Browse
A talaj katabolikus aktivitás mintázatának elemzése mikrorespirációs (MicroResp™) módszerrel
Analysis of soil catabolic activity patterns by micro-respiration (MicroResp™)
A talaj mikrobiális közösségének funkcionális diverzitása a talaj ökoszisztéma szolgáltatások jelentős részéhez hozzájárul, sok esetben meghatározó jelentőségű. Többféle kísérleti és elméleti megközelítés közül a katabolikus aktivitás-mintázat mikrorespirációs – MicroResp™ – módszerrel történő megközelítését mutatjuk be. A módszer a régebbről ismert szubsztrát-indukált respiráció több-szubsztrátos, mikrotiter lemez alapú kiterjesztése, amivel a talaj mikroba-közösség in-situ közösségi-szintű fiziológiai mintázata határozható meg. Mivel az egyes mikroorganizmusok szubsztrát-hasznosítása eltérő, a mikroba-közösség aktuális összetételétől, abundanciájától függően változó a szubsztrát hasznosítási mintázat egy-egy talajminta esetében. Az alkalmazott szubsztrátok köre tetszőleges, rendszerint egyszerű cukrok, aminosavak, aminok, karbonsavak. A módszer gyors, érzékeny, megbízható, ezért alkalmazása tervezett kísérletekben és talajmonitoring programokban egyaránt javasolható.
Talajnedvesség-tartalom mérése földradarral (GPR) és mezőgazdasági alkalmazhatóságának lehetőségei
Soil water content measurements with ground penetrating radar (GPR) and its application possibilities in the agriculture
A talajnedvesség-tartalom variabilitásának mérését jelentősen megnehezíti a talaj heterogenitása és a környezeti változatosság. Jelenleg még nem fejlesztettek ki olyan univerzális módszert, amely a magas vagy alacsony talajnedvesség-zónák szántóföldi léptékű feltérképezésére alkalmas úgy, hogy a talajnak és a talajnedvesség áramlásának teljes zavarásmentességét nagy mélységben is biztosítja.
A talajnedvesség-mérés részben (talajkapcsolt), vagy teljesen roncsolásmentes (levegőkapcsolt) lehetőségét biztosítja a földradar (GPR), amely nagy felbontást és jelentős behatolási mélységet biztosít a közepes léptékű talajnedvesség meghatározáshoz, így hiánypótló technikát jelent a kisléptékű pontszerű és a nagyléptékű távérzékelt mérési technikák közötti metodikai hiány kitöltésére. Emellett jobb időhatékonyággal alkalmazható más roncsolásos és roncsolásmentes eljárásokkal összevetve.
A talajradart sikeresen alkalmazták a talajnedvesség-meghatározásra, de hidrológiai vizsgálatokban történő alkalmazásának nagy potenciálja ellenére nem minden körülmény között működik optimálisan. Felhasználhatósága többnyire olyan területekre korlátozódik, ahol viszonylag alacsony az elektromos vezetőképesség (az elektromágneses hullám gyenge csillapodására való tekintettel). Ezen túlmenően egyes talajradar módszerek működésének alapfeltétele a jól azonosítható és folyamatos jelvisszaverődés, továbbá a dielektromos állandó tekintetében a földradar-rendszerek térben folyamatos felszín alatti kontrasztot igényelnek.
A talajnedvesség és annak áramlása kulcsparaméter a mezőgazdaság különböző területein. A talajnedvesség (és a talajvíz) látja el a növényeket, ami elengedhetetlen feltétele a növények fejlődésének. Ennélfogva a talaj nedvességtartalmának, eloszlásának, áramlásának, valamint a beszivárgás sajátosságainak alapos és lokális ismerete az öntözés hatékony megvalósításának alapköve, különösen a félszáraz és száraz éghajlatú területeken.
A talajradar mérési alapjaival, valamint hasznosítási lehetőségeivel összefüggésben az elsősorban nemzetközi szakirodalmat összegezve megállapítható, hogy a GPR előnyös mérőeszköz lehet, amely segíthet a talaj nedvességeloszlásának feltérképezésében, tekintettel a beszivárgásra, a párolgás és a növényi vízfelvétel okozta vízveszteségre is. Következésképpen mezőgazdasági felhasználhatósága lehetséges.
A talajradar hasznos része lehet a „Smart farming”-nak (intelligens gazdálkodás), segítséget nyújthat a talajban elhelyezett talajnedvesség-mérő szenzorok kijelölésében. Különösen, ha a közelmúltban megjelent új, szimultán többeltolásos és többcsatornás (SiMoc) GPR rendszerre asszociálunk, amely gyors talajprofil-feltérképezést tesz lehetővé a hét vevőegységével, de a hagyományos egycsatornás GPR sebességével.
Ha a teljes roncsolásmentesség a cél, úgy a drónra szerelt levegőkapcsolt GPR-ek nyújthatnak lehetőséget. Megjegyzendő azonban, hogy a talaj-levegő határfelületen jelentkező szignifikáns jelcsillapodás (hullámszóródás) következtében a feltárási mélység jelentősen csökken.
A földradar végső soron mérési alapul szolgálhat a hatékony (precíziós) öntözési gazdálkodás kialakításához, és a megfelelő vízfelhasználási hatékonyságot biztosítva járulhat hozzá a precíziós mezőgazdasági programok megvalósításához.
Az azbesztszálak kimutatására szolgáló vizsgálatok középpontjában a levegőszennyezettségi értékek álltak, de a 21. században felmerült az igény a problémakör kiterjesztésére. Az elmúlt években megjelent nemzetközi tudományos szakirodalmak megcáfolták az évtizedeken át fennálló feltételezést, miszerint az azbeszt csupán a levegőterheltség révén vált ki kockázatot. Vízminőségi és talajminőségi kutatások által teret nyert az azbesztszálak, különösen a krizotilszálak alternatív transzportútjainak vizsgálatát célzó kutatásterület. Annak ellenére, hogy mind a települési, mind pedig a mezőgazdasági vízgazdálkodás potenciálisan érintett a krizotil-azbeszt jelenléte kapcsán, nincs nemzetközi szinten egységes és elfogadott módszer vagy küszöbérték az egyes vízforrások biztonságára vonatkozóan. A kutatások nyilvánvaló korlátja, hogy csekély mennyiségű és minőségű tudás érhető el. Az azbesztszálak megjelenése az egyes vízbázisokban jelentősen megváltoztatja mind a mezőgazdasági, mind a települési vízgazdálkodás környezeti hatásoknak való kitettségéről alkotott eddigi ismereteinket. Az öntözővizzel és a gyűjtött csapadékkal kijuttatott azbesztszálak hatásainak palettája mára túlhaladta a humán- és állategészségügyi hatásokat, immár figyelmet kell fordítani a vegetációs hatásokra is. Annak érdekében, hogy nagyobb betekintést nyerjünk az azbeszttoxicitás növényekre gyakorolt hatásaiba, sokkal több tudományos eredményre van szükség.
Jelen összefoglaló tanulmányban bemutatjuk az azbeszt, különös tekintettel a krizotil azbeszt legfontosabb tulajdonságait, humán-, állat- és növényegészségügyi kockázatait. Rávilágítunk arra, hogy ismereteink rendkívül hiányosak, valamint felhívjuk a figyelmet a települési és mezőgazdasági vízgazdálkodás érintettségének egyes faktoraira, közvetlen és közvetett kockázati tényezőire, valamint arra, hogy ezek miként hatnak az élőlényekre, kiemelt tekintettel a növényekre.
Rambutan (Nephelium lappaceum) production is growing worldwide so the treatment and utilization of Rambutan by-products has become a concern of manufacturers. The objective of this study was to evaluate the potential application of rhizobacteria to decompose Rambutan peel for organic fertilizer production. After the rhizospheric soil samples were selectively proliferated and preadded on agar medium containing only Rambutan peel, the rhizobacterial colony isolates were screened based on their ability to grow on this agar medium and then to degrade cellulose in Rambutan peel. The LD7.3 isolate from the Rambutan rhizosphere showed the highest efficiency in degrading Rambutan peel with 5.6% degraded cellulose content and was identified by the MALDI-TOF technique as belonging to Klebsiella. Klebsiella sp. LD7.3 grew well and maintained the same degrading activity after three times of subculturing in liquid medium. Notably, the supplementation of grinded Rambutan fruit peel to the liquid medium had a positive effect on the growth and the degrading activity of Klebsiella sp. LD7.3. This was the primary report on the application of rhizobacteria to degrade Rambutan peel and the results showed that this was a potential approach to reuse this waste source.
The experiment was conducted within a framework of a two-factor long-term trial at the Research Institute for Fisheries, Aquaculture and Irrigation, in Szarvas, Hungary. This was a special field experiment, in which lysimeters have been installed in the middle of 32 m2 field plots. The main factor was the water supply with 4 levels: i1: non-irrigated control; i2: irrigated with one third of the optimal water supply; i3: irrigated with two thirds of the optimal water supply; i4: optimum irrigated plot, according to the requirement of sweet corn test plant. The amount of released irrigation water was 0, 54, 106 and 158 mm per year on average over 5 years. Within every water supply treatment there were 4 nutrient supply rates (N): N1, N2, N3, N4 = 100, 200, 300 and 400 kg ha−1 NPK fertiliser substance in ratio 2:1:1. The number of replications was 4, and the experiment was arranged in split-plot design. In the studied years, the amount of precipitation varied between 92 and 264 mm from sowing to harvesting.
The effect of fertiliser was less in the non-irrigated treatments compared to that of the irrigated ones, and the yield was increased only up to 200 kg ha−1 NPK treatment level. The NPK dose of 300 kg ha−1 proved to be optimal in the irrigated treatments in which the utilization of fertilizer doses increased parallel to the improving water supply. In addition, the ratio of first class products (cobs longer than 20 cm) increased to a greater extent than the yield as a result of irrigation and fertilization. Water requirement of sweet corn proved to be between 400–450 mm resulting in an average yield of 20–24 t ha−1, of which 18–20 t ha−1 came from marketable cobs. The amount of evapotranspiration fluctuated between 270–440 mm during the five years, depending on the quantity of water supply, but it changed to a lesser extent than the amount of the yield. Increasing the fertilizer dose practically did not affect ET in non-irrigated plants, but increased it by 20–30 mm in irrigated ones. The change was not significant.
The productivity of ET was only 30–45 kg ha−1 mm−1 in the non-irrigated treatment, while it was 50–55 kg ha−1 mm−1 in the irrigated treatments, with higher values at the higher fertiliser rates. The productivity of irrigation water exceeded far over the productivity of ET at adequate nutrient supply. The yield increase per 1 mm of irrigation water was on average 60 kg ha−1 mm−1, which was considerably higher than the productivity of ET of non-irrigated plants (39 kg ha−1 mm−1). There was a positive correlation between the yield and ET, and a negative correlation between the yield and specific water consumption. Irrigation and fertilization increased the average yield to a greater extent than evapotranspiration, so as the average yield increased, the ET per unit of yield decreased, i.e. the productivity of evapotranspirated water increased.
