Search Results
You are looking at 1 - 9 of 9 items for
- Author or Editor: Nikolett Uzinger x
- Refine by Access: All Content x
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 talaj-mikrobióta vizsgálata foszfolipidek alapján
I. Szükségesség és alkalmazási lehetőségek
A talaj-mikrobióta mennyiségi viszonyait, struktúráját és funkcióit célzó vizsgálatok komoly bioindikációs értékűek lehetnek, jelentős gyakorlati segítséggel bírhatnak, ha egy talaj állapotát, egy kezelés vagy szennyezés hatását próbáljuk megismerni. Ilyen esetekben olyan könnyen kimutatható, jól követhető és lehetőleg kvantitatív mérhető markerekre, indikátorokra van szükség, melyekből a talaj belső történéseire, állapotára következtethetünk, és abból viselkedését megfelelő megbízhatósággal jósolni tudjuk. A mikrobióta közvetett vizsgálatára elméleti problémákkal a legkevésbé terhelt és a gyakorlatban is egyre terjedő választás a foszfolipidekre irányul. A foszfolipid-zsírsav- (PLFA-) alapú mikrobióta-vizsgálat előnyei a mennyiségi meghatározás és a specifikus mikrobacsoportok kimutatásának kombinációjából fakadnak, valamint abból, hogy a foszfolipidek a talajban gyorsan lebomlanak, így a PLFA-analízis mindig az aktuális mikrobaközösségről ad információt. Hátránya, hogy az egyes zsírsavak mennyisége környezeti tényezők hatására fajon belül is eltérhet, továbbá, hogy nagy az átfedés a különböző zsírsavak előfordulása között, és viszonylag kevés a kellő mértékben specifikus zsírsav. Az első életközösségi szintű foszfolipid-analízist King és munkatársai végezték 1977-ben. Azóta számos kutató alkalmazta és alkalmazza a talaj mikrobiális biomasszájának becslésére, valamint a mikrobióta struktúrájának meghatározásához a PLFA-analízist, például mezőgazdasági talajhasználat, talajszennyezés hatásainak vizsgálatára, ökotoxikológiai tesztekhez, jelölt szubsztrátok beépülésének vizsgálatára.
A talaj-mikrobióta vizsgálata foszfolipidek alapján
II. A foszfolipidek kémiai analízise
A foszfolipidek kémiai analízise történhet foszfolipid-foszfát, valamint foszfolipid-zsírsavak (PLFA) vizsgálatával. A foszfolipid-zsírsavak analízisére általában gázkromatográfot, illetve gázkromatográf-tömegspektrométert használnak. Ehhez a minta-előkészítés történhet egyszerű preparálással , amivel csak az észteresíthető zsírsavakat lehet meghatározni, és az összes foszfolipid vizsgálatára szolgáló meghosszabbí tott preparálással , mely nagyobb biztonságú minőségi meghatározást tesz lehetővé.
A stabilizálószerek jelentősen különböznek egymástól. Mivel eddig ritkán került sor modellkísérletes vizsgálatukra, nagyon kevés adat áll rendelkezésre hatásmechanizmusaikról, tényleges hatékonyságukról. Talajinkubációs modellkísérletet állítottunk be 2007-ben az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézetében. Az alkalmazott kémiai stabilizálószerek (különféle olcsó, nagy mennyiségben rendelkezésre álló hulladékok), a következők voltak: tatabányai erőművi pernye, csepeli és ráckevei ivóvíztisztításból származó vas-mangán csapadék. A kísérlet során alkalmazott modelltalajt a Gyöngyösorosziban található felhagyott színesfémérc bánya melletti Toka-patak öntésterületéről gyűjtöttük. A Zn, Pb, Cd, Cu, As valamint a Ba desztillált vizes, acetát pufferes, valamint Lakanen–Erviö-féle frakcióinak vizsgálatával értékeltük a különböző hulladékok stabilizáló hatását. A pernyének jó stabilizáló hatása volt a Cd, Cu, Pb és Zn fémre és nem mobilizálta az arzént és a báriumot sem. A ráckevei és a csepeli ivóvíztisztításból származó csapadékok ugyan nagyobb mértékben stabilizálták a Cd, Cu, Pb és a Zn fémeket, mint a pernye, de a mobilis As- és Ba-tartalmuk csökkentheti e speciális hulladékok ilyen jellegű hasznosíthatóságát. Ez alapján elmondható, hogy a tatabányai pernye alkalmasabb stabilizálószer, mint a ráckevei, vagy csepeli csapadék, de az erőművi pernye alkalmazásakor is rendkívül körültekintően kell eljárni, hiszen a nem megfelelő összetételű pernye használata (a toxikus fémek feldúsulhatnak), vagy a szakszerűtlen alkalmazás fokozhatja a talaj környezeti terhelését.
Vizsgálatsorozatunkban a vörösiszap-elöntés hosszabb távú talajtani hatásait vizsgáltuk a szennyezett terület mellől kontrollként vett talajmintákból készített talajoszlopokon. Két különböző szcenáriót modelleztünk. Az elsőben a vörösiszaptározóból közvetlenül kiömlő, nagy víztartalmú, erősen lúgos (∼ pH 13) vörösiszapszuszpenzió talajtani hatását tanulmányoztuk, míg a második esetben a „vörösiszapár” levonulása után a talajfelszínen kiülepedett vörösiszap-öntésanyag hosszabb távú talajfizikai, -kémiai és -biológiai hatásait vizsgáltuk (30, 60 és 120 napos vörösiszap-borítás mellett). Az oszlopkísérlethez használt talajminták egy vörösiszappal nem szennyezett szántóföldi területen feltárt humuszos öntéstalaj különböző genetikus szintjeiből származtak.Közleményünkben a vörösiszap-elöntés talajtani hatásait vizsgáló modell oszlopkísérleteink talajfizikai vonatkozású eredményeit foglaltuk össze. Megállapítottuk, hogy a lúgos kémhatású, nagy Na+-tartalmú iszapból a talajba szivárgó oldatok jelentősen átalakították a vizsgált talaj szerkezetét: a felső talajrétegekben szerkezetleromlást (aggregátumstabilitás-csökkenést) okoztak, míg az alsóbb szintekben (feltételezhetően a bemosódott vagy helyben keletkezett nátrium-szilikát ásványok ragasztó hatása miatt) ideiglenesen aggregátumstabilitás-növekedést tapasztaltunk.Vizsgálati eredményeink alapján megállapítható, hogy a vörösiszap-borítás hatására a talajok elemi szemcséinek méret szerinti megoszlásában mérhető arányeltolódások — a vörösiszap-szemcsék felszíni rétegekbe történő bemosódásán túl — a fenti talajszerkezet-változási folyamatokkal függhetnek össze.
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.
Jelen tanulmányban a Magyarországon jellemzően előforduló nehézfém-szennyezők közé tartozó króm, ólom és cink hatását vizsgáltuk egyes talajmikrobiológiai és -biokémiai mutatókra, valamint összefüggést kerestünk e fémek különböző kivonószerekkel oldható frakciói és a vizsgált biológiai paraméterek között. A kísérletben az egyre elterjedtebben alkalmazott lignitet használtuk stabilizálószerként. A 8 hetes inkubációs modellkísérletet 2006-ban nyírlugosi savanyú homoktalajjal, DISITOBI kísérlettervező és értékelő modellel állítottuk be, mely lehetővé tette a változók lineáris, kvadratikus és párkölcsönhatásainak vizsgálatát. A nehézfémeket és a lignitet 5 különböző dózisban juttattuk az edényekbe. Mértük a Cr, az Pb és a Zn „összes” királyvízzel, illetve desztillált vízzel, acetát-pufferrel, Lakanen-Erviö-féle kivonószerrel oldható fémtartalmat. A talajmikrobiótában bekövetkező változásokat az invertáz enzimaktivitás, az FDA (fluoreszcein-diacetát) hidrolitikus aktivitás (fluoreszcein-diacetát), a mikrobiális biomassza-C (CFE), valamint az „összes” foszfolipid-zsírsav tartalom (PLFA analízis) meghatározásával becsültük. A DISITOBI modellen kívül a változókat főkomponens-analízissel és lineáris korreláció vizsgálattal is értékeltük (StatSoft Statistica 9-es verzió). A vizsgált kivonószerekkel kioldható fémtartalom és az alkalmazott talajmikrobiológiai és -biokémiai mutatók között ugyan tudtuk igazolni a korrelációt, de jelen kivonószerekkel ez egy esetben sem volt szoros. A főkomponens-analízis, illetve a korreláció vizsgálat alapján megállapítható, hogy nem találtunk összefüggést a királyvizes, a desztillált vizes, az acetát-pufferes, a Lakanen-Erviö-féle kivonószerekkel oldható Cr-, Pb- és Zn-tartalmak, illetve a talajmikrobiológiai és -biokémiai mutatók változása között. E szerint ezek a kivonószerek nem jelezték a talajmikrobióta számára hozzáférhető frakciót. A króm talajmikrobiótára gyakorolt egyértelműen negatív hatását közepes és laza korrelációban is tapasztaltuk, kivonószertől függetlenül. Részben igazolható volt az ólom negatív hatása, ez azonban eltérő a vizsgált talajmikrobiológiai és -biokémiai mutatók szerint. A cink esetében szinte egyáltalán nem tudtunk negatív hatást kimutatni. Ennek oka feltételezhetően az, hogy a Zn (mint esszenciális elem) jelentős pozitív szerepet játszik a talajmikrobióta működésében.
