Browse

Kísérleti munkánk célja volt, hogy műtrágyázási tartamkísérletben vizsgáljuk a N-, P- és K-ellátottság hatását a lóbab szárazanyag-felhalmozására és tápelemfelvételére. A műtrágyázási tartamkísérletet 1989-ben állítottuk be mélyben karbonátos csernozjom réti talajon, 4-4 N-, P- és K-ellátottsági szinten, teljes kezelés-kombinációban, 64 kezeléssel. A tápelem-felvételi vizsgálatokra 15 kezelést választottunk ki. Jelen dolgozatban a 2001. évi kísérlet eredményei szerepelnek, melyek alábbiakban foglalhatók össze:

A lóbab tenyészidejének első felében a 60. napig, a virágzás-hüvelyképződés kezdetéig a szárazanyag-felhalmozás mérsékelt ütemű, az összes biomassza tömegnek 26%-a halmozódik fel. Az intenzív szárazanyag beépülés a hüvely és magképződés időszakára esik, és a tenyészidő 90. napján a levél + szár tömege eléri maximumát (2,25 t ha⁻¹), és a hüvely + mag tömege (2,64 t ha⁻¹) az összes szárazanyag-termésből 54%-ban részesedik. A teljes érés fázisában, a tenyészidő 115. napján a maximális földfeletti szárazanyag-tömegből (5,72 t ha⁻¹) a mag 54%- ban (3,07 t ha⁻¹), a levél + szár 30%-ban (1,69 t ha⁻¹) és a hüvely 16%-ban (0,96 t ha⁻¹) részesedik.

A tenyészidő 35. napján, a lóbab 5-6 leveles fejlettségében a legnagyobb a leveles szár makro elem koncentrációja, ami a teljes érésig fokozatosan csökken. A hüvelytermésben a N-, P-, K- és Mg-koncentráció ugyancsak hígulást mutat, míg a Na és Ca esetében koncentráció növekedés tapasztalható. A növényi részek között N-ben és P-ban a mag a leggazdagabb. A magba több K épül be, mint a leveles szárba, míg Mg-ból kevesebb. A leveles szár Cu- és Fe-tartalma a teljes érésben a legnagyobb, míg a Zn- és Mn-koncentráció a tenyészidő alatt fokozatosan csökken. A Cu és a Zn elsősorban a magban koncentrálódik, míg a Mn és a Fe a leveles szárban.

A lóbab összes N- és P-felvételének maximumát a tenyészidő végén, a teljes érésben éri el. A növénybe épült összes K, Na, Ca és Mg mennyisége a hüvelytelítődés-magképződés időszakában tetőzik, majd a teljes érésig csökken. A lóbab által felvett összes makro elemből a magban halmozódik fel a N 83%-a, a P 82%-a, a K 45%-a, a Na 8 %-a, a Ca 10 %-a és a Mg 48%-a. A leveles szárban pedig a N 7%-a, a P 12%-a, a K 21%-a, a Na 66%-a, a Ca 82%-a és a Mg 33%-a.

A teljes érésben végzett tápelem-felvételi vizsgálatok alapján a lóbab fajlagos elemfelvétele 1 tonna magterméshez a hozzátartozó mellékterméssel együtt a következő: N 61,8 kg, P 9,6 kg (P₂O₅ 22,0 kg), K 22,0 kg (K₂O 26,4 kg), Na 5,1 kg (Na₂O 6,9 kg), Ca 5,8 kg (CaO 8,1 kg); Mg 3,4 kg (MgO 5,7 kg) ; Cu 15 g, Zn 75 g, Mn 50 és Fe 374 g.

A szikes talajok szélsőséges vízháztartásuk, nagy sótartalmuk és alkalikus kémhatásuk miatt az élőlények alkalmazkodását alaposan próbára teszik. A talaj mikrobiális közösség katabolikus aktivitás mintázatát hasonlítottuk össze három szikes tó, a Böddi-szék, a Kelemen-szék és a Zab-szék (Felső-Kiskunsági szikes tavak) partközeli vegetációjának rizoszférájában az iszaptól a zsiókáson és a mézpázsiton keresztül a homoki legelőig. Feltételeztük, hogy a szikes jellegben és a növényzetben meglévő különbségek a mikrobiális közösségre is hatást gyakorolnak. Kezdeti eredményeink azt mutatták, hogy a szubsztrát hasznosítási mintázat alapján az egyes minták jól elkülönültek egymástól. Az alaprespiráció elsősorban a talaj humusztartalmával mutatott szoros összefüggést. A katabolikus aktivitás mintázatokat 5 szubsztrát alapján a gázkromatográfiás SIR méréssel a pH és EC, míg 15 szubsztrát alapján mikrorespirációval a pH és humusztartalom szignifikánsan befolyásolta, a növényzet közvetlen hatása kevésbé volt igazolható.

A szélsőséges talajtulajdonságokkal jellemezhető élőhelyeken, mint amilyenek a szikesek, a növények túlélésében az arbuszkuláris mikorhiza (AM) gombák fontos szerepet játszanak. Az AM gombák kolonizációjában jelentős különbség adódott két domináns növényfaj, a sziki őszirózsa és a sziki mézpázsit között, az előbbi jóval erőteljesebb kolonizációt mutatott. Ugyanazon növényfaj AM kolonizációja a három területen eltérő volt, ami nem magyarázható a talaj tulajdonságokkal.

A kutatást az OTKA (K 108572) támogatta.

A talajok hazai és nemzetközi kutatásában egyre nagyobb szerepet kap a talajok mikrobiótájának vizsgálata. Hazai viszonylatban szikes talajokon eddig kevés ilyen irányú kutatás történt. Kutatásunkban kiskunsági szikes talajok mikrobaközösségeinek katabolikus aktivitás mintázatát vizsgáltuk Apajpusztáról származó mintákon. A mintavételhez négy, a szikesedés különböző fázisaira jellemző növényzettel rendelkező területet választottunk ki (szoloncsák vaksziknövényzet, kiskunsági szikfoknövényzet, ürmös szikespuszta és füves szikespuszta), ezek területéről a talaj mikrobiológiai szempontból legaktívabbnak tekintett 0-10 cm-es rétegét mintáztuk.

A minták néhány fontosabb talajtani paraméterét meghatároztuk (szemcseösszetétel, pH, só-, humusz- és mésztartalom, valamint néhány fontosabb tápelem mennyisége). A négy eltérő növényzetű terület között a talajtani paramétereik alapján is jelentős különbségeket tapasztaltunk.

A minták mikrobiológiai aktivitását az itthon még kevéssé ismert mikrorespirációs (MicroResp^TM) módszerrel vizsgáltuk. Ennek során a talajmintákhoz 23 különböző szerves szubsztrátot adtunk, és az általuk indukált légzési válaszon keresztül mértük, hogy az egyes talajminták mikrobaközösségei milyen mértékben képesek hasznosítani az egyes szubsztrátokat. Az így kapott, közösségre jellemző katabolikus aktivitás mintázatokat főkomponens elemzéssel és kanonikus korreszpondancia elemzéssel értékeltük.

Eredményeink alapján a mikrorespirációs módszer egyértelműen alkalmas az általunk vizsgált talajok mikrobiótájának elkülönítésére. Az egyes minták katabolikus aktivitás mintázatai közötti különbségek egybevágtak a minták közötti, talajfizikai és —kémiai tulajdonságban megfigyelt eltérésekkel.

A kutatást az OTKA (K 108572) támogatta.

A lézerdiffrakciós szemcseanalízis egy korszerű módszer a talajmechanikai vizsgálatokban, ám egy egységes mérési szabvány bevezetése (akár műszerhez köthetően) nagymértékben növelné a mérések reprodukálhatóságát. A mérések tekintetében kiemelt szerepe van az előkészítő módszereknek (talajszerkezetet kialakító kötőanyagok roncsolása, elemi szemcsék diszpergálása), azonban ezen a téren is hiányzik az egységes szabványosítás. A tanulmányozott közlemények alapján megállapítható, hogy mind az optimális mintaelőkészítési módszer, mind pedig a legmegfelelőbb műszerbeállítás nagymértékben függ a mérni kívánt minta fizikai és kémiai sajátságaitól. A mérési eredmények hagyományos ülepítéses módszerrel kapott eredményekkel történő összehasonlítására szolgáló konverziós módszerek (frakció mérethatárváltások, illetve konverziós egyenletek) használhatósága is talajminta- és LDM vizsgálati módszer-függő. A lézeres szemcseanalízis alkalmazása a talajok aggregátum-stabilitás vizsgálata során ígéretes módszertani lehetőség, ám a mérések értelmezése és az összahasonlíthatóság megteremtése végett ezen a téren is elkerülhetetlen a szabványosítás.

A kunhalmok az eurázsiai sztyeppe öv síkvidéki tájának emberalkotta formakincsei. A halmok építésekor az azt létrehozó ember eltemette és ezáltal konzerválta a korabeli táj egyik legfontosabb “olvasókönyvét”, a járószint talajtakaróját. Az egykori tudatos emberi cselekvés — azaz különböző céllal létesített halmok megépítésének — kiemelten fontos mellékterméke, hogy a halmok alatti terület korabeli talajtakarója izolálódott a környezeti hatásoktól és ezáltal megőrződött.

Tanulmányunkban a Szolnok-Túri-síkon található Bán-halmon végzett geomorfológiai, botanikai, talaj- és rétegtani eredményeket foglaljuk össze, illetve egészítjük ki az eltemetett paleotalaj mintáin végzett fitolitelemzés eredményeivel. A növényi opálszemcsék ellenálló képessége — egyéb mikro- és makroszkopikus, szervesanyagú növényi eredetű maradvánnyal szemben — lehetőséget ad a fitolitelemzés módszerének széleskörű paleoökológiai alkalmazására. A növényi szövetből történő feltáródásukat követően még hosszú ideig extrém körülmények között is fennmaradnak a befoglaló közegükben: megőrzik a képződési körülményeikre jellemző formájukat, anatómiai származásukra vonatkozó tulajdonságukat, textúrájukat. Ezzel megteremtik a lehetőségét, hogy a fitolitkutatás a paleoökológia és paleotalajtan tudományában, mint önálló kutatási irányzat szerepet kapjon. A növényi opálszemcsék a talajok fejlődéstörténetének hírmondói is egyben, így a megfelelő peremfeltételek teljesülése esetén egy-egy talajszelvény képződését is jellemezhetjük a módszer felhasználásával.

A Bán-halom rétegtani vizsgálatát a halmon végzett sekélyföldtani fúrás által szolgáltatott fúrómagok morfológiai, illetve alapvető laboratóriumi vizsgálatai alapján lehet felvázolni. Eszerint a halom palástját adó recens talajképződmény alatt legalább négy, morfológiailag jól elkülönülő kultúrréteg helyezkedik el, amely alatt 470 cm-es relatív mélységben található az építés előtti járószint, azaz az eltemetett paleotalaj felszíne.

Az eltemetett talaj A_p- és részben B_p-szintjéből, valamint a paleotalaj és — kronológiai értelemben — az első kultúrréteg (K1) határrétegéből 10 cm-es mintázási intervallummal gyűjtött talajminták fitolitelemzése szerint a Bán-halom építése előtti környezetet erős felszínbolygatás érthette. Ellentétben a temetkezési dombokon (kurgánokon) végzett — hasonló metodikájú — vizsgálatokkal, jelen esetben feltételezzük a halom alatti terület korábbi használatba vételét, a megtelepedést. Ennek egyik legfontosabb bizonyítéka a gabonák egykori jelenlétére utaló fitolit morfotípusok megjelenése a mintákban. Mindemellett az eltemetett paleotalaj morfotípus spektruma azt támasztja alá, hogy a halom építési pontjának környezetében a természetes vegetációt a környező homokbuckák sztyeppei, félszáraz vegetációja uralta, amelyben fás szárú fajok egykori megjelenése, illetve dominanciája nem rekonstruálható.

Az arzénnal szennyezett termőterület a világ valamennyi részére kiterjedő globális problémát jelent. Az arzén a növények számára nem esszenciális mikroelem, mely a szennyezett talajon történő növénytermesztés által a növények számára felvehetővé válik. Az arzén felvételének következtében olyan növényfiziológia folyamatok sérülhetnek, melyek súlyos anomáliák kialakulásához vezetnek.

Kutatómunkánk célja növekvő koncentrációjú (0, 3, 10, 30, 90 és 270 mg kg⁻¹) arzénkezelésben részesített talajon termesztett zöldborsó szárazanyag-produktumában bekövetkező változások nyomon követése mellett, az egyes növényi szervek (gyökér, szár, levél, hüvely, szem) arzén-akkumulációs képességének megállapítsa volt. Vizsgáltuk továbbá a talaj arzén-terhelésének hatását a kísérleti növény egyes szerveinek P-tartalmára vonatkozóan is. Munkánk tárgyát képezte továbbá a növekvő koncentrációban arzénnal kezelt talaj „összes“, illetve „oldható“ arzéntartalmának megállapítása.

Arra a következtetésre jutottunk, hogy a talaj növekvő koncentrációjú arzénterhelésének hatására valamennyi növényi szerv arzéntartalma nőtt. Az egyes növényi szervek arzén-akkumulációs képességének sorrendje a következő: gyökér > szár > levél > hüvely > szem. Habár valamennyi kezelésnél az arzén döntően a gyökérben akkumulálódott, a 270 mg kg⁻¹-os kezelés esetén a gyökér már nem volt képes az arzén visszatartására, így a transzlokációja jelentősen fokozódott a talajfelszín feletti szervek irányába is.

A gyökérben akkumulálódott jelentős mennyiségű arzén a gyökér szárazanyag-produktumára nézve gátló hatást fejtett ki. A hüvely és szem esetén a legnagyobb (270 mg kg⁻¹), míg a szár és levél esetén a legnagyobb kezelés mellett a 90 mg kg⁻¹- os kezelés is szignifikánsan csökkentette az említett szervek szárazanyag-tartalmát. Ugyanakkor a 10 mg kg⁻¹-os kezelés fokozta a levél és szár, míg a 3 és 10 mg kg⁻¹- os kezelés növelte a generatív részek szárazanyag-tartalmát.

Az egyes szervek foszfortartalmának meghatározására irányuló vizsgálataink eredményei alapján megállapítható, hogy a szem, hüvely, levél, valamint szár esetén a 270 mg kg⁻¹-os, míg a gyökérnél már a 90 mg kg⁻¹-os kezelés hatására is nőtt, a kisebb koncentrációjú kezelések hatására azonban szignifikánsan nem változott az említett növényi szervek P-tartalma. A P-As arány tekintetében a kezelések hatására azonban drasztikus csökkenés volt megfigyelhető valamennyi növényi szerv esetén.

A talajvizsgálati eredmények alapján azt a konklúziót vontuk le, hogy a talaj „összes“ arzéntartalmának — a különböző adszorpciós folyamatoknak, illetve a talaj puffer kapacitásának köszönhetően — csak 38,6–56,9% van a növények számára is hozzáférhető formában jelen.

Tanulmányunkban ismertetett talajtermékenységi vizsgálatok szervesen kapcsolódnak a Pannon Egyetem Georgikon Kar, Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszékén nagy hagyományokkal rendelkező, már több évtizede folyó földminősítési alapkutatásokhoz. A földminősítési kutatások során született eredményekkel kapcsolatosan több olyan kérdés merült fel, amelyek tisztázása eddig még nem történt meg. Megoldandó feladatként jelentkezett többek közt, hogy az országos összesítésben nem jelentős területi arányt elfoglaló, de egy-egy tájra vagy termőhelyre jellemző talajváltozatokra a becsült átlagos termékenység értékek — mintaterületi adatbázisok növénytermesztési- és talajtani információinak felhasználásával — pontosításra kerüljenek.

A termékenységi vizsgálatainkat a Dél-Alföldön, a Tisza-Maros közén elhelyezkedő, zömében nagy agyagtartalmú csernozjom és réti talajváltozatokon végeztük. A termékenységi becslésekhez a mintaterületek rendelkezésre álló talajinformációit (1:10.000 léptékű üzemi és földminősítési genetikus talajtérkép, 1:25.000 Kreybig-féle átnézetes talajismereti térképek), illetve földművelési egység (tábla és résztábla) szintű, hosszú idősoros mért terméseredményeit használtuk fel. A számítások során az Agrokémiai Információs és Irányítási Rendszer (AIIR) adatbázis többéves (1985–1989) terméshozamaiból becsült átlagos talajváltozati termékenység értékeket korrigáltuk a mintaterületek talajféleségein (talajfoltjain) mért terméseredményekkel, a számításokhoz iterációs módszert használtunk.

A dél-alföldi mintaterületeken kidolgozott módszer lehetőséget nyújt arra, hogy a hazai földértékelés majdani megújításakor a begyűjtött különböző talajtérképi- és talajadatbázis információk, valamint a többéves termés adatsorok alapján egyes talajtaxonómiai egységekre pontosítsuk, illetve az eddig még hiányzó talajváltozatokra kiegészítsük a földminőséget kifejező mutatószámot.

A mintaterületekre kapott eredmények arról tanúskodnak, hogy a becslési eljárás pontosítható az iterációs számítás peremfeltételeinek megválasztásával („A“ típusú helyett „B“ típusú becslés), illetve különböző szempontok szerinti csoportképzésekkel. A vizsgálataink során kapott nagyon eltérő becslési megbízhatóság értékek arra hívják fel a figyelmet, hogy a földművelési egységek termékenységi viszonyait csak részben tudjuk modellezni és magyarázni az egyes talajváltozati foltok termékenységi viszonyaival.

A vizsgálat célja különböző bioszeneknek a talaj nitrifikációs folyamataira gyakorolt hatásának tanulmányozása volt. Kísérleteink során eltérő mennyiségű és típusú bioszénnel kevert talajt különböző hőmérsékleten vizsgáltunk. Az eredményeink alapján a legnagyobb különbségeket a nitrifikációs potenciálban a hőmérséklet eredményezte. Az alacsony hőmérséklet gátolta vagy nagymértékben lelassította a nitrifikációs folyamatokat. 20 °C valamint 30 °C hőmérsékleten a nitrát képződés hasonlóan alakult, kiemelve a nyári időszakban történő minimális bioszén hatást a nitrifikáló mikroorganizmusokra. így elmondható, hogy tavaszi időszakban a bioszén hatása a nitrifikáló baktériumokra a legkiemelkedőbb, 10 és 20 °C között. Magas hőmérséklet (30 °C) esetében a nettó nitrifikációs potenciál akár háromszorosára is megnőtt a 20 °C-os hőmérséklethez képest. Ugyanakkor elmondható, hogy a magas hőmérséklet negatívan befolyásolta a talajban lévő mikrobiális közösséget, kiemelkedően a CT bioszén esetében. A különbségeket a nitrifikációs értékekben a különböző bioszén típusoknál és mennyiségeknél egyaránt megfigyeltük. 2% bioszén talajhoz adásával szignifikáns különbségeket találtunk a kontroll kezeléshez képest, viszont a nagyobb mennyiségű bioszén hozzáadás hatása már nem volt szignifikáns egymáshoz viszonyítva. A bioszén típusok közül a PY típusú bioszén eltérő mennyiségei mutatták a legkisebb változást a nitrát képződésben.

Munkánkat az OTKA PD-116157 kutatási projekt támogatta a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj mellett. Külön köszönet Mózes Mariann, Bányász Ágnes és Dencső Márton részére az anyag előkészítésében és laboratóriumi vizsgálatokban nyújtott segítségükért.