TALAJTANI TANULMÁNY Pocsaj lápos területeinek rehabilitációjához Debrecen 2011. szeptember 1
TALAJTANI TANULMÁNY Pocsaj lápos területeinek rehabilitációjához Készült a HURO Cross-Border Co-operation Programme 2007-2013 keretében Pocsaj Nagyközség Önkormányzata megbízásából Készítette: Dr. Szabó Szilárd és Dr. Szabó György Debrecen 2011. szeptember 2
TARTALOMJEGYZÉK 1. Bevezetés... 5 2. Vizsgálati módszerek... 7 2.1. Mintavételi helyek kijelölése, mintavétel... 7 2.2. A talajok szemcseösszetételének vizsgálata... 8 2.3. Kémhatás (ph) mérése... 8 2.4. Szénsavas mésztartalom (CaCO 3 ) mérése... 8 2.5. Humusztartalom mennyiségi meghatározása Tyurin-féle módszerrel... 8 2.6. Eredmények megjelenítése... 9 2.7. Eredmények elemzése... 9 3. Talajtípusok a tervezési területen... 11 3.1. A völgyalji területek talajai... 11 3.1.1. Szikesek... 11 3.1.2. Réti talajok... 12 3.1.3. Láptalajok... 13 3.2. A tetıszintek talajai... 13 3.2.1. Csernozjomok... 13 3.3. A lejtıs területek talajtípusai... 14 3.3.1. Réti talajok... 14 3.3.2. Csernozjomok... 14 4. Terepi talajtani vizsgálatok... 15 4.1. A talajszelvények vizsgálata... 15 4.1.1. A völgyalji területen kialakított talajszelvény bemutatása... 15 4.1.2. A lejtın kialakított talajszelvény bemutatása... 17 4.1.3. A tetıszinten kialakított talajszelvény bemutatása... 19 4.2. A furatok vizsgálatának eredményei... 20 4.2.1. szemcseösszetétel vizsgálata a furatokban... 21 4.2.1.1. A tetıszintben kialakított furat szemcseösszetételének elemzése... 21 4.2.1.2. A lejtın kialakított furat szemcseösszetételének elemzése... 22 3
4.2.1.3. A holtmeder mentén kialakított furatok szemcseösszetételének elemzése 23 4.2.2. A talajtani alaptulajdonságok vizsgálata a furatokban... 24 4.2.2.1. Humusztartalom... 24 4.2.2.2. Kémhatás... 26 4.2.2.3. Szénsavas mésztartalom... 27 4.2.3. A fémtartalom vertikális eloszlásának vizsgálata a furatokban... 29 4.2.3.1. A kobalttartalom vertikális eloszlása... 29 4.2.3.2. A nikkeltartalom vertikális eloszlása... 31 4.2.3.3. A cintartalom vertikális eloszlása... 32 4.2.3.4. A réztartalom vertikális eloszlása... 34 4.2.3.5. A mangántartalom vertikális eloszlása... 36 4.2.3.6. A vastartalom vertikális eloszlása... 37 4.2.3.7. A nátriumtartalom vertikális eloszlása... 39 4.3. A felszíni minták vizsgálata... 40 4.3.1. A szemcseösszetétel vizsgálata a felszíni talajmintákban... 41 4.3.1.1. Az agyagtartalom értékelése... 41 4.3.1.2. Az iszaptartalom értékelése... 41 4.3.1.3. A homoktartalom értékelése... 42 4.3.2. A talajtani alaptulajdonságok vizsgálata a felszíni talajmintákban... 43 4.3.2.1. A humuszmennyiség értékelése... 43 4.3.2.2. A szénsavas mész értékelése... 44 4.3.2.3. A kémhatás értékelése... 45 4.3.3. A fémtartalom horizontális eloszlásának vizsgálata a felszíni talajmintákban... 45 4.3.3.1. A talaj kobalttartalmának horizontális eloszlása... 46 4.3.3.2. A talaj nikkeltartalmának horizontális eloszlása... 46 4.3.3.3. A talaj cinktartalmának horizontális eloszlása... 47 4.3.3.4. A talaj réztartalmának horizontális eloszlása... 48 4.3.3.5. A talaj mangántartalmának horizontális eloszlása... 49 4.3.3.6. A talaj vastartalmának horizontális eloszlása... 50 4.3.3.7. A talaj nátriumtartalmának horizontális eloszlása... 50 5. talajvizsgálati eredmények statisztikai elemzése... 53 4
1. BEVEZETÉS A talajtani adottságok közvetlen hatással vannak a víztestek vízkémiai jellemzıire is. A felszíni víztestek vízpótlása több forrásból is megvalósul: részben a felszíni lefolyás szolgáltat vizet, részben pedig felszín alatti táplálásról beszélhetünk. Mindkét forrásból származó vízminıségre hatással van az, hogy milyenek a talaj (jogi értelemben, a 219/2004-es kormányrendelet szerint földtani közeg) tulajdonságai. A felszínen folyó víz reakcióba lép a talajjal és oldja a legkönnyebben oldható vegyületeket. A legkönnyebben a kloridok, szulfátok, karbonátok oldódnak, de bizonyos körülmények között más vegyületek is kioldódnak (pl. anaerob bomlás során keletkezı humuszsavak). Bár a rendelkezésre álló idı rövid a lefolyás során, a felszínre hulló, majd lefolyó csapadékvíz kémiáját mégis döntıen befolyásolja a talaj. A felszín alatti hozzátáplálás kétféle lehet. Elsıként mindenki a talajvízre gondol, mint elsıdleges forrásra, de nem szabad elfeledkezni a felszín alatti horizontális vízáramlásról sem. Ez azt jelenti, hogy a beszivárgó víz nem csak a felszínen, hanem a meredekebb részeken a felszín alatt is közelíti az erózióbázist, vagyis a pocsaji terület esetében a tervezett vizes élıhelyet. A felszín alatt a víz nagyobb felületen érintkezik a talajszemcsékkel és több idı is rendelkezésre áll a kioldódási folyamatok lejátszódásához. Sıt, itt már a puszta oldódáson kívül akár kation csere is végbemehet, a talajkolloidok felszínérıl kationok kerülnek a vízbe, abból pedig kationok kötıdnek a kolloidfelszínre követve a kation csere szabályait: kation csere akkor megy végbe, ha a kolloidfelszínen kötött kationok és a talajoldat kationjai között koncentráció különbség van. Ha a talajvíz csak lassan mozog, akkor annak ionösszetétele is kevésbé változik, egy-egy nagyobb csapadék beszivárgása azonban változtat ezen a helyzeten, hígítja a talajoldatban az ionkoncentrációt, így a talajvízbe több kation fog bekerülni. Az ilyen módokon a felszíni vizekbe kerülı ionok lehetnek pl. a nátriumionok, amik a vizek sóháztartását határozzák meg, többletként bekerülve kedvezıtlen körülményeket alakítva ki. Szikes területeken léteznek szikes tavak, sajátos egyedi, igen értékes élıvilággal, de ahol mindez másodlagosan alakul ki, azt kedvezıtlen tendenciaként értékeljük. A harmadik folyamat, aminek hatása van a felszíni vizek minıségére, az a meredekebb völgyoldalakról lepusztuló talaj. Az erózió következtében a talajszemcsék az erózióbázis irányba mozdulnak el (az erózióbázis esetünkben a völgyalji területeket jelenti, a beruházás megvalósulása esetén a vizes élıhelyeket). Ilyenkor legmesszebbre a legfinomabb szemcseösszetételi tartományba tartozó agyagszemcsék jutnak, melyeknek fajlagos felülete a talaj szervetlen alkotórészei között a legnagyobb. A talaj felsı rétegében a legnagyobb a humusz mennyisége is, ami mint szerves kolloid még az agyagnál is nagyobb fajlagos felülető (akár 5-6-szoros is lehet a különbség). A talajkolloidok felületén különbözı ionok kötıdnek meg, amik a vízbe kerülve legtöbbször hátrányosan befolyásolják annak minıségét. Egyrészt a felszínrıl nátriumionok mosódhatnak be, ami a víz szikes jellegét befolyásolja, másrészt pedig a 5
bemosódó tápanyagok (elsısorban a foszfor, de emellett a nitrogénvegyületek is) eutrofizációs folyamatokat indíthatnak el. Mindezek miatt tanulmányunk nem egyszerően csak a leendı víztestek vízgyőjtıjén található talajtípusok jellemzésérıl szól, hanem részletesen bemutatjuk a talajtulajdonságok, fémtartalom nagyszámú begyőjtött minta elemzésén alapuló területi heterogenitását, valamint feltárjuk a talajtani jellemzık térbeli mintázatának a fıbb törvényszerőségeit. 6
2. VIZSGÁLATI MÓDSZEREK 2.1. Mintavételi helyek kijelölése, mintavétel A talajok genetikai típusainak azonosításához egy katéna mentén 3 talajszelvényt ástunk. A katéna módszer lényege az, hogy egy lejtı jellemzı részein talajszelvényeket létesítve látjuk az adott szakaszra jellemzı talajtípust, így egy kisebb területen belül a vizsgálat eredményét extrapolálni tudjuk. Így nincs szükség a hálózatos mintavételre, ami nagy mértékben megnövelné a feldolgozandó minták számát és a feldolgozással járó munkával nem lenne összemérhetı az elérhetı többleteredmény. Ez a terület nyilvántartott régészeti lelıhely, így az Örökségvédelmi Hivatal debreceni vezetıségével egyeztetve igyekeztünk a minimális zavarást végezni. A három talajszelvény elhelyezésénél emellett azt a szempontot tartottuk szem elıtt, hogy a mővelt területen is a lehetı legkisebb legyen a zavarás mértéke. A szelvényeket minden esetben a talajképzı kızetig ástuk, majd helyszíni vizsgálatokra építve kitöltöttük a talajtani jegyzıkönyveket. Ezt követte a szelvény talajtípusának a meghatározása, majd a mintavétel. Az extrapoláció a hasonló jellegő területekre alapvetıen geoinformatikai alapokon történt. A geodéziai felmérés eredményeként egy igen pontos digitális domborzatmodellhez jutottunk, amit adatmátrixként értelmezve arra használtunk, hogy leválogassuk azokat a térszíneket, ahol a felszín jellemzıi hasonlítanak a talajszelvények környezetére. A kvantitatív vizsgálatokhoz talajmintákat győjtöttünk. Ez részben felszíni minták győjtését jelentette a talajtulajdonságok horizontális heterogenitásának a jellemzéséhez, részben pedig furatokat létesítettünk a vertikális változatosság felméréshez. Mind a felszíni minták, mind a felszín alatti minták begyőjtéséhez Eijkelkamp típusú fúrót használtunk nyitott kanalas fúrófejjel. Ez több okból is lényeges eleme volt a mintavételnek: a felszíni minták esetében ezzel a módszerrel biztosítottuk a reprezentatív mintavételt, vagyis így a mintavételi mélység is a begyőjtött mennyiség is megegyezett; a felszín alatti minták begyőjtésénél szintén lényeges volt a reprezentativitás megırzése, amit a fúrófej biztosított; a hidrogeológiai vizsgálatokhoz, ezen belül is a szivárgási tényezı terepi meghatározásához kifejezetten ezek a nyitott fúrófejek az ajánlottak, mivel használatuk mellett minimális a furatok falán a pórusok eltömıdése, így a vízáramlás jobban hasonlít a valóságoshoz, mint zárt fejő fúrófejekkel. 7
2.2. A talajok szemcseösszetételének vizsgálata Az elıkészített finomszemcsés talajból elemi részecskékre diszpergált szuszpenziót készítettünk (bedörzsölés + Na-pirofoszfát). A talajszuszpenziót ülepítıhengerben felkevertük, majd ülepedni hagytuk és bizonyos idı múlva különbözı mélységbıl szuszpenziót pipettáztunk ki, Khön-pipettás eljárással. Stokes törvénye alapján Khön kiszámította a különbözı mérető szemcsék vizes talajszuszpenzióban való 10 cm-es eséséhez szükséges idıket. A vizsgálatnál lényegében ezen idıhatároknál vett minták közötti tömegkülönbség alapján kaptuk meg azt, hogy az egyes méretfrakciók (homok, iszap, agyag) hány százalékot tesznek ki a teljes mintában. A tömegméréseket analitikai pontosságú mérlegen végeztük (MSZ-08-0205-1978). 2.3. Kémhatás (ph) mérése A kémhatás vizsgálatot WTX ph 340 típusú mőszerrel végeztük, melyet elızıleg kalibráltunk a gyártó által javasolt pufferoldatokkal. A ph(h 2 O) meghatározását 1:2.5 arányú talaj: desztillált víz, a ph(kcl) vizsgálatát 1:2.5 arányú talaj:1n KCl szuszpenzióban végeztük. A szuszpenziót 12 órán át lefedve állni hagytuk, majd potenciometrikusan mértük a ph-t (MSz-08-0206/2-1978). 2.4. Szénsavas mésztartalom (CaCO3) mérése A talajminták százalékban kifejezett mésztartalmát a Scheibler-féle kalciméterrel határoztuk meg. Az eljárás azon alapszik, hogy talajt híg sósavval rázzuk (sósav oldja a kalciumkarbonátot) össze, majd a kalciméteren mérjük a fejlıdı CO 2 -gáz mennyiségét. A reakció során fejlıdött széndioxid mennyiségébıl kiszámítottuk a vizsgált talajminta mésztartalmát a hımérséklet és a légnyomás, mint módosító tényezı figyelembevételével. A módszer nem tesz különbséget a talaj különbözı karbonátformái között, így az összes karbonátot méri, amit CaCO 3 -ban fejeztünk ki (MSZ-08-0206/2-1978). 2.5. Humusztartalom mennyiségi meghatározása Tyurin-féle módszerrel E módszerrel a talaj összes elbomlott szervesanyag-tartalmát határoztuk meg (kivéve a szemmel is jól felismerhetı, el nem bomlott szerves maradványokat, amelyeket a vizsgálat megkezdése elıtt eltávolítottunk a mintákból). A vizsgálat alapja az, hogy a talaj szerves anyagai könnyen oxidálhatók. Elıször a talaj szervesanyagait K 2 Cr 2 O 7 és cc. H 2 SO 4 keverékével roncsoltuk. Az oxidálószer reakcióba lép a talaj szervesanyagában kötött szénnel és oxidálja azt. Majd a reakcióban részt nem vett káliumbikromát mennyiségét redoxiindikátor jelenlétében redukáló anyaggal, ferroammónium-szulfáttal Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 meghatároztuk. A kapott értékbıl 8
visszaszámítottuk a minta széntartalmát és ebbıl a szervesanyag-tartalmát (MSZ-08-0210-1977) 2.6. Eredmények megjelenítése A felszíni minták laboratóriumi elemzésének eredményeit térképeken ábrázoltuk. Az ábrázolás során térbeli interpolációt alkalmaztunk. Ez a módszer abból indul ki, hogy a mért pontok közötti térben valamilyen algoritmus (legegyszerőbb esetben lineáris trend) segítségével megbecsüljük az ábrázolandó értékeket, jelen esetben talajtulajdonságokat, fémtartalmakat. A térbeli interpolációk azt feltételezik, hogy a térben egymáshoz közelebb esı pontok nagyobb valószínőséggel hasonlítanak egymásra, mint a távolabbiak. Ez a talajtulajdonságok esetében kifejezetten igaz. Az általunk begyőjtött mintamennyiség már lehetıvé tette, hogy területileg is megjelenítsük a vizsgált jellemezıket. E munkában a geoinformatikában elterjedt krigelést alkalmaztuk. 2.7. Eredmények elemzése A térbeli elemzést egyrészt vizuális interpretáció alapján végeztük, másrészt típusterületeket határoltunk le objektív szempontok alapján és ezeken matematikai statisztikai próbákkal bizonyítottuk a tulajdonságok különbözéségét, vagy éppen kapcsolatát. A vizsgálatban nagy hangsúlyt fektettünk arra, hogy a domborzat és a talajtulajdonságok összefüggéseit feltárjuk. Ezt a területrıl készített digitális domborzatmodell alapján végeztük. A domborzatmodell saját geodéziai felmérésünk alapján készült, Trimble Geodolite mérıállomás segítségével. A digitális domborzatmodellek célja a háromdimenziós (valójában csak ún. 2,5 dimenziós, mivel a felszín alatti térrészbe nem látunk bele, csak a felszínt ábrázoljuk) ábrázoláson túl az, hogy folytonos (vagyis megszakadások nélküli) felszínként értelmezve a területet az általunk megválasztott felbontásnak megfelelıen egy adatmátrixként kezeljük a domborzatot. Ezáltal mintha egy táblázat egy oszlopáról lenne szó, bármilyen mőveletet elvégezhetünk a magassági értékekkel. A modell így lehetıséget adott arra, hogy a relatív helyzet, a lejtésviszonyok és a lejtıkitettség szerint is kiértékeljük a talajtani viszonyokat. A területi sajátosságok felismeréséhez matematikai statisztikai vizsgálatokat végeztünk. A kapcsolatok feltárását regresszió analízissel és korreláció analízissel tártuk fel. Ezek a módszerek azt mutatják, hogy az egyik vizsgált talajtulajdonság és a másik vizsgált talajtulajdonság között van-e olyan összefüggés, hogy, ha az egyik mennyisége növekszik, akkor a másiké is (pozitív korreláció, egyenes arányosság), vagy ha az egyiké nı, a másiké csökken (vagy éppen fordítva: ha az egyik csökken, a másik nı; negatív korreláció, fordított arányosság). A másik lényeges vizsgálati szempont, hogy például egy bizonyos területrıl származó talajminták vizsgálati 9
eredményének szóródása szignifikánsan eltér-e egy másik területtıl. Ilyen lehet az, hogy a völgyalji területek talajtulajdonsága szignifikánsan különbözik-e a dombtetırıl győjtöttektıl. Ezekre a feladatokra paraméteres (pl. ANOVA) és nemparaméteres (pl. Mann-Whitney, Kruskal-Wallis) próbákat alkalmaztunk attól függıen, hogy a szóban forgó változók normál eloszlásúak voltak, vagy nem. 10
3. TALAJTÍPUSOK A TERVEZÉSI TERÜLETEN A tervezési terület nem nagy, ennek ellenére talajtanilag igen változatos: a vízhatás alatt álló intrazonális láp- és réti talajoktól a zonális csernozjomokig sok mindent megtalálunk. Sıt, bár a terület elsı látásra teljesen síknak tőnik, a valóságban az elhagyott Tisza-medrek, valamint az Ér medermaradványai miatt a felszín igen változatos, még eróziós változatokat is találunk. A talajképzıdés egyik igen meghatározó eleme a szélsıséges vízmérleg, ami abból adódik, hogy idıszakosan (elsısorban tavasszal) víz borítja a völgyalji területeket, fıleg a hóolvadást követıen, pár hónappal késıbb pedig a szárazság lesz uralkodó talajban zajló folyamatokat meghatározó tényezı. Vagyis az év egy részében a túlnedvesedés okoz problémát, máskor pedig akár szélerózióval kell számolni. 3.1. A völgyalji területek talajai Ezek azok a talajok, melyek legalább az év egy részében vízborítás alatt állnak. Az egyes típusokat a növekvı vízhatás függvényében mutatjuk be. 3.1.1. Szikesek Szikes talajok ott alakulnak ki, ahol a talajvíz viszonylag közel van a felszínhez és a víznek van nátriumsó-tartalma. Jellemzıen szoloncsák és szolonyec szikesekrıl beszélhetünk, de mivel a tervezési területen, sıt az egész Tiszántúlon sem jellemzık a szoloncsák szikesek, ezért ismertetésüktıl eltekintünk. Ahol a talajvíz 1,5-3 m közötti, a talajra ható Na-sók viszonylag híg oldatot képeznek, e sóoldatok periodikusan fel-le mozognak, és a talajban kellı mennyiségő kolloid van, ott réti szolonyec talaj alakul ki. Itt már jól felismerhetı a szintezettség: fejlett genetikai szintek alkotják a talajt. A sófelhalmozódás maximuma a B szintben van, vízoldható sótartalma alacsony, kicserélhetı Na-tartalma magas. A szolonyecek kémhatása a gyengén savas, semleges és a lúgos között változik. Az A szintjük gyakran enyhén savanyú. Sajátossága e talajtípusnak, hogy ellentétben a szikesekrıl elterjedt tévhittel szemben, kémhatása nem lúgos a szelvény kilúgzása miatt továbbá ez az a folyamat, ami miatt a felsı szintbıl kimosódó sók maximuma is a B szintben van. A tervezési területen fıként kisebb völgyalji foltokban találkozhatunk szikes foltokkal, amit a növényzet már messzire jelez. 11
3.1.2. Réti talajok A réti talajok sajátossága az, hogy a felszíni vízborítás rendszerint nem túl hosszú ideig tart, viszont a felszín alatti túlnedvesedés tartósabb. A túl nedves állapot következménye az, hogy a szerves anyag lebomlása levegıtlen (anaerob) körülmények között megy végbe, aminek több következménye is van. Elıször is az átalakulás ilyen körülmények mellett vontatott, azaz lassabban megy végbe, mint aerob körülmények között, másodszor pedig a képzıdı humuszsavak minısége nem kedvezı. Anaerob körülmények között savas karakterő, rövid szénláncú fulvosavak képzıdnek, melyek mint szerves kolloidok nagyon kevés tápanyagot tudnak megkötni és a szükséges idıben mobilizálni a növények számára. A savas kémhatás miatt intenzív a kémiai mállás, így az agyagtartalom rendszerint magas. A bı vízellátottság miatt sőrő a növényzet, azonban az anaerob lebontás miatt a képzıdı humusz minısége gyenge. Ezeknek a talajoknak további sajátossága szintén a levegıtlen viszonyok következményeként az, hogy organominerális komplexei sem jó minıségőek, bár a talajok szervesanyag-tartalma nagy. A jó minıségő talajok jellemzıje az, hogy Cahumátok alakulnak ki, itt viszont Fe-humátok a jellemzık. Mindezek miatt a talaj színe sötét (fekete) lesz ugyan, de nem lesz túlságosan termékeny. A magasan álló víz sótartalma kisebb, mint a szikesek esetében, azonban a sótartalomtól és annak felhalmozódási dinamikájától függıen több különbözı típus különíthetı el. Most csak azokat a talajtípusokat mutatjuk be, melyek a tervezési területen is elıfordulnak. A szoloncsákos réti talaj a réti és szoloncsák szikes területek határának átmeneti típusa. A réti talajokra jellemzı folyamatok mellett a szoloncsákokra jellemzı sófelhalmozódás (nagy vízoldható sótartalom, de a szoloncsákoktól eltérıen nem az A szintben, hanem a B szintben, ami azonban nem éri el a szikes talajokban elıforduló sótartalmat) is megfigyelhetı a szelvényben. A szolonyeces réti talajok a réti és a szolonyec területek határán alakultak ki. Itt a réti talajképzıdési folyamatok mellett szolonyec-típusú sófelhalmozódás (nagy kicserélhetó Na + -tartalom a B szintben, ami szintén nem éri el a szikesekben megfigyelhetı mennyiséget) figyelhetı meg. Ez a két típus a legvalószínőbb elıfordulású a területen, mivel a talajvíz nátriumsó-tartalma a vizsgált mintákban átlagban 132 mg/l volt. Ez valószínősíti azt is, hogy az agyagkolloidokon a Na-ionok meg is tudnak kötıdni, így mind az oldott, mind a kicserélhetı formájuk elıfordul. Típusos réti talajok laza üledékeken alakulnak ki, ahol a talajvíz 3 m-nél közelebb van a felszínhez és a vízben nincsenek Na-sók. Anaerob körülmények között képzıdött humuszanyagai fekete színt adnak a talajnak, azonban a korábbiaktól eltérıen ez nem jelent egyben termékenységet is (mivel a fekete színt kevésbé jó tulajdonságú vashumátok adják). Ott, ahol a talajvízben kellıen felhígul a Na-tartalom, e területen inkább kisebb foltokban e típus megjelenésére is van lehetıség. A vízhatástól mentes magasabb fekvéső területeken csernozjom réti talajokat találhatunk. Ezek a talajok a völgyek szárazabb vízfolyás nélküli, relatíve magasabb térszínein, illetve inkább a lejtıkön fordulnak elı. 12
Állandó vízhatásra beindul a láposodás folyamata, ami azonban láptalajok képzıdéséhez még nem elég, ezért ilyen helyeken lápos réti talajok alakulnak ki. Ilyen talajokat leginkább a csatornák mentén és a beruházás megvalósulása esetén az új vizes élıhelyek közvetlen környezetében találhatunk. 3.1.3. Láptalajok A láptalajok olyan területeken alakulnak ki, ahol a felszíni vízborítás állandó, vagy az év nagyobbik hányadában adott. Ilyen élıhelyeken lápi növényzet telepedik meg, melynek lebomlása az anaerob körülmények között csak részleges, a növények megırzik eredeti sejtszerkezetüket, nagyrészt tızeg formájában halmozódnak fel. A tızeg levegıvel érintkezve lebomlik és sötét, morzsalékos koturéteget képez. Jelenleg az ilyen talajok elıfordulása a területen esetleges, de lehetséges. A hosszabb vízborítás a vízzel elöntött csatornák alján teremthet olyan körülményeket, aminek eredményeként láptalajok alakulnak ki. Elsısorban rétláp talajok kialakulására van lehetıség. Külön talajtípusként nem említjük meg, de mindenképpen említést kell tenni arról, hogy a magasabb térszínekrıl lepusztuló talaj a legmélyebb részeken halmozódik fel. Ez sokszor nem a völgy közepén futó csatorna, hanem a mellette lévı dús lágyszárú (helyenként fás szárú) növényzettel fedett völgyalji, csatorna melletti zónában található. Itt finomabb, agyagosabb szemcseösszetételő, valamint nagyobb humusztartalmú talajokat találunk, ám termékenységük mégsem kedvezı. A talajképzıdés körülményei és a sok finom szemcse miatt a talaj sokszor (de nem általánosan) túlságosan tömıdött lesz, melynek következtében a nagyobb humuszmennyiség ellenére a humusz minısége gyenge. 3.2. A tetıszintek talajai 3.2.1. Csernozjomok A csernozjomok, vagy más néven mezıségi talajok 350-500 mm csapadék és füves vegetáció mellett alakulnak ki rendszerint karbonátos üledékeken, leggyakrabban löszön (1. ábra). A növénytermesztés szempontjából a legkiválóbb talajtípusunk, igen kedvezı víz- és tápanyag-gazdálkodási tulajdonságokkal. Szelvényfelépítésükre jellemzı, hogy az A-szint vastagsága akár az 1 métert is eléri, B-szintjük pedig fokozatos átmenetet képez a talajképzı kızet (C-szint) felé. A lágyszárú növényzet gyökerével együtt a fákkal ellentétben minden évben elhal, a felvett tápanyagok rövid idı alatt újra bekerülnek a körforgásba. A csernozjomokban végbemenı kétirányú vízmozgás és a meszes alapkızet hatására a szénsavas mész 13
fluktuációja figyelhetı meg. A csapadékos idıszakban a mész teljesen kimosódik a felsı talajszintbıl és csak a száraz idıszakban a párolgás hatására kerül vissza, penészszerő bevonatot, ún. mészlepedéket képezve a talaj szerkezeti elemein. 1. ábra. A csernozjomok általános szelvénye A szénsavas mésznek köszönhetıen a szerves és szervetlen kolloidok kalciummal telítettek, ami az élénk talajélettel együtt kitőnı vízálló, morzsás szerkezeti elemeket eredményez. A talajlakó állatok a szerves anyag átkeverésében játszanak nagy szerepet, aminek szemmel látható nyomai a krotovinák (B és C-szint). Ezek a kisemlısök egykori beomlott járatai, melyek rendszerint a világosabb színő alsóbb szintekben sötétebb, humuszosabb foltokként jelennek meg a szelvény falán. A legjellemzıbb típus a mészlepedékes csernozjom talaj, sík területek magasabb, dombsági területek alacsonyabb hátain találhatjuk meg. A névadó mészlepedékes réteg kb. 30-70 cm mélységben alakul ki. A fıtípuson belül a legjobb tulajdonságokkal rendelkezı, hazánk legtermékenyebb talaja. Síkságok mélyebb fekvéső részein, gyenge vízhatás mellett réti csernozjom talajok alakulnak ki. Idıszakosan a szelvény túlnedvesedhet, anaerob (levegıtlen) viszonyok alakulhatnak ki, de ettıl eltekintve termékenysége alig marad el a mészlepedékes csernozjométól. Kis területen kilúgzott csernozjomok is elıfordulnak, kialakulásuk elıfeltétele, hogy fokozott kilúgzás legyen a szelvényben, amit enyhe mélyedés, vagy lazább, vízáteresztıbb talajképzı kızet okozhat. 3.3. A lejtıs területek talajtípusai 3.3.1. Réti talajok A réti talajok elsısorban a völgyaljban jellemezıek, de lejtık alján is elıfordulhatnak, ahol a talajvíz mélysége a támaszkodó kapilláris zónán át még lehetıvé teszi a túlnedvesedett állapotot. 3.3.2. Csernozjomok A lejtıs területeken a csernozjomok erodált változatait találjuk. Alföldi területrıl lévén szó, az erodált változatok megjelenése meglepı lehet, viszont a tervezési terület viszonylagos mozgalmassága, mely az elhagyott folyómedreknek, pontosabban azok egykori mederoldalának köszönhetıen a lejtés nem kis területen lehetıvé teszi a talaj helyenként akár elég intenzív lepusztulását is. 14
4. TEREPI TALAJTANI VIZSGÁLATOK 4.1. A talajszelvények vizsgálata 4.1.1. A völgyalji területen kialakított talajszelvény bemutatása A talajszelvényeket egy katéna mentén alakítottuk ki, három helyen. A kiválasztott domboldal jól reprezentálja a lejtıs területeket. Az 1. fényképen a völgyalji területen kialakított szelvény látható, az 1. táblázatban pedig a szelvény jellemzıit tüntettük fel. 1. fénykép. A völgyalji szelvény fotója 15
1. táblázat. A PSZ1 völgyalji szelvény jellemzıi Genetikai szint Szín Jele mélysége A 0-35 cm 10YR 3/1 Nedvesség Mechanikai összetétel Szerkezet Tömıdöttség Kiválások Gyökérzet ph nedves vályog poliéderes tömıdött - +++ 7,4 A szelvény leírása: a talajvíz szintje magas, 35 cm. A talajvízig teljesen fekete színő, poliéderes szerkezető talaj, minden különösebb egyéb ismertetıjegy nélkül. A gyökérzet sőrő, kiválások nem láthatók, vagy tapinthatók. A laboratóriumi vizsgálatok utólag megerısítették a feltételezésünket a nagy szervesanyag-tartalmat illetıen: a 12% körüli érték még nem éri el a láptalajokra jellemezı szintet, viszont a nedves állapottal, a magas talajvízzel, a nagy nátriumtartalommal és a fekete színnel együtt a besorolás szolonyeces réti talaj. A talajszelvény genetikai besorolása: szolonyeces réti talaj. 16
4.1.2. A lejtın kialakított talajszelvény bemutatása A katéna mentén a következı szelvényt a folyóhátat és a völgytalpat összekötı lejtı közepén alakítottuk ki. A 2. fényképen ez a szelvény látható, a 2. táblázatban pedig a szelvény jellemzıit tüntettük fel. 2. fénykép. A lejtıs térszínen kialakított talajszelvény fotója 17
2. táblázat. A PSZ2 lejtıs térszín talajszelvényének leírása Genetikai szint Szín Jele mélysége A sz 0-30 cm 10YR 2/1 A eke 30-50 10YR cm 2/1 AC 50-110 10YR cm 3/2 C 110- cm 10YR 3/4 friss friss friss Mechanikai összetétel iszapos homok iszapos homok iszapos homok iszapos homok Szerkezet porosodó morzsalékos poligonos poligonos poligonos Gyökérzet ph laza - ++ 7,75 Nedvesség száraz Tömıdöttség Kiválások tömıdött közepesen tömıdött közepesen tömıdött - + 7,44 vas (rozsda) + 7.93 - - 8,02 A szelvény leírása: A szelvényt a völgyközi hát irányában kb. 6 o -os lejtéső területen létesítettük. Intenzív mezıgazdasági hasznosítás alatt áll, a vizsgálat évében kukorica vetéssel. Az intenzív mővelés következtében a talaj szerkezeti elemei részben porosodnak (a felszínen), részben pedig a mélyebb részeken tömörödnek, aminek következtében poliéderes szerkezeti elemeket találunk. A szintezettség nem határozott, a vastag A-szinten belül azonban a tömörödöttség vizsgálatával azonosítható az eketalpréteg (az évrıl évre ugyanabban a mélységben történı mővelés következtében). A rozsdafoltok az AC szintben vízmozgásról tanúskodnak. A talajszelvény genetikai besorolása: mélyben sós réti csernozjom 18
4.1.3. A tetıszinten kialakított talajszelvény bemutatása A katéna mentén a következı szelvényt az egykori folyóhát tetıszintjében alakítottuk ki. A 3. fényképen ez a szelvény látható, a 3. táblázatban pedig a szelvény jellemzıit tüntettük fel. 3. fénykép. A tetıszinten kialakított talajszelvény fotója 19
A talajszelvényt két (több ezer éve) elhagyott folyómeder közötti völgyközi hát tetején alakítottuk ki. A terület intenzív mezıgazdasági szántómővelés alatt áll, a mintavétel idején kukorica vetés volt benne. A talajvíz mélysége 4 méter. A humuszos réteg vastagsága 60 cm. 3. táblázat. A PSZ3 tetıszintben létesített talajszelvény leírása Genetikai szint Szín Jele mélysége A sz 0-20 cm 10YR 3/2 A eke 20-60 cm 10YR 2/1 AC 60-120 cm 10YR 3/2 C 120- cm 10YR 3/4 friss iszapos homok Szerkezet porosodó morzsalékos poligonos poligonos poligonos Nedvesség összetétel Mechanikai száraz iszapos homok friss iszapos homok friss iszapos homok Tömıdöttsélások Kivá- Gyö- ph kérzet laza - ++ 6,65 tömıdött közepesen tömıdött közepesen tömıdött - + 6,39 - + 7,26 - - 8,28 A szelvény leírása: Nehezen elkülöníthetı szintek, a felsı szántott szintben a poros morzsalékos szerkezet a mélyebb szintek felé poligonossá válik, ami feltehetıen a talajmővelés következménye. Kb. 20 cm-es mélységtıl itt is megtaláljuk a tömıdött eketalp réteget, melynek kissé sötétebb a színe is. Az ez alatti réteg nagyon enyhe átmenettel megy át a talajképzı kızetbe. A talajszelvény genetikai besorolása: réti csernozjom. Bár a csernozjomra jellemzı krotovinák hiányoznak, minden más jellemzı erre a besorolásra utal. A katéna vizsgálatának eredménye tehát az, hogy a tervezési területen megerısítést nyert, hogy a völgyaljakban réties, a lejtıkön, dombtetıkön pedig csernozjom talajok találhatók. 4.2. A furatok vizsgálatának eredményei A területen 4 furatot létesítettünk a talajszelvények közelében, melyeket minden esetben a talajvízszintig mélyítettünk, melyekbıl 20 cm-enként mintát vettünk (2. ábra). A következıkben elıször a szemcseösszetétel, majd a talajtani alaptulajdonságok, végül pedig a fémtartalom vertikális eloszlásának vizsgálatát végezzük el. 20
220000 219500 POF1 POF2 POF3 POF4 219000 861000 861500 862000 862500 863000 863500 2. ábra. A négy reprezentatív fúrásszelvény elhelyezkedése a tervezési területén belül 4.2.1. szemcseösszetétel vizsgálata a furatokban 4.2.1.1. A tetıszintben kialakított furat szemcseösszetételének elemzése A tetıszintben a POF2-es fúrásszelvényt alakítottuk ki, melynek talpmélysége 5 méter volt (3. ábra). A megütött vízszint 4,4 méteres mélységben húzódott, a nyugalmi vízszint pedig 4,1 méteren állt be. A szelvény szemcseösszetétele alapján megállapítható, hogy a szelvényben uralkodnak a durva szemcsefrakciók, ezért a talaj vízbefogadó képessége viszonylag jelentıs. A szelvény vizsgálata alapján több üledékfelhalmozódási ciklus is kimutatható. 120-200 cm mélységben megnı a durva homok frakció aránya, majd 200 cm-es mélységtıl hirtelen emelkedik az agyagfrakció aránya, s ezzel párhuzamosan a durva homok frakció aránya lényegesen csökken. A következı ciklust a 380-440 cm közötti rétegek jelzik, itt újra ugrásszerően megnı, 80% fölé emelkedik a durva homokfrakció aránya, sıt a 400-420 cm-es rétegben 90% fölé megy, miközben az agyagfrakció aránya csaknem nullára csökken. A 440-500 cm-es rétegekben a durva homok frakció aránya 80% alá csökken, de 70% fölötti részarányával a szelvény alsó rétegeiben is ez az uralkodó szemcsefrakció. 21
3. ábra. A POF2-es, tetıszintben található furásszelvény szemcseösszetételi diagramja 4.2.1.2. A lejtın kialakított furat szemcseösszetételének elemzése A tetıszint és a holtágak közötti területet összekötı lejtı közepén mélyítettük a POF1- es fúrást. A furat talpmélysége 240 cm, a megütött vízszint 220 cm mélységben húzódott a nyugalmi vízszint pedig 160 cm-es mélységben állt be. A POF1-es furat mintegy 70 méterre található a POF2-es furattól, 2,75 méterrel alacsonyabb helyzetben. A szelvény szemcseösszetételét vizsgálva azt láthatjuk, hogy a tetı szintben mélyített szelvénnyel összehasonlítva itt lényegesen nagyobb a finomabb szemcsefrakciók (iszap, agyag) aránya, azonban a homokfrakciók (finom és durva homok) még így is dominálnak a szelvényben, egyetlen megmintázott rétegben sem csökken 60% alá az együttes részarányuk (4. ábra). A szelvényben lefelé haladva folyamatosan nı a durva homok frakció aránya, a legalsó, 220-240 cm-es rétegben már csaknem 75%-ot tesz ki. A talajvíz horizontális áramlásának szintjében tehát nagyobb vízáteresztı képességő rétegek húzódnak. A vertikális vízmozgás esetében azonban a felsıbb szintek is lényeges szerepet játszanak. 22
4. ábra. A POF1-es, lejtın kialakított furásszelvény szemcseösszetételi diagramja 4.2.1.3. A holtmeder mentén kialakított furatok szemcseösszetételének elemzése A holtmeder mentén két furatot is bevontunk a vizsgálatba (POF3, POF4), mert a holtmedrek elárasztása esetén ezek a térszínek már víz alá kerülnek, emiatt nagyon fontos tudni, hogy a beszivárgási viszonyok hogyan alakulnak ezen a területen. A POF3-as furat talpmélysége 120 cm, a POF4-es furaté pedig 100 cm. A megütött talajvízszint a POF3-as furatban 100 cm, a POF4-es esetében 90 cm volt. A nyugalmi vízszintek ennél magasabban álltak be, a POF3-as furatban 41 cm-es, a POF4-es furatban pedig 37 cm-es mélységben. A két szelvényt megvizsgálva azt tapasztaltuk, hogy az egyes szemcsefrakciók egymáshoz viszonyított arányában nem mutatkozott lényeges különbség sem a szelvényeken belül, sem a két szelvény között (5-6. ábra). Mindkét szelvény valamennyi megmintázott rétegében a finom homok frakció az uralkodó, az agyagfrakció pedig a legkisebb arányban jelenlévı szemcsetartomány. A POF3-as szelvényben a durva homok frakció aránya valamivel nagyobb a POF4-es szelvénynél, s itt 80 cm-es mélységig enyhe növekedés is tapasztalható. A POF 4-es szelvényben alig változik az egyes szemcsefrakciók aránya, mindössze a 60-80 cm közötti rétegben tapasztalható egy jelentısebb mértékő növekedés az agyagfrakció esetében, miközben a finom homok frakció aránya több mint 10%-kal lecsökken. 5. ábra. A POF3-as, furásszelvény szemcseösszetételi diagramja 23
6. ábra. A POF4-es, furásszelvény szemcseösszetételi diagramja 4.2.2. A talajtani alaptulajdonságok vizsgálata a furatokban 4.2.2.1. Humusztartalom A humusztartalom rendszerint magas a területen, ami a csernozjom talajok esetében várható is. A POF2 furat esetében (7. ábra) megerısítést nyer a talajszelvényeknél tapasztalt tendencia a mélységbeli eloszlás tekintetében. 0-20 cm 40-60 cm 80-100 cm 120-140 cm 160-180 cm 200-220cm humusz % 0 1 2 3 4 5 240-260cm humusz % 280-300 cm 320-340 cm 360-380cm 400-420 cm 440-460 cm 480-500 cm 7. ábra. A POF2 furat humusztartalma 60 cm-es mélységben kb. felére esik vissza a humusztartalom és jól látszik az is, amikor elérjük a talajképzı kızetet, kb. 120 cm-es mélységben. A mélyebb részeken a 24
kisebb ingadozó értékek jelzik, hogy a talajosodási folyamatok ebben a mélységben már nem hatnak, a humusztartalom legfeljebb csak az állatjáratoknak köszönhetıen kerülnek ebbe a szintbe. Illetve ne feledjük, hogy az általunk alkalmazott Tyurinmódszer alapja az oxidáció, így nemcsak szerves anyagot mutatunk ki (a humuszos rétegben nagy biztonsággal igen), hanem kálium-bikromáttal oxidálható anyagokat is (ilyen például a vas). A POF1 furat esetében a tendencia hasonló, mint a PF2-nél volt, de itt e lejtıs szakaszon, épp az eróziós sáv alatt potenciálisan már egy kis áthalmozással is számolhatunk: a felsıbb térszínrıl lepusztul talaj már itt is akkumulkálódik. Ezt erısíti a 100 cm alatti rétegekben az 1% feletti humusztartalom is (8. ábra). humusz % 0 2 4 6 8 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 60-80cm 80-100 cm 100-120cm 120-140 cm 140-160 cm 160-180 cm 180-200 cm 200-220cm 220-240 cm humusz % 8. ábra. A POF1 furat humusztartalma Mind a POF3, mind a POF4 esetében fıleg a felsı 40 cm-es rétegben 10% feletti humusztartalmat tapasztalunk (9-10. ábra). Mindkét furatot a csatorna partján létesítettük. Ez a magas szervesanyag-tartalom, a réties jelleg a víz közelségének, a magasabb talajvíz következménye. A mélyebb rétegek relatíve magasabb humusztartalma a le nem bomlott szerves anyag miatt fordulhat elı. humusz % 0 2 4 6 8 10 12 0-20 cm 40-60 cm 80-100 cm humusz % 9. ábra. A POF3 furat humusztartalma 25
humusz % 0 5 10 15 0-20 cm 40-60 cm humusz % 80-100 cm 10. ábra. A POF4 furat humusztartalma 4.2.2.2. Kémhatás A furatok kémhatását egyrészt a desztillált vizes (ph H2O ), másrészt a kálium-kloridos (ph KCl ) ph-ként elemeztük és jellemeztük (11-18. ábra). ph (H2O) 7 7.5 8 8.5 ph (KCl) 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 60-80cm 80-100 cm 100-120cm 120-140 cm 140-160 cm 160-180 cm 180-200 cm 200-220cm 220-240 cm ph (H2O) 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 60-80cm 80-100 cm 100-120cm 120-140 cm 140-160 cm 160-180 cm 180-200 cm 200-220cm 220-240 cm ph (KCl) 11. ábra. A POF1 furat kémhatása (ph H2O ) 12. ábra. A POF1 furat kémhatása (ph KCl ) ph (H2O) 0 2 4 6 8 10 ph (KCl) 0 2 4 6 8 10 0-20 cm 0-20 cm 40-60 cm 40-60 cm 80-100 cm 80-100 cm 120-140 cm 120-140 cm 160-180 cm 160-180 cm 200-220cm 200-220cm 240-260cm ph (H2O) 240-260cm ph (KCl) 280-300 cm 280-300 cm 320-340 cm 320-340 cm 360-380cm 360-380cm 400-420 cm 400-420 cm 440-460 cm 440-460 cm 480-500 cm 480-500 cm 13. ábra. A POF2 furat kémhatása (ph H2O ) 14. ábra. A POF2 furat kémhatása (ph KCl ) 26
ph (H2O) 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 ph (KCl) 6.9 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 0-20 cm 40-60 cm 80-100 cm ph (H2O) 0-20 cm 40-60 cm 80-100 cm ph (KCl) 15. ábra. A POF3 furat kémhatása (ph H2O ) 16. ábra. A POF3 furat kémhatása (ph KCl ) ph (H2O) 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 ph (KCl) 6.7 6.8 6.9 7 7.1 7.2 7.3 0-20 cm 40-60 cm ph (H2O) 0-20 cm 40-60 cm ph (KCl) 80-100 cm 80-100 cm 17. ábra. A POF4 furat kémhatása (ph H2O ) 18. ábra. A POF4 furat kémhatása (ph KCl ) A talajok kémhatása rendszerint semleges, vagy gyengén lúgos. Ennek azért van jelentısége, mert a felszínen lefolyó vizek kémhatása is ebbe az irányba változik a talajjal való érintkezés során. A csapadékvíz ph-ja még 5,8-5,9 körüli, de a lefolyás során a talajjal való érintkezés miatt ez változik, mégpedig lúgos lesz. A felszínen kicsit kisebb a ph, de a mélyebb rétegekben, kb. 1 méteres mélységtıl 8 feletti. Különösen a POF2 esetében szembetőnı a változás mértéke: 6,55-rıl 8,78-ra emelkedik a ph. Vagyis (az egyes besorolások szerint) gyengén savas ph-tól a gyengén lúgosig jutunk el. A desztillált vizes és KCl-os ph közötti különbség minden esetben 1 alatt marad, vagyis (már a desztillált vizes ph-ból is látszódóan) potenciális savanyúsággal nem számolhatunk. 4.2.2.3. Szénsavas mésztartalom A szénsavas mész jelenléte kedvezı a talajokban, mivel kötıanyagként részt vesz a szerkezeti elemek képzésében, illetve stabilitásuk, vízállóságuk fokozásában. A humuszanyagokkal kalcium-humátokat képezve, hozzájárulhat a morzsás szerkezeti elemek kialakulásához, mely agronómiai szempontból kedvezı talajtulajdonság. A tervezési terület talajaiban az aránya átlagosan egész szelvényre vonatkoztatva 2,5-3,5% körüli, ami gyengén meszes talajként értékelhetı. Ugyanakkor, ha a konkrét mintákat nézzük, akkor néhány esetben találunk 5% feletti mésztartalmat is, ami pedig már a közepes mészellátottság alsó határának tekinthetı (19-22. ábra). 27
CaCO3 (%) 0 1 2 3 4 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 60-80cm 80-100 cm 100-120cm 120-140 cm 140-160 cm 160-180 cm 180-200 cm 200-220cm 220-240 cm CaCO3 (%) 19. ábra. A POF1 furat szénsavas mésztartalma CaCO3 (%) 0 2 4 6 8 0-20 cm 40-60 cm 80-100 cm 120-140 cm 160-180 cm 200-220cm 240-260cm CaCO3 (%) 280-300 cm 320-340 cm 360-380cm 400-420 cm 440-460 cm 480-500 cm 20. ábra. A POF2 furat szénsavas mésztartalma CaCO3 (%) 0 1 2 3 4 0-20 cm 40-60 cm 80-100 cm CaCO3 (%) 21. ábra. A POF3 furat szénsavas mésztartalma 28
CaCO3 (%) 0 1 2 3 4 5 6 0-20 cm 40-60 cm CaCO3 (%) 80-100 cm 22. ábra. A POF4 furat szénsavas mésztartalma 4.2.3. A fémtartalom vertikális eloszlásának vizsgálata a furatokban 4.2.3.1. A kobalttartalom vertikális eloszlása A kobalt esszenciális nyomelem, a B 12 vitamin alkotórésze. Erıs komplexképzı, képes helyettesíteni más tápelemeket biológiailag aktív helyeken, vagyis csökkenti ezek felvehetıségét. A kobaltfelesleg vashiányt okoz a növényekben, emellett néhány növény (pl. bab) igen érzékeny a kobaltra, míg mások akár 500-800 mg/kg-ot képesek felhalmozni (Clotoralia cobalticola). Egyes mikroorganizmusok különösen a nitrogénkötı baktériumok mőködéséhez nélkülözhetetlen. Természetes körülmények között a mérgezés ritka, sokkal gyakoribb a kobalthiány. Mintáink kobalttartalma átlagosan 10 mg/kg, mely valamivel alatta van a hazai talajok átlagának, vagyis inkább kobalthiányról beszélhetünk, mintsem toxikus koncentrációkról. A legnagyobb koncentráció is 15 mg/kg alatt marad, a legkisebb pedig 7,5 mg/kg (POF2 120-140 cm) (23-26. ábra). Co mg/kg 0 2 4 6 8 10 12 14 POF1 0-20 POF1 20-40 POF1 40-60 POF1 60-80 POF1 80-100 POF1 100-120 POF1 120-140 POF1 140-160 POF1 160-180 POF1 180-200 POF1 200-220 POF1 220-240 Co mg/kg 23. ábra. A kobalttartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban 29
Co mg/kg 0 5 10 15 POF2 0-20 POF2 40-60 POF2 80-100 POF2 120-140 POF2 160-180 POF2 200-220 POF2 240-260 Co mg/kg POF2 280-300 POF2 320-340 POF2 360-380 POF2 400-420 POF2 440-460 POF2 480-500 24. ábra. A kobalttartalom vertikális eloszlása a POF2-es furatban Co mg/kg 0 2 4 6 8 10 12 14 POF3 0-20 POF3 20-40 POF3 40-60 POF3 60-80 Co mg/kg POF3 80-100 POF3 100-120 25. ábra. A kobalttartalom vertikális eloszlása a POF3-as furatban Co mg/kg 0 5 10 15 20 POF4 0-20 POF4 20-40 POF4 40-60 Co mg/kg POF4 60-80 POF4 80-100 26. ábra. A kobalttartalom vertikális eloszlása a POF4-es furatban 30
4.2.3.2. A nikkeltartalom vertikális eloszlása A nikkel esszenciális nyomelem, bizonyos koncentráció felett mind a növényekre, mind az állatokra és az emberre toxikus. A túl sok nikkel erıs kelátképzı hatásával (más esszenciális nehézfémek kiszorításával), valamint növények tápanyagfelvételére és gyökérnövekedésére gyakorolt gátló hatásával okoz problémákat (10-100 mg/kg felvétele esetén). Állatok esetében a mérgezés esélye kicsi, számottevıbb a hiány jelentısége: számos enzim alkotóeleme (pl. ureáz), befolyásolja a szénhidrátanyagcserét, felborul a vas- és kalcium-anyagcsere. Mintáink 19 mg/kg-os átlagos nikkeltartalma nem mondható magasnak a hazai átlag 5-50 mg/kg-os értékeihez viszonyítva (27-30. ábra). Ni mg/kg 0 5 10 15 20 25 POF1 0-20 POF1 20-40 POF1 40-60 POF1 60-80 POF1 80-100 POF1 100-120 POF1 120-140 POF1 140-160 POF1 160-180 POF1 180-200 POF1 200-220 POF1 220-240 Ni mg/kg 27. ábra. A nikkeltartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban Ni mg/kg 0 5 10 15 20 25 30 35 POF2 0-20 POF2 40-60 POF2 80-100 POF2 120-140 POF2 160-180 POF2 200-220 POF2 240-260 Ni mg/kg POF2 280-300 POF2 320-340 POF2 360-380 POF2 400-420 POF2 440-460 POF2 480-500 28. ábra. A nikkeltartalom vertikális eloszlása a POF2-es furatban 31
Ni mg/kg 0 5 10 15 20 25 30 POF3 0-20 POF3 20-40 POF3 40-60 Ni mg/kg POF3 60-80 POF3 80-100 POF3 100-120 29. ábra. A nikkeltartalom vertikális eloszlása a POF3-as furatban Ni mg/kg 0 5 10 15 20 25 30 35 POF4 0-20 POF4 20-40 POF4 40-60 Ni mg/kg POF4 60-80 POF4 80-100 30. ábra. A nikkeltartalom vertikális eloszlása a POF4-es furatban 4.2.3.3. A cinktartalom vertikális eloszlása A cink minden élılény számára fontos elem, számos enzim alkotórésze, szabályozza a szénhidrátok átalakulását és az oxidációs folyamatokat. 10-20 mg/kg koncentráció esetén cinkhiány lép fel, 400 mg/kg felett pedig mérgezési tüneteket okoz, mely a növényi fejlıdést gátolja, terméshozam-csökkenést okoz. A magyarországi erdıtalajok átlagos cinktartalma 70-115 mg/kg, így a mintáink 48 mg/kg-os koncentrációja alacsonynak mondható. Ez a kis érték mint ahogy már a korábbiakban is utaltunk rá annak a következménye, hogy az agyagtartalom (mint szervetlen kolloid, ahol a fémek meg tudnának kötıdni) is kicsi, mindössze 6-8%-nyi (31-34. ábra). Zn mg/kg 0 20 40 60 80 100 120 140 POF1 0-20 POF1 20-40 POF1 40-60 POF1 60-80 POF1 80-100 POF1 100-120 POF1 120-140 POF1 140-160 POF1 160-180 POF1 180-200 POF1 200-220 POF1 220-240 Zn mg/kg 31. ábra. A cinktartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban 32
Zn mg/kg 0 20 40 60 80 100 120 140 POF2 0-20 POF2 40-60 POF2 80-100 POF2 120-140 POF2 160-180 POF2 200-220 POF2 240-260 Zn mg/kg POF2 280-300 POF2 320-340 POF2 360-380 POF2 400-420 POF2 440-460 POF2 480-500 32. ábra. A cinktartalom vertikális eloszlása a POF2-es furatban Zn mg/kg 0 20 40 60 80 100 120 POF3 0-20 POF3 20-40 POF3 40-60 Zn mg/kg POF3 60-80 POF3 80-100 POF3 100-120 33. ábra. A cinktartalom vertikális eloszlása a POF3-as furatban Zn mg/kg 0 20 40 60 80 POF4 0-20 POF4 20-40 POF4 40-60 Zn mg/kg POF4 60-80 POF4 80-100 34. ábra. A cinktartalom vertikális eloszlása a POF4-es furatban 33
4.2.3.4. A réztartalom vertikális eloszlása A réz olyan elem, amibıl ha kevés van, hiánybetegséget okoz, ha sok, akkor pedig toxikus. Nagy mennyiségben a növényekbe jutva reakcióba lép a sejtmembránnal, megváltoztatja áteresztıképességét, szerves molekulákkal erıs kelátokat képezve át is juthat rajta, emellett gátolja az enzimek mőködését. Leginkább a gabonafélék, a pillangósok, a citruscsemeték és a spenót érzékenyek a rézre (Csathó, 1994). Esetünkben sehol sem magas a koncentráció, átlagosnak mondható. Inkább az a veszély fenyeget, hogy a ph-csökkenés miatt a könnyebben mobilizálható réz kimosódik és a növények nem tudnak eleget felvenni belıle, mint esszenciális nyomelembıl. A réztartalom vertikális eloszlását a 35-38. ábrákon mutatjuk be. Látható, hogy a réztartalom a vizsgált szelvényekben általában a mélységgel növekszik. Ennek az lehet a magyarázata, hogy a réz organofil elem, ezért a szerves anyagokban gazdagabb, felszínközeli talajszintekben dúsul fel. A legmélyebb POF2-es szelvényben a többi vizsgált fémhez hasonlóan több üledékképzıdési ciklus mutatható ki. Miután a tervezési területen korábban több folyó is lerakta üledékeit, elképzelhetı, hogy a szelvényben mutatkozó különbségek arra vezethetık vissza, hogy a folyókkal együtt a vízgyőjtıterület is megváltozott, így az onnan elszállított és a területen felhalmozott üledékek ásványi összetételében is változás következett be. Cu mg/kg 0 5 10 15 20 25 30 POF1 0-20 POF1 20-40 POF1 40-60 POF1 60-80 POF1 80-100 POF1 100-120 POF1 120-140 POF1 140-160 POF1 160-180 POF1 180-200 POF1 200-220 POF1 220-240 Cu mg/kg 35. ábra. A réztartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban 34
Cu mg/kg 0 5 10 15 20 25 30 POF2 0-20 POF2 40-60 POF2 80-100 POF2 120-140 POF2 160-180 POF2 200-220 POF2 240-260 Cu mg/kg POF2 280-300 POF2 320-340 POF2 360-380 POF2 400-420 POF2 440-460 POF2 480-500 36. ábra. A réztartalom vertikális eloszlása a POF2-es furatban Cu mg/kg 0 5 10 15 20 25 30 35 POF3 0-20 POF3 20-40 POF3 40-60 Cu mg/kg POF3 60-80 POF3 80-100 POF3 100-120 37. ábra. A réztartalom vertikális eloszlása a POF3-as furatban Cu mg/kg 0 10 20 30 40 POF4 0-20 POF4 20-40 POF4 40-60 Cu mg/kg POF4 60-80 POF4 80-100 38. ábra. A réztartalom vertikális eloszlása a POF4-es furatban 35
4.2.3.5. A mangántartalom vertikális eloszlása A mangán esszenciális nyomelem, fontos enzimek mőködését irányítja. A hazai talajok átlagos mangántartalma 100-1100 mg/kg, szennyezettnek a 4000 mg/kg feletti mennyiséget tartalmazó talaj tekinthetı. Mintáinkban az átlagos koncentráció 279 mg/kg, így mennyisége bár az átlagos tartományban van, annak az alsó határa közelében van. A mangántartalom vertikális alakulását a 39-42. ábrákon láthatjuk. Mn mg/kg 0 100 200 300 400 500 POF1 0-20 POF1 20-40 POF1 40-60 POF1 60-80 POF1 80-100 POF1 100-120 POF1 120-140 POF1 140-160 POF1 160-180 POF1 180-200 POF1 200-220 POF1 220-240 Mn mg/kg 39. ábra. A mangántartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban Mn mg/kg 0 200 400 600 800 POF2 0-20 POF2 40-60 POF2 80-100 POF2 120-140 POF2 160-180 POF2 200-220 POF2 240-260 Mn mg/kg POF2 280-300 POF2 320-340 POF2 360-380 POF2 400-420 POF2 440-460 POF2 480-500 40. ábra. A mangántartalom vertikális eloszlása a POF2-es furatban 36
Mn mg/kg 0 100 200 300 400 POF3 0-20 POF3 20-40 POF3 40-60 Mn mg/kg POF3 60-80 POF3 80-100 POF3 100-120 41. ábra. A mangántartalom vertikális eloszlása a POF3-as furatban Mn mg/kg 0 50 100 150 200 250 POF4 0-20 POF4 20-40 POF4 40-60 Mn mg/kg POF4 60-80 POF4 80-100 42. ábra. A mangántartalom vertikális eloszlása a POF4-es furatban 4.2.3.6. A vastartalom vertikális eloszlása A vas az elızı fémekhez hasonlóan esszenciális nyomelem, szerepe van a hemoglobin és a mioglobin felépítésében, részt vesz a sejtek elektronszállító rendszerében, regenerációjában és az immunrendszer mőködésében. Átlagos koncentrációja a hazai talajokban 4-6%, mintáinkban 1,02%, vagyis jóval átlag alatti a mennyiség. Ez azért is fontos információ, mert mind a mangán, mind a vas hidroxidként, oxihidroxidként kolloid szerepet tölt be a talajokban. Különösen olyan talajokban töltenek be jelentıs szerepet, mint amelyek a tervezési területen is találhatók, ahol az agyag koncentrációja ennyire kicsi. A vastartalom vertikális alakulását a 43-46. ábrákon mutatjuk be. Fe mg/kg 0 5000 10000 15000 POF1 0-20 POF1 20-40 POF1 40-60 POF1 60-80 POF1 80-100 POF1 100-120 POF1 120-140 POF1 140-160 POF1 160-180 POF1 180-200 POF1 200-220 POF1 220-240 Fe mg/kg 43. ábra. A vastartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban 37
Fe mg/kg 0 5000 10000 15000 20000 POF2 0-20 POF2 40-60 POF2 80-100 POF2 120-140 POF2 160-180 POF2 200-220 POF2 240-260 Fe mg/kg POF2 280-300 POF2 320-340 POF2 360-380 POF2 400-420 POF2 440-460 POF2 480-500 44. ábra. A vastartalom vertikális eloszlása a POF2-es furatban Fe mg/kg 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 POF3 0-20 POF3 20-40 POF3 40-60 Fe mg/kg POF3 60-80 POF3 80-100 POF3 100-120 45. ábra. A vastartalom vertikális eloszlása a POF3-as furatban Fe mg/kg 0 5000 10000 15000 20000 POF4 0-20 POF4 20-40 POF4 40-60 Fe mg/kg POF4 60-80 POF4 80-100 46. ábra. A vastartalom vertikális eloszlása a POF4-es furatban 38
4.2.3.7. A nátriumtartalom vertikális eloszlása A nátrium koncentrációja a talajban szikesedési folyamatokat indíthat el, mely egyrészt a talajtulajdonságokra gyakorol kedvezıtlen hatást, másrészt a sótartalomra érzékeny növények elpusztulnak, vagy terméshozamuk visszaesik. A nátrium a talaj humuszanyagaival nátrium-humátokat képezhet, amely jelentısen lerontja a talaj szerkezetét, hátrányosan befolyásolja a talaj vízgazdálkodási tulajdonságait, végeredményben csökkenti a termıképességet. A tervezési területen a nátrium mennyiségével kapcsolatban azt tapasztaltuk, hogy ez a mennyiség már figyelemre méltó, ezért a szikesedés, mint talajképzı folyamat megjelenik a tervezési területen, azonban általában alárendelt szerepet játszik (47-49. ábra). Bár a mérés maga nem kicserélhetı oldatból történt (így kis mértékben a csillámok, ezek közül is a muszkovit a kicserélhetı hányadon túl a rácsban kötött mennyiséggel is terhelik a mérésre kerülı extraktumot), az eredmények azonban jól tükrözi azt, hogy a nátrium nagy mennyiségben van jelen a tervezési területen. A talajvíz eredetre a kémhatáson túl az is utal, hogy a mélység felé a koncentráció nı. 47. ábra. A nátriumtartalom vertikális eloszlása a POF1-es furatban 39