Talajökológia és talajvédelem

Az előadások a következő témára: "Talajökológia és talajvédelem"— Előadás másolata:

1 Talajökológia és talajvédelem
2. EA 2005. február 14. 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége 2. A talajok tápanyagainak ökológiai jelentősége 3. A talajok levegőgazdálkodásának ökológiai jelentősége 4. A talajok vízgazdálkodásának ökológiai jelentősége 5. A talajok hőgazdálkodásának ökológiai jelentősége 6. Élőlények a talajban 7. Emberi hatások

2 Hazánk talajainak 16,2%-a ABET, 9,4% Ramann típusba tartozik.
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége A kémhatás a talajoldat lúgos, közömbös vagy savas voltát jellemzi. A talajok nagy részének kémhatása savanyú – gyakran kémhatás helyett talajsavanyúságról beszélünk. Hazánk talajainak 16,2%-a ABET, 9,4% Ramann típusba tartozik.

3 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
A kémhatás időben és térben gyakran változik, egyazon talajban a szezonális változás akár 0,5-1 egész érték is lehet egy éven belül. Ezért 1(talaj):2,5(H2O vagy KCl) arányban készített szuszpenzió kémhatását mérjük. Mivel a „gramm ion/liter”-ben kifejezett H+-ion koncentrációk értéke kicsi, ezért Sörensen javaslatára –lg(H+)-ban kerül kifejezésre a pH, azaz H+ = 10-pH.

4 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
A vizes és KCl-os szuszpenzióban mért pH alapján felállított osztályok a következők: Rejtett savanyúság!!!

5 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
A növényökológia analitikus korszaka – talaj pH és növényfajok kapcsolatának vizsgálata. Sok esetben találtak összefüggést. nagy csalán sziki sóballa A kapcsolat erősségén felbuzdulva acidofil = savanyúságkedvelő bazifil = báziskedvelő és közömbös fajokat különítettek el.

6 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége

7 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
A kapcsolat gyengébbnek bizonyult, ezért inkább acidofrekvens = savanyúságkedvelő bazifrekvens = báziskedvelő és közömbös fajokat különítettek el.

8 Az euriök (vagy euriöcikus) fajok ökológiai valenciája
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége A toleranciatartomány szélessége alapján különböztetjük meg az euriök és a sztenök fajokat. Az euriök (vagy euriöcikus) fajok ökológiai valenciája (toleranciától függő elterjedtsége különböző biotópokban) tág, s ezért sokféle biotópban élnek (pl. mindenütt előforduló, ún. ubikvista gyomnövények és állati kártevők).

9 Az előbbiekkel szemben a sztenök (vagy sztenöcikus) fajok
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége Az előbbiekkel szemben a sztenök (vagy sztenöcikus) fajok ökológiai specialisták, ugyanis ökológiai valenciájuk szűk, és csak kis számú, meghatározott típusú biotópban találhatók meg.

10 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
Sztenöcikus elemek obligát sztenöcikus elemek fakultatív sztenöcikus elemek A társulási és versengési viszonyoktól függetlenül ragaszkodnak termőhelyükhöz. Csak a kedvezőbb biotópok kiélezettebb kompetíció-viszonyai miatt kényszerülnek elfoglalni kedvezőtlenebb, versenymentesebb biotópokat. Pl. obligát halofitonok (sótűrők) és kőzetspecialista (szerpenti-, dolomit-, nikkel-, gipsz- vagy mangánjelző). (acidofil, bazofil, xerofil, mezofil, higrofil, nitrofil, nitrofób)

11 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
obligát sztenöcikus fajok pl. a tőzegmohalápi növények

12 MAGAS SÓTARTALMAT JELZŐ NÖVÉNYEK
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége MAGAS SÓTARTALMAT JELZŐ NÖVÉNYEK

13 A talaj magas sótartalmát jelzik az obligát sótűrő növények, pl.:
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége A talaj magas sótartalmát jelzik az obligát sótűrő növények, pl.: a sziki mézpázsit (Puccinellia limosa), a bárányparéj (Camphorosma annua), a sziki sóballa (Suaeda maritima), a sziki útifű (Plantago maritima), a sziki csenkesz (Festuca pseudovina), a sziki szittyó (Juncus gerardi), a sziki őszirózsa (Aster tripolium ssp. pannonicum), magyar sóvirág (Limonium gmelini subsp. hungaricum).

14 bárányparéj (Camphorosma annua)
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége bárányparéj (Camphorosma annua)

15 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
Hortobágyi Nemzeti Park Mézpázsitos szikfoktársulás sziki szittyó (Juncus gerardi)

16 Hortobágyi Nemzeti Park
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége Hortobágyi Nemzeti Park Ürmös szikes gyep sziki őszirózsa (Aster tripolium ssp. pannonicum) Fotó: Kovács Gábor

17 MAGNÉZIUMJELZŐ NÖVÉNYEK
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége MAGNÉZIUMJELZŐ NÖVÉNYEK

18 magyar gurgolya (Seseli leucospermum)
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége Magnéziumjelző növények dolomitkőzeten vagy szerpentíntalajokon fordulnak elő. Dolomiton jelenik meg pl.: a magyar gurgolya (Seseli leucospermum)

19 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
és a pilisi len (Linum dolomiticum).

20 Az ún. nitrofrekvens növények a talaj magas N-tartalmának indikátorai:
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége Az ún. nitrofrekvens növények a talaj magas N-tartalmának indikátorai: nagy csalán (Urtica dioica), tatárlaboda (Atriplex tatarica), nagy útifű (Plantago major), szőrös disznóparéj (Amaranthus retroflexus), mezei sóska (Rumex acetosa), hagymaszagú kányazsombor (Alliaria petiolata), fekete bodza (Sambucus nigra), ragadós galaj (Galium aparine).

21 tőzegmohák (Sphagnum fajok), csarab (Calluna vulgaris),
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége - A szilikátjelző növények savanyú, ásványi anyagokban szegény talajokon nőnek: tőzegmohák (Sphagnum fajok), csarab (Calluna vulgaris), áfonya (Vaccinium fajok), szőrfű (Nardus stricta), erdei sédbúza (Deschampsia flexuosa), seprőzanót (Sarothamnus scoparius), egynyári szikárka (Scleranthus annuus).

22 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége
vörös áfonya Vaccinium vitisidaea

23 fakultatív sztenöcikus fajok
1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége fakultatív sztenöcikus fajok pl. olyan növényfajok, amelyek elterjedésük klimatikus határán kőzet- vagy talajspecialistaként viselkednek (pl. törpefenyő, cserszömörce), areájuk belsejében viszont nem válogatósak

24 1. A talajok kémhatásának ökológiai jelentősége

25 3. A talajok levegőgazdálkodásának ökológiai jelentősége
Talajlevegő A talajlevegő páratartalma nagyobb, O2-tartalma kisebb, mint a fölötte lévő levegőé. CO2-tartalma szor nagyobb, mint a levegőé. Oka: mikroba és gyökérlégzés Átl. évi 4000 m3 CO2 keletkezik a talajban. A talaj levegőzésének sebessége és mértéke a talajélet fontos tényezője (redukciós-oxidációs viszonyok, glejesedés, toxicitás stb.).

26 anaerob viszonyok tőzegesedés
3. A talajok levegőgazdálkodásának ökológiai jelentősége A levegőzöttségi viszonyok jelentős hatással vannak a szervesanyag képződésére/átalakulására. anaerob viszonyok tőzegesedés rossz levegőzöttség mikorbiológiai tevékenység aerob: nitrogénkötő, nitrifikáló, kénbaktériumok levegőtlenség-fejlődés csökkenése-gyomosodás Mocsári ciprus és a mangrove vegetáció légzőgyökérrel biztosítja a levegőellátottságot. A mangrove ezen kívül elevenszülő, ezzel védekezik a levegőtlenség káros hatásai ellen. Földigiliszta a felszínre mászik.

27 Az edafon összetevői 6. Élőlények a talajban Prokari-óták Gom-bák
Víru-sok Növények Állatok mikro magasabb rendű mezo makro (100 µm) (2 mm) (20 mm) Baktéri-umok (5 µm) mikro-gombák 0,1 µm algák magvak, rizómák, gumók, hagymák, gyökerek, egy-sejtűek ugró-villások rovarok (50 µm) (10 µm) fonál-férgek termeszek puha-testűek Sugár-gombák makro-gombák atkák  földi-giliszták ciano-bakté-riumok

28 6. Élőlények a talajban Plaster (1992) becslése alapján kb. 1 ml talajban a következő élőlények találhatóak: Nematoda Alga Protozoa Gomba Actinomycetes Baktérium

29 Protozoák – egysejtűek (véglények)
6. Élőlények a talajban Protozoák – egysejtűek (véglények) A pH-hoz hasonlóan a Protozoák mennyisége is kapcsolatban van a talajtulajdonságokkal. Minél többet találunk belőlük, annál jobb a kultúrállapota a talajnak. A jó állapotú talajban nemcsak a számuk, de a sokféleségük is nő. Lehetnek: ostorosok (Flagellata) gyökérlábúak (Rhizopoda) (pl. amőbák) Varga ostorosokból erdőtalajon 80e/g-ot számolt, homoktalajon 10e/g-ot. Kisfilmek:

30 6. Élőlények a talajban Protozoák 2 Amoeba proteus 3 Amoeba radiosa 4 Amoeba polypodia Lehetnek: baktériumfalók, ragadozók, kannibalisták, szaprofágok.

31 Protozoákból Brodszkij szerint:
6. Élőlények a talajban Protozoákból Brodszkij szerint: 1. Nagyon gyengén aktív talajban <1000/g, 2. Gyengén aktív talajban /g, 3. Közepesen akítv talajban 10e-100e/g 4. Igen aktív talajban 100e-500e/g, 5. Erősen aktív talajban 500e<

32 6. Élőlények a talajban Rossz kultúrállapotú talajban a csillósok elvesztik uralmukat, és a gyökérlábúak kerülnek az első helyre. Nem homogén elterjedésűek, hanem gócpontok mentén élnek (rothadó anyag és gyökerek mentén). Bár az egysejtű állatok képesek egy óra alatt 30e baktériumot fölfalni, bizonyították, hogy a nagyobb véglény-aktivitás nagyobb mikrobiológiai aktivitást eredményezett. Megállapították, hogy a a baktériumokkal való együttélésük során nő a CO2 mennyisége, holott csökken a baktériumok száma, de ezzel párhuzamosan nő a szaporodásuk üteme. A véglények egyszerűbb vegyületekké alakítják a bonyolult szerves anyagot, így elérhetővé teszik a magasabb rendű növények számára.

33 Baktériumok a talajban Baktériumszám/g talaj
6. Élőlények a talajban Baktériumok a talajban Rétegmélység Baktériumszám/g talaj (cm) aerob anaerob összes 2-5 30 60 90 120 60 000 150 6 000 2 000 8 000 Szerepük: lebontók, felszabadítják a tápanyagokat, betegségeket terjesztenek vagy semlegesítenek (penicillin).

34 Gyökéren belül élő mikrogombák
6. Élőlények a talajban Glomus intraradix Gyökéren belül élő mikrogombák

35 6. Élőlények a talajban Mycorrhiza spóra
Glomus intraradix Mycorrhiza spóra

36 Óriás endomichorrhyza spóra
6. Élőlények a talajban Gigaspora rosea Óriás endomichorrhyza spóra

37 6. Élőlények a talajban Rhizobium trifolii (valódi baktériumok közé tartozik – Eubacteria)

38 6. Élőlények a talajban Nitrosomonas – nitrifikáló baktérium, Eubacteria

39 Azotobacter ciszta – N fixáló, Eubacteria
6. Élőlények a talajban Azotobacter ciszta – N fixáló, Eubacteria

40 6. Élőlények a talajban Rhizobium pillangós hajszálgyökéren

41 Szerepükre először Darwin hívta fel a figyelmet (1837)!
6. Élőlények a talajban Puhatestűek Földigiliszták Szerepükre először Darwin hívta fel a figyelmet (1837)! A giliszták kozmopoliták, bár vannak olyan fajok, amelyek bizonyos talajtípusokat előnyben részesítenek. Mindenevők: falevelek, nyers hús, zsír, elhalt férgek, talaj, baktériumok, férgek, kisebb gerinctelen állatok.

42 6. Élőlények a talajban A giliszták és a talajélet:
Nő a légjárhatóság, levegőkapacitás, vízáteresztő képesség, Nő a nitrifikáló baktériumok száma, Élénkül az aerob cellulózbontó baktériumok tevékenysége, A gyökerek felhasználják a mélyebbre hatolásra a járatokat, jobb tápanyagfelvevő képesség, Szárazabb talajokban kiemelten javul a vízgazd., Az emésztőcsatornán áthaladt talaj veszít savanyúságából, Mull típusú szerves anyagnak tekinthető az ürülék, Az áthaladt szerves a. oldhatósága, N-tartalma és ásványianyag-tartalma nő, Tölgy lehullott lombtakaróját 1 év alatt képesek feldolgozni, A mikroorganizmusok többsége élve halad át a bélcsatornán, Ürülékükben aktívabb a biológiai aktivitás, Járataikat tartós váladékkal összaragasztják, kitapasztják, Jelentős szerepük van a morzsalékosság kialakításában, A műtrágyák alkalmazása csökkenti a mennyiségüket.

43 Az ugróvillások talajtani jelentősége
6. Élőlények a talajban Az ugróvillások talajtani jelentősége Minden rothadó-korhadó anyagot fölfalnak a talajban és felszínén, Nagymértékben hozzájárulnak a humuszképződéshez, Ürüléküket könnyebben alakítják át a mikroorganizmusok humusszá, 1m2 területen kb. évi 180g humuszt termelnek, Jól jelzik a talaj öregedését, a talaj fizikai és kémiai jellemzésére jobban felhasználhatóak, mint a fizikai és kémiai laboratóriumi módszerek, mert öreg talajban csak a legfelső rétegben fordulnak elő.

44 A bogarak talajtani jelentősége
6. Élőlények a talajban A bogarak talajtani jelentősége Rét 0-3 cm-es rétegében 140 kifejlett bogarat és 910 lárvát, homokos szántóföldön 290 bogarat és 350 álcát számoltak össze m2-enként. Jelentőségük hasonló a gilisztákéhoz. A hangyák talajtani jelentősége Szellőzés – biológiai aktivitás, N-ben gazdag (évi 100e rovar) és szegény (magvak) tápanyagok, Trágyázzák a talajt, Gyakran 1 m mélyen átforgatják, A talajképződés előfutárai, Humuszban gazdagodik a talaj, stb. A gerincesek talajtani jelentősége

45 Talajélőlények tömege (t/ha) rét-legelőn és árpaföldön
7. Emberi hatások Talajélőlények tömege (t/ha) rét-legelőn és árpaföldön Talajélőlények Rét, legelő Árpaföld Gyökerek 20-90 1,46 Baktériumok 1-2 0,73 Sugárgombák 0-2 - Gombák 2-5 1,63 Egysejtűek 0-0,5 0,07 Fonálférgek 0-0,2 0,002 Gyűrűsférgek 0-2,5 0,056 Egyéb állatok 0,0006