Browse
Összefoglalás
A folyamatalapú hidrológiai számításoknak és az azokra épülő vízminőségi, ökológiai elemzéseknek jelentős a bemenő adatigénye, ami a jövőben várhatóan tovább növekszik. A méréstechnológia rohamos fejlődésével a hidrológiai modellek bemenő adatai közül mára a szűk keresztmetszetet lokális és vízgyűjtő léptéken is a felszín alatti viszonyok, és elsősorban a talajok szivárgáshidraulikai tulajdonságainak számszerűsítése jelenti. A helyzetet felismerve a közelmúltban különböző módszertannal több talajtani, talajhidrológiai adatbázist is kidolgoztak. Kutatásunkban azt vizsgáljuk, hogy a 100 m felbontású hazai talajadatok és európai becslő algoritmusok alapján számított talajhidrológiai paraméterek (i) megbízható bemeneti adatforrást biztosítanak-e, és (ii) a korábban rendelkezésre álló adatállományokhoz képest javítják-e a hidrológiai számítások jóságát talajszelvény szintű vízforgalmi modellben.
Az Erdészeti Tudományos Intézet (NAIK ERTI) két mintaterületén (Fiad és Szalafő) mért meteorológiai és talajnedvesség-idősorok segítségével 5-5 darab talajszelvényszintű vízforgalmi modellváltozatot állítottunk fel Hydrus-1D környezetben. Ezek kizárólag a talajtani paraméterezésükben (réteghatárok helye, telített vízvezető képesség és retenciós görbe együtthatók) tértek el: a talajrétegek jellemzésére felhasználtuk (i) a kalibráció-validáció eredményeit (“legjobbnak vélt” verzió), (ii) a helyszíni mintavételből származó laboratóriumi méréseket, (iii) a mért talajtulajdonságok alapján, az európai becslő függvényekkel (EU-PTF) számított talajhidrológiai tulajdonságokat, (iv) a hazai DOSoReMI adatbázis alapján, az EUPTF- ekkel számított talajhidrológiai tulajdonságokat, illetve (v) az EUSoilHydroGrids térképeket. A modellváltozatokat a mért és számított talajnedvesség-idősorok összevetése (NSME, RMSE, R2) alapján értékeltük. Emellett összehasonlítottuk a számított vízmérlegeket is.
Az öt-öt modellváltozat esetében lényegesen eltért a mért-számított talajnedvességi idősorok illeszkedése. Fiadon egyedül a kalibráció adott elfogadható eredményt (NSME = 0.49), a másik négy változat kifejezetten gyengének bizonyult (három esetben NSME < 0). Szalafőn minden változat pozitív NSME-re vezetett, a kalibráció kiválónak tekinthető (NSME = 0.75). A várakozással ellentétben a mért talajhidrológiai paraméterekre épülő modellváltozatok adták a legrosszabb illeszkedést, míg a hatékonysági rangsorban a kalibrált modellek után az EU-SoilHydroGrids változatok következtek. A szimulációkból levezetett vízmérlegek Fiadon csak kevéssé, míg Szalafőn nagymértékben függtek a talajparaméterezéstől. A vizsgálat fontos tapasztalata, hogy a talajszelvény feltárás gyakorlata – érthető módon – elsősorban nem a hidrológiai modellezés szempontjaihoz igazodik, így az adatbizonytalanság forrása lehet. A vizsgálat eredményei alapján folytatjuk a Balaton vízgyűjtő talajhidrológiai paramétereinek 3D térképezését.
Összefoglalás
Tanulmányunkban 27 különböző hazai talajszelvényben vizsgáltuk, hogy a talajok N2-BET fajlagos felületét mely talajtulajdonságok milyen mértékben befolyásolják.
Az egytényezős elemzések alapján elmondható, hogy a talajok mechanikai összetétele mutatja a legszorosabb kapcsolatot a fajlagos felülettel, az agyagtartalommal szoros pozitív kapcsolat van, ugyanakkor a homoktartalom növekedésével a fajlagos felület csökken. Igazolható a mész- és humusztartalom negatív előjelű nem túl szoros kapcsolata is a N2-BET felület értékekkel. A korrelációs vizsgálat gyenge pozitív kapcsolatot mutat a Hargitai-féle humuszstabilitási mutatóval. A talaj kémhatása és fajlagos felület közötti kapcsolatot nem tudtuk igazolni.
Vizsgáltuk a különböző talajtulajdonságok együttes hatását is a talaj N2-BET fajlagos felületére, valamint a talajok főtípusának, illetve a talajtípusoknak a szerepét. A teljes adatbázis alapján a N2-BET fajlagos felület kialakításában a legfontosabb tényezők az agyagtartalom, majd a humusztartalom, végül a mésztartalom. Amennyiben a talajok humuszanyagainak minőségéről is rendelkezünk információkkal, akkor az agyagtartalom, a humusztartalom, a humuszminőség és kémhatás azok a talajtulajdonságok, amelyek elsősorban felelősek a talajok a N2-BET fajlagos felületének kialakításáért. Megállapítottuk, hogy a fajlagos felületet becslő modellek pontossága tovább javítható a talajok rendszertani besorolásának (főtípus, típus), mint kategóriaváltozónak figyelembevételével. A talajok rendszertani helyének ismerete ugyanis számos olyan talajjellemzőről, azok együttes hatásairól nyújt közvetett információt, melyekről egyébként nem rendelkezünk közvetlen mérési eredménnyel.
Összefoglalás
Az MTA Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani és Agrokémiai Intézetének kísérleti állomásain nyírlugosi savanyú és őrbottyáni karbonátos homoktalajon szabadföldi kísérletben vizsgáltuk bioszén, bioszénre oltott és bioszénhez kevert saját hordozóján lévő baktérium oltóanyagos kezelés, valamint önmagában alkalmazott oltóanyag hatását kukorica elemösszetételére és elemfelvételére. A 4 kezelés 4 szinttel lett beállítva: 0, 3, 15 és 30 t ha-1 bioszén, valamint kombinációnként változóan 0-tól 2,1x1011–1x1013 CFU ha-1 oltóanyaggal. A kísérlet 4 ismétléssel 64 parcellát eredményezett mindkét helyen ismétlésenként véletlen blokk elrendezésben. A 20 m2-es (4x5 m) parcellák szélén körben 1 m szegélyt hagytunk, így a nettó parcella 6 m2 (2x3 m) területű volt. A műtrágyázás az ajánlott NPK ásványi műtrágya dózisának felével történt. A vegetációs időszak csapadékellátottsága messze elmaradt az 50-éves átlagtól és a kukorica tesztnövény optimális vízellátottságától, így a terméshozamok is alacsonyak maradtak, különösen a nyírlugosi talajon.
A növényminták vizsgálatokhoz való előkészítését, valamint elemösszetételét a hatályos Magyar Szabványok alapján határoztuk meg.
A növényi N és Mg koncentrációkban a kezelések nem okoztak változást. Az emelkedő bioszenes kezelések hatására a foszfortartalom a savanyú talajon enyhén nőtt a kukorica földfeletti részeiben, míg a karbonátoson alapvetően csökkent a szár+levélben, mely a bioszén+oltóanyag kezelésben szignifikáns volt. A K-tartalom látványosan, a nyírlugosi talajon átlagosan 61%-kal, az őrbottyánin 87%-kal nőtt a szár+levélben a legmagasabb dózisú bioszenes kezelések hatására. A növényi Ca-tartalom az őrbottyáni talajon eleve magasabb volt, ami a bioszenes kezelések hatására enyhén csökkent, a nyírlugosin viszont nőtt. A Zn-tartalom a szár+levélben mindkét termőhelyen csökkent az emelkedő bioszenes kezelések hatására. Az önmagában alkalmazott oltóanyag emelkedő adagjai nem okoztak változást a növényi összetételben.
A bioszenes kezelési dózisokkal többnyire emelkedő terméshozam miatt az elemhozamban markánsabb különbségek adódtak. A nyírlugosi talajon a kontrollhoz képesti növekmény a legmagasabb bioszenes kezelési szinteken N és K felvétel esetében 2-szerest meghaladó, a P, Ca és Mg felvételnél átlagosan sorrendben 67%, 73% és 57% a szár+levélben, a szemben pedig 2-3-szoros. Ez utóbbi a Zn hozamára is igaz volt, míg a szár+levélben csak enyhe növekedést mutatott. Az őrbottyáni talajon a szár+levélben 40% körüli N növekményt mértünk, a P, K, Ca felvételben elsősorban a szem esetében enyhe csökkenést tapasztaltunk, míg a Mg és Zn esetében gyakorlatilag nem volt hatása a bioszenet tartalamzó kezeléseknek.
A bioszénnel együtt alkalmazott oltóanyag egyes esetekben a legmagasabb növényi N, P és K felvételt eredményezte, így a két anyag kölcsönös pozitív hatása feltételezhető. Az önmagában alkalmazott oltóanyag szintén segítette a N felvételét.
Összefoglalás
A klímaváltozás hatására várhatóan nem csak a csapadék éves mennyisége, hanem az éven belüli eloszlása is változik, egyidejűleg megváltozhat annak az időszaknak a hossza, amelyben a talajok vízbefogadásra képesek. A talajnedvesség és csapadék idősoros adatok alapján vizsgálhatjuk a változó környezetei feltételek hatását a talajok vízgazdálkodására.
Jelen tanulmányban 2017. június–2018. május közötti időszakban a talajnedvesség-tartalom alakulását vizsgáltuk két eltérő domborzati adottságú szelvényben (teraszon és lejtőn) a tokaji Nagy-hegy déli lejtőjén elhelyezkedő Szarvas-dűlő szőlőültetvényen. Összehasonlítottuk a két mérőhely talajnedvességforgalmát, valamint vizsgáltuk a csapadékesemények hatását.
A teraszon lévő szelvény a csapadék jellemzően 65–99%-át közvetlenül befogadta, míg azonos csapadékeseményekre nézve ez az érték a lejtőn, az intenzívebb felszíni párolgás, valamint a felszíni lefolyás miatt csak 30–80%, szélsőséges esetben ennél is kisebb volt.
Az egyes rétegekben mért nedvesség profilok adataiból következtettünk a beszivárgás dinamikájára, a vízáteresztés mértékére. Azt tapasztaltuk, hogy telített állapotú szelvény esetén a terasz erősen tömődött rétege a vártnál kevésbé akadályozta a nedvesség mélyebb rétegek felé terjedését.
A teraszon lévő szelvény a tömődött rétegek ellenére összességében kedvezőbb vízháztartást biztosított, mint a meredek lejtő. A lejtő kedvezőtlen vízháztartását részben a nyári erőteljes párolgás, részben az egész évben jelentős felszíni lefolyás okozta. A szelvények vízkészletét 120 cm mélységig összegezve megállapítottuk, hogy a terasz teljes vízkészlete a vizsgált időszakban átlagosan több mint 20%-kal meghaladta a lejtőn feltárt szelvényét. Ez a különbség a nyári hónapokban 90–108 mm víztöbbletet jelentett a teraszon, a hasznosítható víz arányában kifejezve 62–88 mm-t. Nyáron, az eltérő száradás miatt augusztus végén volt a legnagyobb a terasz nedvességtöbblete (114 mm-rel), míg a téli–tavaszi időszakban az eltérő intenzitású feltöltődés okozott különbséget (legnagyobb eltérés: 159 mm).
A vízkészletek téli–tavaszi feltöltődése szempontjából más-más időszakra volt érzékeny a két szelvény. A terasz fagymentes időszakban, december végére gyakorlatilag elérte a maximális vízkapacitását, s ezt kisebb ingadozásokkal megtartotta április elejéig, melyet a február–márciusi fagyos időszak sem befolyásolt. A lejtő szelvénye fokozatosan töltődött fel, vízkészlete december közepétől a jellemzően fagyveszélyes január–februári időszakban is növekedett, majd április elejére „tetőzött”, 30 mm-re megközelítve a terasz vízkészletét. A feltöltődés menetében tapasztalt eltérés azt mutatja, hogy a terasz vízkészlete a korai feltöltődés miatt nem érzékeny a jellemzően fagyos február–márciusi időszakra. A lejtő vízkészletének feltöltődése azonban jóval belenyúlik a potenciálisan fagyos időszakba, vízkészletének alakulását a fagyos napok számának változása jobban befolyásolja.
Összefoglalás
A szerves szén igen jelentős összetevője a talajoknak. Meghatározza a talajok számos fizikai, kémiai, biológiai és nedvesség gazdálkodási tulajdonságát és sokrétű környezeti funkcióit, többek között termékenységét, vízszűrő-, és szolgáltató képességét, pufferkapacitását, vagy a biológiai sokféleség megőrzésében játszott szerepét. A modern osztályozási rendszerekben a szerves szén mennyiségi és mélységi megjelenése diagnosztikus egységek és magasabb rendszertani egységeknek is gyakran alapja.
Diagnosztikus szemléletű hazai talajosztályozási rendszerünk kidolgozásakor megvizsgáltuk a hazai genetikus osztályozás szervesanyagra vonatkozó kritériumait, részletesen elemeztük a TIM adatbázis adatait és figyelembe vettük a nemzetközi standardokat. Törekedtünk olyan diagnosztikai egységek, altípus és változati tulajdonságok meghatározására, melyek az osztályozás támogatásán túl, önmagukban is fontos információt szolgáltatnak a különböző alkalmazásoknak.
Eredményeink szerint a TIM adatbázis tanulmányozása, a szerzők saját talajleíró tapasztalata, továbbá a szervesszén-tartalomra irányuló adatigény indokolja további mennyiségi intervallumok meghatározását az osztályozás alacsonyabb (altípus és változati tulajdonság) szintjén.
Vizsgálatunk további fontos eredménye, hogy rámutat, a földes részre vonatkoztatott szervesszén-tartalom nem elég a feltalajok diagnosztizálására. A durva rész arány, a telítettségi viszonyok, a szín, a szerkezet további fontos kritériumok a feltalajok, illetve a felszíni diagnosztikai szintek definiálásában. Ugyanakkor a szerves szén mennyiségi-, és mélységi határértékeinek egységes, típustól független meghatározása fontos információt szolgáltat a talajok sok szempontú megítélésben.
Javaslatunkban a szervesszén-tartalomra vonatkozóan nyolc felszíni diagnosztikus talajszint, egy felszín alatti diagnosztikus talajszint, és egy diagnosztikus talajanyag került meghatározásra. Az osztályozás alacsonyabb szintjein további 5 kategória bevezetését javasoltuk a talajokban megjelenő szervesszén-tartalom részletesebb jellemzésének biztosítása érdekében.
A javasolt rendszerben összesen 20 altípus -, és 2 változati tulajdonságban jelenik meg szervesszén-tartalomra, vagy olyan diagnosztikus talajszintre vonatkozó követelmény, amely definíciójában a szervesszén-tartalom (is) szerepel.
Az egyes elemek azonos értelmezése lehetővé teszi a típustól független térbeli kiterjedésének meghatározását.
Összefoglalás
Jelen tanulmányban megvizsgáltuk a nitrogén átalakulással kapcsolatos nitrogén forgalmi folyamatok módosulását a nitrogénkötés-, a denitrifikáció-,- illetve a nitrifikációs aktivitás mérésével. A vizsgálatok alapanyagaként különböző földhasználati területekről származó talajmintákat használtunk fel. Az anyaggyőjtés helyszíneként a Balaton-felvidéken elterülő 21 km2 kiterjedéső vízgyőjtő terület szolgált. A talajmintákat hat földhasználati területről győjtöttük, úgy, mint tölgyesakácos, tölgyes, szőlő, szántó, gyümölcsös és rét.
A nitrogén forgalommal kapcsolatos laboratóriumi kísérletek sötét, és szabályozott hőmérsékleti körülmények között kerültek kivitelezésre, három hőmérsékleten (10 °C, 20 °C, 30 °C). Ennek célja az volt, hogy a vízgyőjtő területén előforduló hőmérsékleti körülményeket megfelelően tudjuk modellezni.
A potenciális nitrogénkötés vizsgálatánál pozitív korrelációt találtunk, vagy érdemi változást nem figyeltünk meg a hőmérséklet függvényében. A szántó, gyümölcsös illetve a rét talajmintáinál a nitrogénkötést mutató értékek csökkenését észleltük a hőmérséklet növelésével (10-20 °C). Az erdőből származó talajmintákban ugyanakkor nem tapasztaltunk változást. 30 °C hőmérsékleten szignifikáns növekedést kaptunk a nitrogénkötési potenciálok tekintetében (p < 0,05), a 10 °C, illetve 20 °C hőmérsékleten mért adatokkal összevetve.
A talajok nettó nitrifikációs potenciáljának vizsgálatakor negatív korrelációt figyeltünk meg magasabb hőmérsékleteken. A legnagyobb értékeket 10 °C hőmérsékleten, míg a legalacsonyabb eredményeket 30 °C hőmérsékleten mértük.
Az erdei talajok elemzése során nem jegyeztünk fel lényeges különbségeket a potenciális denitrifikációs folyamat különböző hőmérsékleteken mért eredményei között. A többi, eltérő földhasználati területről származó minták változó hőmérsékleten feljegyzett értékei között azonban jelentős eltéréseket tapasztaltunk (p < 0,05).
Összességében úgy találtuk, hogy egy terület mővelési módja jelentősen befolyásolhatja a talaj nitrogén forgalmának alakulását, különösen azokban az esetekben, amikor tápanyagutánpótlás is történik. A jelen tanulmány adatai alapján megállapítottuk, hogy a vizsgált vízgyőjtőn az emberi behatásoknak kisebb mértékben kitett területek nitrogén körforgalmi folyamatai kevésbé érzékenyek a hőmérsékleti változásokra.
Összefoglalás
A hazánk területének megközelítően 10%-át fedő szikes talajokban zajló talajkémiai folyamatok részletes vizsgálatával ellentétben, a talajmikrobiológiai folyamatokról és állapotokról kevesebb ismerettel rendelkezünk. Munkánkban ezért egy réti szolonyec talaj kémiai, fizikai és mikrobiológiai tulajdonságait vizsgáltuk szántó és rét hasznosítású területen.
Munkánk célja a rét és szántó művelési ág talajkémiai, -fizikai és - mikrobiológiai tulajdonságainak megállapítása, a kémiai és mikrobiológiai tulajdonságok közötti kapcsolatok feltárása réti szolonyec talajon, ahol a korábbi vizsgálatok elsősorban a talajkémiai változásokra koncentráltak.
A szántó és rét művelési ág talaja egyes kémiai és mikrobiológiai paraméterekben szignifikánsan különbözött egymástól. A talaj mikrobiológiai aktivitása, a talajban élő mikrobák mennyisége egyaránt nagyobb volt a rétként hasznosított területen. Eredményeink felhívják a figyelmet a minél hosszabb ideig tartó növényborítás biztosításának fontosságára a talaj szervesanyag-tartalmának megőrzésében, növelésében, és az ehhez szorosan kapcsolódó aktívabb talajéletfenntartásában.
A művelési ág hatása olyan erőteljes a talaj vizsgált mikrobiológiai változóira, hogy azok statisztikailag elkülönítették a szántó és rét művelési ágakat annak ellenére, hogy a korábbi mintavételi terület két-két, a területekre jellemző mikrobiális biomassza szén szélsőértéket mutató pontjaiból vettük a talajmintákat. Ugyanakkor a vizsgált kémiai, fizikai változók csoportja még nem igazolta a két művelési ág talajmintáinak statisztikai különbségét. Eredményeink tehát igazolják, hogy a talajok mikrobiológiai paraméterei gyorsabban jelezhetik a talajokban bekövetkező, esetleges negatív változásokat, mint a kémiai és/vagy fizikai paraméterek.
The particle size distribution (PSD) values obtained for a soil database representing the main Hungarian soil types using the Hungarian standard (MSZ-08-0205-78) and the international standard (ISO/DIS 11277:1994) were compared with the pipette method. The relationship between these PSDs and other physical soil characteristics (upper limit of plasticity according to Arany, water vapour adsorption according to Sík) was also analysed, and a suggestion was made of how these results could be converted into each other.
Experience showed that the pre-treatments applied as part of the ISO/DIS method may change the ratio of particle size fractions: there was a significant increase in the clay content, while the silt content decreased to a lesser and the sand content to a greater extent, possibly because some of the particles remain in microaggregate form when the MSZ method is used. The results confirmed the greater accuracy of the ISO/DIS method: the clay contents measured with the ISO/DIS method exhibited stronger correlations with the upper limit of plasticity according to Arany and with hygroscopicity values than those measured with the MSZ method.
The estimated ISO/DIS fractions became much closer to the measured ones when the suggested pedotransfer functions were applied. The conversion method proved to be more reliable for the prediction of clay and sand content than for silt content. In its present form the estimation method is not suitable for replacing the ISO/DIS method, but it could be of good service in research and comparative analysis in cases where only the MSZ method can be used or where only old MSZ PSD data exist.
A Nyírség egyik jellegzetes talajtípusa a kovárványos barna erdőtalaj. Mind hazánkban, mind külföldön sokan vizsgálták a kovárványképződést és állítottak fel természettudományosan megalapozott elméleteket a képződés mikéntjére vonatkozóan. Leggyakrabban a vas-vegyületek lefelé irányuló mozgásávbal és adott mélységben történő kicsapódásával próbálták meg leírni a jelenséget. Munkánk célja ásványtani, talajtani és mikrobiológiai vizsgálatok segítségével megválaszolni a kovárványképződésének kérdését.
A Nyírség tamáspusztai homokdomb alapvetően homogénnek tekinthet ásványi összetételét tekintve. A kovárványszintek képződésének korábban leírt kémiai és szemcseösszetételbeli kritériumai teljesülnek (pH 4.5–6.5 közé esik, a szemcseösszetétel pedig a kovárványrétegben meghaladja a leiszapolható rész 10 %-ot). Részletesen vizsgálva a kovárványrétegeket benne a homokszemcsék korrodáltak, töredezettebbek, ami mind egykori gyökérnedvek korróziójának eredménye lehet. A homokszemcsék kötőanyaga a kovárványrétegben elsősorban vas-oxihidroxidból áll, és a kovárványréteg eredetileg képlékeny, gyúrt, szakadozott szerkezetet mutat. A kovárványréteg felső része erodált, ami egykori talajfelszínen történő elhelyezkedését jelzi. A réteg alsó része tagolt és gyakran benyúlik az alatta elhelyezkedő homoktestbe. Véleményünk szerint a vas-oxihidroxid kiválások a kovárványrétegben alapvetően biológiai (növényi vas felvétel, majd elhalás után mikrobiális bontás segítségével létrejött vas-oxihidroxid akkumuláció) akkumulációs és kiválási folyamatokra utalnak. Mindezek alapján úgy gondoljuk, hogy a kovárványrétegek az egykori homokdomb felszínén képződtek és nem később bekövetkezett vasmozgás során jöttek létre.
