A kapacitív termés-szimulációs modell „Környezetgazdasági modellek”, 2009 Copyright © Dale Carnegie & Associates, Inc.

A kapacitív modell felépítése A növényi növekedés részmodell A nedvesség részmodell A nitrogén részmodell A modell tér- és időléptéke

A növényi növekedés almodell A növényi növekedést leíró differenciálegyenlet: ahol:x = a növényi biomassza mennyisége, a = a növekedés sebességtényezője. A modell az alábbi gazdasági növények paramétereinek az értékeit tartalmazza: 1.búza (szemestakarmányok) 2.kukorica 3.burgonya 4.répa 5.borsó/bab 6.repce 7.lucerna (gyep) A lucerna és gyep esetében lehetőség szerint az első kaszálás időpontját meg kell adni. Az éves termés a kaszálás előtti és utáni résztermések összege (YL+Y1). A növényparaméterek : Max. Biomassza tömeg Szár és levéltömeg Gyökértömeg Növ. maradvány C és N%-a Max. termésmennyiség

Vízmérleg alapú nedvesség almodell

A talaj vízkészletét alakító tényezők Vízkészlet: a talajszelvényben tárolt vízmennyiség mm-ben Alakító tényezők: a vízkészletet növelő és csökkentő folyamatok: + csapadék, a talajvízből történő kapilláris vízemelés; - evaporáció, transzspiráció, mélybeszivárgás.

A vízforgalom a talaj-növény-légkör rendszerben

A talajvízforgalom kapacitív leírása Térfogat (D*A), porozitás (d), felvehető vízmennyiség (b*A) talajmélység (D) A = terület- egység (1 ha) Területegység Szilárdfázis Víz Levegő

A talajnedvesség-mérleg tényezői  W=Cs+Ob+Kve-Mbe-E-T-Oe  W talajnedvesség-készlet változása (mm) Cs csapadék mennyisége (mm) Ob felszíni és felszínalatti vízbetáplálás (mm) Oe felszíni és felszínalatti vízelfolyás (mm) Kve kapilláris vízbetáplálás (mm) Mbe mélybe-szívárgás (mm) T növényi transzspiráció (mm) E párolgás a talajfelszínről (mm)

A talaj vízkapacitása 1. Agyagtartalom alapján (modellbe épített függvény) 2. A víztartó képesség (pF)-függvény alapján számítható m =1-1/n

A talajpárolgás-függvény Színusz függvény

A talajpárolgás számítási módszerei

A talajpárolgás és a léghőmérséklet összekapcsolása Léghőmérséklettel modulált párolgás

A nitrogén almodell

A nitrogén almodell részfolyamatai A talaj szerves anyagában lévő CARB és NOM mennyisége az OGMTR, a CN, a SOIL és a HFRAC paraméterek alapján számítódik A felvehető-N mennyiség (NV) a NAT és a FERT N-en kívül a szervesanyag-lebomlástól (DECAYF) függ. Az NV egy része a C/N aránytól függően a NOM raktárba kerül, vagyis átmenetileg lekötődik A kimosódás csökkenti az NV-t a vízforgalomtól függően (az NV max. 30%-a mosódhat ki) A denitrifikációt a modell nem veszi figyelembe

A nitrogén almodell folyamatai Évente a könnyen bomló szerves-anyag max. 20 %-a alakulhat át állandó humusszá; A DECAY sebessége az összes szénmennyiség és a hőmérséklet függvénye; A könnyen bomló szerves-anyagból évente a C 25%-a kerülhet az állandó humuszba; Az állandó humuszban lévő C mennyiségét évente az erózió és a lebomlás (max. 2%-al) csökkenti; A növény N-igényét a HUNG paraméter mutatja; A modell a talajban maradó szalma C- és N-tartalmát is figyeli (C a szerves-anyag 47%-a).

A kapacitív modell alkalmazása Albertirsai löszgyep talajvízforgalmának modellezésére A 150 cm-es talajszelvény hasznos vízkapacitása: 234 mm A humuszos szint mélysége: 60 cm Átlagos humusztartalom: 3% Kezdeti talajnedvesség: 40% C/N arány: 18 Kezdeti N-tartalom: 40 kg/ha Vegetációs periódus kezdete: 12 hét Vegetációs periódus vége: 42 hét Talaj és növény-paraméterek

Meteorológiai adatok A helyszínen kihelyezett csapadékmérőkben 10 naponként összegyűlt csapadék mennyisége + a Ceglédi meteorológiai állomás által mért csapadék és léghőmérsékleti adatok Mért talajtulajdonságok Talajnedvesség-profilok 10 naponként májustól szeptemberig A talaj mért NO 3 - és NH 4 + tartalma tavasszal és ősszel

Albertírsán a löszgyepben mért tíznapos csapadékösszegek

Mért talajnedvesség-profil

Mért és szimulált talajvízkészlet dinamika

A napi léptékű mechanisztikus modellezés eredménye

Termésmodell gyakorlatok Környezeti paraméterezés: - talajra (fizikai féleség; talajtípus szerint) - gazdálkodás módja szerint - időjárás (csapadékmegoszlás) szerint Modellválaszok értelmezése, értékelése - Hogyan „válaszol” a modell a környeze- ti paraméterértékekre? - Milyen a modell érzékenysége a környezeti paraméterekre?