Earth and Environmental Sciences

Karbonátos Duna–Tisza közi homoktalajon vizsgáltuk a 0, 30, 90 és 270 kg·ha^-1 mikroelem-terhelés hatását a lucernára a 2004 és 2008 közötti időszakban. A mikroelemek sóit egy ízben, a kísérlet indulásakor, 1995 tavaszán szórtuk ki Cr₂(SO₄)₃, K₂Cr₂O₇, CuSO₄, Pb(NO₃)₂, Na₂SeO₃ és ZnSO₄ formájában. A 6 elem×4 terhelési szint = 24 kezelés×3 ismétlés = 72 parcellát jelentett, 7×5 = 35 m²-es parcellákkal. A termőhely a homoktalajokra jellemzően rossz vízgazdálkodású, aszályérzékeny és az NPK főbb tápelemekkel gyengén ellátott. A szántott réteg 0,7–1,0% humuszt, 2–3% CaCO₃-ot tartalmaz, a talajvíz 5–10 m mélyen található. Alaptrágyaként 100– 100–100 kg·ha^-1 N, P₂O₅ és K₂O hatóanyagot alkalmazunk évente az egész kísérletben. A lucerna telepítése előtt 2003 őszén 400 kg·ha^-1 P₂O₅- és 600 kg·ha^-1 K₂O-adaggal előretrágyázást végeztünk. A N-trágyát továbbra is évente adagoltuk megosztva (ősszel és tavasszal fele-fele arányban). A főbb eredmények: – A talaj kielégítő NPK kínálata és a kedvező csapadékviszonyok hozzájárultak ahhoz, hogy a lucerna 5 éven át kielégítően fejlődött és összesen 45 t·ha^-1 légszáraz szénatermést adott. A legkisebb hozamot (5,5 t·ha^-1) az 1. év adta, a legnagyobb hozamokat (11, illetve 10 t·ha^-1 ) a 2. és 3. évben kaptuk A kísérlet 10–14. éveiben a Cr(III)- és a Cr(VI)-szennyezés érdemi dúsulást nem okozott a lucerna hajtásában. A kontrolltalajon mért 0,1–0,5 mg·kg^-1 Cr-koncentráció 1–2 mg·kg^-1 értékre emelkedett átlagosan a szennyezett kezelésekben. Az elöregedő lucernában az évekkel a Cr-tartalom mérséklődött. A Cr(III) ion alapvetően megkötődött a feltalajban, míg a Cr(VI) ion döntően a 2–3 m-es talajmélységbe mosódott. – Az ólom és a réz a szántott rétegben maradt. A kontrolltalajon mért 0,2–0,4 mg·kg^-1 Pb-koncentráció 0,5–1,4 mg·kg^-1-ra emelkedett a szénában, szennyezett talajon, az évek átlagában. A réz 5–7-ről 9–10 mg·kg^-1-ra nőtt a maximális Cu-terheléssel, az évek átlagait tekintve. A szelén extrém módon, átlagosan 3 nagyságrenddel dúsult a szénában. A kontrolltalajon az 1 mg·kg^-1 méréshatár alatt maradt, míg a maximális terheléssel 200–400 mg·kg^-1 értékre ugrott. A széna takarmányozási célra alkalmatlanná vált. Kevésbé szennyezett talajon a lucerna fitoremediációs célokra alkalmas lehet. Az 5 év alatt a 45,5 t·ha^-1 szénatermésbe erősen szennyezett kezelésben 6–12 kg·ha^-1 Se akkumulálódott. A 10–15 évvel korábban adott Na-szelenit alapvetően Ca-szelenáttá alakulhatott ezen a karbonátos, jól szellőzött talajon és 4 m mélységig kimosódott. A cink mérsékelt mobilitást mutatott. A kontroll-talajon mért 18–21 mg·kg^-1 Zn-tartalom a 270 kg·ha^-1 Zn-adaggal 25–31 mg·kg^-1-ra emelkedett az évek átlagában. A Zn-terhelés tulajdonképpen a lucerna rejtett Zn-hiányát szüntette meg. – Az 5 év alatt a lucerna számításaink szerint 1580 kg N, 1177 kg Ca, 744 kg K (893 kg K₂O), 145 kg Mg, 140 kg S, 133 kg P (305 kg P₂O₅); 0,1–12,6 kg Se; 2–3 kg Na; 0,8–1,3 kg Zn; 278–427 g Cu; 14–39 g Cr és 15–35 g Pb elemet épített be a 45 t föld feletti hajtásába. A felvett nitrogén több mint 2/3-a a levegőből származhatott. A talajkimerülés kérdése felmerül a tartós lucernatermesztés során. A K-hiányos termőhelyeken elsősorban a K, a kilúgzott talajokon a Ca pótlásáról gondoskodni szükséges a telepítés előtt. Hasonló viszonyokat feltételezve elvileg az Pb fitoremediációja 65 ezer, a Cr 50 ezer, a Cu 7560, a Zn 2885, a Se 105 ilyen „lucernaévet” igényelne. A lucerna tehát elvileg alkalmas lehet a szelénnel mérsékelten szennyezett talaj tisztítására. – Az 5 m mélységig végzett mintavételek adatai szerint 2006-ban (a kísérlet 12. éve után) a Cr(VI) kimosódási zónája meghaladta a 3 m, míg a Se kilúgzása a 4 m mélységet a 270 kg·ha^-1 kezelésekben. A Cr(III), Pb, Zn és Cu elemeknél a vertikális elmozdulás nem volt igazolható. – Korábbi adatainkat és a lucerna élettani optimumait is figyelembe véve az 1 t tervezhető szénatermés úgynevezett fajlagos elemtartalmának irányszámait 35-7-25-30-5 = N-P₂O₅-K₂O-CaO-MgO kg·t^-1 értékben javasoljuk a hazai szaktanácsadás számára bevezetni.

Duna–Tisza közi karbonátos homoktalajon, az MTA ATK TAKI Õrbottyáni Kísérleti Telepén vizsgáltuk az eltérő minőségű komposztok és a húsliszt hatását a talajtulajdonságokra, ill. néhány talajvizsgálati jellemzőre. A heterogén talaj 0–8% közötti CaCO₃- és 1,0–1,5% humuszkészlettel rendelkezett. A humuszos szint vastagsága 60–80 cm, a pH(H₂O) 6,8–7,5, a pH(KCl) 6,3–7,3 közötti értékeket mutatott. Az agyagfrakció mennyisége 10–15%-ot tett ki. A termőhely felvehető foszforral közepesen, nitrogénnel és káliummal gyengén ellátott volt. A kísérleteket 2002-ben és 2003-ban állítottuk be egyenként 5 kezeléssel (0, 25, 50, 100 és 200 t·ha^-1 friss komposzt, vagy 0, 2,5, 5, 10 és 20 t·ha^-1 húsliszt), 4 ismétléssel, azaz 20-20 (egyenként 5×8= 40 m²-es) parcellával, véletlen blokk elrendezésben. Egyszeri terhelést alkalmaztunk 2002-ben, a további években a komposztok és húsliszt trágyaszerek utóhatásait figyeltük meg. A maximális 200 t·ha^-1 komposzt-, illetve a 20 t·ha^-1 csontos húslisztadag kereken 20–120 t·ha^-1 szárazanyag, 12–48 t·ha^-1 szerves anyag, 0,6–6,8 t·ha^-1 zsír bevitelét jelentette. Az ásványi elemek maximuma elérte a 13,5 t·ha^-1 Ca (33,7 t·ha^-1 CaCO₃), illetve a 11,6 t·ha^-1 P (26,6 t·ha^-1 P₂O₅) mennyiséget. A K-, Mg-, Na- és S-bevitel is több száz kg·ha^-1-nak adódott a komposztok esetén. A Zn kereken 42, a Mn 21, a Sr 18, a Ba 12, a Cu 8, a Cr 2 kg·ha^-1 maximális terhelést jelzett. Az éretlen komposztban az NH₄-N forma 275, a félérettben 113 kg·ha^-1 mennyiséget ért el. Az érett komposzttal ugyanakkor maximálisan 193 kg·ha^-1 műtrágya-egyenértékű NO₃-N-t szántottunk alá. Az érett vágóhídi komposzt hatása 6 év után is igazolható volt a talaj szántott rétegének humusz-, összes-N-, összes P- és S-, valamint oldható P-, S-, Fe-, Zn- és Mo-tartalmának emelkedésén. A bevitt szerves anyag közel fele, az összes-N 18– 20%-a beépülhetett a talaj tartós humuszanyagaiba. Az éretlen komposzt terheléssel szintén igazolhatóan emelkedett a feltalaj szervesanyag-, összes N- és NO₃-N-, összes P-, összes S- és Na-készlete. Az oldható elemek közül a P, K, Na, S, Zn és Cu jelzett dúsulást az egyes években. A félérett komposzt hatására 50%-kal nőtt a feltalaj szervesanyag-, illetve több mint kétszeresére az összes-N-készlete. A talajszerkezetre gyakorolt kedvező hatás a 6. évben is igazolható volt. Hasonlóképpen az „összes” és az oldható P, S, Na és Zn elemtartalmakban való gyarapodás. A növekvő csontos húslisztterheléssel átmenetileg 0,5 értékkel igazolhatóan mérséklődött a pH(H₂O), emelkedett az „összes” só, az összes-N és ásványi-N frakciók mennyisége. A savtermelő nitrifikáció méreteire és sebességére utal, hogy 13-szorosára nőtt a szántott réteg NO₃-N-, illetve 6-szorosára az NH₄-N-koncentrációja az 1. évben. Maximálisan mintegy 400 kg NO₃-N + 165 kg NH₄-N tárult fel hektáronként. Az aszályos 2003-ban a kukorica csekély termésével nem tudta hasznosítani a sok ásványi-N-t, mely feltehetően az altalajba távozhatott. A 6. évben a húsliszt lebomlott és a mobilis bomlástermékei eltűntek (NO₃-N, vízoldható sók, savak). Összefoglalva megállapítható, hogy míg a húsliszt gyorsan bomló trágya, úgy NO₃-érzékeny területeken az előírt 170 kg·ha^-1·év^-1 N-terhelés túllépését kerülni kell. Az éretlen és félérett komposzt viszont több éven át lassan ásványosodik a talajban és nitrogénjének egy része tartósan beépülhet a talaj humuszanyagaiba. Az előírt 170 kg·ha^-1·év^-1 N-terhelésre vonatkozó korlátozást ezért nem szükséges ezekre a szerves trágyaszerekre kiterjeszteni, a terhelés a 2–3-szorosára növelhető.

Az évi 80 kg P₂O₅·ha^-1 trágyázás, ill. a 400 kg P₂O₅·ha^-1 adagú tartalékoló P-trágyázás hatását – reaktív (lisztfinomságúra őrölve jó természetes P-oldhatóságú, „lágy”, üledékes) algériai nyersfoszfát, ill. Kola-foszfátból előállított szuperfoszfát formájában kijuttatva – két hazai, közepesen–erősen savanyú talajon 5 éves szabadföldi kísérletben vizsgáltuk. A kompolti csernozjom barna erdőtalaj gyenge– közepes, a szentgyörgyvölgyi pszeudoglejes barna erdőtalaj közepes–jó P-ellátottsággal volt jellemezhető a kísérletek beállításakor. A két P-forma P-szolgáltatását a vizsgált módszerek közül a H₂O-P talaj P-teszt jellemezte a legpontosabban. Az AL-módszer felülbecsülte, az Olsen-módszer pedig alulértékelte a nyersfoszfát formájában kiadott foszfornak a növények által való felvehetőségét. A két P-forma, ill. a két P-trágyázási rendszer a kísérletek első 5 éves ciklusában azonos hatékonyságúnak bizonyult mind a főtermés, mind a kivont foszfor vonatkozásában. A P-hasznosulás a gyenge–közepes P-ellátottságú kompolti talajon több mint két-háromszorosa (7–10%) volt, mint a közepes–jó P-ellátottságú szentgyörgyvölgyi talajon (2–5%). A P-trágyázott kezelésekben az 5. évben kapott, továbbra is pozitív P-mérlegek azt valószínűsítik, hogy a P-trágyázás megszüntetése esetén, ezekben a kezelésekben a korábban adott, a talajban maradt műtrágya-P további hasznosulása várható. Algériai nyersfoszfát kijuttatásával nem növekedett a könnyen oldható (LE, Lakanen-Erviő) Cd-, ill. Cr-tartalom a talajban. A Kola-foszfát alapú szuperfoszfát hatására viszont nagyobb LE-Sr koncentrációkat kaptunk. Közepesen savanyú hazai talajainkon a kitűnő természetes oldékonyságú, olcsóbb algériai nyersfoszfát jól helyettesítheti a környezetet tovább savanyító, drágább szuperfoszfátot, ill. a nagy foszfortartalmú komplex, ill. kevert műtrágyákat. A külföldi gyakorlatnak megfelelően, közepesen, vagy erősen savanyú talajokon, nyersfoszfát alkalmazásakor a vízoldható formában indokolt adagok másfélszeresét-dupláját javasoljuk kijuttatni. A lisztfinomságúra őrölt üledékes, reaktív nyersfoszfátok közül csupán a 20 mg·kg^-1 Cd-tartalom alattiak közvetlen kijuttatását tartjuk környezeti kockázat szempontjából elfogadhatónak.

Talajok szemcseösszetételének vizsgálata előtt nélkülözhetetlen a talajban található eltérő tulajdonságú kötőanyagok feloldása, roncsolása, mivel ezeknek fontos szerepe van a mikro- és makroaggregátumok kialakításában. Ennek hiányában jelentős mennyiségű agyagszemcse marad aggregátumokban, a szemcseösszetételt, agyagtartalmat jelentősen módosítva. Jelen tanulmányban az egyik leggyakoribb ragasztóanyagnak, a talajok humusztartalmának a hatását vizsgáltuk. A statisztikai analízis eredménye szerint a humuszt bontó hidrogén-peroxidos kezelésekkel – a kontrollként használt, humusz nélküli folyóvízi homok kivételével – szignifikánsan nagyobb agyagtartalmat mérünk, mint a MSz szerinti Na-pirofoszfátos kezeléssel. A hidrogén-peroxidos előkészítéssel a talajminták szemcseösszetételének varianciája lényegesen kisebb, mint más kezeléseké, vagyis az intenzívebb előkészítő eljárásokkal a minták szemcseméret eredményeinek különbsége csökken. Az előkészítő eljárások különbségének az okát keresve a talajok humusz- és agyagtartalmának korrelációját elemeztük. A humusz az agyagtartalommal gyengén korrelált. Az 1–5. kezelésekkel kapott agyag- és a talaj humusztartalma között negatív, míg a hidrogén-peroxidos kezelések esetén gyenge pozitív kapcsolatot mutattunk ki. Az ultrahangos kezelések kiemelt jelentőségűek az előkészítésekben, de az agyagtartalomban szignifikáns különbség csak a hidro-gén-peroxidos kezelések esetén mutatható ki. Vizsgálataink megmutatták a talajminták szemcseméret elemzése előkészítésének, az ásványi szemcsék dezaggregálásának fontosságát, valamint azt, hogy a dezaggregálás elégtelensége jelentősen kisebb agyagtartalmat eredményez. Talajok szemcseméret meghatározásában, de különösen a jelentősebb szervesanyag-tartalmú talajokéban a hidrogén-peroxidos előkészítő eljárás használandó. A Na-pirofoszfátnak és az ultrahangos kezelésnek a talajminta diszpergálásában van nagy jelentősége. Szükségesnek tartjuk ezért a hazai talaj szemcseméret-elemzés szabványát (szabványait) felülvizsgálni, továbbá az európai szemcseméret-elemzési eljárások tapasztalatainak megismerését és beépítését a hazai szemcseméret analitikai gyakorlatba.

A vas és fázisai a talajban egyrészt a redoxi-folyamatok érzékeny jelzői, másrészt jelentős szerepet játszanak a kémiai elemek geokémiai körforgalmában. Így nemcsak talajtani, de környezetvédelmi szempontból is fontos kérdés, hogy adott kémiai elem milyen mértékben képes mobilizálódni a környezeti hatások változására. Jelen dolgozat célja a vastartalom vizsgálata szekvenciális kioldással, továbbá a kioldott frakciók és a főbb talajtulajdonságok (kémhatás, szervesszén-tartalom, karbonáttartalom, szemcseösszetétel, agyagásványos jelleg) és a talajképző kőzet jellege közötti összefüggés vizsgálata 12, a leggyakoribb hazai talajtípusokat képviselő talajszelvényben. Az átlagos vastartalmú (1–4% teljes vastartalom) minták között jól elkülöníthetők a nagyobb vastartalmú, gyengén savanyú kémhatású erdőtalaj- és a kisebb vastartalmú, semleges–gyengén lúgos kémhatású nem erdőtalajminták. Az előbbi mintacsoportban a vastartalom az agyagtartalommal, az utóbbiban az iszaptartalommal nő, utalva a helyben keletkezett és az átöröklött vasfázisok eltérő szerepére a két csoport között. Az agyagtartalommal tapasztalt összefüggésnél szerepe lehet a duzzadó agyagásványok dominanciájának is a vizsgált erdőtalajmintákban. A vas megoszlása hasonló jelleget mutat a két mintacsoportban. A vas túlnyomó része (>80%) minden talajtípusban a reziduális, zömmel átöröklött frakcióhoz köthető. A második legjelentősebb frakciót adó redukálható vastartalom aránya az erdőtalajokban némileg nagyobb, ami a vas-oxidok, hidroxidok formájában történő felhalmozódásához kedvezőbb feltételekre utal ezekben a mintákban. Ezzel szemben a szerves anyaghoz köthető, oxidálható frakció a jelentősebb humuszfelhalmozódást mutató nem erdőtalajokra jellemző nagyobb arányban. A növények számára potenciálisan legkönnyebben felvehető vashányadok minden talajtípusban alacsonyak, a teljes vastartalomnak csak néhány tized százalékát adják. A vasmegoszlás szelvénybeli eloszlásában is megjelenik az erdőtalajok felhal-mozódási szintjére jellemző vasdúsulás szinte minden frakcióban, valamint a nem erdőtalajokra jellemző nagyobb humuszfelhalmozódáshoz kapcsolódó vasdúsulás. Hasonlóság is tapasztalható a két csoport között ebben a tekintetben, miszerint a szerves anyaghoz köthető és a könnyen mobilizálható vas aránya a mélységgel csökken, utalva a szerves anyag és vas kapcsolatára. A talaj vaskészletét nagyrészt szolgáltató talajképző kőzet hatása azonban nem volt kimutatható a vas megoszlására az alkalmazott módszerrel. A talajok teljes vastartalma és megoszlásának változása a szelvényen belül jól mutatja az egyes talajképző folyamatok típusát, helyét és utal a mértékére is. Eredményeink szerint a talaj vastartalmának szekvenciális kioldása fontos információt nyújthat ezen folyamatokról.

A tanulmány célja az volt, hogy felmérje a legnagyobb hazai területi lefedettséggel rendelkező, túlnyomóan archív adatokat tartalmazó talajtani adatbázisok harmonizációs lehetőségeit nemzetközi adatbázisokkal. A cikk fókuszában a Világ Talaj Referenciabázis (World Reference Base for Soil Resources, WRB) rendszere által meghatározott követelmények állnak, mivel számos modern adatbázis talajadat-struktúrája igyekszik alkalmazkodni annak követelményeihez. Négy kiválasztott adatbázison vizsgáltuk, hogy a rendelkezésre álló adatok alapján lehetséges-e meghatározni alapvető, a hazánk környezeti viszonyai között előforduló WRB egységeket. Mindegyik adatbázis saját módszertanából kiindulva egyszerűsített algoritmusokat hoztunk létre, hogy a lehető legtöbb archív információ hasznosuljon. Az eredmények alapján látható, hogy a WRB rendszerét adoptáló adatbázisokba a hazai archív talajadatok korlátozott mértékben ugyan, de beilleszthetőek. Megfigyelhető továbbá, hogy míg az egyes archív adatbázisok önmagukban csupán korlátozott információt nyújtanak a WRB számára, kombinációjukkal ez az információhiány jelentősen csökkenthető.