Browse

You are looking at 81 - 90 of 2,175 items for :

  • Biology and Life Sciences x
  • Materials and Applied Sciences x
  • Refine by Access: All Content x
Clear All
Restricted access

Szennyvíziszap kihelyezés rövidtávú következményeinek értékelési lehetősége Sentinel-2 alapú szántóföldi vegetációmonitoring alapján

Evaluate the short-term effects of sewage sludge disposal based on Sentinel-2 vegetation monitoring

Agrokémia és Talajtan
Authors: Kovács Ferenc and Ladányi Zsuzsanna

Az iszapkihelyezések rövidtávú hatásainak megfigyelésére és igazolására több évre kiterjedő, nagy időfelbontású monitoringot terveztünk dél-alföldi, csernozjom talajokon folyamatosan művelt, gyakran évről-évre különböző növényzettel fedett szántóföldi parcellákon. A 14 db 50 m x 50 m-es kvadráton, a Sentinel-2 műholdfelvételezés alapú adatgyűjtést a legnagyobb idő- és térbeli felbontásban alkalmaztuk. Atmoszférikus korrekcióval előfeldolgozott, közel 100 db felhőmentes képből álló adatbázist LANDSAT OLI (Operational Land Imager) felvételekkel kiegészítve, vegetációs indexekkel (EVI, NDVI) értékeltük a nyári félév fotoszintetikus aktivitását és biomassza-produkció változásait térben és időben.

A spektrális index alapú vegetációs ciklus különbségek alapján meghatározhatók a területen termelt változatos növényfajok, a felszínfedettség különbségek és a területhasználati változások. A vizsgálatainkkal párhuzamosan, LADÁNYI et al., (2020) szerint értékelt talajtani eredményekhez hasonlóan az iszapkihelyezés által érintett, illetve nem érintett területek között kimutatható, EVI és NDVI-vel mért statisztikai és térbeli különbségek rövidtávon általánosan nem szignifikánsak. A vizsgált négy termény közül a napraforgó, kukorica biomassza produktuma esetén láthatók index különbségek, amelyek az iszapkihelyezés 1–3 éven belül tapasztalható hatásaként értékelhetők, de ennek igazolására folyamatos monitoring vizsgálat szükséges. A repce és az őszi búza esetén a rendelkezésre álló adatok alapján nem tapasztaltunk hasonlót, sőt esetenként a kihelyezés előtti VI értékek magasabbak. A parcellákat jellemző térbeli heterogenitáson – melyet a kvadrátok jól mintáznak – a szennyvíziszap kihelyezések a vizsgált időszakban nem változtattak.

A két különböző vegetációs index együttes alkalmazása hasznos. Az EVI általános előnyei mellett kiemelhető a dús vegetációs időszak értékelésének pontossága, az összehasonlító elemzésben tapasztalható alkalmazhatósága, míg az NDVI a csekélyebb vegetáció dinamikájában, a vegetációtípusok megkülönböztetésében, vagy a dús vegetációt jellemző változékonyság megfigyelésében lehet érzékenyebb. Érdekes, hogy az NDVI és EVI közötti különbség a szennyvíziszappal kezelt területeken kisebb. A várakozásnak megfelelően, a nagy felbontást igénylő vizsgálatban a LANDSAT adatok, a Sentinel alapú indexértékekkel általánosan szoros statisztikai kapcsolatban vannak és igazolják az értékelés eredményeit, de a parcellákon, adott időkben tapasztalt jelentős eltérések miatt önmagukban nem tudják kiegészíteni a vizsgálatot.

A gazdálkodásváltás ellenére kitűzött cél, a szignifikáns különbségek kimutatása indokolja az aktuális évek adatainak további vizsgálatba való bevonását, amely segít az adathiányos időszakok leszűkítésében is; 2020. év megfigyelése folyamatban van.

The agricultural use of sewage sludge is one of the means of refilling the soil nutrients and an effective tool for sustainable environmental management. In order to monitor and verify the short-term effects of sludge disposal (in parallel with other soil observations) we planned a multi-year, high-resolution data collection for monitoring the effects of disposal in some arable land parcels on 14 pieces of 50 m x 50 m quadrates in southeastern Hungary. Using free Sentinel-2, pre-processed satellite imagery, data acquisition was applied at the highest temporal and spatial resolution supplemented with LANDSAT-8 recordings, evaluating the vegetation period from 2016 to 2019 (almost 100 images). We evaluated the photosynthetic activity of the summer season and the changes in biomass production in space and time based on vegetation index (EVI, NDVI).

The difference in the vegetation cycle of the plants on the arable land and the difference in the land use and land cover (LU/LC) are clearly visible in the values of EVI and NDVI. The statistical and spatial index differences between the affected and non-affected areas of sludge disposal are generally not significant in the short term. It can be seen differences in the case of the sunflower and maize biomass products. These can be assessed as the effect of sludge disposal within 1–3 years, but continuous monitoring is required to verify this. In the case of colza and winter wheat (based on the available data) we did not find similar effects, and in some cases the pre-placement EVI/NDVI values were higher.

Vegetation indices heterogeneity among the parcels is also well patterned spatially in the quadrates. The spatial heterogeneity characteristic of the quadrates was not changed by the sewage sludge disposal over the study period. Geometric resolution and monitoring can be used to map a former alluvial form, which is an important factor in understanding parcel yield changes.

We can emphasize the accuracy of EVI evaluation in the dense vegetation period and its applicability in a comparative analysis. NDVI may be more sensitive in the dynamics of smaller or sparse vegetation, or sometimes in the observation of variability characteristic of rich vegetation. It is interesting, that the difference between NDVI and EVI is smaller in areas treated with sewage sludge. LANDSAT data are generally closely related to the Sentinel-based indices values and confirm the results of their evaluation, but they cannot supplement the study on their own due to the significant differences on the parcels at certain times.

In addition to the change of agricultural management, in the detection of significant differences, it is appropriate to measure the data for the following years, that can help to narrow down the data deficient periods; monitoring for 2020 is in progress.

Open access

A talaj elektromos vezetőképessége és a termőhelyi zónák talajtulajdonságai közötti összefüggések

Correlations between soil conductivity and soil properties of crop management zones

Agrokémia és Talajtan
Authors: Kocsis Mihály, Menyhárt László, Benő András És, and hermann Tamás

Vizsgálatunk célja az volt, hogy egy Somogyban elhelyezkedő, dombvidéki mintaterület szántóin elemezzük a mért talaj-vezetőképesség (EC) értékek és lehatárolt termőhelyi (művelési) zónák talajtulajdonságai közötti összefüggéseket. A vizsgált szántóterületek löszön kialakult, típusos Ramann-féle barna erdőtalajon és karbonátos csernozjom barna erdőtalajon helyezkednek el. Feltalajuk döntően vályog és agyagos vályog fizikai féleségű. A talaj vezetőképességét 50 és 100 cm-es talajmélységben mértük.

A mintaterület talajadatait térinformatikai állományba foglaltuk, az adatok rendezését és azok összekapcsolását az ESRI ArcGIS 10.0 programmal végeztük el. A táblák heterogenitását mutató laboratóriumi talajvizsgálatok eredményeit a mért EC értékekkel összevetettük, amelyhez az IBM SPSS Statistics 20 szoftver segítségével stepwise-típusú lineáris regressziót alkalmaztunk. A regressziókat a talajvizsgálatok csoportosításával megegyezően: alap („a” eset), bővített („b” eset) és teljeskörű („c”eset) alapján futtattuk le. A számításoknál az „a” eset a talajtulajdonságokat meghatározó fontosabb talajparaméterek (kötöttség, humusz- és mésztartalom, kémhatás), a „b” eset az alap talajparamétereket és a makro tápanyagok (NPK ellátottságot), valamint a „c” eset az előző kettőt és mikro tápanyagok (Mg2+, Na+, Zn2+, Cu2+, Mn2+, SO42–, Fe2+ + Fe3+) körét jelenti.

A különböző csoportosításban elvégzett elemzések során arra voltunk kíváncsiak, hogy a vizsgálati talajparaméterek körének változtatásával szorosabb kapcsolatokat találunk-e a mért átlagos EC értékek és a talajtulajdonságok között. Az eredményeink által kaphatunk-e olyan kellő pontosságú és megbízhatóságú becslőmodellt, amely a talajok térbeli heterogenitását megmutatja az EC értékek alapján, így a módszer nagyban meggyorsíthatja és leegyszerűsítheti a „hagyományos” talajvizsgálatokhoz képest a termőhelyi zónák elkülönítését.

A vizsgálati eredményeink alapján elmondható, hogy mindhárom regressziós csoportosítás esetén a tengerszint feletti magasság csökkenésével arányosan nő a talaj-vezetőképesség, illetve az EC értékek növekedésével nő a talajok kötöttsége, amellyel együtt növekszik az agyagtartalom is. Ez a folyamat 100 cm-es talajmélységben a nagyobb víztartalom miatt erőteljesebben jelentkezik, mint az 50 cm-es talajmélységben. A termőhelyi zónák termékenységi viszonyait az elsődleges talajtulajdonságokon, illetve a makro és a mikro tápanyag-ellátottságokon kívül a domborzati viszonyok is módosíthatják. A talajellenállás mérése bárki számára elérhető, gyors és egyszerű módszer. A laboratóriumi talajvizsgálatokat kiegészítve alkalmas arra, hogy a precíziós növénytermesztésben segítséget nyújtson a termőhelyi zónák lehatárolásában.

Our aim was to analyse the relationships between the measured soil electrical conductivity (EC) and the soil properties of different delimited production (tillage) zones in a hillside sample area situated in Somogy county. The examined arable lands are situated in typical Ramann-type brown forest soil and chernozem-brown forest soil mostly with loam and clay loam formed on loess. For the investigations, two soil resistance values (measured at 50 cm and 100 cm depth) were used.

Soil data of the sample area were incorporated into a GIS file, the ordering and connection of the data was performed by ESRI ArcGIS 10.0 program. The results of the soil laboratory tests (which show soil heterogeneity) were correlated to the measured EC-values with stepwise linear regression using IBM SPSS Statistics 20 software. The regression were run in line with the alignment of soil investigations: basic (case „a”), extended (case „b”) and completed (case „c”). By the calculations, case „a” means the group of the most important soil parameters which are determinative soil characteristics (upper limit of plasticity or KA, humus-, lime content, pH), case „b” means the previous one plus the group of macronutrients (NPK-content), while case „c” means case „b” plus the group of micronutrients (Mg2+, Na+, Zn2+, Cu2+, Mn2+, SO42–, Fe2+ + Fe3+).

With the analyses made in different alignments our aim was to determine whether with the changing of examined soil parameters there will be tighter relationships between the measured EC-values and soil properties. Further aim was to examine whether it is possible to make a properly accurate and reliable estimation model, which can show the real soil circumstances (spatial heterogeneity of soils) based on EC-values, since this method can accelerate and simplify the separation of productivity zones compared to the conventional soil examinations.

Based on the results it can be concluded that in case of all the three regression groups the electrical conductivity increases proportionally with the decreasing of elevation. Besides, with the increasing of EC-values the KA – and with it, the clay content also – increases. This process develops in a more significant way in the depth of 100 cm than in 50 cm because of the higher water content. Besides the primary soil characteristics and the amount of macro- and micronutrients, the fertility conditions of the production zones can be affected by the geographical circumstances as well. The measurement of soil resistance is a fast, easy and generally available method, which is suitable – with the completion of laboratory examinations – for giving assistance to delineate the production zones in the precision crop production.

Open access

A talajok aggregátum-stabilitásának vizsgálati lehetőségei I. Makroaggregátum-stabilitás

Determination of soil aggregate stability I. Macro-aggregate stability

Agrokémia és Talajtan
Authors: Labancz Viktória, Barna Gyöngyi, Szegi Tamás, and Makó András

A makroaggregátumok stabilitásának meghatározására számos mérési módszer és értékelési lehetőség létezik. Ezek önállóan eredményesen alkalmazhatók az aggregátumok stabilitásának vizsgálatára (valamilyen romboló hatást megpróbálnak szimulálni, valamilyen körülményt megpróbálnak standardizálni stb.), ám ezek a módszerek egymással nehezen összevethetők. Az évek során jogosan merült fel a szabványosítás igénye, ám a kialakult nemzetközi szabvány módszertana igen bonyolult, éppen ezért csak kevesen kívánják azt alkalmazni. Hasonló a helyzet a különféle stabilitási mutatók esetében is: sokféle mutató használatos, ezek különkülön jól jellemezhetik a talajok aggregátum-stabilitását, de a mutatók párhuzamos használata több esetben eltérő stabilitási sorrendet eredményez a különféle talajoknál. Megfelelő megoldás lehetne, ha definiálni tudnánk, hogy mely módszer és mely mutató pontosan mit is fejez ki és mikor, milyen probléma vizsgálatakor, mely mutatót és mely módszert kívánatos alkalmazni. Kutatásainkat a továbbiakban ilyen irányban is folytatni kívánjuk.

There are several measurement and evaluation methods for determining the stability of macro-aggregates. These can be used effectively independently to test the stability of aggregates (attempting to simulate some destructive effect, attempting to standardise some condition, etc.), but they are difficult to compare to each other. Over the years, the need for standardization has rightly arisen, but the standard method developed is very complicated, which is why few people want to apply it.

Similarly, many different indicators are used, each of which can give a good characterisation of the aggregate stability of soils, but the parallel use of indicators often results in different stability rankings for different soils. An appropriate solution should be defined which method and which indicator expresses what exactly and when, and which indicator and which method should be used for which problem. We intend to continue our research in this direction.

In this manuscript we summarized the main macro-aggregate stability measurements and indices, reviewed the international and Hungarian scientific literature.

Open access

Abstract

The study was carried out to evaluate the viability of probiotic bacteria as well as physicochemical and sensory characteristics of synbiotic added sucrose-free mango nectar. The mango nectar samples were prepared incorporating different concentrations of inulin and stevia (0, 2 and 4% w/w) and stored for 45 days at 4 °C. The results indicated that the growth of Lactobacillus casei was strongly influenced by the beverage composition. Therefore, the addition of inulin and stevia had a positive effect on the viability of L. casei, especially with 2% w/w inulin or inulin in combination with stevia. However, bacterial viability reduced during storage. According to the results, pH and total soluble solid content of the samples decreased during storage; however, the viscosity values of mango nectars were elevated by the addition of inulin and stevia. Additionally, all beverages were considered a suitable medium to keep the L. casei survival above the minimum recommended value (106–107 CFU mL−1) during storage. In general, it can be concluded that the sample containing 2% inulin and 2% stevia in combination provided the best viability of L. casei with acceptable physicochemical properties and sensory characteristics that could be introduced as synbiotic and low-calorie mango nectar.

Restricted access

Abstract

Enzymatic hydrolysates of mechanically deboned meat (MDM) for a long time have been used as flavouring and functional food ingredients in the food industry and also as the bases of formula foods for special dietary uses.

The aim of the present study was to produce MDM hypo-antigenic products with improved digestibility and high biological value to be used as a milk protein alternative. turkey MDM was treated with digestive enzymes (trypsin and/or α-chymotrypsin, or pancreatin), followed by freeze drying. The optimised reaction conditions of hydrolysis were at 6% (w/v) of meat protein in 0.1% NaHCO3 buffer, pH 7.5; pancreatin enzyme with 50 TAME units/g meat protein substrate, 37 °C and 60 min). Hydrolysates (MDMH) were assessed for degree of hydrolyses (DH, %) by using trinitrobenzenesulphonic acid method and MW distribution by SDS-PAGE. Modification of immune reactive binding sites in MDMHs was monitored by immunoblot with cow’s milk, chicken egg or meat allergic human patients’ sera. Biological value indices (True Digestibility (TD), Net Protein Utilisation (NPU), Biological Value (BV)) were determined using rat feeding trials. Among the MDMH products, the pancreatic hydrolysate proved to be the most favourable in terms of biological value and digestibility as well as hypoallergenic property.

Open access

Abstract

The study demonstrated that cultivation of Pleurotus ostreatus var. florida, Pleurotus eryngii, Pleurotus cornucopiae and Pleurotus djamor on selenium enriched substrate did not significantly affect biological efficiency (%), but total soluble protein content, total phenolic content, flavonoid content and free radical scavenging activity (%) were found to be significantly improved in Se enriched fruit bodies as compared to the control. Elemental analysis of the Se biofortified Pleurotus mushrooms through SEM-EDS showed signals characteristic for selenium on surface of P. ostreatus. var. florida and P. djamor confirming that selenium was incorporated into the cell wall of these fruiting bodies. The Se content was found to be 22.34 μg g−1 dw in Se enriched wheat straw and 0.059 μg g−1 dw in respective non-enriched wheat straw. Se contents of Se-enriched fruit bodies were found to be higher compared to non-enriched Pleurotus spp. FT-IR spectra of proteins from Pleurotus spp. indicated an increase in the flexibility, unfolding, hydrophilicity of the proteins upon Se supplementation.

Restricted access

Abstract

A product with increased quality and nutritional value can be developed by enriching noodles with shrimp meat (SM). The formulation of noodle dough was supplemented with SM (10, 20 and 30% w/w). The noodles were freeze-dried due to the susceptibility of added SM to spoilage. Water activity values of all samples were below 0.35. The highest protein (19.37 ± 1.04%), lipid (39.30 ± 1.69%), moisture (6.31 ± 0.42%) and energy (571.14 ± 10.16 kcal/100 g) contents were determined in noodles with 30% shrimp meat content (30S). Carbohydrate value of noodles decreased with the SM fortification level. Cooking quality characteristics of SM added noodles, especially 10S, were better in terms of weight gain, volume increase and cooking loss. The highest L* and b* values, which are expected to be high by the consumers, were reached with 10S and 30S, respectively. The value of a* increased with the addition of SM. Hardness, cohesiveness and chewiness values of the noodles increased with an increase in the level of shrimp content. Addition of SM improved the microstructure of noodles due to enriched protein matrix. Nutritious noodles with high cooking quality and a potential for long shelf life are intended for athletes and individuals with special nutritional needs.

Restricted access
Progress in Agricultural Engineering Sciences
Authors: Attila Gere, Abdul Hannan Bin Zulkarnain, Dorina Szakál, Orsolya Fehér, and Zoltán Kókai

Abstract

Virtual reality (VR) offers a new instrument for food scientists to evaluate different aspects of food products. The possible applications range from product design testing, evaluation of the labels, effects of different placements or the evaluation of store layouts. These analyses help us to get a deeper understanding of consumers' minds. Additionally, VR can be coupled by several different tools (e.g. eye-trackers or skin conductance sensors or even electroencephalographs). However, as there have been only a limited number of applications published, there are several open questions which need to be answered. In the presented paper the authors aim i) to introduce the current knowledge on VR applications in food science by introducing several fields of applications and ii) to point out the most important questions regarding the applications of VR in food science.

Open access