Hidrológiai hűhó, avagy: kell-e drénréteg a cserép aljára?

Tél van. Éjjel a cinkék fürdővize az erkélyen kőkeményre fagyott, és még most, 11 órakor sem puhul.
Mi mást tehetne az ember ilyenkor: olvasgat a meleg szobában (ha éppen nem dolgozik).

Legutóbbi írásában az álatalam már sokat emlegetett és nagyrabecsült Ian Young érdekes témát vetett fel. Mint később kiderült, a londoni Wisley Gardens alpesi szekciójának vezetője, Paul Cumbleton is írt erről a témáról több ízben, és az újonc beosztottjainak is ezt oktatja mindig. Ugyancsak a fenti portálon (SRGC fórum) Alberto Castillo – neves botanikus/kertész Buenos Airesből – megerősítette előbbi két kollégája állítását.

Időtlen idők óta azt tanítják a kertészeknek, hogy a cserép, edény, kiemelt ágy, stb. aljára, az ültetőközeg alá durva kavicsból, kőzúzalékból vagy cseréptörmelékből drénréteget kell teríteni, hogy a fölösleges víz elfolyhasson. Nagyon fontos ez a kiemelt ágyaknál is, ha a kert talaja tömör, agyagos, de ezt csinálják a bonsaiosok és a valóságos vagy a miniatűr sziklakertek készítői is. Sőt, olyan variációt is olvastam, hogy a drénrétegre rakjunk egy vékony réteg tőzeget vagy tőzegmohát, majd arra az ültetőközeget, mert ez megakadályozza, hogy a talaj bemosódjon a drénréteg hézagaiba.

A fent említett három ember szerint ez az egész drénréteg-elv egy betokosodott dogma, a cserép stb. alján a kőzúzalék nemhogy jó lenne, hanem kifejezetten káros.

Ők azt állítják, hogy ezt régen valaki kitalálta, el is magyarázta, hogy a nagyobb üregeken könnyebben átfolyik a víz, és mivel ez logikusan hangzott, nem sokat gondolkodtak rajta, hanem minden kertész és kertépítő vakon követte ezt az elvet. Mert Thomas Paine szerint "ha hosszú ideig nem törődünk vele, hogy egy adott dolog nem lehet-e esetleg hamis, akkor egy idő után igaznak tűnhet" (saját fordításom, az eredeti így hangzik: "A long habit of not thinking a thing is wrong gives it a superficial appearance of being right").

Embereim pedig elmagyarázzák a maguk igazát – amely szintén logikusan hangzik, és most itt röviden megpróbálom tolmácsolni. Nem fogom elmesélni, hogy miért nem jó, ha egyáltalán nincs levegő a gyökerek körül, ezt már mindenki tudja. Viszont magát a fizikát-hidrológiát egy kicsit részletesebben, mint ők. Mire tisztáztam a magam számára az eddig ismeretlen hidrológiai kifejezéseket, és némi segítséggel felidéztem amit hajdanán fizikából tanultam, kialakult bennem is egy vélemény, ezt majd a végén elmondom.

Tudjuk jól, hogy a víz felületi feszültségének hatására keletkeznek a többé-kevésbé gömbölyű vízcseppek. 

A vízcseppben kohéziós erők hatnak, amelyek a vízmolekulákat egymáshoz vonzzák. Ha viszont ez a vízcsepp egy szilárd felülettel érintkezik, akkor ennek molekulái is vonzóerőt gyakorolnak a vízmolekulákra, ez az adhéziós erő. És a víznél ez az adhéziós erő erősebb, mint a kohéziós erő (nedvesítő folyadék!). Ebből lesz aztán a kapilláris jelenség is. És ennek a következménye, hogy a hajszálcsövekben a vízcsepp megáll, nem folyik ki, hacsak nem kap fölülről valami nyomást (erőt). Egy ilyen szűk csőben a gravitáció nem tudja legyőzni az adhéziós erőket.

Cumbletonék azt állítják, hogy ha egy edényben talaj van, akár tömörebb, akár porózus, akkor hiába van az edény alján kifolyó nyílás, akár több is, öntözés után az edény legalján mindig vízzel telített marad a talaj. Erre ők egy geológiai/hidrológiai szakkifejezést használnak: az edény alján "perched water table" alakul ki.
Később majd rátérek a saját "kutatásaim" eredményére, addig maradjunk ennél az angol kifejezésnél, legyen az egyszerűség kedvéért mostantól PWT.
Egy darabig hat a gravitáció valamint a föntről jövő víz nyomása, és a víz folyik lefele az edényben, de ha aztán már nem jön utánpótlás, akkor az edény legaljáról egy kisebb mennyiségű víz már egyáltalán nem tud kifolyni. Az adhéziós erőket immár se a gravitáció, se a víznyomás nem tudja legyőzni, ezért  itt a talaj pórusai telítődnek vízzel, és kialakul a PWT.

Erre azt mondják a régiek, hogy pont ezért kell a drénréteg, mert abban nagyobb üregek vannak, ott nem tud megmaradni a víz. Viszont Coumbleton szerint ez az elmélet ott hibázik, hogy ha többféle pórusnagyságú réteg van egymás fölött, akkor a víz – pont a kapillaritás/adhéziós erők miatt – nem tud átfolyni a kisebb pórustérfogatú részből a nagyobba. A talaj hajszálcsövei visszatartják a vizet, legjobban a két réteg közötti határfelületen. Ezért a drénréteg fölötti talajréteg alsó részében ugyanúgy képződik egy ilyen PWT. Tehát a drénréteggel ezt nem megszüntettük, hanem följebb emeltük, még közelebb a növény gyökereihez.
A PWT néha jó szolgálatot is tehet, mert ha fölötte kiszárad a talaj, és innen a víz kapilláris úton  fölemelkedik a száraz rétegbe, némi utánpótlást biztosít a növénynek. Ha viszont rendszeresen öntözünk és a talaj soha nem szárad ki, akkor már káros a PWT, mert amikor nincs lefele folyó víz, szintén kapilláris úton a víz megintcsak fölemelkedik a PWT-ből a már amúgyis nedves talajba, telíti a még üres pórusokat is, és a nagyon levegőigényes gyökerű növények szépen megfulladnak. Ne is beszéljünk arról, ha a növény gyökerei már olyan hosszúak, hogy leérnek a PWT zónába.

Szerintük tehát, annak, hogy a növények gyökerei elegendő levegőhöz jussanak (ez az alpesieknél különösen fontos) nem az a módja, hogy drénréteget tegyünk az edény/sziklakert aljára, hanem az, hogy a drénrétegnek szánt nagyobb méretű kőzúzalékot belekeverjük az ültetőközegbe. Így ebben lesznek hajszálcsövek is, amelyekben megmarad egy kis víz, de lesznek vastagabb csövek is, amelyekből kifolyik és helyette lesz ott levegő. Ezek aránya attól függjön, hogy a növény gyökérzete mennyire víz- vagy levegőigényes. Az edény alján így is lesz PWT, de legalább nincs följebb emelve. A PWT-től úgy lehet sikeresen megszabadulni, ha az edényt homokba süllyesztjük szorosan, úgy, hogy a homok a kifolyónyílásokon keresztül folyamatosan érintkezzen az edényben lévő talajjal. Akkor ez a bizonyos PWT az edény aljáról leköltözik a homokréteg aljára.

Paul Cumbleton azzal zárja értekezését, hogy végülis a legtöbb növény számára ennek a PWT-nek meg az egész drénréteg-elméletnek nincs jelentősége, vannak viszont olyan kényesek, amelyeknél ez a dolog élet vagy halál kérdése lehet.


Mivel fogalmam sem volt, hogy hogy fordítsam magyarra ezt a perched water table fogalmat, elkezdtem keresgélni, hogy mi is ez tulajdonképpen.
Akit érdekel itt van, vonalakkal határolom ennek a magyarázatát.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Angol-magyar geológiai szótár szerint a water table azt jelenti, hogy talajvíztükör. Vagyis a talajvíz teteje, a vízzel telített és vízzel telítetlen talajrétegek határvonala. A perched water table jelentése pedig: általajvízszint, vagy függő talajvízszín. Nekem a függő talajvízszín jobban tetszik, mert: az angol Wikipedián találtam egy ábrát, amely kiválóan elmagyarázza, hogy mi is ez a PWT. Pirossal odaírtam a szavak magyar jelentését. A kép nagyítható:

Aki akarja, el is olvashatja a magyarázatot eredetiben. Vagyis: függő talajvízszín ott alakul ki, ahol a normál talajvíztükör fölött, a vízzel nem telített talajzónában van egy kisebb vízzáró réteg (magyar hidrológiai  szaknyelven lencse). Ennyit mond a Wikipedia.
Gondolom, arról van tehát szó, hogy ha esik az eső, vagy valamilyen más okból megemelkedik a talajvízszint és elárasztja ezt a részt, akkor itt is telítődik vízzel a talaj. Később a víz visszahúzódik a normál talajvízszintre, de ezen a részen nem tud lefolyni, A VÍZZÁRÓ RÉTEG MIATT, így ott még egy ideig telített marad a talaj, kialakul egy függő talajvízszín (perched water table). Érdekes, hogy egy magyar oldal ennek a jelenségnek egészen más nevet ad, mint a szótár: időszakos talajvízszint.
Az általajvízszint más dolog, ezt most nem részletezem, mindkettőt el lehet olvasni.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Mi van a cserépben? A cserép alja, ott, ahol nincs vízkifolyó nyílás, VÍZZÁRÓ RÉTEGET KÉPEZ. A talaj felső rétegében a víz csak a hajszálcsövekben marad meg egy ideig, a nagyobb üregekből kifolyik, egyszerűen a gravitáció miatt. Viszont a "vízzáró lencsék" (vagyis kifolyó nyílások közötti részek) fölött egy kevés mindig ottmarad, amely még a nagyobb üregeket is telíti, mert egyszerűen nincs hova elfollyon, HA a felület vízszintes és HA A CSERÉP MŰANYAGBÓL VAN! Ugyanez történik a sziklakert alján is, ha ott tömör agyag, vagy valamilyen vízzáró kőzetréteg van. HA viszont MÁZATLAN AGYAGEDÉNYBEN vagyunk, akkor ennek fala és alja vízáteresztő, tehát ezen át tud szivárogni a víz, itt A TALAJ NEM TUD TELÍTŐDNI, főleg, ha ez az edény lábakon áll, és az átszivárgó víz mindjárt el is tud párologni. A fenti PWT tehát csak műanyag cserépre igaz!

Tudom, ebből még nem derül ki, hogy mi a helyzet a drénréteggel. Azt gondolom, hogy ha a talajréteg nem elég porózus, akkor sok benne a hajszálcső és ezek a kapillaritás révén sok vizet tartanak vissza. Minél szűkebbek a hajszálcsövek, annál magasabbra emelkedik a víz. És akkor hiába van alul drénréteg, mert, ahogy fizikus öcsém is mondja: a kapillaritás ellensúlyozza az alsó réteg gyengébb (vagy nulla) kapillaritását PLUSZ a víz súlyát, úgy, hogy a végén valamiféle egyensúly álljon be. Ha beállt az egyensúly az erők között, akkor nem folyik ki több víz. Tömörebb talaj alatt lévő drénréteg tehát nem segít, fölösleges.
Ha nagyobb pórusok is vannak a talajban, akkor kevesebb vizet tud megtartani, függetlenül attól, hogy van-e alatta drénréteg, vagy nincs. És ha a drénréteg alatt nincs sok kifolyó nyílás, dréncső, vagy lejtő, ami elvezesse a vizet, akkor hiába a drénréteg, ugyebár, mert összegyűl a víz (lásd vízzáró réteg az ábrán), és még a drénréteg nagyobb üregei is telítődnek.
Tehát a drénrétegnek valóban nincs sok értelme. A talajt kell úgy kialakítani, hogy legyenek benne nagyobb méretű hézagok és kapilláris csövek is. A nagyobb hézagokon viszont nem nagy, levegővel telt üregeket kell érteni, mert a gyökereknek ez sem jó. De ha jól össze van keverve a föld a kisebb-nagyobb méretű kőzúzalékkal (Paul szerint 1,6 mm-nél nagyobb szemcseméretű zúzalékkal, alpesieknél 50% arányban), akkor az első néhány öntözés után kialakulnak a kapilláris csövek és a nagyobb átmérőjű "csövek" is, amelyekben a víz helyett levegő lesz, amikor nincs öntözés vagy eső.

Még néhány megjegyzés: én az évek során azt vettem észre, hogy teljesen lehetetlen megakadályozni, hogy az ültetőközeg egy idő után bemosódjon a drénrétegbe. Az első néhány öntözés után ez megtörténik, és akkor már nincs különálló drénréteg, hanem az edény alján egy olyan porózus talaj alakul ki, amilyennek az egész edényben lennie kéne. Azzal is lehet érvelni, hogy a drénréteg megakadályozza, hogy a talaj eltömje a kifolyó nyílásokat. De mi van, ha néhány kavicsdarab beszorul a nyílásokba? Ezek sokkal kevésbé eresztik át a vizet, mint a talaj (ha áteresztik egyáltalán). Olyat is láttam már, hogy nagyobb darab köveket vagy cserépdarabokat tettek az edény aljára. Én ezzel sem tudok egyetérteni, mert ezek köré is bemosódik a talaj, és megintcsak lassabban tud a víz kifolyni.
Annál jobb egy edény/cserép, minél több nyílás van az alján, mert így annál kevesebb "vízzáró lencse" tud kialakulni. Sőt, nagyon levegőigényes gyökerű növényeknek legjobb a mázatlan agyagcserép.

Zárszóként azért én is hozzátenném, hogy a legtöbb növény esetében valószínűleg ennek az egésznek nincs jelentősége, csak azoknál, amelyeknek kifejezetten levegőigényes gyökere van. Azt talán manapság már egy sziklakert építőnek sem kell magyarázni (legyen profi, vagy amatőr), hogy agyagtalajra, vízszintes terepre csak úgy érdemes sziklakertet építeni, ha a vízelfolyást a sziklakert alján dréncsövekkel meg tudjuk oldani.

Köszönöm a türelmedet, kedves olvasó, ha van mondanivalód, szívesen elolvasom.