Agroökológia 2

5/10/2018 Agro kol gia 2 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/agrooekologia-2 1/31

Alapfogalmak és alapelvek

Környezet és biotóp Környezetnek nevezik mindazon fizikai és biotikus tényezők

együttesét, amelyek egy élő rendszer működését valamilyenmódon befolyásolják.

Az élő rendszer működését befolyásoló egyes tényezők a környezetitényezők.

Biogén (élő) és abiogén (élettelen) környezeti tényezőketkülönböztetnek meg, amelyek szoros kölcsönhatásban állnakegymással.

– abiogén környezeti tényező pl. a hőmérséklet, a fény, anedvességtartalom, edafikus (talaj)-tényezők, amelyet viszont a

– biogén tényezők pl. növényzet, nagymértékben befolyásolhatnak.



Abiogén környezeti tényezők- I. Fény

• Fénynek nevezzük az elektromágneses sugárzásnak egy bizonyostartományát, amelyből a 400–800 nm hullámhosszúságú az ember

számára látható a következő színekben:

• 400–420 nm – ibolya• 420–490 nm – kék,• 490–540 nm – zöld,

• 540–640 nm – sárga,• 640–800 nm – vörös.

• Ugyanez a tartomány játszik aktív szerepet a növényekfotoszintézisében.

• A földre érkező napsugárzás hullámhossz szerinti intenzitásátvizsgálva megállapíthatjuk, hogy ebben a tartományban van alegintenzívebb sugárzás.

• A növények tehát úgy alakultak ki, hogy a legintenzívebb tartományt

legyenek képesek tömeggyarapodásukhoz hasznosítani. Eztnevezzük fotoszintetikusan aktív (FAR) hullámtartománynak.







A légkör felső határára és a Föld felszínére érkező sugárzás spektruma



A fény hullámhosszúságának hatása a fotoszintézis relatívintenzitására

A 800 nm-nél hosszabb hullámú tartomány az infravörös sugárzás, amelynekbiológiai hatása főleg abban jelentkezik, hogy elnyelése után emelkedik anövény és környezetének hőmérséklete.A fotoszintetikusan aktív tartományból a kék és a vörös fényből nyelnek ellegtöbbet a növények.



A megvilágítás időtartama, illetve a nappal hosszúságakét fő irányba fejt ki hatását:

• 1. a fotoszintézishez rendelkezésre álló időtartamtólfügg a növény tömeggyarapodásának lehetősége;

• 2. a hosszú-, illetve a rövidnappalos növényfajok egyesfejlődési fázisainak bekövetkezése a nappal, illetve azéjszaka hosszúságától függ.

A fotoperiodizmus a földrajzi elterjedéssel állkapcsolatban. Különböző földrajzi környezetben

ugyanis a törzsfejlődés során a populációk eltérőnappalhosszúsághoz alkalmazkodtak, és virágzásukat ehhez a megvilágításhosszhoz igazították.

Ennek alapján megkülönböztetünk hosszúnappalos,rövidnappalos és a megvilágítás időtartamáraközömbös növényeket.



• A rövidnappalos növények a trópusokról vagy aszubtrópusokról származnak (ahol a megvilágítás hossza

napi 12 órához közeli).

• A mérsékelt égövben élnek a hosszúnappalos növények,amelyek a vegetációs periódus alatt napi 12 óránál jóval

hosszabb megvilágítást kapnak.

• Hosszúnappalos növény pl. a zab, a cukorrépa, asárgarépa, a rozs, a saláta, a mák, a lucerna, a búza és azárpa .

• Rövidnappalos pl. a kender, a dália, a csicsóka, a szója, adohány, a banán, a rizs, a köles és a cirok.



• A megkötött fényenergia a fotoszintézis során energiában gazdagszénvegyületekben (mindenekelőtt cukrokban) kötődik meg, majdkésőbb döntő mértékben a légzési folyamatok révén használódik felmunkavégzésre.

• A különböző növények fotoszintetikus kapacitása között igen nagyeltérések vannak.Optimális feltételek mellett az erőforrások bőségéhez szokotttermesztett és gyomnövények sokkal hatékonyabban kötik meg a

CO2-t, mint a limitált környezethez adaptálódott fajok (pl. szikespuszták és sivatagok növényei, az árnyéknövények, a hideg égöv ésa magas hegyek növényei).

• A sugárzás intenzitásának fokozódásával a C4-es növényekproduktivitása is sokkal erőteljesebben nő, mint a C3-as növényeké .

• A fotoszintézis hatékonyságát a fentiek mellett a rendelkezésre állóvíz mennyisége is nagymértékben befolyásolja.



• A C4-es típusú fotoszintézis a CO2 megkötésénekelsősorban a trópusi fűfélékben (pl. cukornád, kukorica),

de más növényekben is előforduló, Calvin-ciklustól eltérőútja.• Lényege, hogy a megkötött CO2 először nem három

szénatomos (C3-as), hanem négy szénatomos (C4-es)szerves savakban jelenik meg.

• Ökológiai jelentősége a fotoszintézis magas hőmérsékletés erős megvilágítás melletti nagyobb hatékonysága.

• A CO2-t először 3 szénatomos szerves savakba kötő,

leginkább a mérsékelt és hideg égöv alatt elterjedtnövények a C3-as, míg az itt leírtak az ún. C4-es növények.



A növények fényhasznosításának legfontosabb szerve a levélzet. Ennekméretétől és elhelyezkedésétől függ, hogy a fénysugárzásbólmennyit képes a növény felvenni.

• A levelek méretét alapterületükkel (LA) fejezzük ki, amire alevélfelület elnevezés alakult ki, bár ez a teljes felületnek csak kb. afelét jelenti.

• Az egyedül álló növények optimális körülmények között annál többfényt képesek hasznosítani, minél nagyobb a levélfelületük.Állományban viszont a levélfelület növelésével csak bizonyos határignövekszik a fényhasznosítás, addig, amíg a növények kölcsönösárnyékolása nem gátolja azt.

• Állományban a növényzet levélfelületét nemcsak abszolút értékben,hanem a tenyészterülethez ( At ) viszonyítva is meg kell állapítani. Akettő arányát levélfelület-indexnek (LAI ) nevezzük.

• A LAI értéke egyúttal megfelel egy állomány összes levélfelülete ésaz állomány területe arányának



• Napfénytartam MagyarországonMagyarországon éghajlati viszonylatban a napfénytartam évi

összege mintegy 1750 és 2050 óra között változik. Anapsütéses órák évi összege 2001-ben 1600 és 2050 óra közöttvolt, átlagosan 1900 óra.

•





Globálsugárzás Magyarországon• A globálsugárzás a Napból érkező közvetlen sugárzás és az égbolt

minden részéről érkező szórt sugárzás összege. Mérése 1967-benkezdődött, ezért a 6. ábrán a sokévi átlag az 1971-2000 közötti 30 év

adatai alapján készült. A 2005. évi menet futása természetszerűlegemlékeztet a napsütéses órák havi összegének menetére,maximuma 2005-ben júniusban volt

Abi é kö ti té ők II S él



• Abiogén környezeti tényezők- II. Szél• Az átlagos szélsebesség alapján hazánkat mérsékelten szeles

területnek minősíthetjük.• A szélsebesség évi átlagai 2-4 m/s között változnak. Jellegzetes a

szélsebesség évi járása (24. ábra), legszelesebb időszakunk a tavasz

első fele (március, április hónapok), míg a legkisebb szélsebességekáltalában ősz elején tapasztalhatók.



• A szélirány gyakorisági eloszlását láthatjuk Budapest-Pestszentlőrinc1961-90 és 2005. évi adatai alapján.

• Az ábra jól mutatja, hogy Budapest esetében érvényre jut az Atlanti-óceán és a Földközi-tenger felől érkező ciklonok által meghatározottészaknyugati szélirány.

• A keleties szélirány hangsúlyozottabb megjelenésének oka a városihősziget hatás, valamint a Duna és a Pesti-síkság közötti helyilégkörzés egymást erősítő hatásában keresendő.



• Abiogén környezeti tényezők- III. A HŐMÉRSÉKLET

• A hőmérsékleti viszonyok az élőlények létezését alapvetően befolyásolják.

• A hőmérséklettől nagymértékben függ az anyagcserefolyamatok -közöttük a fotoszintézis, a légzés, az építő és a lebontó folyamatok,valamint a transzspiráció, illetve mindezek közreműködésével anövekedés és a fejlődés - sebessége.

• A földfelszínen tehát a nagy növényzeti zónák is hőmérsékleti adaptációkövetkeztében keletkeztek.

• Minden élőlényre, illetve életfolyamatra létezik egy minimális, egymaximális és egy optimális hőmérséklet.

• Az élőlények adott területen való fennmaradásában nem csupán a napi és

az évszakos ritmussal összefüggő hőmérsékletváltozások, hanem amindenkori szélsőségesen meleg, illetve hideg hőmérsékleti értékek isdöntő szerepet játszanak.



Tűrőképesség grafikonja(toleranciagörbe)



• A mérsékelt és a hideg égöv alatt a hőmérsékleti igény minimumaáltalában a szövetek fagyáspontjával esik egybe (ami a sejtoldatok

jelenléte miatt rendszerint nem 0 °C alatt van), maximuma pedig néhányfokkal alatta van a halálos (letális) hőmérsékletnek.

• Az optimumot többnyire egyéb tényezők, mint pl. a CO2-koncentráció,a vízellátottság és a megvilágítás erőssége befolyásolhatják.

• A C4-es fotoszintézisű, többnyire trópusi származású növények (pl.

kukorica, cirok, cukornád) magasabb hőmérsékleti értékeken mutatnakmaximumot, mint a mérsékelt égövből származó, C3-as típusúak (pl.burgonya, búza, cukorrépa) .

• A hideg tájak növényei 0 °C alatt is fotoszintetizálnak.

• A növények nettó fotoszintézisének felső hőmérsékleti határa ahőkompenzációs pont, vagyis az a hőmérséklet, ahol a két ellentétes,hőmérséklettől függő folyamat, a fotoszintézis és a légzés egymássalegyforma intenzitású.

• A légzés állandóan (fényben és sötétben is) zajló folyamat. Intenzitása ahőmérséklet emelkedésével fokozódik.



• Az élőlények hőtűrése eltérő lehet egyedfejlődésük különböző stádiumaiban. Például az áttelelő mag

kis víztartalma miatt jól bírja a hideget, míg acsírázó mag vagy a kifejlett növény kevésbé.

• A legtöbb élőlény hőmérsékleti optimuma + 20 °C

és +30 °C között van, bár sok faj alkalmazkodott ahidegebb vagy melegebb hőmérsékletűviszonyokhoz is.

• Az állatok és növények, illetve ezeken belül azegyes fajok hőigénye és a hőingadozással szembenmutatott toleranciája igen nagy eltéréseket mutat.







Jelentős szerepe van a hőmérsékletnek egyes növényfajok fejlődésiszakaszainak kiváltásában,

• a vernalizáció vagy jarovizáció folyamatában, amikor meghatározott

időtartamú alacsony hőmérséklet szükséges a generatív szervekkifejlődéséhez, a magszárképződéshez (pl. őszi kalászosok, cukorrépa).• • Más fajokban (pl. retek, fejes saláta, spenót) a magas hőmérséklet váltja

ki a magszár képződését.

• A hőmérsékletnek a fejlődési szakaszra gyakorolt hatása függ a nappalhosszúságától is.

• Vannak olyan fajok, amelyek csírázó mag állapotban, mások későbbifejlődési szakaszban esnek át a vernalizáción.

• A vernalizációs folyamatok ellenkező hőmérsékleti kezelésselmegállíthatók, illetve egy bizonyos határig vissza is fordíthatók.



Hőösszeg:

• Az adott időszak napi átlaghőmérsékleteinek összegenaponta.

Hatásos hőösszeg pl. kukoricánál:

• Az adott időszak 10°C feletti napi átlaghőmérsékleteinek összege naponta. Tehát, ha a napi átlaghőmérséklet 11°C,akkor 1°C kerül csak összegbe. Klasszikus esetben, ha a

napi átlaghőmérséklet kisebb mint 10°C, akkor az adott napnem szerepel az összesítésben.

A tenyészidőszak hossza:

•

A biológiai 0° (10°C) feletti átlaghőmérsékletű napok száma.Kezdetének és a végének számítása a haviátlaghőmérsékletekből történik interpolációval. Ezáltal anapi ingadozások kisimulnak és a számítás egyszerűbb lesz.



• A zöldségfélék számára optimális hőmérsékletek

meghatározására elterjedten használják MARROV– HAEV következő képletét: t opt.= t+-7 oC

•

ahol t = optimális hőmérséklet a vegetatív ésreproduktív fázisban, fényszegény időben.

• A csírázás hőmérsékleti optimuma = t + 7 oC.

• A szikleveles állapot hőmérsékleti optimuma = t – 7 oC.



A szélsőséges hőmérsékletek hatása

a fagy hatása

A talaj megfagyása nem teszi lehetővé a növények vízfelvételét, az

ilyenkor jelentkező pusztulást kifagyásnak nevezzük.• A fagy és az azt követő fölmelegedés hatására bekövetkező

talajmozgás elszakíthatja a gyökereket, ami a növények felfagyását okozza.

• Lefagyásról akkor beszélünk, amikor csak valamely növényrész

hal el fagyás következtében.

Az egyes növényfajok fagytűrő képessége nagy eltérést mutat.Minél nagyobb egy faj optimális hőmérsékleti igénye, annál

nagyobb a fagyérzékenysége.A fagyérzékenység függ a sejtnedv ozmotikus értékétől. Minél több

ásványi só és szénhidrát van a sejtekben, annál nagyobb afagytűrő képességük.



Magyarország hőmérsékleti viszonyai

• 2005-ben az országos évi középhőmérséklet 9,7 °C volt, ami 0,2°C-

kal elmaradt az 1961-90-es 30 éves átlagtól. Az országon belül

5,5°C és 11,3°C között alakultak az évi középhőmérséklet értékek.

Az országos évi középhőmérsékletek és a sokévi (1961-90) átlag





• 2005-ben az országos évi középhőmérséklet 9,7 °C volt, ami 0,2°C-kal elmaradt az 1961-90-es 30 éves átlagtól. Az országon belül5,5°C és 11,3°C között alakultak az évi középhőmérséklet értékek

2005. évi középhőmérséklet (°C)



• 2005-ben országos átlagban 29 nap volt téli (Tmax <= 0°C), 1 nappal többmint a szokásos, és 14 nap zord (Tmin <= -10°C), ami 3 nappal több, mint amegszokott. Nulla fok alatti hőmérséklet 116 napon fordult elő - a 30 évesátlagérték 97 nap.2005-ben nyári nap (Tmax >= 25°C) 69 volt átlagosan, ami a szokásosnakmegfelelő érték. A hőségnapok száma (Tmax >= 30°C) 13 volt, amimindössze 3 nappal marad el az átlagos 16-tól. Tavaly átlag 1 forró napunk(Tmax >= 35°C) volt, ami megfelel az 1961-1990-es időszak átlagának.



• A növények tápanyag- és vízfelvételénekütemét, valamint a gyökerek növekedését

befolyásolja a talaj hőmérséklete, ezért arrakülön figyelmet kell fordítani.

• Különösen jelentős a talajhőmérséklet a kelés idején, mert meghatározza annaksebességét.

• A talaj hőmérséklete befolyásolja atenyészidő hosszát és a terméshozamotegyaránt.

Documents

Agroökológia 2