Paraffingyertyás ültetvényfűtés
Az ültetvények fűtésére korábban alkalmaztak – és más kontinenseken néhol még jelenleg is használnak – szilárd, folyékony és gáz tüzelőanyaggal működő kályhákat, ezek azonban a magas energiaköltségek, a kiépítés műszaki nehézségei és a működés körülményessége miatt ma már nem jönnek számításba ültetvények fagyvédelmére. Egyetlen perspektivikus megoldásnak a paraffingyertyás ültetvényfűtés ígérkezik, így a következőkben részletesen csak ezzel foglalkozunk.
A technológia bemutatása, műszaki jellemzése
A már Magyarországon is használt fagyvédelmi paraffingyertya egyszerű műszaki kivitelű fűtőberendezés: a tüzelőanyagként szolgáló paraffin fedeles, fém kannában kerül kiszerelésre. A Franciaországban gyártott, importált gyertyák paraffintöltete kb. 6 kg. A begyújtást követően az óránkénti fogyasztás 0,5-0,6 kg/óra, így az elérhető égéstartam mintegy 10-12 óra, amit semmilyen környezeti körülmény nem befolyásol. Ma már Magyarországon is kapható szemcsés paraffin, mellyel a kiégett kannák utántölthetők.
Fagyvédelmi paraffingyertyák kajszibarack ültetvényben (Siófoki Gyümölcstermesztési ZRt. és Balaton Fruit Kft.)
A paraffingyertyák esetében is érvényes elv az, hogy minél sűrűbben kerülnek telepítésre, annál hatékonyabbak. Az optimális szám 300 és 600 db között mozog hektáronként, a gyakorlati tapasztalattal rendelkező hazai vállalkozások 500-600 db-ot javasolnak.
A hatásmechanizmus elméleti háttere
A fűtőberendezések két különböző fizikai mechanizmus révén közvetítenek hőenergiát a környezetük, így a növények felé (Zinoni, 2000):
- egyrészt hősugárzással, melynek révén egyenes irányban terjed az energia, a hőforrástól távolodva a távolság négyzetével arányosan csökkenő mértékben,
- másrészt hőáramlással (konvekció), ami azáltal jön létre, hogy a kibocsátott hő révén a hőforrás környezetében felmelegített levegő felfelé száll, így a légtömeg vertikális elmozdulása közvetíti a meleget a fák irányába.
A fűtőberendezés hősugárzása és a meleg levegő áramlása, függőleges cirkulációja a fűtőtest környezetében
Forrás: Snyder, 2005
A hőáramlás tekintetében meg kell jegyezni, hogy a felszálló meleg levegő helyére alulról hideg levegő áramlik be, így az inverziós rétegben a levegő valamilyen szintű függőleges cirkulációja, keveredése is létrejön. Ezen mechanizmus révén az ültetvényfűtés hatásfokát javítja, ha alacsonyan van az inverziós plafon, és ha sok „kis” hőforrást (pl. paraffingyertyák) használunk a kevesebb „nagy” helyett.
Az alkalmazás technológiája
A fagyvédelmi módszerek közül a paraffingyertyák alkalmazása a legkörülményesebb, ez igényli a legnagyobb szervezettséget és a legtöbb munkaerőt is. Bizonyos előkészületeket már jóval a védekezés előtt el kell végezni, és kiemelten fontos a begyújtás időpontja, folyamata és kivitelezési módja, valamint a leállítás időpontja is.
A fagyvédelmi paraffingyertyák nagy hőt és nagy füstöt termelnek (Balaton Fruit Kft.)
Előkészületek
Mint minden fagyvédelmi módszer esetében, itt is nagyon fontos szerepet kap az előrejelzés és megfigyelés, melyekről korábban már részletesen szóltunk. E módszer esetében az a tény hatványozza ennek jelentőségét, hogy egy hatékony, de nagyon drága módszerről van szó, így a túl korai vagy felesleges indítás nagyon nagy „pénzpazarlást” jelent, míg elmulasztott védekezés esetén lemondunk a szinte biztos védelemről. Fagyveszélyes időszakokban tehát nélkülözhetetlen a folyamatos megfigyelés és az éjszakai ügyelet.
A gyertyák begyújtása időigényes folyamat, ezért védekezéskor a gyors munkakezdet alapja az is, hogy a gyertyákat már március elején ki kell helyezni az ültetvénybe, hogy azok bármikor bevethetőek legyenek a fagyveszélyes tavaszi időszak teljes tartama alatt, és ezzel ne kerüljünk időveszteségbe egy fagyos éjszakán. Amennyiben vagyonvédelmi okokból az ilyen korai kihelyezés nem lehetséges, akkor a várhatóan védekezést igénylő éjszakát megelőző napon kell ezt megoldani, és adott esetben az őrzésükről is gondoskodni kell.
Az ültetvénybe kihelyezett gyertyák begyújtása körülményes, és sok emberi munkát igénylő folyamat (kb. 1,5 fő/ha), ezért a paraffingyertyás fagyvédelemhez egy minden részletében előre kidolgozott, pontos, illetve többször, alaposan begyakorolt riadóterv és cselekvési terv szükséges. A riadóterv elsősorban arra terjed ki, hogy a fagyos éjszakán, amikor a hőmérséklet a kritikus hőmérséklet felé közeleg, a megfigyelést végző személy telefonos úton riadóztatja a személyzetet. A riadóláncnak a védekezést végző teljes személyzet között 5-10 perc alatt végig kell futnia, és az ültetvényben való megjelenésre legfeljebb 0,5-1,0 óra van. A cselekvési terv szerint a beérkező dolgozóknak már pontosan tudniuk kell a feladatukat.
A begyújtás időpontja és módja
A begyújtás időpontja – más fagyvédelmi módszerekhez hasonlóan – itt is a nedves hőmérsékletre alapoz. A védekezést 0,5-1,0 °C-kal az adott fenofázisban kritikus hőmérséklet elérése előtt meg kell kezdeni, mert a begyújtás időigényes folyamat. A fagyos éjszakán a gyertyák begyújtására legfeljebb egy óra áll rendelkezésre, amely idő alatt kb. 1,5 fő szükséges 1 hektárra, azaz egy ember 0,6-0,8 hektárt gyújt be egy óra alatt.
Egy hektáron kb. 500-600 gyertya kihelyezése szükséges, de első menetben csak minden második sor minden második gyertyáját kell gyújtani (azaz minden negyediket). Enne oka egyrészt az, hogy az egész védett területen rövid idő alatt legyen egy kezdeti energiatermelés, másrészt az, hogy amennyiben nem lesz erős fagy, eleve szükségtelen minden gyertyát begyújtani. A hőmérséklet további csökkenése függvényben lehet begyújtani a már megkezdett sorokban a még nem égő gyertyákat (így minden második sor ég) vagy a még be nem gyújtott sorokban minden másodikat. A hőmérséklet erőteljes hűlésével (-5--7 °C körül) már minden gyertyának égnie kell. Azt, hogy hány gyertyát gyújtsunk be, a védett területen elhelyezett hőmérők által mért hőmérséklet alapján lehet eldönteni. Fontos, hogy a nedves hőmérséklet a védett területen mindig a kritikus hőmérsékleti érték fölött maradjon.
A leállítás időpontja és módja
A védekezést akkor lehet befejezni (a fedők gyertyákra való visszahelyezésével oldható meg), amikor a nedves hőmérséklet a kezeletlen kontrollterületen a kritikus hőmérséklet fölé ér és folyamatosan növekvő. Maga a leállítás gyors végrehajtása is fontos, tekintettel arra, hogy a gyertyák drága eszközök. Így egy gyors leállítással sok pénzt menthetünk meg, de talán még fontosabb, hogy sok tüzelőanyagot is egy esetleges következő éjszakai védekezéshez.
A módszer hatékonysága, költsége, előnyei és korlátai
A módszer hatékonysága tekintetében abból kell kiindulni, hogy a paraffin fűtőértéke
45 MJ/kg. Egy gyertyában óránként mintegy 0,5-0,6 kg paraffin ég el, így egy gyertya óránkénti energiatermelése kb. 23 MJ. Az egy hektárra kihelyezett 500-600 db teljes begyújtása tehát 11 500-13 800 MJ/ha/óra hőenergiát állít elő. Ez teljes mértékben eleget tesz a sikeres védekezéshez szükséges 5 000-10 000 MJ/ha/óra értékben meghatározott minimális energiatermelés követelményének.
Az eddigi gyakorlati tapasztalatok és tudományos mérések (Lakatos és mtsai, 2012) azt igazolják, hogy szélcsendes körülmények között a paraffingyertyák legalább 5 °C-kal képesek megemelni az ültetvény hőmérsékletét. Valószínűsíthető, hogy egy nagyobb táblán (10-20 ha) végzett védekezés valamivel jobb hatásfokú a néhány hektáros, kis táblákon való alkalmazással szemben. Továbbá, amennyiben a gyertyák hektáronkénti darabszámát 600-ra emeljük, oda juthatunk, hogy optimális körülmények között e módszerrel 5-7 °C-kal lehet megemelni az ültetvény hőmérsékletét, ami a legérzékenyebb fenológiai stádiumban is védelmet jelent -6--8 C-os lehűlésig.
A módszer hatásfoka a fagyvédelmi öntözéssel vetekszik. A védekezés hatékonyságát azonban a légmozgás erősen befolyásolja, 2,0-2,5 m/s szélsebesség fölött a szél a megtermelt hőt lemozdítja a területről és a védőhatás csökken vagy megszűnik. A módszert tehát ennél szelesebb körülmények között nem javasolt alkalmazni. A hatékonyságot befolyásoló meteorológiai tényezők közül meg kell még említeni, hogy az erős inverzió valamelyest növeli a hatásfokot.
A módszer előnye, hogy alkalmazását korlátozó, különösebb műszaki tényező (mint fagyvédelmi öntözésnél a vízkészlet) nem áll fenn, továbbá a módszernek semmilyen káros vagy hátrányos következménye nincs sem a növények, sem a termesztéstechnológia tekintetében.
Hátránya viszont, hogy az alkalmazásának nagy a munkaerő-igénye, alapos szervezést igényel, és a védekezés levezénylése is körülményes. Ennek nem is a költségvonzata a nagy, hanem a munkaerő rendelkezésre állása jelenti a problémát. Valószínűsíthető, hogy egy fagyos éjszakán a védekezést csak stabil, megbízható, állandó munkaerőre lehet alapozni, a mindössze a betakarítási időszakban munkát végző alkalmai munkaerőre egy március elejétől május közepéig tartó, nagy fegyelmet, megbízhatóságot és begyakorlottságot igénylő riadólánc és cselekvési terv nem építhető.
Hátránya még, hogy egy hektárra a paraffingyertyák vételára 1,0-1,2 millió Ft, (egy gyertya ára kb. 2 000 Ft és egy hektárra 500-600 db szükséges), tehát nagy egyszeri tőkelekötést igényel a beszerzésük (például egy 30 hektáros ültetvény megvédésre mintegy 40 millió Ft értékű gyertyát kell úgy beszerezni, hogy akár évekig nem lesz rá szükség). Ezért „cserébe” mintegy 12 óra folyamatos üzemidővel számolhatunk, ennyi védekezést követően azonban újból a fenti összeget kell invesztálni a gyertyák beszerzésébe, jóllehet nem mindenesetben van szükség az összes gyertya begyújtására.
Üzemgazdasági megítélésében egy érdekes helyzettel állunk szemben, mert a paraffingyertyák egyszerre viselkednek befektetett eszközként és forgóeszközként. „Befektetett eszköz jellegük” alatt az értendő, hogy egyszeri nagy ráfordítást igényel a beszerzésük, és ezt követően adott esetben évekig nem kell újabb garnitúrát vásárolni. Megvásárlásuk után a működtetés költsége lényegében már elég alacsony, mert csak a védekezésben felhasznált munkaerőt kell megfizetni, ami a védett értékekhez képest nem minősíthető nagy összegnek. Mégis magasnak kell tekintenünk a működtetés költségét is (ez kölcsönöz neki üzemgazdasági szempontból „forgóeszköz-jelleget”), mert az elhasználását követően újabb garnitúrát kell vásárolni.
Amennyiben csak minden negyedik gyertya működtetése szükséges (-3--4 °C-ig), a védekezés hektáronkénti és óránkénti költsége – a munkaráfordítással együtt – mintegy 25-30 ezer Ft/ha/óra (8 órai védekezésre 200-240 ezer Ft/ha), minden gyertya begyújtása esetén 80-110 ezer Ft/ha/óra (8 órára 640-880 ezer Ft/ha) költséggel állunk szemben.
Összességében tehát nagyon drága módszerről van szó. Mindemellett egy nagyon nagy tőkelekötést igényel, amelyet kevés hazai vállalkozás tud finanszírozni.
A működési időtartam szempontjából pozitívan értékelhető, hogy kisebb fagyoknál elegendő minden negyedik vagy minden második kannát begyújtani, így egy garnitúrával több 12 órás védekezés is elképzelhető. Nagyon nagy veszteséget jelentene viszont az, ha egy időszak alatt 3-4 éjszakán keresztüli is védekezésre lenne szükség, és az utolsó védekezésre már elfogynak a gyertyák. Ekkor azzal az esettel állnánk szembe, hogy elhasználtunk 1,0-1,2 millió Ft értékű anyagot, és az utolsó éjszakai fagy ugyanúgy megsemmisítette a termést, mintha az előző éjszakákon sem védekeztünk volna. Az pedig finanszírozási szempontból még a legnagyobb áruértékű ültetvényekben is szinte lehetetlen, hogy ilyen esetekre két garnitúrát tartalékoljon valaki. Emiatt komoly gazdasági dilemmát okoz egy adott éjszakán a védekezés megkezdéséről hozott döntés. Egyes esetekben ugyanis gazdaságosabb egy kisebb fagy esetén bizonyos mértékű fagykárt elszenvedni, mint a védekezésre hatalmas költségeket ráfordítani. Különösen a korai fenológiai fázisokban lehet indokolt az ilyen jellegű megfontolásból eredő takarékoskodás, hogy ne használjuk el a gyertyákat a legérzékenyebb fenológiai fázisokban szükséges, potenciálisan sokkal nagyobb érték megvédést „ígérő” védekezések elől.
A módszer hátránya közé sorolható, hogy a kibocsátott füst meglehetősen nagy szennyezést jelent.
Dr. Apáti Ferenc
egyetemi docens, Debreceni Egyetem
alelnök, Fruitveb
Felhasznált irodalom: