Browse
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.
Az „Alsóban az élet” című hazai talajállapotot célzó közösségi tudomány program első tapasztalatai és eredményei
The First experiences and results of the Hungarian citizen science program (’Life in Undies’) aimed at soil properties
A közösségi tudomány – citizen science – már évtizedek óta működő kutatási forma, ahol egy-egy kutatás a lakosság segítségével valósul meg. Az „Alsóban az élet” kampány az érdeklődők bevonásával 2021 tavaszán indult hazánkban. A kutatásban résztvevők kézhez kaptak egy pamut alsóneműt, amelyet kb. 20 cm-es mélységben kellett elásniuk, ezzel „táplálékot” szolgáltatva a talajlakó élőlények számára. Több mint két hónap elteltével az alsónemű kiásása után megfigyelhetők a bomlási jelek, amelyek mint indikátor jelzik a talajélet aktivitását, közvetett módon a talaj egészségi állapotát. A visszamaradt alsóneműk digitális fotójának elemzésével becsülhető a talajlakó élőlények munkája az alsónadrágok bomlásának százalékos aránya alapján.
A közösségi médiában megjelent felhívások és célzott csoporthirdetések segítségével mintegy 1193-an jelentkeztek a programra összesen 1966 helyszínnel, ezzel országos lefedettséget biztosítva a kutatás részére. Az adatok elemzése alapján a gondozott konyhakertekben elásott pamut alsók mutatták a legnagyobb átlagos bomlási értékeket (27,67%). Talajtípust tekintve a réti talajok és a közép- és délkeleteurópai barna erdő-, valamint a csernozjom-, és a váztalajok (köztük nagyrészt a humuszos homoktalajok) esetén tapasztaltuk a legmagasabb, közel azonos, 25,47%; 25,43%; 24,22%; 24,21%-os bomlási értéket. A programban résztvevő helyszínek közül a legnagyobb mértékű bomlás (93%) konyhakert hasznosítású (mulcsozott veteményes és polikultúra ágyás) váztalajon (homoktalajon) volt megfigyelhető. Az országos átlagos bomlási érték 24,57% volt. A bomlási adatok alapján eredménytérképet szerkesztettünk Magyarország teljes területére, melyet nyilvánossá tettünk, s a résztvevőknek a visszaküldött fotó feldolgozása alapján rövid, a saját talajának biológiai aktivitását minősítő válaszlevelet küldtünk.
Hígtrágya komplex baktérium-kezelésének hatása egyes beltartalmi és ökotoxikológiai tulajdonságokra
The effect of complex bacterial treatment of slurry on content and ecotoxicological properties
Kutatásunk témája az NCH Magyarország Kft. által forgalmazott baktériumos hígtrágyakezelési rendszer összehasonlító ökotoxikológiai vizsgálata. A kísérletet egy szarvasmarha borjúnevelő telepen végeztük 0–6 hónapos korcsoportú szekcióban. A tabletta formában rendelkezésünkre álló baktérium törzseket egy tartályban felszaporítottuk és hetente adagoltuk az aknában összegyűlő hígtrágyához. A kezelés célja volt, hogy a baktériumok elősegítsék a trágya homogenizációját, a szagcsökkentést és a szerves szennyeződések lebontását. Az ökotoxikológiai vizsgálatokat a trágyakezelés előtt, alatt és után, három mintavételi időben végeztük el.
A kutatásunk eredményeként elmondhatjuk, hogy a hígtrágyakezelés során a beltartalmi értékek jelentősen növekedtek, főként a nitrogénformák, a biológiai oxigénigény és a szárazanyagtartalom. Az ösztrogén hatás megléte számottevő maradt a kezelés végére is. A fitotoxicitási vizsgálat alapján mindegyik növény, szár- és gyökérnövekedésére pozitív hatással volt a trágyakezelés. A talajtoxicitási teszt eredménye bizonyította, hogy magasabb hígítás mellett veszti el a kezeletlen hígtrágya az érzékeny baktériumok élettevékenységére is kiterjedő gátló hatását. A békalencse vizsgálat során összességében elmondható, hogy 150× hígítás fölött megszűnik a hígtrágya gátló hatása mindhárom alkalommal vett minta esetében. Az alga növekedésgátlására a hígtrágya stagnáló-gátló tendenciát mutatott a kezelés alatt.
Eredményeink alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a vizsgált hígtrágyakezelési módszer a homogenitás, szagtalanítás és a szerves anyagok bontása során eredményes volt. Azonban javasolt magasabb hígítási arányban vagy magas talajvíztartalom mellett kijuttatni a földekre. A hormonhatású anyagok eltávolítására vonatkozólag további vizsgálatok szükségesek, melyek alapján majd javaslatokat lehet kidolgozni a gazdák számára.
Húsz éves avarmanipulációs kísérlet hatásai barna erdőtalaj szén tartalmára és vízkapacitására: Síkfőkút DIRT Project
The effects of a twenty-year litter manipulation experiment on the carbon content and water retention capacity of the examined Luvisols: Síkfőkút DIRT Project
A talajok a szárazföldi széntároló rendszerek egyik legjelentősebb tagját jelentik, melyek szénelnyelése, illetve szénkibocsátása jelentős mértékben hat a klímára, ugyanakkor a klímaváltozás is befolyásolja a talajok szénraktározó képességét. Az avar produkció mennyiségi és minőségi változásai jelentősen befolyásolják ezeket a folyamatokat, azonban ezek mértéke, sőt időnként iránya sem ismert pontosan.
A klímaváltozás mellett a területhasználat változások is befolyásolják a talajba kerülő szerves anyagok mennyiségét és ezen keresztül számos egyéb talajfizikai, kémiai és biológiai paramétert. Ezeknek a hatásoknak a rendszerszintű vizsgálatát segítik a nemzetközi avarmanipulációs projektek, melyek azonos kezeléseket alkalmazva, de eltérő klímaviszonyok mellett vizsgálják a mesterségesen átalakított avar inputok hatását a talajrendszerekre. A Síkfőkút project területén, mely 2000-ben csatlakozott a nemzetközi DIRT projecthez, vizsgáltuk az avar input növekedésének és csökkenésének hatásait egy cseres tölgyes erdőben a talajok szén körforgalmára, illetve a vízháztartására. Ezeken a kutatásokon belül vizsgáltuk a kezelések talajaiban a talajnedvesség tartalmat, vízkapacitást és térfogatsűrűséget, valamint CNS analizátorral a talajok szerves szén tartalmát.
Eredményeink azt mutatták, hogy az avar produkció mennyiségi változása, éghajlati viszonyoktól függően, eltérően hat a talajok SOC tartalmának változásaira. A kezelésekkel modellezett avar produkció változások nemcsak közvetlen úton hatnak a talajok szerves anyag tartalmára, de közvetett módon a megváltozott mikroklimatikus viszonyok révén is befolyásolják a talajok szén és vízforgalmi viszonyait. A nagyobb avar produkció a szárazabb síkfőkúti erdőben növelte a talajok szén tartalmát (szemben a nedvesebb amerikai területeken tapasztalt visszaeséssel, vagy stagnálással) és magasabb szerves anyag tartalom társulva a vastagabb avartakaróval magasabb átlagos talajnedvességet és vízmegtartó képességet eredményezett az avar elvonásos kezelésekkel szemben. Ezek a hatások összefüggésben lehetnek azzal is, hogy az avarelvonásos kezeléseknél szignifikánsan magasabb térfogattömeg értékeket mértünk, ami a pórustérfogat csökkenését jelentheti ebben az esetben, csökkentve ezzel a talajban tárolható víz mennyiségét.
Az általunk végzett avarmanipulációs kísérletek nemzetközi kontextusában közelebb juthattunk a biogeokémiai ciklusok, ezáltal a mineralizáció és a humifikáció közötti összefüggések megértéséhez különböző erdőtípusokban és különböző klimatikus feltételek között.
Abstract
If we want to increase the efficiency of precision technologies to create sustainable agriculture, we need to put developments and their application on a new footing; moreover, a general paradigm shift is needed. There is a need to rethink close-at-hand and far-off innovation concepts to further develop precision agriculture, from both an agricultural, landscape, and natural ecosystem sustainability perspective. With this, unnecessary or misdirected developments and innovation chains can be largely avoided. The efficiency of the agrotechnology and the accuracy of yield prediction can be ensured by continuously re-planning during the growing season according to changing conditions (e.g., meteorological) and growing dataset. The aim of the paper is to develop a comprehensive, thought-provoking picture of the potential application of new technologies that can be used in agriculture, primarily in precision technology-based arable field crop production, which emphasizes the importance of continuous analysis and optimisation between the production unit and its environment. It should also be noted that the new system contributes to reconciling agricultural productivity and environmental integrity. The study also presents research results that in many respects bring fundamental changes in technical and technological development in field production. The authors believe that treating the subsystems of agriculture, landscape, and natural ecosystem (ALNE) as an integrated unit will create a new academic interdisciplinarity. ICT, emphasizing WSN (Wireless Sensor Network), remote sensing, cloud computing, AI (Artificial Intelligence), economics, sociology, ethics, and the cooperation with young students in education can play a significant role in research. This study treats these disciplines according to sustainability criteria. The goal is to help management fulfil the most important expectation of reducing the vulnerability of the natural ecosystem. The authors believe that this article may be one of the starting points for a new interdisciplinarity, ALNE.
Szántóföldi szénmérleg egy közép-magyarországi mintaterületen
Carbon balance of a cropland site in Middle-Hungary
2017. októberétől 2021. októberéig terjedő időszakban vizsgáltuk egy középmagyarországi szántóföld szénforgalmát gázcseremérések segítségével. A mért nettó ökoszisztéma gázcsere (NEE) adatokból kumulált összegeket számoltunk éves bontásban, illetve az egyes növényállományok és ugar időszakok szerint. Gazdálkodási adatok segítségével számoltuk a területre behozott (import) és onnan elvitt (export) szénmennyiségeket, valamint az NEE, az import és az export áramokat összesítve szénmérleget (NECB) számítottunk az NEE összegekhez hasonló bontásban.
Az eredmények alapján a szántóföld minden évben szénelnyelőnek bizonyult, annak ellenére, hogy a vizsgált időszak során több vízhiányos periódus is hátráltatta a növények megfelelő fejlődését és ezzel a szénfelvételt. A mért éves átlagos NEE összeg –69,6 g C m–2 év–1 volt. Ezzel szemben a teljes – laterális áramokat is tartalmazó – szénmérleg minden évben és minden növényállomány esetében veszteségesnek bizonyult, átlagosan –168 g C m–2 év–1 volt a szénveszteség mértéke. Ennek a deficitnek a jelentős része a vízhiányos időszakok alatti lecsökkent szénfelvételnek köszönhető, ezt jól mutatja a két őszi búza állomány szénmérlege közötti 66 g C m–2-es különbség, ahol az első állomány jó vízellátás mellett, a második pedig vízhiányos időszak alatt fejlődött. Nedvesebb időszakban vélhetően kevésbé jelentős a szénveszteség mértéke.
A szakirodalom alapján nincs olyan módszer, amellyel önmagában kompenzálni lehet egy ilyen mértékű veszteséget, azonban több olyan eljárás is létezik, amelyek kombinációjával jó eredményeket lehet elérni. Fontos lenne a hazánkban jól alkalmazható módszerek feltárása és azok szénmérlegben játszott szerepének számszerűsítése.
