Talaj- és talajvízvédelem előadás III. A talajszerkezet kialakulása, a talajszerkezet degradációja, a talajművelés talajdegradációs hatásai

A talajok többségének jellegzetes szerkezete, struktúrája van A talaj szilárd fázisát alkotó ásványi részecskék (ún. elemi szemcsék) különböző erők és kötőanyagok hatására aggregátumokká tapadnak össze. A 0,002 mm-nél nagyobb szemcsék képezik a szerkezeti egységek vázát, az ennél kisebb méretű szerves és ásványi kolloidok a vázrészek összeragasztásában vesznek részt.

Talajszerkezet kialakulása Elsődleges halmazok ~ koagulumok (talaj koll. részei koagulumokká állnak össze) Másodlagos halmazok ~ mikroaggregátumok: a talaj vázrészeit a kolloid rendszerek összetapasztják Harmadlagos halmazok ~ aggregátumok: fizikai hatásokra (gyökerek, fagyhatás, talajművelő eszközök) http://www.fao.org

Kötőanyagok Szerves anyagok (valódi humuszanyagok szerepe fontos a stabil szerkezet kialakításában) Agyagásványok (főként a humuszban szegény vályog és agyag talajok szerkezetképzésében van szerepük, nem tartós talajszerkezet, porosodik, víz hatására szétesik) Vas- és alumínium hidroxidok (pl. réti talajok, erdő talajok) Kalcium-karbonát (pl. csernozjom talajok)

Kötőanyagok Kationhidak (pl. csernozjom vagy rendzina talajokban Ca2+, savanyú – erősen savanyú talajokban Al3+ a legfontosabb hídképző kation) Mikroorganizmus telepek, talajlakó állatok ürüléke (gombafonalak, giliszta ürülék)

A talajszerkezet kialakulását módosító fizikai hatások Átfagyás - olvadás (a rögök aprózódnak) Duzzadás – zsugorodás (agyagos talajoknál kiszáradás különböző mélységű és keresztmetszetű repedéseket eredményez, a talaj tömegében kisebb nagyobb tömbök különülnek el) Gyökérzet Talajművelő eszközök (hatásuk összetett) Csupán mechanikai nyomással (tömörítéssel) nem lehet stabil, vízálló aggregátumokat előállítani.

Talajszerkezet értékelése Szerkezeti elemek alakja és kifejlettsége alapján (morfológiai szerkezet) Aggregátumok mérete alapján (agronómiai szerkezet) A szerkezeti elemek vízzel és mechanikai hatásokkal szembeni ellenálló képessége alapján A pórustér sajátosságai alapján.

Szerkezet nélküli talajok egyedi szerkezet: az elemi szemcsék lazán illeszkednek (homok talajok, kötöttebb talajok elporosodott feltalaja) törési szerkezet: a talaj csak nagyobb nyomásra esik szét a törés által meghatározott elemekre –> csak talajtörmelék (tömődött talajok esetén)

Morfológiai szerkezet Szerkezetes talaj: kisebb nyomással egymáshoz hasonló formájú aggregátumokra bontható.

Morfológiai szerkezet típusai I. morzsás szemcsés diós hasábos oszlopos lemezes

Morfológiai szerkezet típusai II. szemcsés morzsás diós hasábos

Morfológiai szerkezet típusai III. Oszlopos szerkezet (pl. szolonyec „B” szintje)

Agronómiai szerkezet >10 mm: rög 10 – 0,25 mm: morzsa 0,25 mm >: por. Legelőnyösebb: 1-3 mm közötti morzsás szerkezet.

Aggregátumok stabilitása A talajszerkezet minőségét, stabilitását jól jellemzi az aggregátumok vízállósága. Az aggregátumok vízállóságának becslése Sekera F. szerint. Vízálló morzsák: csernozjom ≈ 80%, szikes talaj ≤ 5%

A talaj pórustere Pórus: A szerkezeti elemek és az elemi szemcsék közti tér. Pórustérfogat ~ porozitás (P): egységnyi térfogatban a szilárd részek által be nem töltött tér (térfogat százalékban).

Térfogattömeg (Ts): Egységnyi térfogatú, bolygatatlan talaj tömege (g/cm3 ). Talajok jellemző Ts értéke: 0,8-1,7 g/cm3. A rendszer pillanatnyi állapotát tükrözi! Talaj sűrűsége (Fs): Egységnyi térfogatú, teljesen tömörített talaj tömege (g/cm3). Talajok átlagos sűrűsége: 2,6-2,7 g/cm3. A sűrűséget nem a rendszer pillanatnyi állapota, hanem az anyagi minősége szabja meg!

Porozitás (P%) P% = 100-Ts/Fs *100, (ahol Ts: talaj térfogattömege, Fs: talaj sűrűsége, Ts/Fs: egységnyi térfogatú a szilárd részecskék össztérfogata). A porozitás a talajban 35 – 70 % között változik. Optimális ha a P= 50 – 60 %. Láptalajok esetében a P>70%.

Fontos a különböző méretű hézagok aránya Sekera F.: 30 m< pórusok: a talaj levegőzését biztosítják 3 – 30 m: talaj vízgazd., vízvezetés, víztartó képesség 3 m >: mikroflóra megtelepedése. Kedvező az 1: 1: 1 arány!

Egyes talaj tulajdonságok változása Visszafordítható (reverzibilis) Nem visszafordítható (irreverzibilis) változás. A talajszerkezet degradációja irreverzibilisen változó talajtulajdonság: porosodás, rögösödés, tömörödés.

Az Európai Unió talajvédelmi stratégiája nyolc degradációs folyamatot emel ki. Erózió, Szervesanyag tartalom csökkenése, Szennyezés, Beépítés, Tömörödés (Európában 33 millió ha-t érint), Biodiverzitás csökkenés, Szikesedés, Hidrogeológiai kockázat (árvizek, belvizek).

Talaj tömörödés és szerkezetleromlás Magyarországon Magyarországon 2000-ben a szántó területek 50%-án jelentkezett valamilyen fokú tömörödés, ami 1,4 millió ha földterületet érint (Birkás et al. 2000)

Vizsgálati időszakok és megoszlás % A tömörödés kialakulása különböző talajokon és termőhelyeken (1976-2000) Sipos S., Birkás M., Gyuricza Cs. vizsgálatai Talajállapot Vizsgálati időszakok és megoszlás % 1: 1976-1987 2: 1988-1990 3: 1991-2000 Kedvező 60 cm mélységig 14 4 1 Kedvező 40 cm mélységig 22 12 6 Tömörödés a 28-32 cm alatt 44 47 42 Tömörödés a 22-26 cm rétegben 23 Tömörödés a 18-22 cm rétegben 10 16 2 tömör réteg 16 cm alatt 3 7 3 tömör réteg 16 cm alatt 2 5 Vizsgált terület (ha) 2420 2860 2580

Tömörödést kiváltó tényezők: Természetes tényezők (pl. túlzott csapadék bőség, belvíz) Nedves talajon járás, taposás Többször ugyanabban a mélységben történő művelés (tárcsatalp: 16-20 cm, eketalp: 22-25 cm, 28-32 cm, 38-40 cm)

„Eketalp betegség” tünet együttese: A tömörödés során a talaj háromfázisos rendszeréből mechanikai stressz hatására kiszorul a levegő. térfogattömeg nő porozitás csökken vízáteresztő képesség csökken gyökérfejlődés akadályozott termés csökken művelési költségek nőnek

A művelőtalp-tömörödés a rendszeresen bolygatott réteg alatt képződik az eszköz alapján különíthető el: tárcsatalp: 16-20 cm, eketalp: 22-25 cm, 28-32 cm, 38-40 cm. A tömörödés mértéke (enyhe, közepes, súlyos) és a deformált réteg kiterjedése a nyomóerőtől, a deformáció ismétlődésétől és a nedvesség tartalomtól függően változik. Súlyos esetben a tömörödés a talaj felszínére és a mélyebb rétegekre egyaránt kiterjed (Birkás et al 2004.). A 3-4 cm, és az ennél vastagabb tömör réteg a növénytermesztés kockázatát már növeli.

A talajtömörödés káros hatásai a környezetre

Szerkezet romlás száraz állapotban történő talajművelés esetén: porosodás Túl száraz talajművelése (tárcsa, borona) felaprózza a szerkezeti elemeket, elporosítja a talajt, ami a talaj defláció érzékenységét növeli. A jó szerkezetű talajokban az 1 mm-nél nagyobb morzsák dominálnak. A leromlott szerkezetű talajokban magasabb a por frakció (<0,25 mm) aránya.

A porosodott feltalajú defláció érzékeny területeken 2-3 éves földhasználat után a feltalajban elveszik az agyagfrakció 10-30%-a, humusztartalom 35-40%-a, nitrogén tartalom 35-40%-a, foszfor tartalom 10-12%-a, kálium tartalom 8-10%-a.

Széleróziós vizsgálatok

Az egyes talajművelési eljárások esetleges talaj degradációs hatásai

A talajművelés a termékenység növelésének igen fontos eszköze. Az adottságokhoz illő alkalmazása mobilizálja a talajban meglévő termékenységi tartalékokat, növeli a kihelyezett trágyaféleségek érvényesülését, közvetlenül is emeli a talaj termékenységét az erőteljesebb gyökérképződés és a talajlégzés elősegítésével.

A talajlazítás A talajlazítás célja a talaj pórustérfogatának növelése. A csernozjom talaj szántott rétegének adatai szántást megelőzően ill. követően az alábbiak: Szántás előtt: Ts: 1,3 P%: 50 tf% Pg: 10 tf% Szántás után: Ts: 1,0 P%:62 tf% Pg: 22 tf%, ahol a Ts: térfogattömeg, P%: összhézagtérfogat, a Pg : gravitációs pórustér. A talajlazítás hatására tehát nő a porozitás és a gravitációs pórustér aránya. Következményeként nő a talaj vízbefogadó és víztartó képessége, és az eróziós veszélyeztetettség csökken.

A mélylazítás A mélylazítás javítja a mélyebb rétegek pórusviszonyait, vízgazdálkodását. Előnye, hogy kémiai talajhibás területen is alkalmazható, javul hatására a talaj biológiai és fizikai állapota, nem alakul ki a művelőtalp-tömörödés, csökken a belvízveszély, kisebb lesz a talajnedvesség-veszteség. Káros talajtani következménye lehet, hogy a mélybe vezetett csapadék túlzottan átnedvesíti a fellazított talajréteget, ami extrém esetben lejtős területen talajcsúszást eredményezhet.

A porhanyítás A porhanyítás eszköze a borona, tárcsa. Célja a nagyobb rögök aprózása, a jó vetőmag ágy előkészítése. Túl száraz talajon való alkalmazás esetén azonban felaprózza a szerkezeti elemeket, elporosítja a talajt, ami a talaj defláció érzékenységét is növeli.

A talajforgatás, szántás A talajforgatás, szántás célja a talajrétegek cseréje. Ez szükséges lehet cserepes, kérges felszín leforgatása, s a lemosódott tápanyag felszínre hozása esetén, gyomok korlátozása érdekében, szerves trágyák, tarló maradványok, kémiai anyagok talajba juttatása esetén. Nem megfelelő kivitelezése káros következményekkel is járhat: talajhibás termőhelyeken a nem megfelelően választott forgatási mélység felszínre hozott sós, szikes réteg, glejes, vagy erősen savanyú réteget eredményezhet.

A talajművelés egyéb, környezeti vonatkozásai

Köszönöm a figyelmet!

A szakszerűtlen művelés hatása a talaj állapotra