Agrokémia és Talajtan
Volume/Issue:
Volume 60: Issue 1
Modelling of nitrogen transformation processes in an incubated soil core using reaction kinetics
Authors: Bernadett Gyarmati 1 , Zsuzsanna Hárshegyi 1 , György Heltai 1 , Csaba Mészáros 2 , and Ágnes Bálint 1
View More View Less
  • 1 Szent István Egyetem, Környezettudományi Intézet Kémia és Biokémia Tanszék 2103 Gödöllő Páter K. u. 1.
  • 2 Szent István Egyetem, Környezetipari Rendszerek Intézet Fizika és Folyamatirányítási Tanszék Gödöllő
DOI:
https://doi.org/10.1556/agrokem.60.2011.1.9
Page Count:
119–132
Publication Date:
01 Jun 2011
Online Publication Date:
21 Jun 2011
Article Category:
Research Article
Restricted access

Purchase article

USD  $25.00

1 year subscription (Individual Only)

USD  $184.00
Purchase Online Subscription

  • Purchase article

    USD  $25.00

  • 1 year subscription (Individual Only)

    USD  $184.00

A különböző N-formák mozgását és transzformációját a talaj–növény–légkör rendszerben egymással összefüggő ciklusok határozzák meg. Az olyan mesterséges beavatkozások, mint például a műtrágyák és szerves trágyák intenzív felhasználása, döntő mértékben befolyásolják a N-körforgalmat, jelentősen terhelve ezzel a ciklusok érzékeny egyensúlyát. Annak érdekében, hogy a problémákat kezelni tudjuk, a N-ciklus talajban lejátszódó folyamatainak jobb megértése, a különböző folyamatok súlyának és érzékenységének megismerése szükséges, alapot teremtve ezzel egy racionálisabb és környezetkímélőbb trágyázási és tápanyag-utánpótlási gyakorlatnak. A N-ciklus matematikai modellezése kiváló lehetőséget nyújt az egyes részfolyamatok alaposabb felderítésére. A munka során egy korábban elvégzett kísérlet adatait használtuk fel. Az inkubációs talajoszlop kísérletet a Szent István Egyetem Kémia és Biokémia Tanszékén végezték 2000-ben. A felhasznált kísérlet mérési adataira nemlineáris regresszióval illesztettünk különböző rendű kémiai kinetikai egyenleteket az Origin 4.1-es adatelemző és grafikai szoftverrel. A munka eredményeként megállapítható, hogy a részfolyamatok modellezésekor a legtöbb esetben az elsőrendű kémiai kinetikai egyenlet eredményezte a legjobb matematikai közelítést.

  • Anaka, A., Wickstrom, M. & Siciliano, S. D., 2008. Biogeochemical toxicity and phytotoxicity of nitrogenous compounds in a variety of arctic soils. Environ. Toxicol. Chem. 27. 1809–1816.

  • Bálint Á. et al., 2000. Transformation of (15NH4)2SO4 fertilizer in brown forest soil in soil core incubation experiment. Bulletin of the Szent István University. 93–102.

  • Bálint, Á. et al., 2002. Modelling of environmental impact of different N-sources in soil/atmosphere system. Microchemical Journal. 73. 113–124.

  • Dameris, M., 2009. Depletion of the ozone layer in the 21st century. Angewandte Chemie International Edition. 49. 489–491.

  • Dawen, G., Yongzhen, P. & Wei-Min, W., 2010. Kinetic model for biological nitrogen removal using shortcut nitrification-denitrification process in sequencing batch reactor. Environ. Sci. Technol. 44. 5015–5021.

  • Fazzolari, É., Nicolardot, B. & Germon, J. C., 1998. Simultaneous effects of increasing levels of glucose and oxygen partial pressures on denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium in repacked soil cores. European Journal of Soil Biology. 34. 47–52.

  • Firestone, M. K., Firestone, R. B. & Tiedje, J. M., 1980. Nitrous oxide from soil de-nitrification: factors controlling its biological production. Science. 208. 749–751.

  • Hanks, J. & Ritchie, J. T., 1991. Modelling Plant and Soil Systems. Agronomy Series 31. ASA, CSSA, SSSA Publ. Madison, Wisc.

  • Hansen, S., Jensen, H. E. & Shaffer, M. J., 1995 Developments in modeling nitrogen transformation in soil. In: Nitrogen Fertilization in the Environment. (Ed.: Bacon, P. E.) 3. 83–107. Marcel Dekker Inc. New York–Basel–Hong Kong.

  • Hansen, S. et al., 1991. Simulation of nitrogen dynamics and biomass production in winter wheat using the Danish Simulation Model Daisy. Fert. Res. 27. 245–259.

  • Hárshegyi, Zs., Baksics, E. & Bálint, Á., 2007. Modelling of a part of processing of N-cycle in a soil core incubation experiment. In: 13th Workshop on Energy and Environment. Book of Abstracts. 20.

  • Hárshegyi, Zs. et al., 2008. Modelling with kinetic equations of transformation of different nitrogen fertilizer in a soil core incubation and a pot experiment. Cereal Research Commun. 36. Suppl. Part 3. 1679–1682.

  • Heltai, Gy. et al., 1995. Evaluation of environmental impact of the N-fertilization on plant–soil–agroecosystem, using 15N-tracer technique (Methodological aspects). Bull. Univ. Agric. Sci. 1995. 55–67.

  • Houba, V. J. G. et al., 1986. Comparison of soil extractions by 0,01 M CaCl2, by EUF and by some conventional extraction procedures. Plant and Soil. 96. 433–437.

  • Kirkham, D. & Bartholomew, W. V., 1954. Equations for following nutrient transformations in soil, utilizing tracer data. Soil Sci. Soc. Am. J. 18. 33–34.

  • Kirkham, D. & Bartholomew, W. V., 1955. Equations for following nutrient transformations in soil, utilizing tracer data: II. Soil Sci. Soc. Am. J. 19. 189–192.

  • Knisel, W. G., 1980. CREAMS: a field-scale model for Chemicals, Runoff, and Erosion from Agricultural Management Systems. USDA Conservation Research. Report No. 26. USDA. Washington, D. C.

  • Myrold, D. D. & Tiedje, J. M., 1986. Simultaneous estimation of several nitrogen cycle rates using 15N: theory and application. Soil Biology & Biochemistry. 18. 559–568.

  • Németh T., 1996. Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma. MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet. Budapest.

  • Németh T., 2006. Nitrogén a talaj–növény rendszerben. In: Székfoglalók. Élettudományok. (Szerk.: Vízi E. Sz.) 155–175. MTA. Budapest.

  • Pierce, F. J., Shaffer, M. J. & Halvorson, A. D., 1991. Screening procedure for estimating potentially leachable nitrate-nitrogen below the root zone. In: Managing Nitrogen for Groundwater Water Quality and Farm Profitability. 259–283. Soil Science Society of America. Madison, WI.

  • Shaffer, M. J. & Larson, W. E., 1987. NTRM, a Soil-Crop Simulation Model for Nitrogen, Tillage, and Crop-Residue Management. USDA-ARS, Conservation Research Report No. 34-1. National Technical Information Service. Springfield. VA.

  • Shaffer, M. J., Halvorson, A. D. & Pierce, F. J., 1991 Nitrate Leaching and Economic Analysis Package (NLEAP): Model description and application. In: Managing Nitrogen for Groundwater Water Quality and Farm Profitability. 285–322. Soil Science Society of America. Madison, WI.

  • Singh, Y., Rao, S. S. & Regar, P. L., 2010. Deficit irrigation and nitrogen effects on seed cotton yield, water productivity and yield response factor in shallow soils of semi-arid environment. Agricultural Water Management. 97. 965–970.

  • Szabó I. M., 2008. Az általános talajtan biológiai alapjai. Mundus Kiadó. Budapest

  • Tarr Zs., 2000. Nitrifikáció és denitrifikáció modellezése rozsdabarna erdőtalajban 15N-ös nyomjelzéses indikáció segítségével. Doktori értekezés. Gödöllő.

  • Trost, N. & Metzler, W., 1988. A kinetic model for soil acidification in its context with the associated equilibrium model. Applied Mathematical Modelling. 12. (3) 256–261.

  • Várallyay Gy., 2007. A globális klímaváltozás: hazai hatások és válaszok (A VAHAVA Jelentés). Agrokémia és Talajtan. 56. 199–202.

  • Wang, W. J. et al., 2001. Nitrogen mineralisation, immobilisation and loss, and their role in determining differences in net nitrogen production during waterlogged and aerobic incubation of soils. Soil Biology & Biochemistry. 33. 1305–1315.

  • Whitmore, A. P., 1996. Alternative kinetic laws to describe the turnover of the microbial biomass. Plant and Soil. 181. 169–173.
Cover Agrokémia és Talajtan
Agrokémia és Talajtan
Print ISSN:
0002-1873
Online ISSN:
1588-2713
Keywords:
nitrogén; N-ciklus; talajinkubációs kísérlet; kinetika

Monthly Content Usage

Abstract Views Full Text Views PDF Downloads
Aug 2020 3 0 0
Sep 2020 1 0 0
Oct 2020 10 0 0
Nov 2020 0 0 0
Dec 2020 0 0 0
Jan 2021 3 0 0
Feb 2021 0 0 0