Talaj- vízvédelem előadás VIII. Szikesedés Szikesedés okai és kedvezőtlen következményei Szikes talajok típusai A szikesség fokozatai Szikes talajok javítása

Szikes talaj: A talajoldatban (szoloncsák talajok), illetve a talajkolloidok felületén kicserélhető formában (szolonyec talajok) lévő kationok között a nátrium-ion olyan mennyiségben van jelen, hogy a talaj kémiai és fizikai tulajdonságait észrevehetően rontja. Szoloncsákosnak tekinthető a talaj, ha a vízoldható sótartalom 0,1%-nál több, Szolonyecesnek tekinthető a talaj, ha a kicserélhető kationok között a nátrium 5%-nál nagyobb arányt képvisel.

A szikesség fokozatai A sótartalom szerinti fokozatok: 0,05-0,15 gyengén szoloncsákos 0,15-0,40 szoloncsákos >0,40 erősen szoloncsákos A kicserélhető Na% szerinti fokozatok: <5% nem szikes 5-15% gyengén szikes 15-25% szikes >25% erősen szikes

Másodlagos szikesedéstől veszélyeztetett terület 0,40 Kedvezőtlen adottságú területek Magyarországon (millió hektár) Forrás: Talajvédelem Magyarországon. FM Vízerózió által veszélyeztetett lejtős terület 2,3 Szélerózió által veszélyeztetett terület 1,4 Savanyú talajok Szikes talajok 0,56 Másodlagos szikesedéstől veszélyeztetett terület 0,40 Kedvezőtlen altalajú tömődött talajok 1,2 Sekély termőrétegű talajok 0,4 Hazánkban a talajtermékenységet gátló tényezők (szélsőséges fizikai talajféleség; szélsőséges kémhatás-viszonyok; sekély termőréteg; szélsőséges vízháztartás; növényi tápanyagok és szennyező anyagok kedvezőtlen (túl kis, vagy túl nagy) mennyisége és állapota), valamint a talaj termékenységét csökkentő talajdegradációs folyamatok (víz vagy szél okozta erózió; savanyodás; szikesedés; talajszerkezet leromlása, tömörödés; pufferkapacitás csökkenése; biológiai degradáció) túlnyomó része a talaj vízgazdálkodásával kapcsolatos, annak oka vagy következménye. Ezért egy „sivatagosodás”, vagy „aszály” elleni stratégiának a „Talajvédelmi Stratégia” elemeit is magában kell foglalnia, azt integrálnia

Szikesedés 0,2-2m talajvíz párolgás csapadék 0,2-2m talajvíz A szikes talaj kialakulásához három tényezőre van szükség: A csapadék kevesebb, mint a párolgás PÁROLOGTATÓ TÍPUSÚ TALAJ magas talajvíz a talajvíz sós benne sok Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ másodlagos szikesedés folyamata, kiváltó tényezők. A szikesedés alapvető oka a Na+ ionok megjelenése és felhalmozódása a talaj folyadékfázisában, a talaj-oldatban és / vagy a talaj szilárd fázisában. Ez a folyamat sokoldalúan hat a talaj termelékenységére és egy terület agroökonómiai potenciáljára is. A másodlagos megjelölés arra utal, hogy ezek a folyamatok nem természeti okok eredményeiképpen kö-vetkeztek be, erősödtek fel, mélyültek ki, terjedtek ki és váltak intenzívebbé, hanem valamilyen emberi tevékenység közvetlen vagy közvetett hatásaként. A másodlagos szikesedés jelentős talajdegralációs folyamat, melynek megelőzése és megakadályozása egyaránt feladata a primer biomassza-termelésnek, a talajhasznosításnak és a környezetvédelemnek. A szikesedés az ország 946 ezer hektárnyi területén korlátozza a talaj termelékenységét, és csökkenti az agroökonómiai potenciálját. További 245 ezer hektáron fordul elő szikesedés a talaj mélyebb rétegeiben. Ez ha-tárt szab a zavartalan gyökérfejlődésnek, és a szikesedés potenciális veszélyével fenyeget hiszen egy talajvízszint emelkedéssel vagy egy mélyebb beázást követő kiszáradás folyamán a szikesedést okozó Na-sók a felszínközei talajrétegbe illetve a gyökérzónába kerülhetnek. Szikes talajok: - szoloncsák. - szoloncsákszolonyec. - réti szolonyec. - sztyeppesedő réti szolonyec és szolonyeces réti talaj. - mélyebb sós alföldi mészlepedékes csernozjóm, és réti csernozjóm. - mélyebben szolonyeces réti csernozjóm. Az emberi tevékenységek, mint befolyásoló és kiváltó tényezők: - a medence területén végrehajtott erdőirtások és a gyepterület egy részének szántóföldi művelésbe fogása. - folyószabályozási és vízrendezési munkálatok - öntözőtevékenység. A másodlagos szikesedés a pangó, sós talajvíz szintjének megemelkedése miatt következett be. A kiskörei öntözőrendszer tervezése során már egy korszerű talajvizsgálati-elrejelzési rendszert használtak fel eredménye-sen. A másodlagos szikesedés forrása lehet még az öntözővíz . A bevezetett és betartatott öntözővízminőségi-norma gyakorlatilag kizárja, hogy az öntözővízből szikesedést okozó sófelhalmozódás bekövetkezzék. A helytelen öntözés közvetlen, vagy közvetett hatásaként megemelkedik a talajvíz szintje és ez okoz sófelhalmozódást és szikesedést a talajszelvényben. A másodlagos szikesedés kiküszöbölésére adódó lehetőség a tenyészidőszak alatt a talajszelvénybe került sók-nak a tenyészidőszak utáni kimosása a talajból. Ez a variáns magyarországi viszonyokba nem megoldható, így a megelőzésre kell törekednünk. A megelőzés során meg kell akadályozni: az öntözővízből-, a felszíni vizekből származó-, és a felszín alatti vizekből származó sófelhalmozódást. - öntözővíz esetében az öntözővíz minőségi normák szigorú betartása mellett, a minőséget a felhasználás he-lyén is szavatolni kell. - a felszíni vizek csak speciális esetben okozhatnak szikesedést, de ez is megelőzhető megfelelő felszíni víz-rendezéssel. - a felszín alatti vizek által okozott másodlagos szikesedést megelőzhetjük, ha a talajvíz szintjének a kritikus-talajvízszint fölé való emelkedését megakadályozzuk. Na+ Na+ Na+

A szikes talajok típusai Réti szolonyec talaj Szoloncsák                   

Szikesedés Magyarországon mintegy 1 millió hektáron (összterület több mint 10%-án) van szikes talaj, vagy jelentkezik szikesedési (másodlagos) folyamat. Szikesedés

A szikesedést okozó sók: NaCl,Na2SO4, Na2CO3, NaHCO3 A Na-sók milyensége alapján megkülönböztetünk semleges kémhatással oldódó sókat, és lúgosan hidrolizáló sókat. A szikes talaj vízgazdálkodása, és a levegőzöttsége egyaránt rossz. A Na-sók milyensége alapján megkülönböztetünk semleges kémhatással oldódó sókat, és lúgosan hidrolizáló sókat. Az utóbbiak inaktiválják a lecserélt Ca-ionokat. A szikes talaj vízgazdálkodása, és a levegőzöttsége egyaránt rossz.

A 2000 évi és az1956-1960 évek átlagos talajvíz-állás különbsége Forrás: Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Rt. Hidrológiai Intézet A talajvízszint változást illetően az Alföldön ellentétes folyamatok vannak. A VITUKI-ban készített térkép a 2000. évet az 1956-60-as évek átlagához hasonlítja. A vöröses-barnás színek a csökkenő, a kékkel jelzett foltok a növekvő vízszintű területeket mutatják. HEFOP 3.3.1.

Éghajlati és hidrológiai tendenciák Csökkenő csapadék Korlátozott kilúgzás Növekvő párolgás Felfelé irányuló víz- és sómozgás Növekvő klimatikus vízhiány Talajvíz-szint csökkenés A kapilláris felemelkedés lehetősége csökken Az éghajlati és hidrológiai változások szikesedésre gyakorolt hatása a folyamatábra szerint összegezhető. A csökkenő csapadék a kilúgzást mérséklésével, a növekvő párolgás a felfelé irányuló víz- és sómozgás gyorsításával, a növekvő öntözési igény a másodlagos szikesedés okozásának lehetőségével növeli a szikesedés veszélyét. A tényezők között csak egy van, ami a szikesedés ellen hat: a talajvízszint süllyedése. A jövő szempontjából is izgalmas kérdés, hogy adott területen ezen ellentétes hatások eredőjeként kilúgzás vagy sófelhalmozódás következik-e be. Növekvő öntözési igény Másodlagos szikesedési veszély HEFOP 3.3.1. Az ellentétes hatású folyamatok eredője: kilúgzás vagy só-felhalmozódás?

Sótartalom csökkenése mutatható ki 1992-1998 között a TIM Jász-Nagykun- Szolnok megyei pontjainak többségénél és az összes mérőpont átlagában. És végül a sótartalom csökkenése mutatható ki 1992-1998 között a Talajinformációs Monitoring Rendszer Jász-Nagykun-Szolnok megyei pontjainak többségénél és az összes mérőpont átlagában is. Sótartalom változás 1992-1998 között Jász Nagykun Szolnok megyei TIM pontok alapján

Másodlagos szikesedés Másodlagosan elszikesedett talaj: Eredetileg nem szikes talaj, ahol a természeti körülmények változása vagy az emberi tevékenység hatására sófelhalmozódás, illetve kicserélhető nátriumtartalom növekedés indult be. Az eredeti talaj bélyegei és tulajdonságai, valamint a szikes talajokra jellemző tulajdonságok egymás mellett jelentkeznek.

A másodlagos szikesedés jellemző esetei a sótartalom növekedés helye szerint

Rossz minőségű öntözővíz* által okozott másodlagos szikesedés Növekvő kicserélhető Na * Németéri csatorna Elektromos vezetőképesség (EC)=0.95-3.67mS/cm Na adszorpciós arány (SAR)=7.89-50.34 Na%=77-96 Ritkábban és kisebb területen fordul elő HEFOP 3.3.1.

Szikes talajok sótartalmának hatásai: Gyenge termékenység, lúgos kémhatás, a talaj adszorpciós felületén a Na+ ionok dominálnak -> rossz fizikai tul. (szikes talaj víz hatására szétiszapolódik, vízáteresztő kép. és vízvezető kép. csökken )-> belvízkár, padkásodás. Művelhetőségük mind nedves (szalonnásodás), mind száraz állapotban (hantosodás) problémás.

Szikes talajok sótartalmának hatásai: (foly.) Az agyagásványok mozoghatnak, széteshetnek (szolonyec talajok, szologyosodás). A foszfor Ca-foszfátok alakjában megkötődik. A talajban élő mikroorganizmusok nem működnek, ezért a N felvétel is gátolt. Mikroelemek kicsapódnak oxid-hidroxid formában, felvehetetlenné válnak.

A lúgos pH hatása jelentős a tápanyagfelvételre: 7.5-8.5 pH között a K, P felvehetősége csökken. 8.5 pH felett kicsapódik a Ca, 7.5 pH felett a Fe, Mn, Zn, Cu oldhatósága, s így felvehetősége csökken. Nehezíti a Na jelenléte a növények vízfelvételét. A növények igen érzékenyek a szóda jelenlétére.

Évente megjavított szikes talaj 1985-2006 Közel 1milló ha szikes talaj Ezzel az ütemmel 1000 év alatt lenne megjavítható

Javítsuk-e a szikes talajt? 1985-ben még 2700 ha-on végeztek szikes talajjavítást, 1995 óta megjavított szikes talaj csak néhány száz hektár. Magyarországon a szántóterület a közeljövőben várhatóan 1 millió hektárral fog csökkeni. A szikes talajok területe közel 1 millió hektár. Kivonandó terület= Szikes talaj??? Javításukkal szembeni ellenérvek: Elegendő jó minőségű talajjal rendelkezünk. A jobb talajokra irányuló befektetések sokkal nagyobb hatékonysággal térülnek meg. A növénytermesztés ökonómiai mutatói kedvezőtlenek. DE…………… Néhány figyelemre méltó, többnyire ökonómiai jellegű ellenérv: Magyarország elegendő jó minőségű talajjal rendelkezik, nincs szükség a szikes talajokon termett növények termésére. A szikes talajon elengedhetetlenül szükséges talajjavítások helyett a jobb talajokra irányuló befektetések sokkal nagyobb hatékonysággal térülnek meg. A szántóhasznosítás érdekében végzett talajjavítás drága, a szikes talajon elérhető termés kicsi, így a szántóföldi növénytermesztés ökonómiai mutatói kedvezőtlenek

A szántóhasznosítás és a talajjavítás melletti főbb érvek A szikes talajok aránya egyes tiszántúli kistérségeken belül a 30%- ot is meghaladja. A kis mértékben szikes talajokon jó minőségű búza termelhető. Energetikai növénytermesztés lehetősége? A szántóhasznosítás és a talajjavítás melletti főbb érvek: A szikes talajok aránya egyes tiszántúli kistérségeken belül a 30%-ot is meghaladja. Ezek mindegyikének gyeppé történő visszaalakítása jelentősen csökkentené a terület agrártermelési potenciálját. Ennek megértéséhez figyelembe kell venni azt a tényt is, hogy mezőgazdasági szempontból a gyep csak akkor hasznosul, ha van elegendő állat, amely ezt elfogyasztja. A természet- és környezetvédelmi érdekek is az ésszerű állatlétszámmal való legeltetés mellett szólnak, mert a magára hagyott, nem legeltetett gyepen a kedvezőtlen átalakulási folyamatok gyorsan bekövetkeznek. A magukra hagyott szikes talajokon nem környezetvédő gyep, hanem jelentős pollenterhelést okozó gyomvegetáció alakul ki. Mindaddig, amíg a gyepterület és állatlétszám egyensúlya nem javul a további gyepterület növekedés ökonómiai és ökológiai szempontból is problematikusnak tekinthető. A gyengén szikes talajokon jó minőségű búza termelhető. A laboratóriumi minőségvizsgálatok bevezetése előtt már a származási hely is utalt a várható minőségre. A szikes területekkel tarkított Nagykunságban termő búzáért a kereskedők minőségi felárat fizettek. A nagykunsági búza minőségét meghatározó környezeti okokat még ma is kutatjuk. A kutatás eddigi eredményei szerint az éghajlati okok mellett jól meghatározható talajtani okai is vannak a kiváló minőségnek, ugyanis feltételezhető, hogy a talajoldat összetétele befolyásolja a búza aminósav összetételét, és az itteni talajoldat kedvez a jó sütőipari minőséget befolyásoló aminósavak keletkezésének. A talajjavító anyagok egy része a kedvező minőségi hatást még fokozhatja is.

A szikes talajok javítása A szikes talaj javítása csak akkor lehet sikeres, ha a javítási módszer megválasztásakor figyelembe vesszük a szikes talajok sokféleségét és a javítás, a szikesedés okának megszüntetésére vagy legalábbis mérséklésére irányul. A talajok szikesedése és javíthatósága is szoros összefüggésben van vízgazdálkodásukkal.

Javításuk: Feltétele: a szikesedést kiváltó és fenntartó tényezők hatásának megszüntetése (felszínhez közeli szikes – sós talajvíz, szikes öntöző- ill. csurgalékvíz) –> vízrendezés, a kilúgozás lehetőségének megteremtése, az adszorbeált nátrium ionok mennyiségének csökkentése.

Javításuk: Leggyakoribb javító anyagok: Cél: mészkőpor, digóföld, cukorgyári mésziszap, gipsz. Cél: a javítóanyag Ca ionjai kicserélik a kolloid felületen adszorbeált Na ionokat -> javuló fizikai és kémiai tulajdonságok.

Javítási szempontból a szikeseket három csoportba osztjuk: A/ gyengés savanyú (semleges) (pH< 7.5) Javítás: mészkőpor, digózás. B/ gyengén lúgos feltalajú ( pH 7.5-8.5) (lúgos közegben a CaCO3 nem oldódik -> lúgos közegben is hatékonyan oldódó gipsz (CaSO4 * 2H2O) alkalmazása. Kombinált eljárás: savanyító hatású anyag + mész együttes alkalmazása. C/ erősen lúgos feltalajú (pH 8.5<). Javítás: gipszezés vagy lignitpor (40- 50 % szervesanyag tart., pH 3-6, kéntartalma a talajban kénsavvá oxidálódik, csökkenti a talaj lúgosságát, oldatba viszi a CaCO3-ot).

Mészszükséglet = y1 * 0,1 * KA * 1,73 A javítóanyag mennyiségének meghatározása mésztelen, gyengén savanyú-semleges kémhatású szikes talajon 7,2 pH érték alatti talajokon a savanyú réti talajokkal megegyező számítási eljárást alkalmazzuk: Mészszükséglet = y1 * 0,1 * KA * 1,73

A javítóanyag mennyiségének meghatározása gyengén lúgos és lúgos kémhatású szikes talajon 7,21 – 8,20 pH tartományon belül a MEHLICH- módszerrel meghatározott kicserélhető Na-mal egyenértékű Ca mennyiséget adjuk a talajhoz. 8,21 pH érték fölött: A HERKE módszerével meghatározott kicserélhető + szóda formában levő Na- mal egyenértékű Ca mennyiségével számolunk. A javítóanyag mennyiségi számításhoz szükség van a javítandó réteg mélységének ismeretére. A talaj térfogattömegét 1,3 g/cm3-nek feltételezve 1 meé Na kicserélésére 1 cm mélységben 65 kg/ha CaCO3, illetve 112 kg/ha CaSO4 * 2H2O-val számolunk.

A javítás mechanizmusa: A javítóanyag Ca-ionjai fokozatosan kiszorítják (lecserélik) az adszorbeált Na- ionokat a talaj kolloidok felületéről, s a talaj kémiai és fizikai sajátságai kedvezőbbé válnak.

A szikes talajok művelése, mechanikai javítása Réti szolonyec típusú szikes talajon a forgatásos művelés nem lehet mélyebb a kilúgzott A-szint mélységénél. Ellenkező esetben a szántás felszínre hozza a szolonyeces B-szint anyagát, amely nagyobb agyag, kicserélhető nátrium és vízoldható humusztartalma miatt rendkívül kedvezőtlen kémiai és fizikai tulajdonságú, ezért itt különösen fontos a forgatás nélküli lazító eljárások alkalmazása. SIPOS és munkatársai több kísérletben is kimutatták, hogy a mélylazítás önmagában is jelentős termésnövelő tényező. Kísérleteik szerint e talajokon a mélylazítás 3-4 évenkénti megismétlése lenne kívánatos.

A szikes talajon termeszthető növények körét elsődlegesen a sótűrő-képesség határozza meg. Erősen sótűrő cukorrépa, takarmányrépa, lucerna, spárga, spenót Mérsékelten sótűrő cirok, árpa, búza, zab, rizs, kukorica, paradicsom, burgonya, hagyma, uborka Sóra érzékeny vöröshere, borsó, bab

A kilúgzott A-szint mélyülésének sebessége különböző talajjavítási kezelések hatására A kilúgzott A szint drénezés nélkül 10 év alatt mintegy 10 cm-rel lett mélyebb. Drénezéssel ugyanennyi idő alatt 20 cm-rel mélyebb kilúgzott szint alakult ki. A feltalaj javítását tekintve a drénezetlen, meszes altalajterítéssel javított változat közelítette meg legjobban a drénezéssel elért hatást. (Ennek természetes oka, hogy a meszes altalajterítéses változat a ráhordott kedvezőbb tulajdonságú anyag miatt eleve 5-7 cm-rel mélyebb Na-tartalmú réteggel indul. HEFOP 3.3.1.

A szikes talaj javítás után is főleg csak gabonatermesztésre alkalmas. Összefüggés az őszi búza 8 évi átlag termése és a kilúgzott réteg mélysége között A növénytermesztési eredmények szerint szikes talaj javítás utáni első évtizedben elsősorban gabonatermesztésre alkalmas. A szikes talaj javítás után is főleg csak gabonatermesztésre alkalmas. HEFOP 3.3.1.

Kukorica már a kismértékű szikesedésre is jelentős terméscsökkenéssel reagál. HEFOP 3.3.1.

Őszi árpa Jobb talajfolt Szikesebb talajfolt

Talajhasználati lehetőségek Réti szolonyec talajokon A=10-15cm A=0-10cm 1/3 rész „erdős sztepp„ rehabilitáció Taking into consideration the yields that can be achieved by various reclamation levels in the different solonetz soil subtypes the Solonetz soils with A-horizon deeper than 20 cm can be used as grain producing fields but without subsurface drainage they are not suitable for crops with deeper root system even in case of chemical soil-amelioration. Chemical reclamation of sodic soils with deeper leached upper horizon must be preferred if drainage can not be applied. According to our results a 10-cm-increase of fertile top layer can be expected in these soils in a ten-year-long period. Among the soil reclamation methods without drainage, distribution of calcium-carbonate containing loess can be underlined, because the best crop production and soil-improvement could be achieved by this method. The ameliorated SAS are suitable for grain production in the first decade after amelioration. The plants with deeper root system (sunflower, sorghum, etc) can only be produced if the salt-free top layer is deeper than 30-40 cm. A>15-20cm 1/3rész szántó, főleg gabona 1/3rész eredeti állapot HEFOP 3.3.1.

Köszönöm a figyelmet!