Earth and Environmental Sciences

Napjainkban mind gyakrabban teszik fel azt a kérdést, hogy az intenzív agrotechnika és az ilyen körülmények között termesztett fajták genetikai adottságai következtében megváltozik-e a takarmányozási/táplálkozás-élettani minőség. A válasz megadását több tényező is nehezíti, hiszen nehéz évtizedekig archiválni a mintákat és azután egy időpontban ugyanazzal a műszerrel, módszerrel a mérést elvégezni. A szerzőnek, lehetősége volt arra, hogy a rendelkezésére álló, 1974–2006 között atomabszorpciós spektrofotométerrel, majd 1988-tól ICP-OES-sel, később ICP-MS-el mért minták adatait ilyen szempontok szerint is feldolgozza. Ehhez még sikerült néhány mintát elemeztetnie az 1839 és 1950 közötti évekből, a hazánkban fellelhető mintagyűjteményekből. A mért ásványielem-tartalmakat (P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu) a hazai irodalmi adatokkal hasonlította össze.

Az 1974–2006 között kapott nagyszámú adatot összevetve az 1839–1936 közötti eredményekkel megállapította, hogy a Cu, a Zn, a Mn és a Mg esetében figyelhető meg csökkenés. Ez a csökkenés az elemeként változott, hiszen a mangánnál és a réznél több mint 25%-os, míg a cinknél és a magnéziumnál pedig 15%-os. Ezzel szemben a Ca-tartalom mintegy 150 mg·kg^-1-mal magasabb, míg a P-tartalom nem változott. A P- és K-tartalomban a korábban BARDÓCZ és PUSZTAI (2013) által kö-zölt nagymértékű csökkenés nem figyelhető meg.

A bioszén anyagában a tápanyagok három jellemző, hasznosulási sebességüket meghatározó formában lehetnek jelen. A hamu frakcióban lévő elemek gyakorlatilag azonnal, a labilis frakcióban lévők a mineralizáció után heteken, hónapokon belül, míg a perzisztens frakcióban lévők csak évszázadok során szabadulnak fel. A frakciók aránya a bioszén előállítási körülményeitől függ, így ezek alapvetően befolyásolják a végtermék tápanyag-szolgáltató képességét.

A foszfor és a kálium mindhárom frakcióban megtalálható, így a bioszén ezen elemek közvetlen forrása lehet a talajban. A nitrogén viszont csak a labilis és a perzisztens frakcióban található meg — koncentrációja a hamuban gyakorlatilag nullának tekinthető –, így a bioszén saját N-tartalmából növénytáplálási szempontból csak a labilis frakcióban lévő vehető számításba rövidtávon. Ezt figyelembe véve a bioszén alkalmazása mellett a nitrogén más forrásból történő pótlása szüksé-ges.

A bioszén azonban nem csak közvetlenül, saját tápelem-tartalma folytán, hanem közvetetten a talajtulajdonságokra (pH, kationcsere-kapacitás, vízgazdálkodás, stb.) és a mikrobiológiai folyamatokra gyakorolt hatása révén is befolyásolja a talaj táp-anyag-szolgáltató képességét. A közvetlen és közvetett hatás a tápanyagok felvehe-tősége szempontjából gyakran ellentétes irányú. A bioszénnel bevitt elemtartalom révén a talajban mért összes mennyiség megnőhet, de a fokozottabb tápelem-megkötő képesség miatt a könnyen felvehető, vízoldható mennyiségek lecsökken-hetnek. A két hatás eredője határozza meg, hogy egy adott elem felvehetősége javul-e a talajban.

Hosszú távon azonban csakis a közvetett hatásokkal számolhatunk, így a bioszén alkalmazásánál ezeket szem előtt tartva kell mérlegelni és dönteni a felhasználásáról.

A bioszén olyan mértékű alkalmazása, hogy az a Föld klímája szempontjából befolyásoló tényezőként jelentkezzen, egyelőre meglehetősen távolinak tűnik. A talajjavítási, tápanyag-utánpótlási szerepkörben azonban érdemes a bioszénnel foglalkozni. Az intenzív növénytermesztés során a bioszénnel történő tápanyag-utánpótlás nem biztosítható, de a konvencionális trágyaszerekkel együtt alkalmazva hasznos adalékanyag lehet, mivel azok hatékonyságának fokozása mellett talajjavító hatása is érvényesülni tud. A bioszén ezáltal a mezőgazdasági termelésben hosszú távú előnyöket biztosíthat.

A rendelkezésre álló szakirodalmi hivatkozások a bioszén széleskörű felhaszná-lási lehetőségeit jelzik a talaj-növény-mikroba kölcsönhatás alakulására. A bioszén kedvezően befolyásolhatja a talajok fizikai-kémiai tulajdonságait, pl. vízháztartását, agyag- és szervesanyag-tartalmát, a kémhatását, a N- és P-tartalmát, a mezo- és mikroelemek mennyiségét és porózus szerkezete miatt annak levegőzöttségét, az oxigéntartalmát vagy az oxigén relatív mennyiségét a pórustérben.

A növénytáplálásra kifejtett kedvező hatások közvetlenül és közvetve is meg-nyilvánulhatnak. A mikroorganizmusok intenzívebb szaporodása a bioszénnel kezelt területeken az irodalmi adatok alapján jól megalapozottnak tekinthető. A bioszén kiszáradástól való felületi védelmet, oxigéndúsabb környezetet, és adszor-beált szerves anyagokat is jelent a mikroorganizmusoknak; gombáknak és baktéri-umoknak egyaránt. A jobb mikrobiális ellátottság eléréséhez a talaj a fizikai-kémiai tulajdonságok mellett kedvező hőmérséklet és a kémhatás is hozzájárul.

A bioszén növénytermesztési technológiákba történő integrálásának eredményei így leginkább rövidtávon, de termésnövekedésről adnak számot. A növénytermesztés szempontjából hasznos mikroszimbionta nitrogénkötő baktériumok valamint a foszformobilizáló mikorrhiza gombák mennyisége és aktivitása ugyanakkor erősen dózis és termékfüggő. A növény-mikroba szimbiózis hatékonysága a leginkább szükséges és kritikus környezeti stressz-körülmények között rosszabbodhat. Aggó-dásra ad okot a helytelenül használt nagy bioszén-dózisok tápanyag- és/vagy vízle-kötő tulajdonsága és nem utolsó sorban a talajeredetű patogén mikroorganizmusok fokozott felszaporodási lehetősége is.

A bioszén tehát olyan értékes eszköz lehet a kezünkben, aminek előnyeit csak a megfelelő talajfizikai, -kémiai és -biológiai vizsgálatokra alapozottan, odafigyelés-sel és kellő szakmai ismeretekkel együtt használhatunk ki jól és biztonságosan.

A talajokban élő cianobaktériumok és eukarióta algák edafonban betöltött szerepe kulcsfontosságú. Eddig megismert kölcsönhatásaik a talaj más szervezeteivel és a magasabb rendű növényekkel, valamint hozzájárulásuk a talajok mikroszerkezetének kialakulásához és a nitrogénellátáshoz a legismertebbek.

A talajalgák mennyiségi és minőségi kimutatására meglehetősen kevés közvetlen és közvetett sejtszámolási módszer és adat áll rendelkezésre.

Jelen munkánkban Ramannféle barna erdőtalajon őszi búza, bíborhere, kukori-ca és szója parcellákból gyűjtött talajminták cianobaktérium és eukarióta mikroalga sejtszám vizsgálatát végeztük el egy — ezen a téren még újnak számító — nagysebes-ségű, automatizált sejtanalitikai módszer, az áramlási citometria alkalmazásával.

A négy növénykultúrából 2013 júliusában, Keszthelyen, a felszíni öt centiméte-res talajrétegből hat ismétlésben vett talajmintákból vizes szuszpenziót készítettünk, majd mértük azok aktív algasejt-tartalmát. A cianobaktériumokat és az eukarióta algákat klorofill-a és fikoeritrin autofluoreszcencia alapján különböztettük meg a szuszpenzió egyéb elemeitől. A mérésekhez Beckman Coulter FC–500 áramlási citométert használtunk, mintánként öt perc futtatási idővel. A műszer által rögzített eseményszámból következtettünk az algasejtszám-értékekre.

A citométeres ábrákon — megfelelő beállítások után — jól elkülönülő alga sejtpopulációk jelentek meg. Valamennyi mintában a cianobaktériumok domináltak, legalább 60%-os aránnyal. A kukorica talajában mutattuk ki a legnagyobb alga jelenlétet (2,4·10⁵ sejt·g⁻¹ száraz talaj), míg a búzáéban a legkevesebbet, alig 50%-ot (1,1·10⁵ sejt·g⁻¹ száraz talaj). A cianobaktériumok becsült sejtszámát tekintve a kukorica és a szója talajában jelentősen nagyobb abundancia mutatkozott a bíborhere és őszi búza talajához viszonyítva. Szignifikáns különbséget találtunk a becsült eukarióta alga sejtszámban a kukorica- és szója talaja között, a kukorica javára.

Eredményeink igazolták, hogy az áramlási citometria megfelelő és hiánypótló módszer lehet a talajok kvantitatív mikrobiológiai vizsgálatai során, különös tekin-tettel a fotoszintetizáló szervezetekre.

A Duna–Tisza közi hátságban az elmúlt évtizedekben jelentős változások zajlottak le a terület hidrológiai viszonyaiban történt változások miatt. A hátság egyik legérzékenyebb természeti képződményei a szikes tavak. Ezek állandóságához nem csupán megfelelő vízellátottság, de megfelelő mennyiségű és minőségű oldható só is szükséges. A hátságban zajló regionális és lokális vízforgalom tér- és időbeli koncepcionális modellje alapján, a Szappanostó példáján számszerűen jellemeztük az elmúlt 31 év folyamán a talajok sótartalom-változását. Ehhez négy, 1983-ban már vizsgált mintapontban a talajvíz szintjét, összetételét és a talajt is elemeztük — lehetőség szerint ugyanolyan módszerrel.

A területen a talajvízszint süllyedt és a felszíni vízborítás jelentősen csökkent, valamint csökkent a talajvíz sótartalma, lúgossága és nátriumtartalma. A talaj felszínközeli rétegeiben csökkent a sótartalom, a pH és a nátriumtartalom.

A CaCO₃-tartalom mélységi lefutási görbéi átrendeződtek, ebben a kilúgzás mellett a tómederben és a partján működő ráhordás/lehordás is jelentős szerepet játszhatott.

A tómedret teljesen benőtték a növények, az 1983-ban jellemző sókedvelő, nagy sótartalmat is tűrő növényekhez képest 2014-re a kis talajsótartalmat kedvelő növé-nyek terjedtek el, teljesen beborítva a felszínt. Megnövekedett a talaj humusztartal-ma és kiterjedt a füvek kaszálása.

Közismert, hogy a tápanyag-gazdálkodásban a foszfor problematikája kiemelt szerepet játszik, mivel a foszfor tápanyagellátás nem csupán a talaj növények szá-mára felvehető P-tartalmát növelheti, hanem egy kritikus koncentráció fölött környezeti kockázattal járhat. A hatékonyságot a környezetkímélő tápanyag-gazdálkodásban növelni kell, a műtrágya hatóanyag érvényesülés javításán és a környezet terhelését okozó veszteségek csökkentésén keresztül. A talajok foszfordinamikájának számszerűsítése ebben kulcsszerepet tölt be.

Kísérletsorozatunkban tenyészedény- és inkubációs kísérleteket végeztünk tartamkísérletek talajaival, tanulmányoztuk a különböző talajtípusok foszfordinamikájának mennyiségi viszonyait, az egyes talajtípusok foszfor retencióját és szolgáltató képességét. Célunk volt a műtrágyával kijuttatott foszfor utóhatásának, valamint az oldhatósági viszonyok megváltozásának tanulmányozása is. Dolgozatunkban kísér-letsorozatunk azon részének eredményeiről számolunk be, amelyet Keszthelyen, Ramannféle barna erdőtalajon (homokos vályog) és Szentgyörgyvölgyön, pszeudogleyes barna erdőtalajon (agyagos vályog) folytatott foszfortrágyázási tartamkísérletek talajaival végeztünk. A 10 évig (1963–73 között) intenzív, növekvő adagú feltöltő foszfortrágyázás eredményeként a talajokban három növekvő foszfor ellátottsági szint alakult ki. A talajmintavétel a 10 évig folytatott trágyázás beszüntetése után 30 év elteltével történt.

Megállapítottuk, hogy a foszfor utóhatása még 30 év elteltével is érvényesült, amely a vízoldható-, AL- és Olsen-P tartalomban is megmutatkozott. Inkubációs kísérleteink eredményei alapján kimutattuk, hogy a kedvező nedvességállapot a talajban alacsony hőmérsékleten elősegíti a kivonható P-tartalom rövid távú mobilizácóját, míg a magasabb hőmérséklet e formák immobilizációját fokozta.

A talajképző tényezők és folyamatok együttes hatása alatt kialakult genetikai talajszintek, ill. geológiai-, vagy katasztrófa események hatására képződött talajrétegek jellemzése és azonos értelmezésű, a nemzetközi normákkal is harmonizált leírása nélkülözhetetlen információkat szolgáltat a talajtannal, talajadatokkal foglalkozó szakemberek számára.

A talajszelvények leírása többek között alapul szolgál a talajképződés folyamatának megértéséhez, a mintavételi mélységek meghatározáshoz és a talajok genetikai és diagnosztikai szemléleten alapuló osztályozásához.

Dolgozatunkban javaslatot teszünk a hazai genetikai talajszintek helyszíni leírá-sának a nemzetközi ajánlásokhoz alkalmazkodó, de szükség szerint a hazai körülményekre adaptált, ill. kiegészített megújítására, amely hozzájárul megújítás alatt álló hazai talajosztályozási rendszerünk fejlesztéséhez és lehetővé teszi a kor igényeinek megfelelő harmonizált talajadatbázisok építését.

A javaslat kidolgozásakor a FAO (2006) nemzetközileg elfogadott nevezéktant vettük alapul.

Munkánk során áttekintettük a jelenleg hivatalos hazai nevezéktant (Szabolcs, 1966; Jassó, 1987, 1989) alkalmazása során fellépő problémákat és a jelenlegi, valamint a javasolt módszertan párhuzamos bemutatásával ismertettük a konverzió lehetőségeit.

Eredményeink alapján az új, javasolt módszertan alkalmazásával lehetővé válik a hazai talajtípusok szelvényfelépítésének részletesebb, a meghatározó talajképző folyamatokra és talajtulajdonságokra vonatkozó információt is tartalmazó és a nem-zetközi normákkal harmonizált leírása, ill. a hazai talajadatbázisoknak a kor igényeinek megfelelő modernizálása.

Mivel a jelenlegi hivatalos útmutatók hozzáférhetősége csekély, a tankönyvek pedig csak átfogóan említik a talajszinteket, ezért „átállási” nehézségeket nem várunk.

A drasztikus népességnövekedés, a mezőgazdaság intenzívvé válása és kemiká-liák használata, az ipari létesítmények és városi területek terjeszkedése, az infrastruktúra és a bányaművelés fejlesztése nagy területen eredményezi a talajtakaró alapos változását, így mára nélkülözhetetlenné vált az emberi hatásokra megválto-zott vagy átalakult (antropogén) talajok természetes talajoktól való elkülönítése, osztályozása.

A jelenleg érvényben lévő hazai, genetikus és talajföldrajzi alapokon nyugvó ta-lajosztályozási rendszerünk megújítására, korszerűsítésére és a nemzetközi irányel-vekkel való harmonizálására irányuló törekvések kapcsán felmerült az antropogén talajok osztályozásának igénye és az új hazai talajosztályozási rendszerbe illeszté sének szükségessége. A tervek szerint tehát azon talajok elkülönítésére, melyekben az emberi tevékenységek hatása erőteljesen érvényesül, egy külön osztályozási alapegységben, az „antropogén talajok” csoportjában nyílik majd lehetőség. E talaj-típuson belüli altípusok, valamint változati tulajdonságok kidolgozására azonban ez idáig még nem került sor.

Munkánk során több hazai antropogén talajszelvény feltárását és vizsgálatát végeztük el, mely talajszelvényeket a nemzetközi korrelációs talajosztályozási rendszerbe (WRB) is besoroltunk. Jelen tanulmányban néhány általunk kiválasztott talajszelvény példáján keresztül mutatjuk be az antropogén talajok osztályozásával kapcsolatos nehézségeket és problémákat. A sokféle antropogén talajszelvény vizsgálata lehetővé tette számunkra az „Antropogén talajok” típusának definiálását: „Más talajok, amelyekben a felszíntől számított 100 cm-en belül:

1. 1. legalább 20 térfogat % (súlyozott átlag) ember által létrehozott anyag található (ún. mutermékes változat), vagy

2. 2. vizet nem, vagy csak nagyon lassan átereszto, bármilyen vastagságú összefüggo mesterséges anyag (pl. beton, aszfalt, fólia stb.) található (ún. vízzáró változat), vagy

3. 3. új, emberi tevékenységbol származó talajszint található (ún. átalakított változat), vagy

4. 4. az eredeti talajszintek sorrendje, emberi tevékenység által megváltozott (ún. bolygatott változat).”

E talajok esetében gyakorlatilag bármelyik más talajtípusnál használatos válto-zati tulajdonság elofordulhat, azonban mindenképpen szükségesnek tartjuk például az erosen humuszos, eltemetett, többrétegu, valamint a toxikus (v. szennyezett) vál-tozati tulajdonság „antropogén talajok” típusába illesztését. Egyéb iránt szükséges-nek tartjuk az antropogén talajbélyegek (pl. a mutermék-tartalomra, leromlott szer-kezetre, porosodottságra, tömörödésre utaló jelzok) más természetes talajtípusokhoz történo beillesztését is. Tekintettel arra, hogy a települési környezet — ahol egyes antropogén talajok nagyszámban elofordulhatnak — talajtani szempontból extrém heterogénnek tekintheto, speciális talajvizsgálati és térképezési módszertan kidolgozása is szükséges. A legfontosabb ezek közül is talán a talajtípus térbeli érvényességének megadása a helyszíni felmérés alapján.