TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Átírás

1 TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

2 Előadás áttekintése 4. A tápanyagmérleg készítés jelentőségei és alapelvei 4.1. A tápanyag-körforgalom jellemzői a mezőgazdasági termelésben 4.2. A mérleg elv alkalmazásának jelentősége a korszerű tápanyag-gazdálkodásban 4.3. A tápanyagmérleg számítás alapelvei A mérleg intenzitása 4.4. Az egyszerűsített (agronómiai) és a környezetvédelmi szempontú mérleg 4.5. A nitrogén, foszfor, kálium tápelem körforgalom és mérleg sajátosságai

3 Állat Ember Elillanás Atmoszféra eső N fixáció Ipar műtrágya Nem szimbiotikus Szimbiotikus Maradványok Trágya Hulladék Veszteség Talaj organizmusok Talaj szerves anyag A nitrogén körforgalom Brady, Kimosódás Agyag ásványok fixált

4 A NITROGÉN KÖRFORGALOM BEKERÜLÉS / INPUT MENNYISÉG 1. LÉGKÖRBŐL ELEKTROMOS KISÜLÉSSEL NO X 3-5 kg/ha IPARI TEV. SAVAS ESŐ HNO kg/ha 2. BIOLÓGIAI KÖTÉSBŐL AZOTOBACTER, SUGÁRGOMBÁK (SZABADON ÉLŐK) KB. 175 MILLIÓ TONNA ÉVENTE kg/ha 3. RHIZOBIUMOK N MEGKÖTÉSÉBŐL kg/ha 4. TRÁGYÁZÁSSAL MŰTRÁGYA-N, ISTÁLLÓTRÁGYA, ZÖLDTRÁGYA, NÖVÉNYI SZÁRRÉSZEK VISSZASZÁNTÁSA* STB. * A TALAJBAN A SZERVESANYAG C:N ARÁNYA MEGHATÁROZZA A MINERALIZÁCIÓ IMMOBILIZÁCIÓ EGYENSÚLYÁT! EGYENSÚLY: C:N = 17-33:1 IPARI N KÖTÉS-MŰTRÁGYAGYÁRTÁS ~ 60 MILLIÓ TONNA / ÉV

5 KIADÁSI OLDAL / OUTPUT / VESZTESÉGEK 1. A NÖVÉNYEK N FELVÉTELE: FŐ- ÉS MELLÉKTERMÉS ~15-80 kg N/ha (melléktermés-sel 200 kg is lehet) 2. KIMOSÓDÁS, TALAJSZELVÉNYEN BELÜLI ÁTRENDEZŐDÉS: - NO - 3 -RA JELLEMZŐ - N VESZTESÉGEK MÉRÉSE: LIZIMÉTEREKBEN 3. DENITRIFIKÁCIÓ BIOLÓGIAI C 6 H 12 O 6 +4NO 3-6 CO H 2 O+ 2N 2 KÉMIAI R-NH 2 + HNO 2 R-OH + H 2 O + N 2 4. BIOLÓGIAI ADSZORPCIÓ > 33 C:N (MIKROSZERVEZETEK, ÁTMENETI IMMOBILICÁZIÓ) A MINERALIZÁCIÓVAL EGYIDEJŰLEG MEGY VÉGBE! AGYAGÁSVÁNYOKON 5. A NH 4 + MEGKÖTŐDÉSE /FIXÁCIÓ/ HUMUSZKOLLOIDOKON 6. NH 3 GÁZ FELÜLETEN (KARBAMID) PL. LÚGOS TALAJOKON

6 A talaj N tartalmának ásványosodása (mineralizáció) N 95-98%-BAN SZERVES KÖTÉSBEN LEBOMLÁS = ÁSVÁNYOSODÁS FEHÉRJÉK, HUMINANYAGOK AMINOSAVAK, AMIDOK AMMÓNIA NO 3 - AMINIZÁCIÓ AMMONIFIKÁCIÓ NITRIFIKÁCIÓ MOBILIZÁCIÓ R-NH 2 + H 2 O NH R OH NO H + NO 3 - IMMOBILIZÁCIÓ LEGINTENZÍVEBB: C / ph=6,2-9,2 ÉVENTE KB. 1-2 t/ha SZERVESANYAG MINERALIZÁLÓDIK KB. 150 kg/ha ÁSVÁNYI N

7 ÖSSZES N TARTALOM: KB % N tartalom a talajban ENNEK %-A SZERVES KÖTÉSBEN (HUMINVEGYÜLETEK) - 2-5%-A SZERVETLEN (NH 4 -N, NO 3 -N ILL. NO 2 -N) A TALAJ MECHANIKAI ÖSSZETÉTELE NAGY MÉRTÉKBEN NEM BEFOLYÁSOLJA AZ ÁSVÁNYOSODÁS MÉRTÉKÉT. AZ ÁSVÁNYOSODÁS DINAMIKUSAN VÁLTOZÓ, EGYENSÚLYI FOLYAMAT. BEFOLYÁSOLÓ TÉNYEZŐK: ph VÍZ-LEVEGŐ ARÁNY HŐMÉRSÉKLET, IDŐJÁRÁS RENDELKEZÉSRE ÁLLÓ SZERVESANYAG MIKROBIÁLIS AKTIVITÁS KEMIZÁLÁS A TALAJLAKÓ MIKROSZERVEZETEK TEVÉKENYSÉGÉNEK GÁTLÁSA

8 Vegyi műtrágya Állat Ember Mikorrhiza megkötés A foszfor körforgalom Brady, Elsődleges ásványok Oldott foszfor Másodlagos ásványok (Fe, Al, Ca, agyag) Talaj organizmu sok Talaj szerves anyag Egyensúly = Talajoldat P labilis P nem labilis P

9 FOSZFOR KÖRFORGALOM (P MÉRLEG) P BEKERÜLÉS P ELKERÜLÉS - TALAJ KÜLÖNBÖZŐ P FORMÁI - TERMÉSEKKEL KIVONT - SZERVES MARADVÁNYOK, TRÁGYA - FELÜLETI ERÓZIÓ - MŰTRÁGYA P, FELHALMOZÓDÁS - ÁTALAKULÁS, LEKÖTŐDÉS (KIS ÉRVÉNYESÜLÉS) A P A TALAJBAN TALAJOLDATBAN: 0,02-4,0 mg/l MAX: ph 6-NÁL (IMMOBILIZÁCIÓ) - KIMOSÓDÁS (HOMOKTALAJOKON) ÖSSZES FOSZFOR: 0,02-0,2 % P 2 O 5 EBBŐL FELVEHETŐ: ~ 4-8 % AL-OLDHATÓ ~ mg P 2 O 5 /kg 1. SZERVES EREDETŰ P ~ 30-50%-BAN EBBŐL: FITINSAV - MAGOKBÓL 60% FOSZFOLIPIDEK 1-2% NUKLEINSAVAK (ÉLŐ SZERVEZETEK ELHALÁSÁBÓL) 5-10% ÁSVÁNYOSODÁS C : P = : 1 BEÉPÜLÉS C : P > 300 : 1

10 2. ÁSVÁNYI EREDETŰ P ~ 50-70%-BAN VÍZOLDHATÓ SÓK Ca(H 2 PO 4 ) 2, KH 2 PO 4, NH 4 H 2 PO 4, (NH 4 ) 2 HPO 4, NaH 2 PO 4, Mg(H 2 PO 4 ) 2 stb. GYENGE SAVAKBAN OLDHATÓ SÓK CaHPO 4, MgHPO 4 ERŐS SAVAKBAN OLDHATÓ, ILLETVE NEM OLDHATÓ P VEGYÜLETEK ADSZORBEÁLT P Ca 3 (PO 4 ) 2, Ca 4 (HPO 4 ) 3 * 3H 2 O Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 = hidroxiapatit Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 = fluorapatit AlPO 4 * 2H 2 O variscit ph < 5,5 FePO 4 * 2H 2 O strengit ph < 5,5 + Al(OH) 2 + H 2 PO - 4 Al(OH) 2 H 2 PO 4 Fe(OH) H 2 PO - Fe(OH) 2 H 2 PO 4 Ca -- H 2 PO kolloid felület

11 ANION-ADSZORPCIÓ A TALAJBAN NO 3 - = Cl - < SO 4 2- < MOO 4 2- < HPO 4 2- < H 2 PO 4 - Ca-foszfátok és Fe, Al-foszfátok aránya és ph-függő oldhatósága 400 Al, Fe-foszfátok Ca-foszfátok Oldható P mg/kg talaj ,5 8 ph

12 P ELKERÜLÉS / OUTPUT / VESZTESÉGEK TERMÉSSEL BETAKARÍTOTT MENNYISÉGEK: KG P 2 O 5 /HA/ÉV FÜGG A NÖVÉNYKULTÚRA FAJLAGOS SZÜKSÉGLETÉTŐL, A TERMÉS P TARTALMÁTÓL FELÜLETI ERÓZIÓ ERÓZIÓ AZ ÉLŐVIZEK TÁPANYAGDÚSULÁSA (EUTROFIZÁCIÓ) 1 TONNA TALAJ ERÓZIÓJÁVAL 0,2-0,8 KG FOSZFOR KERÜLHET EL A TERÜLETRŐL. ÁTALAKULÁS, LEKÖTŐDÉS (IMMOBILIZÁCIÓ) OLDHATATLAN VEGYÜLETEK KÉPZŐDÉSE, A TALAJ ph BEFOLYÁSOLJA. PL. ERŐSEN SAVANYÚ TALAJOKNÁL OLDHATATLAN Al- ÉS Fe-FOSZFÁTOK KÉPZŐDNEK FOSZFÁTOK ELŐFORDULÁSA A TALAJOLDAT ph - JA SZERINT ph 6 H 2 PO 4 - = 90% HPO 4 2- = 10% ph 8 H 2 PO 4 - = 10% HPO 4 2- = 90%

13 P-FORMÁK %-OS ARÁNYA A TALAJBAN PH Al-, Fe-P Ca-P EGYÉB P 4, , , , KIMOSÓDÁS HOMOKTALAJOKON, KOLLOIDOKBAN SZEGÉNY TALAJOKON FORDUL ELŐ. ILYEN TALAJOKON AZ ŐSZI KIJUTTATÁS HELYETT TAVASSZAL CÉLSZERŰ A P MŰTRÁGYÁT ADNI.

14 Vegyi műtrágya Állat Ember Talaj kolloidok A kálium körforgalom Brady, Kicserélhető K Talajoldat K Nem kicserélhető K Talaj organizmusok Talaj szerves anyag Agyagásványok Kimosódás Primer ásványok (csillámok, földpátok)

15 KÁLIUM KÖRFORGALOM (K MÉRLEG) K BEKERÜLÉS K ELKERÜLÉS - AGYAGÁSVÁNYOK MÁLLÁSTERMÉKEI - TERMÉSSEL (GYÜMÖLCS, SZÁLASTAKARMÁNY - KICSERÉLHETŐ, VÍZOLDHATÓ K - K FIXÁCIÓ AGYAGÁSVÁNYOKBAN - SZERVESANYAG, ISTÁLLÓTRÁGYA - KIMOSÓDÁS (HOMOKON) ELŐSEGÍTI: > Cl- > NO 3 - > SO 4 2- > PO 4 2- IONOKKAL SÓK KÉPZŐDÉSÉT - MŰTRÁGYA-K - SZERVESTRÁGYA NH 4 + -AL VAGY H + - Al KICSERÉLŐDÉS - LÉGKÖRBŐL (POROK STB. 2-6 kg K 2 O/ha) * A MÁLLÁST AZ ALACSONY ph ELŐSEGÍTI! TERMÉSSEL KIVONT MENNYISÉG ÁTLAGOSAN: kg/ha FELTÖLTŐ K TRÁGYÁZÁS AZ AGYAGÁSVÁNYOK TELÍTŐDÉSE K+-AL FIXÁCIÓ CSÖKKEN

16 A K átalakulása a talajban ( = kémiai mállás) CSILLÁM, FÖLDPÁT MÁLLÁS NÖVEKVŐ FAJLAGOS FELÜLET NEHEZEN OLDHATÓ VAGY KICSERÉLHETŐ KICSERÉLHETŐ K + K + VÍZBEN OLDHATÓ MŰTRÁGYA K + K + GYÖKÉR K + KILÚGZOTT K +

17 A K FELVEHETŐSÉGÉT BEFOLYÁSOLÓ TÉNYEZŐK A K A TALAJBAN - KÉMIAI MÁLLÁS, HIDROLÍZIS (AGYAGÁSVÁNY ÁTALAKULÁSA) - KICSERÉLHETŐ, OLDHATÓ K + MENNYISÉG - A TALAJ MECHANIKAI ÖSSZETÉTELE, AGYAGFRAKCIÓ - KLIMATIKUS TÉNYEZŐK ( MÁLLÁS) A TALAJOLDATBAN: 0,2-5,0 ml K/l (A KICSERÉLHETŐ K NAGYON KIS %-A) ÖSSZES KÁLIUM: 0,2-3,5 % - SZEMCSEMÉRETTŐL FÜGGŐEN K 2 O% TŐZEGTALAJBAN: 0,05% A K MOBILIS, REAKCIÓKÉPES ALKÁLI FÉM (K + ) FELVEHETŐ (AL-OLDHATÓ) ~ mg K 2 O/kg TALAJ

18 MÁLLÁS FOLYAMATA - K + VERMIKULIT CSILLÁMOK - K + MONTMORILLONIT ILLITEK FÖLDPÁTOK SZMEKTITEK + K + RÉTEGRÁCSOK TÁVOLSÁGA CSILLÁMOK ILLIT VERMIKULIT MONTMORILLONIT MÁLLÁS 10 Å 14 Å 18 Å NEDVESSÉG- FELVÉTEL DUZZADÁS NEDVESSÉG- LEADÁS ZSUGORODÁS - K + ION BEJUTÁS A RÉTEGRÁCSOK KÖZÉ / DUZZADÁS - K + ION FIXÁCIÓJA A RÉTEGRÁCSOK KÖZÖTT / ZSUGORODÁS (NH 4 + )

19 TALAJ-K (0,2-3,5% A TALAJBAN) NEM VAGY NEHEZEN ~ 98% KÖNNYEN FELVEHETŐ ~2% FELVEHETŐ K + K + AGYAGÁSVÁNYOK OLDHATÓ K + NEHEZEN KÖNNYEN ~ 40% (0,5-1%) FÖLDPÁTOK KICSERÉLHETŐ K+ VEGYÜLETEK: ~ 40% CSILLÁMOK ~25% AGYAGFRAKCIÓ ~ 28% ADSZORBEÁLT K+ KCl, KNO 3 K 2 SO 4, K 2 CO 3

20 Előadás ellenőrző kérdései Ismertesse a N mérleg input és output oldalának főbb jellemzőit! Ismertesse a P mérleg input és output oldalának főbb jellemzőit! Ismertesse a K mérleg input és output oldalának főbb jellemzőit!

21 KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET Következő ELŐADÁS/GYAKORLAT CÍME Előadás anyagát készítette: Prof. Sárdi Katalin egyetemi tanár Pannon Egyetem Georgikon Kar Keszthely