Szikesedés, másodlagos szikesedés. Dr. Blaskó Lajos

Átírás

1 Szikesedés, másodlagos szikesedés Dr. Blaskó Lajos

2 Magyarország talajai Genetikailag szikes talajaink területe 560 ezer ha. A másodlagosan szikesedett területek nagysága elérte a 400 ezer ha-t.(ksh,1986), vagyis a szikesek összterülete mintegy 960 ezer ha.

3 A szikes talaj kialakulása: csapadék kevesebb, mint a párolgás PÁROLOGTATÓ TÍPUSÚ TALAJ -magas talajvíz -a talajvíz sós - benne sok Na 0,2-2m talajvíz párolgás Na+ Na+ Na+ Na+ Na+

4 A medence két kapuja Dévény gate Dévényi kapu Iron gate Vaskapu

5 H A R M A D K O R N E G Y E D K O R M I O C É N P L E I S Z T O C É N P L I O C É N 25 millió év 10 millió év 600 ezer év Lösz Homok Holocén 12 ezer év A Kárpát medence geológiai múltja Mi töltötte fel a medencét? Kárpátok Tiszia masszivum Nyílt tenger Pannon tenger Lefolyástalan tó Folyóvízi üledék Feltöltıdési folyamatok

6 Talajképzı kızet Talajképzı kızetek Alaphelyzet Lösz Ca-ban gazdag Folyóvízi üledék Alpokból eredı: sok Ca Kárpátokból:kevés Ca Homok: Duna-Tisza köze:caos Nyírség: kevés Ca Az elárasztás, a folyók vándorlása változatos kombinációkat hozott létre. A Nagykunságban szigetszerő löszmaradványok, víz által szállított átmosott löszön és folyóvízi üledékeken indult meg a talajképzıdés.

7 A tengeri eredető sók elhelyezkedése A medence szélén: a felszínhez közel a medence belsejében: több száz méteres takaróréteg alatt

8 Magyarország vízzel borított és árvízjárta területei a folyószabályozási munkálatok elıtt. 1 - idıszakosan vízzel borított területek 2 - állandóan vízzel borított területek

9 Karcag környékének vízborítottsági állapota a folyószabályozás elıtt Száraz Német sziget Szt. Ágota halom Tolvaj hát Kápolna hát Túri hát Apavára sziget Sárga halom Magyarka halom Kara János sziget Hegedős hát Karcag környékének talajtípusai Mezıségi Idıszakos vízborítás Állandó Á vízborítás l Szikes Réti

10 A megközelítés módszere: Talaj és vízforgalmi (csapadék, elfolyás, ráfolyás, talajvíz) folyamatok összefüggései catena

11 Catena---talaj összefüggés

12 Átlagos csapadék és párolgás adatok Karcagon Jan I. Feb II. Már III. Ápr IV. Máj V. Jun VI. Jul VII. Aug VIII Csapadék (mm) Sze IX. Okt X. Nov XI. Dec XII I- XII Párolgás (mm) Csapadék-párolgás (mm) = éghajlati vízhiány Kilúgozás Felfelé irányuló vízmozgás Kilúgozás

13 A szikes talajok típusai Szoloncsák Réti szolonyec talaj

14 Szoloncsák Folyamatok: Jellemzı: sófelhalmozódás az A- szintben Talajvíz-szint 1m Nagy sókoncentráció Sókivirágzáok Monoton profil szoloncsák talajok: magasan elhelyezkedı talajvíz hatására alakulnak ki, a talajszelvény fehér vagy világosszürke Kifejezett hidromorf bélyegek

15 A szolonyec típusú szikesek kialakulása Elıfeltételek: Száraz és nedves viszonyok váltakozása Kis vízben oldható sótartalom Duzzadó/zsugorodó agyag Átlagos értékek: ESP 5-15% gyengén fejlett szerkezeti elemek ESP>15% oszlopos szerkezet Lekerekített tetejő oszlop: kilúgozás

16 Duzzadás/zsugorodás szerepe a szolonyec talaj képzıdésében

17

18 A réti szolonyec talaj altípusai A 0cm A 7cm A 8cm A 15 cm A 16cm A szolonyec típusú szikes talaj termékenysége* a kilúgozott A-szint mélységétıl függ. Kérges Közepes Mély *víz és tápanyag tározó képesség, gyökérzóna mélysége

19 A szikesedést okozó sók:nacl,na 2 SO 4, Na 2 CO 3, NaHCO 3 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 levegızöttsége egyaránt rossz. ph(h 2 O) 1 0, 2 1 0, 0 9, 8 9, 6 9, 4 9, 2 9, 0 8, 8 8, 6 8, 4 8, 2 p H ( H 2 O ) L i n. Y = 8, , 0 8 X R = 0, n = p < , 0 0 0, 0 5 0, 1 0 0, 1 5 0, 2 0 0, 2 5 N a 2 C O 3 %

20 Lúgos kémhatás Na 2 CO 3, NaHCO 3 veszélye A talajkolloidok duzzadása nı A duzzadt agyag a vizet nem engedi át A sók nem moshatók ki A szódás szikesedés nehezen, ill. nem visszafordítható folyamat

21 Másodlagos szikesedés Okok: Talajvíz-szint emelkedés Öntözés Víztározók Halastavak Sós vizek kijuttatása

22 A másodlagos szikesedés jellemzı esetei Ok: rossz Minıségő öntözıvíz M É L Y S É G M É L Y S É G Ok: talajvízszint emelkedés A másodlagos m szikesedés s helye Só és/vagy and/orsar kicserélhetı Na-tartalom and/orsar növekedés

23 Öntözıvíz minısége Oldott anyagok: összes sótartalom (mg/l) vagy vezetıképesség; Na %; SAR érték; szódában kifejezett fenolftalein lúgosság..

24 Öntözıvíz minısége Összes sótartalom: általában nem következik be sófelhalmozódás, ha az öntözıvíz sókoncentrációja 500 mg/l-t nem haladja meg. Mély talajviző, laza talajokon mg/l megengedett.

25 Az öntözıvíz só-tatalma Az öntözés jelentıs só-terhelést okoz még jó minıségő öntözıvíz használata esetén is, amely általában mg/l oldható sót tartalmaz. 500 mg/l sótartalmú víz 1000m 3 -rében 0,5 t só van m 3 /ha víz kiöntözése 3-5 t/ha só-terhelést okoz évente.

26 Öntözıvíz minısége Na %: kationok közötti nátrium részarányt fejez ki % Na + Na = 100 ( 2 ) ( 2 Ca + + Mg + ) + ( Na + ) + ( K + ) Ha a víz hidrokarbonátos: a Na % maximum 35%. Ha a víz klorid, vagy szulfátos: a Na % maximum 45%.

27 A szikesedést okozó sók:nacl,na 2 SO 4, Na 2 CO 3, NaHCO 3 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 levegızöttsége egyaránt rossz. ph(h 2 O) 1 0, 2 1 0, 0 9, 8 9, 6 9, 4 9, 2 9, 0 8, 8 8, 6 8, 4 8, 2 p H ( H 2 O ) L i n. Y = 8, , 0 8 X R = 0, n = p < , 0 0 0, 0 5 0, 1 0 0, 1 5 0, 2 0 0, 2 5 N a 2 C O 3 %

28 Öntözıvíz minısége SAR érték: nátrium adszorpciós arány SAR = Ca Na Mg Szikesítı hatást fejezi ki. A víz koncentrációjának emelkedésével a szikesedés veszélye fokozódik.

29 Öntözıvíz minısége Na 2 CO 3 (szóda) tartalmú vizek fenolftalein lúgosságot mutatnak: Lúgos vizek hatására a Ca és Mg-ionok kicsapódnak és a Na-ionok válnak uralkodóvá. Lúgos közegben a talaj peptizálódik, az adszorpciós felület nagyobb lesz, Na adszorpció történik. A talajkolloidok duzzadása megnı

30 A kritikus talajvízszint meghatározás elvei Só mérleg számításon alapuló módszer: kritikus = Az a talajvízszint mélység, amely adott sótartalmú talajvíz, illetve a kilúgozást befolyásoló talajtulajdonságok mellett még nem okoz só felhalmozódást - Legfontosabb meghatározó tényezıi: - talaj és öntözıvíz sótartalma - a talaj vízgazdálkodási típusa - Eredmény: táblázatos, illetve grafikus formában a vizsgált talajra leolvasható a kritikus talajvízszint mélysége - Jellemzı esetek: üzemi öntözıcsatornából történı öntözésben a mélyebb rétegek só felhalmozódása. Jó minıségő öntözıvíz, de béleletlen földmedrő csatornák, csıkútból való öntözés többnyire rossz minıségő víz feltalaj másodlagos szikesedés.

31 A 2000 évi és az évek átlagos talajvíz-állás különbsége Forrás: Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Rt. Hidrológiai Intézet Öntözési monitoring

32 Hely Az emelkedı talajvíz-szint által okozott másodlagos szikesedés néhány jellemzı esete Talajtípus Öntözı gép Sótartalom növekedés t/ha 0-40cm Sótartalom növekedés t/ha cm Besenyszög Réti talaj Waldhauser Kuncsorba Réti talaj Linear Kisújszállás Csernozjom-réti Bauer

33 Jász- Nagykun- Szolnok megyei öntözési monitoring vizsgált szelvénybıl 29-ben volt só-tartalon növekedés -20 pozitív szelvény eredetileg is mélyben sós volt -A sótartalom növekedés többnyire a mélyebb rétgekben(40-100cm) volt -A sótartalom ott nıtt, ahol a talajvíz-szint cmig emelkedett

34 Rossz minıségő öntözıvíz* által okozott másodlagos szikesedés * Németéri csatorna Elektromos vezetıképesség (EC)= mS/cm Na adszorpciós arány (SAR)= Na%=77-96 Növekvı kicserélhetı Na Karcag Kunmezı

35 A szikesedés s napjainkban Fı tendenciák: Csökkenı csapadékmennyiség Növekvı párolgás Növekvı klimatikus vízhiány Csökkenı/ növekvı talajvízszint A szikesedési folyamatokra gyakorolt hatás: Só-felhalmozódás vagy kilúgzás?

36 Halmozott csapadék, párolgás és klimatikus vízhiány adatok csapadékhiány csapadék párolgás (Karcag, ) Vízhiány (P-E0) (mm) Össz. érték (mm) vízhiány : 23=

37 Éghajlati és hidrológiai tendenciák Csökkenı csapadék Korlátozott kilúgozás Növekvı párolgás Növekvı klímatikus vízhiány Felfelé irányuló víz és só mozgás Talajvíz-szint csökkenés A kapilláris felemelkedés lehetısége csökken Növekvı öntözési igény Másodlagos szikesedési veszély Az ellentétes hatású folyamatok eredıje: kilúgozás vagy só-felhalmozódás?

38

39 Réti szolonyec talaj sómérlege liziméteres kísérletben (Kauczka) Talajvízbıl Talajvízbıl Növény kiv. Növény kiv. Talajvízbe. Talajvízbe Dréncsövön Mérleg komponensek; SB:talajvízbıl bejutott; SK:Talajvízbe kijutott; SD:drénen keresztül ; SN;növény által kivont; SÖ:öntözıvízzel bevitt; SE:felszíni vízzel elvitt; SF:mőtrágyával bevitt; SM:összes só-mérleg

40 Só-mérleg száraz és csapadékos évben (Karuczka,1999) 1,6 1,2 Talajvíz-m élység:170, 120, 90cm Évjárat: Sz: száraz, N: nedves K acagi puszta R éti szolonyec Sómérleg (t/ha) 0,8 0,4 0,0-0,4-0,8-1,2 170 Sz 170 N 120 Sz 120 N 90 Sz 90 N Talajvíz-m élység (cm ), évjárat (Sz,N)!

41 A Talajvédelmi Információs és Monitoring (TIM) A talajmonitoring célja a talajtulajdonságok térbeni eloszlásának és idıbeni változásainak szisztematikus regisztrációja. A hazánkban 1992 óta üzemel Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer pont. Ebbıl 865 ponttal reprezentálja az ország mezıgazdasági mőveléső területeinek talajállapotát

42 1236 pont. Ebbıl 865 ponttal reprezentálja az ország mezıgazdasági mőveléső területeinek talajállapotát A speciális mérıhelyek a veszélyeztetett, illetve már szennyezett területek jellemzését szolgálják 188 ponton, amelyek kijelölését A speciális pontok típusai: - Degradálódott területek. Fıleg mezıgazdasági mőveléső területeken elsısorban a természeti erık, valamint az ember tevékenységével létrehozott degradációs folyamatok által veszélyeztetett talajok: szél és víz okozta erózió, savanyodás, sófelhalmozódás, szikesedés, tömörödés, talajszerkezet leromlás, biológiai degradáció, talajszennyezés

43 55 monitoring pont közül 38 esetében sótartalom csökkenés volt kimutatható az 1 m- es talajrétegben Rétegenkénti sótartalom változás az 55 pont átlagában Sótartalom változás között Jász Nagykun Szolnok megyei TIM pontok alapján 1.sz sz sz sz sz sz sz sz sz sz ,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 Só (%) Só%...sz.: talajszint TIM Jász- Nagykun- Szolnok m

44 ELİADÁS/GYAKORLAT ELLENÖRZİ KÉRDÉSEI 1. Ismertesse a természetes és másodlagos (ember által okozott) szikesedés okait és talajtani következményeit! 2. Ismertesse a kritikus talajvízszint fogalmát és határozza meg a mellékelt talaj és talajvíz vizsgálati adatokkal jellemzett helyre! 3. Minısítse a öntözés szempontjából a mellékelt talajvíz vizsgálati adatokkal jellemzett vizet!

45 ELİADÁS/GYAKORLAT ÖSSZEFOGLALÁSA Az elıadás a természetes és másodlagos szikesedés okait, következményeit és jellegzetes megnyilvánulásait mutatja be. Ismerteti a kritikus talajvízszint fogalmát, meghatározásának elveit és módszerét. Bemutatja a vizek öntözés szempontjából való minısítését.

46 ELİADÁS/GYAKORLAT Felhasznált forrásai Darab K. - Ferencz K.: Öntözött területek talajkérképezése. Országos Mezıgazdasági Minıségvizsgáló Intézet, Budapest Szabolcs I.: European solonetz soils and their reclamation. Akadémiai Kiadó, Budapest