agrokémia Környezetgazdálkodási agrármérnök

Az előadások a következő témára: "agrokémia Környezetgazdálkodási agrármérnök"— Előadás másolata:

1 agrokémia Környezetgazdálkodási agrármérnök
vadgazda és természetvédő mérnök Bsc hallgatóknak Készítette: Erdeiné dr. Kremper Rita 1 1

2 1. előadás tartalma Ajánlott irodalom Az agrokémia tárgya, története
A trágyázás és a tápanyaggazdálkodás fogalma A termést meghatározó tényezők A fenntartható gazdálkodás alapelvei Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenységi agrártermelési skálán A műtrágya felhasználás alakulása Magyarországon és a világban A trágyák környezetkárosító hatásai 2

3 Albert Thaer: humusz elmélet
3

4 Justus von Liebig 4

5 1. előadás tartalma Az agrokémia tárgya, története
A trágyázás és a tápanyaggazdálkodás fogalma A termést meghatározó tényezők A fenntartható gazdálkodás alapelvei Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenységi agrártermelési skálán A műtrágya felhasználás alakulása Magyarországon és a világban A trágyák környezetkárosító hatásai 5

6 Kedvező tulajdonságú területek Veszélyeztetett területek
Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából Kedvező tulajdonságú területek Veszélyeztetett területek Védett területek 6

7 Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából
7

8 Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából
8 8

9 Környezetérzékenység értékelési szempontjai
Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából Környezetérzékenység értékelési szempontjai 9 9

10 Az agrártermelés értékelési szempontjai
Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából Az agrártermelés értékelési szempontjai 10 10

11 Az agrártermelés értékelési szempontjai
Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából Az agrártermelés értékelési szempontjai 11 11

12 Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából
12 12

13 Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából
13 13

14 Magyarország területeinek felosztása környezetérzékenység és agrártermelés szempontjából
14 14

15 A műtrágyafelhasználás alakulása
15

16 Műtrágya-felhasználás 1996-2011
1 ha szántó, kert, gyümölcsösre jutó felhasználás (N, P2O5, K2O) t/ha

17 A termés alakulása 17

18 A búza és kukorica termése 1996-2011
Átlagtermés t/ha

19 A műtrágyafelhasználás és a termés alakulása
Pozitív és negatív tápanyagmérleg hatásai 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 A trágyázás környezetkárosító hatásai
1. kiegyensúlyozatlan tápelem-arányok kialakulása a talajban Melyik tápelemből adnak többet általában és miért? Optimális N adag megfelelő K kevés K termés K hiány N adag N adag Ábra: A termés nagysága különböző K ellátottságnál optimális N adagok mellett 24 24 24

25 A trágyázás környezetkárosító hatásai
kiegyensúlyozatlan tápelem-arányok kialakulása a talajban Ehrenberg: Mész-káli törvény Ehre 25 25 25

26 A trágyázás környezetkárosító hatásai
2. A talajsavanyúság fokozódása Talajsavanyúság fő okai Podzolos talaj 26 26 26

27 A trágyázás környezetkárosító hatásai
2. A talajsavanyúság fokozódása Savanyító hatású műtrágyák A savanyító hatás okai 27 27 27

28 A trágyázás környezetkárosító hatásai
3. a talajoldat nitrát koncentrációjának növekedése Blue baby szindróma 28 28 28

29 A trágyázás környezetkárosító hatásai
4. A felszíni természetes vizek eutrofizációja. Eutrofizáció fogalma Melyik a limitáló ion? A szennyezés fő forrása 29

30 A trágyázás környezetkárosító hatásai
4. A felszíni természetes vizek eutrofizációja. 30

31 31 31

32 Kulturnövények víztartalma
NÖVÉNY, NÖVÉNYI RÉSZ VÍZTARTALOM % Gabonafélék (levél, szár) 75-90 Gabonaszalma, kukoricaszár 14-15 Réti széna, lucernaszéna 15-16 Burgonyagumó 75 Tök, uborka 85-95 Gyümölcs (szőlő, földieper) 80-85 Kukoricaszem 15-25 Gabonaszem, pillangósok magvai 12-15 32

33 2. előadás tartalma A növények kémiai összetétele (folytatás)
A növényi tápelemek A növényi tápelemek osztályozása A növények tápelemigénye a tenyészidőszak különböző szakasziban A növény tápanyagfelvétele 33

34 Hamutartalom meghatározás 550 oC-os izzítással
34 34

35 Kulturnövények hamutartalma
35

36 nélkülözhető ballasztanyagok
Hamu alkotórészek hamu nélkülözhető ballasztanyagok toxikus elemek tápelemek Cd, Cr, Hg, Ni, Pb P,K,S, Ca, Mg,Fe Mn, Zn, Cu, B, Mo Na, Cl, Si 36

37 Szervesanyag tartalom
a növényben előforduló szerves vegyületek csoportosítása 37

38 Termések szerves kémiai összetétele nyersanyag %-ban
burgonya 38

39 Takarmányvizsgálatok során mért jellemzők
39

40 Allen és Arnon tápelemkritériumok
40

41 TÁPELEMEK az elem hiánya esetén a növény fejlődésében zavar áll be
az elem pótlásával a hiánytünetek megelőzhetőek vagy megszüntethetőek az elem hatása kimutatható az élettani folyamatokaban az elem nem helyettesíthető más elemekkel (Allen és Arnon) 41

42 Tápelemek csoportosítása
C,H,O,N, P, S,K,Ca,Mg (makroelem) Fe,Mn,Cu,Zn,Mo,B (mikroelem) See Hopkin's Cafe, its mighty good. C HOPKNS Ca Fe Mg 42

43 Mikroelem aránya a növényi zöldtömegben
40g : 5000kg Mikroelem aránya a növényi zöldtömegben 43

44 (Na), K, Ca, Mg C,H,O,N,S,B,P +(Si) Fe, Mn,Zn,Cu d > 4.6g/cm3 44

45 A növényi tápelemek felvétele, biológiai funkciójuk (táblázat)
45

46 46

47 Enzim aktivátor enzim Enzim inhibítor Szubsztrát 47

48 Növényi szárazanyag összetétele
C % O % H % egyéb elemek % 48

49 49

50 Nehézfémek kritikus koncentrációja növényi és állati szervezetben
50

51 51

52 A tápelemtartaom változása a tenyészidőszak során
52

53 Elem alacsony megfelelő magas alacsony megfelelő magas
5-6 leveles kukorica tápelem ellátottságának megítélésére szolgáló optimális, vagy kielégítő tápelem koncentráció és az abból számított arányok Elem alacsony megfelelő magas alacsony megfelelő magas N% < 3,5-5,0 < N/P alatt felett K% < 3,0-4,0 < K/P alatt felett Ca% < 0,3-0,7 < K/Ca felett alatt Mg% < 0,2-0,2 < K/Mg felett alatt P% < 0,3-0,5 < N/P felett alatt Fe ppm < < P/Fe felett alatt Mn ppm < < P/Mn felett alatt Zn ppm < < P/Zn felett alatt Cu ppm < < P/Cu felett alatt B ppm < < K/B felett alatt 53

54 54

55 agrokémia Környezetgazdálkodási agrármérnök
vadgazda és természetvédő mérnök Bsc hallgatóknak Készítette: Erdeiné dr. Kremper Rita 55 55

56 3. előadás tartalma Tápanyagok mozgása
Tápanyagfelvételt befolyásoló tényezők Talajkémiai ismeretek Ionadszorpció a talajban A talaj kémhatása A talaj redoxipotenciálja 56

57 A növények tápanyagfelvétele a gyökéren keresztül
- tápanyagmozgás a talajban a gyökér felületéig - a tápanyagok mozgása a gyökértől a sejtekbe 57

58 Tápelemek mozgása a talajban a gyökér felszínéhez
Tápanyagok mozgása a gyökér felületéig Tápelemek mozgása a talajban a gyökér felszínéhez intercepció által anyagáramlással diffúzióval 58

59 Tápanyagok mozgása a gyökér felületéig
59

60 Tápanyagok mozgása a gyökértől a sejtekbe
tápanyagmozgás passzív aktív 60

61 Tápanyagok mozgása a gyökértől a sejtekbe
61

62 Tápanyagok mozgása a gyökértől a sejtekbe
A sejtmembrán szerkezete 62

63 Tápanyagok mozgása a gyökértől a sejtekbe
Aktív és passzív transzport a sejthártyán keresztül 63

64 Tápanyag felvétel levélen keresztül
sztómákon keresztül 64

65 Tápanyag felvétel levélen keresztül
Táplálék készítő alapszövetek 65

66 Tápanyag felvétel levélen keresztül
66

67 Tápanyagok mozgása a gyökértől a sejtekbe
A gyökéren keresztüli tápanyagfelvételt befolyásoló tényezők 67

68 Ionadszorpció a talajban
Fogalom Kialakulása Fajtái Jelentősége számszerűsítése 68 68

69 Ionadszorpció a talajban
69 69

70 Ionadszorpció a talajban
70 70

71 Ionadszorpció a talajban
Talajkolloidok negatív töltésének kialakulása 71 71

72 Ionadszorpció a talajban
A talajkolloidok töltésének függése a a talaj PH-jától 72 72

73 Ionadszorpció a talajban
A kolloidokon leggyakrabban előforduló ionok, csoportosításuk A kationok megoszlása a talajoldat és a kolloidok közt ionadszorpció jelentősége Ideális ionarány 73 73

74 Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték)
Ionadszorpció a talajban Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték) 100g talaj adott pH mellett mennyi kationt (H+, Al3+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+) tud megkötni kicserélhető formában Más megfogalmazásban: 100g talaj felületén lévő negatív töltések száma adott pH mellett milligrammegyenérték = tömeg atomtömeg*töltés 74

75 Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték)
Ionadszorpció a talajban Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték) 100 g talaj 600mg Ca-t, 40 mg Mg-t, 30 mg K-t, 5 mg Na-t, és 1 mg H-t tartalmaz kicserélhető formában. MK =39g/mol, Mca= 40g/mol, MMg= 24g/mol, MNa =23 g/mol, MH=1g/mol Mennyi az egyes elemek mennyisége milligrammegyenértékben? elem Tömeg (mg) Atomtömeg(g) vegyérték mgegyenérték Ca 600 40 Mg K 30 Na 5 H 1 75

76 Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték)
Ionadszorpció a talajban Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték) elem Tömeg (mg) Atomtömeg(g) vegyérték mgegyenérték Ca 600 40 2 7,5 Mg 24 0,83 K 30 39 1 0,77 Na 5 23 0,21 H 76

77 Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték)
Ionadszorpció a talajban Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték) Mennyi a talaj kationcsere kapacitása? A kicserélhető kationok hány %-a Ca? 7,5/10,31= 72% Kationcsere kapacitás mérése: Pl. Kezelés BaCl2-vel, majd CaCl2-vel 77

78 Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték)
Ionadszorpció a talajban Kationcsere kapacitás (CEC vagy T-érték) Mire lehet következtetni a talajok CEC értékéből? A talaj tápanyag szolgáltatására (Ca, Mg, K) Talaj tápanyag pufferoló képességének fogalma Kilúgzás mértékére Savasodással szembeni ellenálló képességére 78

79 A talaj tápanyag pufferoló képessége
79

80 Ionadszorpció a talajban
80 80

81 A kicserélhető bázisok összes mennyisége ( V-érték)
Ionadszorpció a talajban A kicserélhető bázisok összes mennyisége ( V-érték) 81

82 82 82

83 83 83

84 Ionadszorpció a talajban
Anion adszorpció fogalma Csoportosítás mechanizmus jellemző ion 84 84

85 A talaj pH-ja Kémhatást meghatározó ionok pH skála jelentése
talajoldat pH mérése Talaj:oldat  1 : 2,5 KCl-os és vizes pH 85 85

86 Aktív és kicserélhető savanyúság
A talaj pH pufferoló képességének fogalma 86

87 A talaj pH-ja Savanyú tartomány Semleges Lúgos tartomány
Erősen savanyú Savanyú tartomány Savanyú pH=4,5 - 5,5 Gyengén savanyú pH=5,5 - 6,8 KÖZÖMBÖS pH=6,8 – 7,2 Semleges Gyengén lúgos pH = 7,2 – 8,5 Lúgos tartomány Lúgos pH=8,5 - 9,0 Erősen lúgos pH > 9,0 87 87

88 Hogyan befolyásolja a talaj pH a tápanyagfelvételt
88 88

89 Talajsavanyúság hatásai
89 89

90 Talajsavanyúság hatásai
90 90

91 Hogyan befolyásolja a talaj pH a tápanyagfelvételt
Mikroorganizmusok tevékenysége (nitrifikáció) Kolloid stabilitás 91 91

92 Talajsavanyúság hatásai
92 92

93 Hogyan befolyásolja a talaj pH a tápanyagfelvételt
Hidropóniás termesztés (pH: 4,5-6) 93 93

94 Magyarország talajainak kémhatása
94 94 94

95 Különböző növények pH optimuma
95 95

96 Redoxipotenciál fogalma
Oldatok redoxipotenciálja Oxidáció, redukció fogalma példa 96 96

97 A talaj redoxpotenciáljának mérése
Talajok redoxi potenciálja A talajban leggyakrabban előforduló redoxi párok A redoxi folyamatok sorrendje Redoxi reakció Redoxipotenciál (V) A nitrát redukció kezdete 0,45-0,55 A Mn2+ képződés kezdete 0,35-0,45 Oxigén már nem mutatható ki 0,33 Nitrát-ion már nem mutatható ki 0,22 A Fe2+ képződés kezdete 0,14 A szulfát-ion redukció kezdete -0,05 Szulfát-ion már nem mutatható ki -0,18 97 97