Search Results

You are looking at 1 - 10 of 23 items for

  • Author or Editor: Kálmán Rajkai x
  • Refine by Access: All Content x
Clear All Modify Search
Restricted access

A talajban végbemeno vízáramlás leírásához két talajfizikai összefüggés, a víztartóképesség- és a vízvezetoképesség-függvény szükséges. A talaj vízforgalmának modellezése elvileg akkor a legpontosabb, ha bemeno adatként a talajfizikai függvényeket a mérési adatokra illesztett függvényekkel adjuk meg.  A vizsgálatokhoz a Szilas-patak árterén található öntés réti talajszelvény mért víztartóképesség- és vízvezetoképesség-függvényeit használtuk. A mért víztartóképesség-értékekre Brutsaert-, illetve van Genuchten-függvényeket, a mért vízvezetoképesség-értékekre pedig Mualem-van Genuchten-függvényeket illesztettünk. Az illesztett függvényeket tekintettük referenciának. Feltételeztük, hogy a 4M modell ezekkel a függvényparaméterekkel szimulálja a vizsgált talajszelvény nedvességforgalmát a legvalósághubb módon. Különbözo becslo módszerekkel (Mualem-van Genuchten módszer: M-vG; grafikus módszer: B-vG; pedotranszfer függvények: PTF-vG) számított víz-tartóképesség-, illetve vízvezetoképesség-függvényeket alkalmaztunk és hasonlítottunk össze a mért víztartóképesség- illetve vízvezetoképesség-értékekkel. Ezt követoen a referencia függvényekkel és a becsült függvényekkel kapott 4M modelleredményeket (kumET) hasonlítottuk össze és értékeltük.  Fobb megállapításainkat az alábbiakban foglaljuk össze: - Esetünkben a grafikus módszer eredményesen használható a vízvezeto-képesség-függvény víztartóképesség-függvénybol történo becslésére. - A pedotranszfer függvényekkel kapott víztartóképesség-függvények illeszkedése, az elfogadható, ±2,5%-os hibahatáron belüli volt mindhárom talajmintára. - A vízvezetoképesség-függvény becslésében mindhárom becslo módszer elfogadható hibájú volt, a B-szintet kivéve, ahol a PTF-vG módszer jelentosen alábecsülte a mért értékeket. - Esetünkben a M-vG és B-vG, illetve PTF-vG módszerekkel becsült függvényekkel szimulált kumET-értékek következetesen alulbecsülték, illetve felülbecsülték a referencia függvényekkel számított kumulált evapotranszspirációt. - A M-vG és a PTF-vG módszer kielégíto eredménnyel használható a 4M növénytermesztési modell talajfizikai függvényeinek meghatározására, amennyiben az evapotranszspiráció számítása a modellhasználat célja.   Tervezzük a vizsgálatok kiterjesztését heterogénebb talajtani és éghajlati körülményekre.

Restricted access

A talajerózió becslésére világszerte leginkább elterjedt egyetemes talajvesztési egyenletről (USLE) több irodalmi forrás is megállapítja, hogy az USA-n kívüli területeken csak érvényesítés után használható sikeresen. Az USLE az erózió összetett folyamatát egyszerű képletben összegzi, amelyben a szorzótényezők függetlenek és az erózió éves összegként jelenik meg.  Az USLE módosítására és helyettesítésére több kísérlet történt. A fejlesztések során a vízgyűjtők területén lezajló egyszeri csapadékeseményre bekövetkező felszíni lefolyás és talajlehordás térbeli és időbeli előrejelzésére tettek kísérletet. Az empirikus USLE mellett a folyamat fizikai jellegét figyelembe vevő mechanisztikus modellek is megjelentek. A számítástechnika és a GIS rohamos fejlődésével lehetőség nyílt a talajerózió lejtő- vagy táblaszintű, illetve vízgyűjtő léptékű becslésére.  Hazánkban a talajerózió előrejelzésére - a klímaváltozás várható jellegzetességei miatt - az empirikus, táblaszintű, éves talajveszteséget becslő USLE modell helyett a fizikai törvényekre épített, csapadékeseményhez kötött modellek felhasználása ajánlható. Tekintettel arra, hogy a modellek érvényessége lokális a felhasználás előtt minden egyes modellt a helyi viszonyokra érvényesíteni szükséges.  Összefoglalásképpen megállapítható, hogy a mezőgazdasági termelés fenntarthatósága érdekében a talajerózió előrejelzésére új hazai rendszer kiépítése és érvényesítése szükséges.

Restricted access
Restricted access

Az elmúlt évtizedekben mérési adatbázisok felhasználásával számos talajfizikai becslési eljárást dolgoztak ki. A TALAJTANonc 1.0 szoftvercsomagba hazai és külföldi fejlesztésű talajfizikai becslési eljárásokat építettünk be. A program más Windows-os programokhoz hasonlóan kezelhető. A becslési eljárásokban használt adatok táblázatosan adhatók meg. A becslések, illetve a függvényillesztések eredményeit a program táblázatosan, illetve ábrákon mutatja be. A programmal a mérési pontokra hatféle víztartóképesség-függvény és négyféle vízvezetőképesség-függvény illeszthető. A TALAJTANonc további 11 becslési eljárást tartalmaz, amelyekkel egyszerűen megmérhető talajjellemzőkből további talajfizikai és vízgazdálkodási jellemzők (térfogattömeg, víztartó- és vízvezető képesség) határozhatók meg. A TAKI talajadatbázisán a TALAJTANonc segítségével kidolgoztunk egy új becslési eljárást, amely fizikai féleség kategóriánként a talaj víztartóképesség-függvényét egyetlen átlag van Genuchten-függvénnyel adja meg. A TALAJTANonc-ba épített térfogattömeg-becslő eljárás (Rawls, 1983) a TAKI adatbázisának talajaira 13±1,3%-os (a = 0,01) átlagos hibával becsülte a mért térfogattömeg értékét. A TALAJTANonc segítségével megmutattuk, hogy a Brutsaert-függvény az esetek több mint 75%-ában jobban illeszkedett a TAKI adatbázisában található talajok mért víztartóképesség-értékeire, mint a van Genuchten-függvény. A vizsgálat alapján a Brutsaert-, ill. a három- és a négyparaméteres van Genuch-ten-függvény átlagos illeszkedési hibájának várható értéke 0,80±0,07 cm3×cm-3 (a = 0,01), ill. 1,26±0,08 cm3×cm-3 (a = 0,01) és 1,23±0,08 cm3×cm-3 (a = 0,01). A TALAJTANonc becslési eljárásait az eljárások kidolgozására használt adatbázistól független talajokra is alkalmaztuk annak érdekében, hogy a program használhatóságát bemutassuk. A független kapuvári talajminták (Németh, 1996) víztartóképesség-értékének becslésére a pontbecslő eljárás (Rajkai et al., 1981) bizonyult a legkisebb hibájúnak. A mért víztartóképesség-értékekre illesztett Brutsaert-függvény paramétereiből számított (Rajkai, 1984), ill. a van Genuchten módszerével (1980) kapott vízvezetőképesség-függvények közel azonos eltéréssel illeszkedtek a mért vízvezetőképesség-értékekhez. A független talajmintákra kapott eredmények is mutatják, hogy a program jól használható értékeket szolgáltat talajféleségek, tájelemek talajfizikai és vízgazdálkodási leírására, modellezésére.

Restricted access

Az erdészeti beavatkozásokkal együtt járó, a természetes lékdinamikát közelítő léknyitás talajnedvesség-tartalomra gyakorolt hatását tanulmányoztuk bükkös állományban, a Börzsöny hegységben. A K-ÉK-i kitettségű lejtőn elhelyezkedő, kb. 80 éves állományban 2000 telén létrehozott, kör alakú lékeket vizsgáltuk. A terület talaja andezit alapkőzeten kialakult, átlagosan 20-30 cm termőréteg-vastagságú, erodálódott agyagbemosódásos barna erdőtalaj. Feltételeztük, hogy a talajnedvesség-viszonyok a zárt lombkorona alatt és a lékekben különböznek. A talajnedvesség-mérések egy kis (kb. 20 m átmérőjű) és egy nagy (kb. 35 m átmérőjű) lékben, ill. környezetükben, vegetációs időszakban háromhetente és a vegetációs időszakon kívül összesen két alkalommal történtek transzekt, ill. grid elrendezésben. Kimutattuk, hogy a felső 10 cm-es talajréteg nedvességtartalma esős időszakok után kis mértékben különbözött a lékben és a zárt lombsátor alatt. Száraz időszakok után pedig szignifikánsan nagyobb volt a lékekben, mint az állomány alatt. A talajnedvesség-tartalom átlaga mindkét lékben minden mérési időpontban közel volt a szántóföldi vízkapacitás értékhez. Vizsgálatainkból arra következtettünk, hogy a lékek nyitása megváltoztatja a talaj felső rétegének nedvességviszonyait,  ahogy azt bükkös állomány lékeiben  leírták (pl. Bauhus, 1996). Méréseink szerint is a talaj a lékekben nedvesebb, mint a zárt lombsátor alatt. A két vizsgált lékméret hatása a talajnedvesség-tartalom nagyságára hasonló volt, míg a léken belüli térbeli mintázat különbözött. A lékhatás általánosabb érvényű jellemzéséhez a talajnedvesség-tartalom több lékben és hosszabb időn keresztül történő vizsgálatára van szükség. A méréseket a talajnedvesség-tartalmon kívül a fényre, mint abiotikus tényezőre is tervezzük kiterjeszteni.

Restricted access

A new method is introduced to agricultural practice for measuring the living active root of the plants. The measured root capacitance is interpreted in electro-chemical principles. In addition to the electrochemical interpretation of the measurements we aimed to find a non-wounding electrode instead of the needle plant electrode. Another reason for dealing with the tweezer plant electrode was to decrease the relatively high standard deviation of the root capacitance readings due to the relatively high uncertainty of hitting the xylem with the needle plant electrode. To improve and standardize the contact between the tweezer plant electrode and the stem a high electrical conductivity gel (UNIGEL) was applied on the stem before clipping the tweezers.   Experiments for the root capacitance measurements were made in temperature and light controlled climate chambers (Conviron, Canada) in 2 litre plastic pots filled with 4:1 soil:sand mixture and water culture. Comparison of the root capacitances of five-week old sunflower plants measured with the needle and the tweezer plant electrodes proved identical in water culture and capillary water saturated soil. However, the applicability of the tweezer plant electrode needs further study for other plants and environmental conditions. The effect of measurement frequency on root capacitance and resistance with the HP4284A impedance bridge was also studied to see the effectiveness of polarization (Figure 1).  From Figure 1 it can be seen that root capacitance decreased at frequencies above 1 kHz, while it increased up to the dielectric constant of water at lower frequencies. An interpretation of measurable root capacitance in the soil-plant system is given using separate measured plant tissue and soil capacitances. We established that root capacitance in the soil-plant system approximates the capacitance of the root tissue.  Good correlation was found between root capacitance and the calculated root surface area (RA) for sunflower plants (Figure 2).   The GW LCR-814 was found suitable for making root capacitance measurements.  Finally, further experimental work is needed to collect information for the more general and extended applicability of the method before it becomes a routine tool in ecological and agricultural practice. 

Restricted access