Browse Our Earth and Environmental Sciences Journals
Earth and environmental sciences cover all planetary and Earth science aspects, including solid Earth processes, development of Earth, environmental issues, ecology, marine and freshwater systems, as well as the human interaction with these systems.
Earth and Environmental Sciences
A növényvédő szerek a talajban számos abiotikus és biotikus átalakulási folya-maton mehetnek keresztül. A talajt alkotó anyagok hatását különböző adalékanya-gokkal lehet modellezni. Kutatásunk során titán-dioxidot, agyagásványt, humusz-anyagokat, és benzofenont – töltésátviteli komplex kialakítására – használtunk erre a célra. A kutatás célja az volt, hogy felmérje a metabenztiazuron (MBTA) termé-szetes körülmények között lehetséges bomlási útvonalait.
A herbicid molekula és a benzofenon között kialakult töltésátviteli komplextől azt vártuk, hogy az energia transzfer hatékonyabbá tételével segítse a bomlást. A kísérletünk eredményei igazolták ezt a várakozást, mivel a metabenztiazuron bomlása a benzofenon jelenlétében volt a leggyorsabb. A huminsav eredő hatása a bomlás enyhe gátlása volt. A titán-dioxid és a montmorillonit kis mértékben növelte a metabenztiazuron fotokémiai bomlásának sebességét, de a titán-dioxid esetében ez nem tekinthető jelentős hatásnak.
A Gödöllői Agrártudományi Egyetemen 1970-ben 1 hektáros kísérleti területet hoztak létre, ahol 16 éven keresztül vizsgálták különböző műtrágyakezelések (N, P, K) kukorica monokultúrára gyakorolt hatását. Ezt követően összesen 6 t·ha-1 mennyiségű CaCO3-ot juttattak ki a kísérleti terület felére, majd 1995-ben a terület-re fehér akácot telepítettek. A munka során a nagy mennyiségű, komplex műtrágyá-zás hosszú távú hatását vizsgáltuk 20 éve telepített akácállomány szerkezeti para-métereire. Ehhez 48 mintaparcellát jelöltünk ki (4x12 műtrágya-kezelés) úgy, hogy minden kezeléscsoportból egy-egy ismétlés legyen.
A legfontosabb meghatározott paraméterek a törzsszám, a törzstávolság, a lomb-korona-záródás, a cserjeszint-záródás, a körlapösszeg, az átlagos mellmagassági átmérő, az átlagmagasság és a fatérfogat voltak. Ehhez a mintaterületen található 369 db akác mellmagassági átmérőit és 40 mintafa magasságát mértük meg.
A statisztikai elemzés során kéttényezős varianciaanalízist és korreláció-analízist alkalmaztunk.
Az eredmények alapján minden szerkezeti paraméter esetében szignifikáns kü-lönbség volt, a kezelések tehát hatással voltak az akácos szerkezetének alakulására. A lineáris korrelációvizsgálat eredményei szerint a kijuttatott tápanyagok és a me-szezés hatásai komplex formában jelentkeznek. A kijuttatott foszfor- és kálium csak a lombkorona-záródásra mutatott gyenge korrelációt. A kijuttatott nitrogén ható-anyagra sem lehet korrelációt megállapítani. Ennek oka valószínűleg az, hogy a nagy mennyiséget kapott parcellákon csökkent a légköri nitrogénfixáció. A mesze-zés hatására több helyen adódott szignifikáns különbség, tehát a kijuttatott CaCO3 hatással volt az egyes elemek felvehetőségére, így az állomány szerkezeti paraméte-reire. A meszezés hatása leginkább a növőtér nagyságában és a cserjeszint záródá-sában mutatkozik meg. A csökkent növőtér eredményeképp az egyes szerkezeti paraméterek (átlagos mellmagassági átmérő, átlagmagasságok) értékei csökkentek, ez azonban nem okozta a hektáronkénti fatérfogatok alacsonyabb értékét.
A kijuttatott műtrágyaadagok növelték a faállomány térfogatát, a termőhely mi-nősége ellenére jó-közepes fatermési osztályokat lehet megállapítani. A kis parcel-laméretek és az erdők tápanyagforgalmának sajátosságai miatt az állomány egyes paraméterei a kiegyenlítődés irányába mutatnak.
Ebben az összefoglaló cikkben bemutatjuk, hogy a ma már széleskörűen alkal-mazott nanoméretű fém-oxidok milyen hatással lehetnek a talajban élő mikroorga-nizmusokra. A nanoméretű fém-oxidok felhasználásuk során közvetlenül és közve-tetten is bekerülhetnek a talajba.
A leginkább alkalmazott és ezért környezeti kockázat szempontjából is leggyak-rabban vizsgált fém-oxidok a nZnO, a nTiO2, a nSiO2, az nAl2O3 és a nCuO. A nanoanyagokat alkalmazhatják a mezőgazdaságban is, elsősorban növényvédelmi célból. A félvezető fém-oxidokat a peszticidek lebontására is használhatják a fotokatailitikus tulajdonságuk miatt.
A talajbaktériumokra kifejtett hatásokat számos közlemény vizsgálja. Jelentősé-gük nagy, mivel alapját képezik a táplálékhálózatnak és az elsődleges szereplői a globális biogeokémiai körforgalmaknak. A táplálékláncban betöltött helyzetük mi-att szerepük lehet a fém-oxidok felhalmozódásában is, tehát mindenképp jól alkal-mazhatóak tesztszervezettként toxikológiai vagy ökotoxikológiai vizsgálatokban. A kísérletek nagyon különböző eredményeket hozhatnak függően a tesztfajtól, a használt módszertől, illetve az anyag kémiai összetételétől, mivel a nanoanyagok vizsgálatára még nem születtek egységes tesztszabványok.
A vizsgált fém-oxidok általában a baktériumok közösségének összetételére és diverzitására gyakorolnak hatást. A nZnO bakteriosztatikus hatást fejt ki vizsgált baktérium fajokra, a legtöbb kísérletben erősebb hatása volt, mint nagyszemcsés megfelelőjének ugyanabban a koncentráció tartományban.
A nTiO2 hatását egyes irodalmi adatok szerint az UV fény jelenléte befolyásolta, ennek hiányában csökken az anyag toxicitása. Ezen felül a nTiO2 hatása a talaj pH-jától és szerves anyag tartalmától is függ. A titán-dioxid is bakteriosztatikus hatást fejt ki a baktérium közösségekre. A két anyag közül azonos koncentrációban alkal-mazva a nZnO toxikusabb. A nCuO ugyanakkor mind a nZnO-nál, mind a nTiO2-nál toxikusabbnak bizonyult a kísérletek alapján.
A talajban élő mikroszkopikus gombafajoknál nem egyértelmű a nanoszemcsés anyagok hatása, a tesztfajok különböző érzékenysége és a módszertani eltérések miatt az eredmények különbözőek. A nZnO-ra a legérzékenyebb faj a Penicillium expansum, 61–91%-os növekedés gátlással. Az arbuszkuláris mikorrhiza fajoknál a nagyobb dózisban (3,2 mg·kg−1) adott nFeO szignifikáns kolonizáció csökkenést okoz.
Az eddigi kutatási eredmények alapján megállapítható, hogy a talaj mikroorga-nizmusait nagyrészt negatívan befolyásolják a nanoméretű fém-oxidok és egyértel-műen toxikusak is lehetnek a különböző baktérium- és gombafajokra. Mindenképp érdemes azonban vizsgálni a talaj mikro-, mezo- és makrofaunájára gyakorolt hatá-sokat is, hogy ezeken keresztül teljes képet kapjunk a nanoméretű fém-oxidoknak a talaj közösségekre kifejtett toxicitásáról.
A nanoanyagok talajba jutó mennyisége előreláthatólag növekszik majd a jövő-ben, tekintettel arra, hogy ezek előállítása és felhasználása egy dinamikusan fejlődő ágazat. Mivel a nanoanyagok nem kizárólag a szennyvizekből és hulladékból kerül-hetnek a környezetbe, hanem közvetlen mezőgazdasági felhasználás révén is, fontos tudnunk, hogy milyen káros hatásokkal kell számolnunk, végső soron ezek a folya-matok közvetett módon az ember jólétét, a környezet és az élelmiszerlánc biztonsá-gát is befolyásolhatják.
1992-ben mészlepedékes csernozjom vályogtalajon beállított szabadföldi kísérletben vizsgáltuk a nitrogén, réz és molibén elemek közötti kölcsönhatásokat tritikáléval. A termőhely talaja a szántott rétegben 3% humuszt, 5% körüli karboná-tot és 20% körüli agyagot tartalmazott. A talajelemzések alapján a terület jó Ca-, Mg-, K- és Mn-, kielégítő Cu-, valamint gyenge-közepes P- és Zn-ellátottságú volt. A talajvíz 13–15 m mélyen található, a terület aszályérzékeny. A tenyészidő kilenc hónapja alatt azonban 379 mm eső hullott, közepes csapadékellátottságot biztosítva a tritikálénak. A kísérletet 4N x 3Cu = 12 kezelés x 3 ismétlés = 36 parcellával állítottuk be osztott parcellás (split-plot) elrendezéssel. A N-trágyázás 0, 100, 200, 300 kg·ha-1, a Cu-trágyázás 0, 50 és 100 kg·ha-1 adagokat jelentett Ca-NH4NO3, illetve CuSO4 formájában. A kísérlet ötödik évében a 15 m hosszú parcellákat megfeleztük és 1 m-es úttal elválasztottuk. A kísérlet így sávos split-plot elrendezésűvé vált 72 parcellával (4N x 3Cu x 2Mo = 24 kezelés x 3 ismétlés). A 48 kg·ha-1 molibdént (NH4)6Mo7O24x4H2O formában alkalmaztuk.
A vizsgálat fontosabb eredményei az alábbiakban foglalhatóak össze.:
Adataink orientálhatják a szaktanácsadást a tervezett tritikále termés elemszük-ségletének számításakor.
A kovával átitatott, alig mállott riolittufát feltáró fúrásban élénk vízmozgás volt megfigyelhető a fizikai aprózódás során felnyílt kőzetrepedéseknek köszönhetően, a mérések alapján számolt hidraulikus vezetőképessége a vályog–homokos vályog fizikai talajféleségű szintekéhez hasonló.
A megjelenése alapján „vulkáni homok”-ként aposztrofált, mállott riolittufa víz-vezető képessége az előzetesen vártnál kisebb volt, nagyságrendekkel maradt el a „tényleges” homok vezetőképességétől, megjelenése jelentősen lelassította a szel-vényekben tapasztalt vízmozgást; számolt hidraulikus vezetőképessége nagyság-rendileg az agyagos vályogéhoz áll közel. A tapasztalt jelenség oka egyrészt az, hogy a mállás során a kőzetrepedések eltömődtek, eltűntek, másrészt pedig az, hogy a mállott agyagos rész a durvább szemcséjű „mállási maradék” pórusterébe üleped-ve a nedvességmozgás számára rendelkezésre álló pórusteret jelentősen lecsökken-tette.
Az eredmények azt jelzik, hogy a szőlőterületek termőhelyi adottságait meghatá-rozó tényezők értékelésénél nemcsak a felszínközelben található kőzet típusát, de annak mállottsági fokát is figyelembe kell venni.
Munkánkat a Tokaj Kereskedőház Zrt. támogatta.
Kísérleti munkánk célja volt, hogy műtrágyázási tartamkísérletben vizsgáljuk a N-, P- és K-ellátottság hatását a silócirok szárazanyag-felhalmozására és tápelem-felvételére, a silócirok trágyázási szaktanácsadásának fejlesztéséhez. A műtrágyázá-si tartamkísérletet 1989-ben állítottuk be mélyben karbonátos csernozjom réti tala-jon, 4-4 N-, P- és K-ellátottsági szinten, teljes kezelés-kombinációban, 64 kezelés-sel. A tápelem-felvételi vizsgálatokra kilenc kezelést választottunk ki. Jelen dolgo-zatban a 2002 és 2004 között végzett kísérletek eredményei szerepelnek, melyek alábbiakban foglalhatók össze:
A silócirok 7–8 leveles fejlettségében, a kelés utáni 30. napig (GS3) az összes zöldtömegnek 29%-a, míg a szárazanyagtömegnek 8%-a halmozódik fel. Az ezt követő intenzív növekedési periódusban a bugahányásig (GS5-6) a zöldtömegnek 74%-a, a szárazanyagtömegnek csak 38%-a alakul ki. Viaszérettségben (GS9) a zöldtömeg eléri maximumát. A szárazanyag-felhalmozás mintegy 60%-a a genera-tív fázisra esik.
A 2,8–3,2% humusztartalmú talajon az önmagában alkalmazott 80 kg·ha-1 adagú N-trágyázás a cirok N-tartalmát szignifikánsan nem növelte a trágyázás nélküli kezeléshez képest, de a P-kiegészítés jelentősebb nitrogénkoncentráció-növekedést eredményezett. A talaj 195–222 mg·kg-1 AL-P2O5 ellátottságánál a 80 kg·ha-1-nál nagyobb N-adag további szignifikáns nitrogéntartalom-növekedést nem váltott ki. A túlzott P- és K-ellátottság, 340 mg·kg-1 AL-P2O5 és 450 mg·kg-1 AL-K2O felett, a cirok N-tartalmát jelentősen nem módosítja.
A P-trágyázás nélküli kezeléshez képest, ahol a talaj AL-P2O5 –tartalma 120–139 mg·kg-1 volt, csak a túlzott P-ellátottság (340–360 mg·kg-1 AL-P2O5) okozott a bugahányos kezdetén és virágzáskor jelentősebb foszfortartalom-növekedést.
A jó K-ellátottságú talajon csak a cirok 7–8 leveles fejlettségében és csak a túl-zott K-ellátottság (450 mg·kg-1 AL-K2O felett) eredményezett szignifikáns kálium-koncentráció-növekedést.
A legnagyobb termést (56–58 t·ha-1 zöld) adó kezelésekben a virágzás fázisára (GS6–7) a N-nek 65–70%-át veszi fel a cirok és a szemképződésre esik az összes N-felvétel közel 1/3-a. A P-felvétel dinamikája mérsékeltebb ütemű, mint a N-felvétel. Legintenzívebb a P-felvétel a virágzás és szemképződés fázisában, amikor az összes P-nak 57%-a épült be. A cirok K-felvétele a tenyészidő első felében lé-nyegesen intenzívebb ütemű, mint a N- és P-felvétel. Virágzásban a K-felhalmozás már meghaladja az összes K-felvétel 90%-át. A vegetatív fázisban, a bugahányás kezdetéig az összes Ca-nak és Mg-nak 52%-a, míg a Fe-nak, a Mn-nak, a Zn-nek és a Cu-nek 54–58%-a halmozódik fel.
A legnagyobb zöld- (56–58 t·ha-1) és szárazanyagtermés (19–21 t·ha-1) fajlagos N-felvétele 57 kg, P-felvétele 12 kg (28 kg P2O5) és K-felvétele 55 kg (66 kg K2O) 10 t zöldtermésre számítva. A trágyázási kezelések átlagában 10 t zöldtermés elem-felvétele Na-ból 2,6 kg, Ca-ból 9,5 kg (13 kg CaO), Mg-ból 9,3 kg (15 kg MgO), Fe-ból 388 g, Mn-ból 185 g, Zn-ból 67 g és Cu-ból 21 g.
