TALAJVÉDELEM XIII. előadás 2007. Dr. Árvay Gyula

A talaj tápanyagforgalmának kedvezőtlen irányú megváltozása Az emberi élet minőségének javítása feltételezi: - a megfelelő mennyiségű és minőségű élelmiszer megtermelését - a tiszta ivóvíz meglétét - a nyugodt környezetet A kívánalmaknak eleget tevő mennyiségű és minőségű élelmiszer-alap-anyagot a mezőgazdaságban → a növénytermesztésben csak megfelelő termelési, termesztési színvonalon lehet biztosítani, ami magába foglalja a szakszerű tápanyag-utánpótlást, a trágyázást. Más oldalról, a mezőgazda-ságban felhasznált kemikáliáknak – főleg a szakszerűtlen műtrágyázásnak – megvan az a veszélye, hogy eredményeként a talaj könnyen oldható tápanyagkészlete a szükségesnél nagyobb mértékben nő meg, bemosódás felszíni elfolyás talajvíz felszíni vizek nő a környezetterhelés 2007. Dr. Árvay Gyula

- a környezet- és természetvédelem együttműködése a mezőgazdasággal Cél: olyan talajhasználati módok és alkalmazási stratégiák kialakítása → megfelelő mennyiségű és minőségű termékek előállítása ← fokozott környezetterhelés nélkül. Az Európai Unióban a kettős célt rendeletek és direktívák szabályozzák. A 2078/92 számú EU agrár-környezetvédelmi rendelet, a környezetkímélő és a vidék fenntartását célzó mezőgazdasági termelési módszerek támogatásáról szól. Megfogalmazásra került: - a környezet- és természetvédelem együttműködése a mezőgazdasággal - a környezeti és természetvédelmi szempontok figyelembe vétele a gazdálkodás során 86/278/EEC – szennyvíziszap felhasználásáról szóló direktíva 91/676/EEC – nitrát-direktíva 2007. Dr. Árvay Gyula

- a termőtalaj tápanyagokkal történő javítása, feltöltése (P, K) Magyarországon 1960-tól megsokszorozódott az agrokemikáliák használata. A műtrágyahasználat ugrásszerű növelése három cél érdekében: - a termőtalaj tápanyagokkal történő javítása, feltöltése (P, K) - nagy genetikai potenciálú növényfajok igényének kielégítése - a hiányzó istállótrágya pótlása Következmény: a felszíni és felszín alatti vizek minőségének romlása. De: időbeni egybeesés a koncentrált állattartó telepek → hígtrágya (9 millió m3/év) szennyvíz és termékei elhelyezése, turizmus, ipar fejlődése, vezetékes víz szennyvíz elvezetés nélkül. Az EU-joganyagok hazai környezetbe ültetése. 49/2001. Kormány-rendelet - nitrát-direktíva 50/2001. Kormány-rendelet – A szennyvizek és szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályairól Nemzeti Agrár-környezetvédelmi Program (2253/1999.X.7. Kormányhatározat) ← költségvetés hozzárendelése. 2007. Dr. Árvay Gyula

Szervetlen forma N Szerves forma ≈ 5% ≈ 95% Nitrogén a talajban Szervetlen forma N Szerves forma ≈ 5% ≈ 95% N2 → a talaj pórustere aminosavak NO3- → talajoldatban amino-cukrok NH4+ → kicserélhető kolloidokon nukleinsavak bázisai talajoldatban 2 : 1 agyagásványokba zárva 2007. Dr. Árvay Gyula

N-körforgalom 2007. Dr. Árvay Gyula

Szerves C elektron donor A talaj N-forrásai - csapadékvíz: 1-20 kg N/ha/év - biológiai N-kötés: szimbionták: 45-260 kg N/ha/év szabadon élők: 45 kg N/ha/év - mineralizáció, immobilizáció: C/N N-veszteségek a talajban 1. Felszíni elfolyás → erózió → eutrofizáció 2. Gáz alakú nitrogénveszteség - denitrifikáció légtér NO3- → NO2- → N2O → N2 elektronakceptor O2 ≈ Ø - NH3 elillanása: lúgos, növénnyel nem borított talajokon Szerves C elektron donor 2007. Dr. Árvay Gyula

3. Kimosódás → főleg NO3- - alakban. A vertikális mozgást befolyásoló tényezők: - a talaj típusa - mechanikai összetétele TALAJ - agyagásványainak típusa és aránya - a pórusok nagysága és méret szerinti megoszlása - N - tartalma - biológiai aktivitása TERMÉSZET - a csapadék mennyisége, gyakorisága és intenzitása EMBER - a N-műtrágyázás dózisa, ideje, félesége, formája - a növénytakaró léte, vegetációs ideje és állapota 2007. Dr. Árvay Gyula

Környezeti vonatkozások A talajba juttatott tápanyagok felvehetőségét az adszorpció, a fixáció, a talajbiológiai élet aktivitása és a kimosódás szabályozza, vagyis a megkötődés és a felszabadulás viszonya. A tápionok talajban való viselkedését minden olyan talajtulajdonság befolyásolja, amely valamely mozgásformájukat megszabja. A legjelentősebb talajtani probléma NO3- kimosódás folyóvizekbe eutrofizáció tavakba talajvíz és ivóvízforrások szennyezése EU-norma: 11,3 mg NO3- -N/l !! 2007. Dr. Árvay Gyula

Szervetlen forma foszforvegyületek Szerves forma ≈ 35% ≈ 65% Foszfor a talajban Szervetlen forma foszforvegyületek Szerves forma ≈ 35% ≈ 65% Ca-foszfátok (hidroxil inozit-hexafoszforsav és fluorapatit) és sói, a fitinek (50%) variszcit (AlPO4 x 2H2O) savanyú nukleinsavakban (≈ 10%) sztrengit (FePO4 x 2H2O) talajokban foszfolipidek vivianit (Fe3(PO4)2 x 8H2O) - anaerob cukorfoszfátok (1-2%) foszforproteinek talajoldatban fitáz felvehető A talajfoszfor forrásai Általában 500-800 mg/kg a feltalajban (1120kg/ha szántott réteg) Kevéssé mállott talajokban → apatitokban elsődleges szilikátokban ásványok A mállás és kilúgzás eredményeként → másodlagos ásványok Műtrágyafoszfor átalakulása → finomeloszlású vegyületek 2007. Dr. Árvay Gyula

N-körforgalom oxidációszám P-körforgalom van változás nincs A foszforkörforgalom N-körforgalom oxidációszám P-körforgalom van változás nincs 2007. Dr. Árvay Gyula

A talajban előforduló foszfor lehet: - adszorbeált alakban: Fe, Al hidroxidok illetve oxidok agyagásványok, mennyisége szerves anyagok, ha Fe vagy Al tartalmúak nő a pH csökkenésével legfontosabb P - forrás a növények számára - oldatfoszfor alakban: H2PO4-, HPO42- mennyisége rendkívül kicsi, a szántott rétegben 1 kg P/ha. a növények közvetlenül csak ezt tudják felvenni (szükséglet: 10-30 kg P/ha) 2007. Dr. Árvay Gyula

savanyú Fe, Al-foszfátok Foszfátfixáció savanyú Fe, Al-foszfátok a) H2PO4- kémiai és bioló- nehezen oldódó talajon kicsapódnak giai folyamatok formák meszes CaHPO4 talajon Ca3(PO4)2 karbonát-apatit b) talajszemcsék felületén adszorbeált foszfátok a szemcse belsejébe diffundálnak nehéz hozzáférés Összefoglalva: - Ca - foszfátok alkalikus közegben oldhatatlanok - Fe- és Al-foszfátok savanyú közegben oldhatatlanok A legkedvezőbb az oldhatóságra a semleges - gyengén savanyú közeg. 2007. Dr. Árvay Gyula

P - veszteségek a talajban 1. Eróziós foszforveszteség → talajszemcsékkel együtt → nyílt vizek → eutrofizáció 2. Gáz alakú foszforveszteség → PH3 (csak anaerob körülmények között) 3. Foszforkimosódás: szervetlen foszforvegyületek gyenge oldhatósága kemoszorpcióra és talajoldat 0,02-1ppm P adszorpcióra való hajlama oldékonyságára deszorpciójára a talaj pH-ja vertikális kevésbé mozgékony és redox potenciálja mozgását határozza meg Környezeti vonatkozások A P-ionok vertikális mozgása elenyésző, általában néhány centiméter. Az eróziós foszforveszteség (felszíni elfolyás) kritikus kérdés P-konc. növekedése algák szaporodása elindítja az eutrofizációt. hat 2007. Dr. Árvay Gyula

A talajban csaknem kizárólag szervetlen kötésben található; Kálium a talajban A talajban csaknem kizárólag szervetlen kötésben található; - csillámok - földpátok primer ásványok - 2 : 1 típusú a kálium forrásai agyagásványok másodlagos ásványok egy részében A talaj összes K-tartalma: 0,2 - 3,3% A talajoldat K-tartalma: 1 - 100mg/l 2007. Dr. Árvay Gyula

A talaj K - körforgalma 2007. Dr. Árvay Gyula

K - veszteségek a talajban A talaj K – formái K - veszteségek a talajban 1. Eróziós káliumveszteség → a mélyebb rétegek felszínre kerülve, ugyanolyan vagy nagyobb K - tartalmúak Elsődleges ásványok felvehetetlenek 90-98% Nem kicserélhető K (fixált) lassan felvehető 1-10% Kicserélhető K 1-2% Oldat - K 0,1-0,2% 2007. Dr. Árvay Gyula

2. Kimosódás → a K+ vertikális mozgását befolyásolja: - a talajszelvényen átfolyó víz mennyisége - a talaj adszorpciós tulajdonságai - az agyagásványok típusa és aránya - a meszezés - az alkalmazott N-műtrágyák félesége - a talaj váltakozó száradása és nedvesedése Környezeti vonatkozások A káliumkimosódás a gyökérzónából → felszín alatti vizekbe → nem eredményezett igazolható káros hatást a környezetre. A talajba juttatott műtrágyák tápionjai különbözőképpen viselkednek a lekötődési és felszabadulási folyamatokban. E két folyamat határozza meg mozgásformájukat, s egyben növények általi felvehetőségüket is. 2007. Dr. Árvay Gyula

éghajlati, hidrológiai és domborzati viszony, A talajban az ionok adszorpcióját és deszorpcióját illetve oldódását és kicsapódását, azaz állapotát számos talajtulajdonság éghajlati, hidrológiai és domborzati viszony, s nem utolsósorban a gazdálkodás színvonalán keresztül az emberi beavatkozás befolyásolja illetve határozza meg. A növényi tápanyag-utánpótlás helyes kulcsszava a: MEGFELELŐ Megfelelő a természeti adottságoknak, a termőhelyi viszonyoknak, a termesztett növény igényeinek, valamint a KÖRNYEZETVÉDELEM követelményeinek egyaránt (Várallyay,1993.). 2007. Dr. Árvay Gyula

Fenntartható mezőgazdasági fejlődés A világméretben elterjedt és használt fogalom a Mit kell e fogalom alatt érteni? - az adottságokhoz illeszkedő növénytermesztést - a növénytermesztéshez szükséges anyagok felhasználását - a környezet védelmét - az erőforrások megerősítését úgy, hogy - a gazdálkodó számára nyereséges legyen - s biztosítsa a lakosság egészséges táplálkozását Ezt célozza a „jó mezőgazdasági gyakorlat” egy elemeként a tápanyag-utánpótlás, mely ● egy adott területen a környezeti feltételeknek megfelelő ● a termesztett növények igényéhez igazodó tápanyag- utánpótlási gyakorlatot jelent ● trágyázási szaktanácsadási rendszerek alkalmazásának segítségével (Németh, 2005.) Fenntartható mezőgazdasági fejlődés 2007. Dr. Árvay Gyula

1. Precíziós gazdálkodás Napjainkban a természeti erőforrások és a környezet védelmét fokozottan figyelembe vevő természeti módok alkalmazásának kettős iránya van: 1. Precíziós gazdálkodás 2. Új, környezetbarát növénytápláló készítmények alkalmazása Az elektronika, az informatika és az automatizálás területén bekövetkezett fejlesztések lehetővé teszik táblán belül – valamilyen tulajdonság alapján – homogén táblarészek (foltok) beazonosítását és elkülönítését. Figyelembe veszi: - a növénytermesztés ökológiai igényeit - takarékosság, hatékonyság révén ökonómiai célokat. 2007. Dr. Árvay Gyula

Kiindulási térképi információ 1 : 10.000 genetikus talajtérkép táblaszintű térinformatikai rendszer kiépítése talajminta-vétel tervezése, mintavétel laborvizsgálat termésszint becslés tervezés szaktanácsadás: mennyit miből hová hogyan… 2007. Dr. Árvay Gyula

2. Új környezetbarát növénytápláló készítmények A mikrobiológiai készítmények alkalmazásának célja: - a fenntartható mezőgazdasági termelés biztonságának megalapozása - környezetkímélés és a környezeti károk helyrehozatalának elősegítése (talajok remediációja) 2007. Dr. Árvay Gyula

Mikrobiológiai készítmények a felhasználás célja szerint Biopeszticidek Növénynövekedést Növénytáplálást (PPP) serkentő mikróbák serkentő mikróbák „Soil and seed- (PGPR) (PSP) borne” kóroko- „Helper vagy bene- zókkal szemben ficial” baktérium- trágyák ökológiai szempontból szabadon élők valamilyen együttélést kialakítók asszociatív szimbionta 2007. Dr. Árvay Gyula

1.) baktériumok - magasabb rendű növények A szimbiózis: mindkét félre nézve előnyös társulás , az egymást kölcsönösen segítő együttélésben mind fiziológiai kölcsönhatások, mind morfológiailag is szoros kapcsolat lehet a származástanilag távol álló fajokhoz tartozó organizmusok között (mutualizmus, kommenzalizmus, parazitizmus). 1.) baktériumok - magasabb rendű növények n.) gombák - magasabb rendű növények VÉGE Mikorrhiza 2007. Dr. Árvay Gyula