A támrendszer mellett hajtatott uborka, paradicsom vagy dinnye párologtató felülete magasan helyezkedik el és nagy kiterjedésű, ami növeli az átmeneti vízhiányra való érzékenységet.

Azok a fajok, amelyeknek a levélfelületén párologtatást csökkentő képletek vagy bevonat (mirigyszőrök, viasz stb.) van, jobban tűrik a szárazságot (pl. hagyma, paradicsom).

A szárazságtűrést növeli a növény jó tápanyagellátása, bőséges fotoszintézise, ami feltétele a gyökérzet erőteljes növekedésének.

A növények szárazságtűrését a tenyészidőszak helyes megválasztásával segíthetjük. Az optimális hőmérsékletű talajba vetett vagy ültetett növény gyökérnövekedése gyors lesz, tehát a vetéssel várjuk meg a talaj kellő fölmelegedését. A szaporítás időpontjának helyes megválasztásával elkerülhető, hogy a növény fő tömeggyarapodási időszaka – amely egybeesik a maximális vízfogyasztással – a legnagyobb szárazság idejére essék. Ez főleg a rövid tenyészidejű fajoknál oldható meg.

A talaj optimális szerkezetének, vízgazdálkodásának kialakítása és fenntartása fontos eszköze a növények hatékony vízfelhasználásának.

Újabban a talajtakarás is kezd terjedni. A műanyag fólia csökkenti a gyomok vízfelhasználását és párologtatását.

A rendszeres gyomirtás csökkenti a termesztett növények és a gyomok versengését a talaj korlátozott vízkészletéért.

Öntözött körülmények között a fiatal növények bőséges vízellátása arra vezethet, hogy sekélyen gyökereznek, és később kevésbé lesznek képesek hasznosítani a talaj mélyebb rétegeinek vízkészletét. Öntözéskor hűtjük is a talajt, ami hátráltatja a gyökerek növekedését. A talaj beöntözésének mélysége is befolyásolja a gyökeresedés mélységét. A sekély nedves réteg korlátozza a gyökerek lefelé haladását.

A csapadék évi eloszlása egyenetlen és összességében is kevés. A levegő párologtatóképessége márciustól októberig meghaladja a csapadék mennyiségét, így a tényleges párolgás kisebb, mint a lehetséges (34. ábra). Ez arra utal, hogy öntözés nélkül a vízigényes növények nem képesek kifejteni potenciális termőképességüket.

34. ábra - Budapest csapadék- és párolgási adatainak sokéves átlaga

Budapest csapadék- és párolgási adatainak sokéves átlaga


A legtöbb nálunk termesztett zöldségfaj tömeggyarapodásának maximuma akkor van, amikor legnagyobb a levegő telítési hiánya, vagyis nagy intenzitású a transzspirációs vízigény a napi átlagos 1,5–2,0 mm csapadékkal szemben.

Az évek túlnyomó részében a hazánkban termesztett zöldségfajok mindegyike nagyobb hozamra képes öntözéssel, mint öntözés nélkül.

Az öntözés megfelelő hatékonyságának viszont feltétele az optimális állománysűrűség és tápanyagellátás is, amelynek a szintje öntözött körülmények között magasabb, mint öntözés nélkül.