Talajképző folyamatok: szikesedés és a szikes talaj javítása Blaskó Lajos phd-kurzus 2014.04.17
A szikesdés kb. 3.8 millió hektárra terjed ki Európában
Szikes talajok Európában (Forrás: Szabolcs I., 1974) Európában szikes talajok A Kárpát-medencében, Romániában, Bulgáriában, Ukrajnában, Oroszországban Franciaországban és az Ibériai félszigeten fordulnak elő Kontinentális és mediterrán klímaövezetek
A szikesedés költségei Európában Yearly cost of salinisation in selected countries (million ) (LB: lower bound; UB: upper bound) Spain Hungary Bulgaria LB UB LB UB LB UB On-site costs Off-site costs Agricultural yield losses Infrastructure damage Environmental damage 42.71 137.64 70.16 133.91 1.08 5.38 12.08 18.23 1.32 4.83 7.29 0.53 Total 59.62 154.55 95.68 159.43 2.93 7.23 Luca Montanarella min max EUROPEAN COMMISSION JOINT RESEARCH CENTRE Institute for Environment and Sustainability TP 280I-21020 Ispra (VA), Italy
Szikesedés Na felhalmozódás a talajoldatban és/vagy a kolloidok felületén
Szikesedés/sófelhalmozódás (Várallyay et al.,2005) Felhalmozódás Na + a szilárd!!! és/vagy folyadék! Mg 2+ fázisban kics. Na + : ESP (szolonyec) lúgos kémhatás (ph) Oldható sók(semleges, lúgosahidrolizáló) (szoloncsák)! Korlátozott termékenység: fiziológiai víz tápanyag felvétel toxicitás fizikai: extrém vízgazdálkodás!!
Salinity/sodicity Salt-affected soils are soils that contain considerable amounts of exchangeable sodium-ions and/or soluble salts. accumulation of Na + in the solid!!! and/or liquid! Mg ++ phases of the soil exch. Na + : ESP (sodicity) soluble salts (salinity)
A magnézium hatása Mg 2+ has the largest hydrated radius among all cations although its ionic radius is the smallest. A kedvezőtlen hatás oka: a Mg-ion hidratált ionátmérője nagyobb, mint a kalcium ioné. Következésképp a a kicserélhető magnéziumot tartalmazó talaj több vizet adszorbeál. A magnézium növeli a talajrészecskék duzzadását, diszperzióját, csökkenti az aggregátumok stabilitását. Rontja a talaj vízvezető képességét. http://www.clays.org/journal/arc hive/volume%2043/43-4- 433.pdf Keren, R. 1991. Specific effect of magnesium on soil erosion and water infiltration. Soil Sci. Soc. Am. J. 55:783-787.
Magnézium szikesedés
Néhány külföldi irodalmi forrás a Mg talajfizikai hatásáról S. NARASIMHA RAO AND PAUL K. MATHEW: EFFECTS OF EXCHANGEABLE CATIONS ON HYDRAULIC CONDUCTIVITY OF A MARINE CLAY http://www.clays.org/journal/archive/volume%2043/43-4-433.pdf Keren, R. 1991. Specific effect of magnesium on soil erosion and water infiltration. Soil Sci. Soc. Am. J. 55:783-787. Summer, M. E. 1993. Sodic soils: new perspectives. Aust. J. Soil Res. 31:683-750.
A kedvezőtlen hatások nagy Mg-telitettség mellett mutathatók ki.
Saját vizsgálatok magnézium fizikai hatásairól Jelentősebb kedvezőtlen hatás: A humuszminőség (a Ca-mal telített humusz aránya) romlott Mg kezelés hatására. A magnéziumra visszavezethető talajfizikai hatások; úgymint a duzzadás/zsugorodás, peptizációs hajlam, higroszkóposság, holtvíztartalom növekedés, nem túl jelentősek. A magnézium talajfizikai tulajdonságokban is megnyilvánuló károsításával elsősorban a Na és Mg együttes hatásaként kell számolnunk. Blaskó L. Karuczka: Zárójelentés: A T-022704 OTKA nyilvántartási számú A magnézium felhalmozódás okainak és talajtani hatásainak kutatása. című témáról (1997-2000.)
A Mg hatásai Többváltozós regresszió analízis az AL-oldható Ca, Mg, Na kapilláris vízemelésre gyakorolt hatásáról réti szolonyec talajon Független változó: X 1 =AL-Ca, X 2 =AL-Mg, X 3 =AL-Na meé/100 g Függő változó: kapilláris vízemelés (5 óra) R 2 = 0,632447 Paraméter Érték Hiba t-érték Prob>/t/ (A) 8,64247 0,2284 37,8386 0,0001 b 1 (Ca) 0,004 0,00589 0,67886 0,498 b 2 (Mg) -0,0971 0,07569-12831 0,20097 b 3 (Na) -1,6367 0,10611-15,424 0,0001 Blaskó L. Karuczka: Zárójelentés: A T-022704 OTKA nyilvántartási számú A magnézium felhalmozódás okainak és talajtani hatásainak kutatása. című témáról (1997-2000.)
Szikes Kicserélhető Na>5 % Kicserélhető Mg>30 %
Só-felhalmozódást okozó természeti tényezők: Nátriumot tartalmazó ásványok mállása, a keletkező nátrium sók korlátozott kílúgzódása Talajvízszint emelkedés természetes hatásra. A klímatikus vízhiány (PET-Cs) növekedése A terület elárasztása nagy sótartalmú vizekkel. Széllel szállított nagy sótartalmú talajrészecskék lerakódása (Tengerpart menti sávokban).
A terület elárasztása nagy sótartalmú vizekkel. 2004: The total inundated zone is estimated at ca. 60 000 sq. km. http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/themes/salinization/
Az emberi tevékenységre visszavezethető sófelhalmozódás: Öntözés nagy sótartalmú vizekkel. Emelkedő talajvízszint emberi tevékenység következtében (béleletlen csatornákból való szivárgás, víztározók, mesterséges tavak az öntözővíz egyenetlen kijuttatása, nem megfelelő vízelvezetés). Trágyák, javítóanyagok használata, különösen intenzív agrotechnika körülményei között és korlátozott kilúgzás esetén; Hulladékvizek (termálvíz, stb.) kihelyezése szennyvizzel való öntözés. A talaj szennyezése sós vizekkel és ipari melléktermékekkel.
A szikesedés következményei: (Várallyay et al.,2005) Nővényi élet (talajtermékenység, mezőgazdasági termelés: termeszthető növények és ezek termése; természetes vegetáció, ökoszisztémák) A talajélet (biodiverzitás /biológiai sokféleség/ ); A talajok érzékenysége (megnövekedett eróziós potenciál, sivatagosodás, szerkezet leromlás, aggregátumok szétesése, talajtömörödés); Hidrológiai ciklus, vízgazdálkodás (az extrém víháztartási helyzetek (árvíz, belvíz, túlnedvesedés, aszály) növekvő kockázata gyakoriság, tatama, erőssége); Az elemek megváltozott bio-geokémiai körforgalma (növényi tápanyagok, szennyezők, és egyéb káros elemek, vegyületek)
Talaj-degradációs folyamatok kölcsönhatásai Erózió Szerves anyag Tőmőrödés Biodiverzitás csökkenése Árvíz, belvíz, főldcsuszamlás Lokális és diffuz szennyeződés Szikesedés Talajkérgesedés (Várallyay et al.,2005)
TALAJDEGRADÁCIÓS RÉGIÓK
Magyarország talajai Genetikailag szikes talajaink területe 560 ezer ha. A másodlagosan szikesedéstől veszélyeztetett területek mélyben sós nagysága elérte a 400 ezer ha-t.(ksh,1986), vagyis a szikesedés problémája mintegy 960 ezer ha területet érint.
0,2-2m talajvíz A szikes talaj kialakulása: csapadék kevesebb, mint a párolgás PÁROLOGTATÓ TÍPUSÚ TALAJ -magas talajvíz -a talajvíz sós - benne sok Na párolgás Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
Kapilláris emelkedés meghatározó szerepe a sók felemelkedésében A porozitás teszi lehetővé, hogy a víz megtalálja útját az talajban. A víz a kapillárisok ereje révén szívódik fel az anyagban. A kapilláris nedvesség felszívódása mérhető. Ez az erő a víz molekuláinak a pórusok vége felé törekvő tulajdonsága révén alakul ki.
Felszálló nedvesség - Kapillárisok r h h = 2 x felületi feszültség r x sűrűség x gravitáció Normál esetben ez azt jelenti, hogy h = 0.000014 m 2 r A nedvesség felszívódásának magassága (h) fordítottan aránylik a kapilláris sugarához (r). Ha a pórus mérete 0,1 mm, a nedvesség 14 cm magasra emelkedik, de ha 0,01 mm a pórus mérete, a nedvesség magassága 1,4 m is lehet. A talajbankialakuló pórusok akár 0,001 mm-esek is lehetnek, tehát >> sok lehetőség van a felszálló nedvesség kialakulására.
Önszabályozó visszacsatolási folyamat? A Na-tartalom növekedése csökkenti a kapilláris emelkedést
Önszabályozó folyamat? A Na-tartalom növekedése csökkenti a kapiilárisemelkedést Mi a helyzet a nyomás alatt levő talajvízzel? Az AL- Na és a kapilláris emelés között meghatározott lineáris összefüggés alapján becsülve a karcag-pusztai réti szolonyec talajon talajon 5,5 meq/100g ALoldható Na tartalomnál (a kicserélő kapacitás 14-15%- ának megfelelő Na) peptizálódnak a talajrészecskék olyan mértében, hogy a talaj kapilláris emelőképessége lecsökken
Geomorfológiai és hidrológiai jellemzők, amelyek befolyásol(hat)ják a szikesedést
Medence jelleg
Medence jelleg
A medence két kapuja Dévény gate Dévényi kapu Iron gate Vaskapu
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 Feltöltődési folyamatok
Talajképző kőzet Talajképző kőzetek Alaphelyzet Lösz Ca-ban gazdag Folyóvízi üledék Alpokból eredő: sok Ca Kárpátokból:kevés Ca Homok: Duna-Tisza köze:caos Nyírség: kevés Ca Az elárasztás, a folyók vándorlása változatos kombinációkat hozott létre. A Nagykunságban szigetszerű löszmaradványok, víz által szállított átmosott löszön és folyóvízi üledékeken indult meg a talajképződés.
A tengeri eredetű sók elhelyezkedése A medence szélén: a felszínhez közel a medence belsejében: több száz méteres takaróréteg alatt
Magyarország vízzel borított és árvízjárta területei a folyószabályozási munkálatok előtt. 1 - időszakosan vízzel borított területek 2 - állandóan vízzel borított területek
Vízrajzi múlt
A nagykunsági zálogbirtok térképe Mikoviny Sámuel (1731) Hadtörténelmi Térképtár A A
Mirhó fok, Kakat ér- Kakat mocsár ----Az első gátépítési helyszín Mirhó fok 1785 Madaras Űllő Kakat ér Kakat mocsár
Hortobágyi híd, Zádor híd
A Zádoron vezető fábol készlült hidat először 1783-ban említik. 1805-ben újabb fahíd épült. 1806-1809 között épült meg a 9 nyílású kőhíd. Építésekor az ország leghosszabb boltozott kőhídja volt. Ezt a nagyszerű építményt pusztította el az 1830-as nagy árvíz. A hatalmas víztömeg sodorta el a Zádor-híd 2-2 szélső nyílását. A híd pusztulása miatt az országos közlekedés is megbénult egy ideig. A forgalom helyreállítása halaszthatatlan érdek volt, így amíg az árvíz nem vonult le, a híd pótlására egy fahidat építették Szvitek Ignác szolnoki ácsmester 24 nap alatt elkészítette az új hidat. A kőhíd helyreállításához 1833-ban kezdtek hozzá.
A nagykunsági zálogbirtok térképe Mikoviny Sámuel (1731) Hadtörténelmi Térképtár A A
A nagykunsági zálogbirtok térképe Mikoviny Sámuel (1731) Hadtörténelmi Térképtár Űllő A Karcag A
Mirhó fok, Kakat ér- Kakat mocsár ----Az első gátépítési helyszín Mirhó fok 1785 Madaras Űllő Kakat ér Kakat mocsár
Az egykori medreken keresztül a folyók ma is befolyásolhatják a felszínalatti vizeket.
Karcag környékének vízborítottsági állapota a folyószabályozás előtt Száraz Német sziget Időszakos vízborítás Szt. Ágota halom Tolvaj hát Kápolna hát Állandó Á vízborítás l Sárga halom Magyarka halom Túri hát Apavára sziget Hegedűs hát Kara János sziget Karcag környékének talajtípusai Mezőségi Szikes Réti
A megközelítés módszere: Talaj és vízforgalmi (csapadék, elfolyás, ráfolyás, talajvíz) folyamatok összefüggései catena
A megközelítés módszere: Talaj és vízforgalmi (csapadék, elfolyás, ráfolyás, talajvíz) folyamatok összefüggései catena Miért nem szikes a réti talaj? (a szikesedés éghajlati és hidrológiai feltételei fennállnak) Ráfolyás? Kisebb sótartalmú talajvíz?
Catena---talaj összefüggés
Réti talajok az időszakos átnedvesedés hatására keletkeznek, az időszakos levegőtlenség jellegzetes szervesanyagképződéssel jár. Az aneorob mikroorganizmusok fekete ragacsos humuszt hoznak létre, a mennyisége 3-6%. Az A-szint szemcsés, sokszögletű, szürkés színű. A B-szint hasábos, rozsdafoltok, vasborsók és glejfoltok mutatják a redukciót. Ezek a talajok nehezen művelhetők.
Vas kiválások réti talaj B-szintjében
Láptalajok: az év nagy részében vagy állandóan vízzel borított területeken buja lápi növényzet alakul ki, és jellemző a tőzegképződés. A talajvíz süllyedése után a láptalaj erősen zsugorodik, fokozódik a levegőzés, és a tőzeg rostos szerkezete átalakul, sötét humusz keletkezik, majd ez tovább bomolva kotu-vá alakul. A tőzeg alatt gyakran találunk mésziszapot. - mohaláp talajok: a tőzegmoha szerves anyagának felhalmozódása és humifikálódása útján keletkeznek. - rétláp talajok: különböző tulajdonságú és vastagságú tőzegrétegek építik fel. Legfelül van a koturéteg, alatta a szuroktőzeg, alatta glejes iszapot találhatunk. A humusztartalom a fölső rétegben 10-15%, az alatta levőben 20%. - lecsapolt és telkesített rétláp talajok: az emberi beavatkozás annyira megváltoztatta, a tulajdonságaikat hogy külön csoportba kell foglalni őket.
szoloncsákos réti talajok: ezt a talajtípust a réti talajfejlődés, és a sófelhalmozódás jellemzi. - szolonyeces réti talajok: a réti talajképző folyamatokhoz kismértékű szikesedés társul, amit a kicserélhető Na értékei jeleznek. - típusos réti talajok: löszös alapkőzeten, vagy karbonátos illetve mentes laza üledéken képződnek. A talajvíz szintje 3m-nél magasabban van. - öntés réti talajok: olyan öntésterületen alakul ki, mely mentesült az ismétlődő vízborítás alól, de a talajvíz közelsége vagy a régi elöntések még éreztetik a hatását. A talajfejlődés réti jellegű, de a szelvény morfológiájában az öntési eredet jól felismerhető. - lápos réti talajok: kialakulásukban mind a láposodási, mind a rétiesedési folyamat szerephez jutott. A vízgazdálkodása kedvező, a tápanyagellátottsága jó. - csernozjom réti talajok: olyan réti területek, melyek hosszabb ideje mentesek a felszíni-, és a talajvíz hatása alól.
Talajképző kőzet A talajszelvény rétegzettsége Abádszalók: réti öntés arcag: Réti ezőségi Asz. 6 szelvény: Homok Iszap Agyag Kg. 9 szelvény: Homok Iszap Agyag A 0-20 cm B1 20-50 cm B2 50-78 cm C1 78-105 cm C2 105-140 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 % 80 90 100 A 0-33 cm B 34-60 cm BC 60-107cm C 107-140 cm 0 10 20 30 40 50 % 60 70 80 90 100
A megközelítés módszere: Talaj és hidrológiai folyamatok összefüggései Catena
A Kárpát-medencét övező hegyvidéki területeken a csapadék meghaladja a lehetséges párolgást, ezért itt nagymérvű éghajlati vízfelesleg alakul ki. A medence belseje felé haladva a vízfelesleg nagysága csökken, sőt a medence belsejét elfoglaló síkvidéki területeken - ahol a lehetséges párolgás sokévi átlagban meghaladja a csapadékot - jelentékeny éghajlati vízhiány lép fel. Éghajlati feltétel
A talajok vízfogalmának alaptípusai Erős felszíni elfolyás Kilúgzásos típus Egyensúlyi típus Párologtató típus
Szikesedés a párologtató vízforgalmú talajokon
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 24 27 32 43 54 68 56 52 42 48 45 36 527 Párolgás (mm) 0 0 17 50 96 120 141 123 79 40 12 0 678 Csapadék-párolgás (mm) = éghajlati vízhiány +24 +27 +15-7 -48-52 -85-71 -37 +8 +33 +36-151 Kilúgozás Felfelé irányuló vízmozgás Kilúgozás
Talajvíz áramlás a medence belsejébe
Szikes talajok Magyarországon (Szabolcs,1974) Kloridos/szulfátos szoloncsák Szódás szoloncsák Szódás szoloncsákszolonyec Meszes réti szolonyec Meszes szolonyeces réti Réti szolonyec Szteppesedő réti szolonyec Szolonyeces réti Mélyben sós csernozjom Potenciálisan szikes
A szikes talajok típusai Szoloncsák Réti szolonyec talaj
Szoloncsák Folyamatok: Jellemző: sófelhalmozódás az A- szintben Talajvíz-szint 1m Nagy sókoncentráció Sókivirágzáok Monoton profil szoloncsák talajok: magasan elhelyezkedő talajvíz hatására alakulnak ki, a talajszelvény fehér vagy világosszürke Kifejezett hidromorf bélyegek
Szoloncsák a víz hatására kialakult hidromorf talajok, a tulajdonságaikat a talajvíz közelsége, illetve a benne oldott Na-sók határozzák meg. A vízben oldható sók mennyisége szerint megkülönböztetjük: - kevesebb, mint 0,05% : a termesztett növények nem érzékenyek rá. - 0,05-0,15% : gyengén szoloncsákos, a só-érzékeny növények nem termeszthetők. - 0,15-0,4% : szoloncsákos, csak kevés só-tűrő növény él meg. - 0,4-nél nagyobb % : erősen szoloncsákos, kultúrnövények nem termeszthetők.
A felfele áramló nedvesség hatására a talajoldat betöményedik, és a talajkolloidok felületén az Na-ion adszorbeálódik. A kicserélhető ionok mennyisége nem éri el az 5%-ot, akkor a talaj nem szikes. 5-15% között gyengén szikes, 15-25%-ig a talaj szikes és 25%-felett a talaj erősen szikes. A kolloidok felületén megkötött Naionok miatt a talaj nedvesen szétfolyó, szárazon pedig kőkemény. A Nasók milyensége alapján megkülönböztetünk semleges kémhatással oldódó sókat, és lúgosan hidrolizáló sókat. Az utóbbiak inaktiválják a lecserélt Ca-ionokat. A szikes talaj vízgazdálkodása, és a levegőzöttsége egyaránt rossz. -szoloncsák talajok: magasan elhelyezkedő talajvíz hatására alakulnak ki, a talajszelvény fehér vagy világosszürke. - szoloncsák-szolonyec talajok: a szintekre való tagozódás már felismerhető: - az A-szint 5cm körüli, szerkezet nélküli. - A B-szint szerkezete hasábos, tömött színe sötétebb, szürkésbarna. Humusztartalma 1%, a vízgazdálkodása rossz.
High soluble salt content: Saline soils In the context of agricultural problem soils, saline soils are soils in which a high salt content dominates the problems related to agricultural land use. They are characterized by an electrical conductivity (EC) of typically more than 15 ds/m. In the World Reference Base (WRB) soil classification system saline soils mainly occur in the Reference Soil Group of Solonchaks.
- Réti szolonyec talajok - a mélyebben fekvő talajvízszint csak az alsóbb szinteket tudja táplálni sókkal. - Az A-szintben a Na-ionok helyett a Ca-ionok veszik át a szerepet, így kialakulhat a morzsás szerkezet. A humusztartalom 2-3%, a vízgazdálkodásuk kedvezőbb az előbbieknél. - sztyeppesedő réti szolonyec talajok: a talajvízszint még mélyebben van, emiatt az A-szint vastagabb, a szikesedést okozó sók mélyebbre húzódnak. A humusztartalma 2-3%, és jelentős mértékben Ca-mal telített. - másodlagosan elszikesedett talajok: azok a talajok, melyek az emberi beavatkozás hatására. Ez a folyamat kétirányú lehet, másodlagos szolonyecesedés, és másodlagos szoloncsákosodás.
A szolonyec típusú szikesek kialakulása Előfeltételek: 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 tetejű oszlop: kilúgozás
Lekerekített tetejű oszlop: kilúgzás
High exch. Na+: ESP (sodicity): Sodic soils In the context of agricultural problem soils, saline soils are soils in which a high sodium content dominates the problems related to agricultural land use. They are characterized by a natric horizon associated with humus-rich surface horizons and saline subsoils In the World Reference Base (WRB) soil classification system sodic soils mainly occur in the Reference Soil Group of Solonetz..
Duzzadás/ zsugorodás/ repedezés szerepe a talaj képződésében
Zsugorodás(%) 100 KgRM 100 98 96 KpRsz KiuR 98 96 94 92 LkMM 94 92 90 90 88 88 86 Asz 86 60 50 40 30 20 10 Nedvességtartalom (W%) 0
Száradó szikes talaj
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 mélységétől függ. Kérges Közepes Mély *víz és tápanyag tározó képesség, gyökérzóna mélysége
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 levegőzöttsége egyaránt rossz.
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 levegőzöttsége egyaránt rossz. ph(h 2 O) 10,2 10,0 9,8 9,6 9,4 9,2 9,0 8,8 8,6 8,4 8,2 ph(h 2 O) Lin. Y=8,67+5,08X R=0,8357 n=131 p<0.0001 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Na 2 CO 3 %
Na-karbonát és a kicserélhető Na lúgosító hatása
A LÚGOS KÉMHATÁS (Na 2 CO 3 NaHCO 3, kicserélhetőna) FIZIKÓ-KÉMIAI HATÁSAI Lúgos kémhatás A talajkolloidok duzzadása nő A duzzadt agyag a vizet nem engedi át A sók nem moshatók ki A szódás szikesedés nehezen, ill. nem visszafordítható folyamat
Só és kicserélhető Na Talajfizikai hatások
Na a talaj/víz rendszerben Vízoldható só Kicserélhető Na só% elektromos vezetőképesség (EC) ds/m Indikátorok: Kics.NaT% = Kics. Na * 100 / T), Kics.NaS% = (KicsNa Na * 100 / Σ (Kics. Ca+Mg+K+Na) SAR = [Na + ]/([Ca 2+ ]+[Mg 2+ ]) ½
Koagulált kolloidokat tartalmazó talajban a víz az aggregátumok közötti nagy pórusokban mozog
A diszpergált talajrészecskék eltömik a pórusokat és akadályozzák a víz beszivárgását
Másodlagos szikesedés Okok: Talajvíz-szint emelkedés Öntözés Víztározók Halastavak Sós vizek kijuttatása
A másodlagos szikesedés jellemző esetei Ok: rossz Minőségű öntözővíz M É L Y S É G M É L Y S É G Ok: talajvízszint emelkedés Só és/vagy kicserélhető and/orsar Na-tartalom and/orsar növekedés A másodlagos szikesedés helye
Öntözővíz minősége Oldott anyagok: összes sótartalom (mg/l) vagy vezetőképesség; Na %; SAR érték; szódában kifejezett fenolftalein lúgosság..
Sótartalom Veszély TDS (ppm or mg/l) ds/m or mmhos/cm Nincs <500 <0.75 Kicsi 500-1000 0.75-1.5 Mérsékelt 1000-2000 1.5-3.00 Komoly >2000 >3.0 http://www.lenntech.com/applications/irrigation/salinity/salinityhazard-irrigation.htm#ixzz1u49hdgqk
Öntözővíz minősége Összes sótartalom: általában nem következik be sófelhalmozódás, ha az öntözővíz sókoncentrációja 500 mg/l-t nem haladja meg. Mély talajvizű, laza talajokon 500-1000 mg/l megengedett.
Az öntözővíz só-tatalma Az öntözés jelentős só-terhelést okoz még jó minőségű öntözővíz használata esetén is, amely általában 200-500mg/l oldható sót tartalmaz. 500 mg/l sótartalmú víz 1000m 3 -rében 0,5 t só van. 6000-10000m 3 /ha víz kiöntözése 3-5 t/ha só-terhelést okoz évente.
Öntözővíz minősége 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%.
Öntözővíz minősége 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. a Na arány nő, SAR-érték Lúgos közegben a talaj peptizálódik, az adszorpciós felület nagyobb lesz, Na adszorpció történik. A talajkolloidok duzzadása megnő
Öntözővíz minősége SAR érték: nátrium adszorpciós arány SAR Ca Na Mg 2 2 2 Szikesítő hatást fejezi ki. A víz koncentrációjának emelkedésével a szikesedés veszélye fokozódik.
Öntözővíz vezetőképessége (ECw) (ds/m 25 C) és SAR-értéke talaj (ECw) < 0.75 Kis só-tatalom (elfogadható) 0.75 3.0 Növekvő kockázat (közepes minőség) > 3.0 Súlyos kockázat (rossz minőség) SAR érték: < 10: elfogadható 10 25: közepes minőség > 25: rossz minőség) ECe talajkivonat (ds/m at 25 C) < 2 Kis hatás, ill. nincs hatása a növényekre 2 4 Csak az érzékeny növényekre hat 4 8 A legtöbb növényre kedvezőtlen hatású 8 16 A toleráns növényekre is hat > 16 A nagyon toleráns növényekre is hat ESP érték < 10 elfogadható 10 35 közepes > 35 sok From: Plant Nutrient Management in Hawaii s Soils, Approaches for Tropical and Subtropical Agriculture J. A. Silva and R. Uchida, eds. College of Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawaii at Manoa, 2000
Sótartalom átszámítások Vezetőképesség 1 S cm -1 (1 mho/cm) = 1000 ms/cm (1000 mmhos/cm) 1 ms/cm -1 (1 mmho/cm) = 1 ds/m = 1000 ms/cm (1000 micromhos/cm) Vezetőképesség mmol (+) per liter: mmol (+)/1 = 10 EC (ds/m) Öntözővíz és talajkivonat 0.1-5 ds/m.tartományban Vezetőképesség átszámítása ozmótikus nyomásra (OP): OP(bar) = 0.36 EC ( ds/m) Vezetőképesség átszámítása mg/l-re: mg/l = 640 EC (ds/m) Forrás: http://www.fao.org/docrep/x5871e/x5871e04.htm
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 tényezői: - talaj és öntözővíz sótartalma - a talaj vízgazdálkodási típusa - Eredmény: táblázatos, illetve grafikus formában a vizsgált talajra leolvasható a kritikus talajvízszint mélysége - Jellemző esetek: üzemi öntözőcsatornából történő öntözésben a mélyebb rétegek só felhalmozódása. Jó minőségű öntözővíz, de béleletlen földmedrű csatornák, csőkútból való öntözés többnyire rossz minőségű víz feltalaj másodlagos szikesedés.
A talajvízszint emelkedésre visszavezethető másodlagos szikesedés
A 2000 évi és az1956-1960 évek átlagos talajvíz-állás különbsége Forrás: Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Rt. Hidrológiai Intézet Öntözési monitoring
Az emelkedő talajvíz-szint által okozott másodlagos szikesedés néhány jellemző esete Hely Talajtípus Öntöző gép Sótartalom növekedés t/ha 0-40cm Sótartalom növekedés t/ha 40-100cm Besenyszög Réti talaj Waldhauser 0 9.52 Kuncsorba Réti talaj Linear 0.28 0.28 Kisújszállás Csernozjom-réti Bauer 1.1 3.34
Jász- Nagykun- Szolnok megyei öntözési monitoring 1989-1992 -62 vizsgált szelvényből 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 nőtt, ahol a talajvíz-szint 180-100 cmig emelkedett
Vízborításos sáv a csatorna mentén Karcag-Kisújszállás 2005 tavaszán
Rossz minőségű öntözővíz* által okozott másodlagos szikesedés * Németéri csatorna Elektromos vezetőképesség (EC)=0.95-3.67mS/cm Na adszorpciós arány (SAR)=7.89-50.34 Na%=77-96 Növekvő kicserélhető Na Karcag Kunmező
A szikesedés napjainkban Fő tendenciák: Csökkenő csapadékmennyiség Növekvő párolgás Növekvő klimatikus vízhiány Csökkenő/ növekvő talajvízszint A szikesedési folyamatokra gyakorolt hatás: Só-felhalmozódás vagy kilúgzás?
Vízhiány (P-E0) (mm) Össz. érték (mm) 20 15 10 5 0-5 Halmozott csapadék, párolgás és klimatikus vízhiány adatok (Karcag, 1984-2007) 18642 csapadékhiány csapadék párolgás vízhiány 12014 20000 15000 10000 5000 0-10 -15 6627: 23=288 6627-5000 -10000 1984.06.15 1986.06.15 1988.06.15 1990.06.15 1992.06.15 1994.06.15 1996.06.15 1998.06.15 2000.06.15 2002.06.15 2004.06.15 2006.06.15
A 2000 évi és az 1956-1960-as évek átlagos talajvízállásának különbsége red
Éghajlati és hidrológiai tendenciák Csökkenő csapadék Korlátozott kilúgozás Növekvő párolgás Növekvő klímatikus vízhiány Felfelé irányuló víz és só mozgás Talajvíz-szint csökkenés A kapilláris felemelkedés lehetősége csökken Növekvő öntözési igény Másodlagos szikesedési veszély z ellentétes hatású folyamatok eredője: kilúgozás vagy só-felhalmozódás?
Liziméter
Réti szolonyec talaj sómérlege liziméteres kísérletben (Kauczka) Talajvízből Talajvízből Növény kiv. Növény kiv. Talajvízbe. Talajvízbe Dréncsövön Mérleg komponensek; SB:talajvízből bejutott; SK:Talajvízbe kijutott; SD:drénen keresztül ; SN;növény által kivont; SÖ:öntözővízzel bevitt; SE:felszíni vízzel elvitt; SF:műtrágyával bevitt; SM:összes só-mérleg
Sómérleg (t/ha) Só-mérleg száraz és csapadékos évben (Karuczka,1999) 1,6 1,2 Talajvíz-mélység:170, 120, 90cm Évjárat: Sz: száraz, N: nedves Kacagi puszta Réti szolonyec 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-mélység (cm), évjárat (Sz,N)!
Talajvíz-szint ( cm) Talajvíz-szint és sótartalom változás a Tisza tó hatásterületén Abádszalók térségében -100-150 -200-250 -300-350 -400-450 -500-550 -600 NK1/6 Abádszalók Nk1/6 2062 1660 221 19961997 1998 1999 2000 2062 1660 221
A Talajvédelmi Információs és Monitoring (TIM) A talajmonitoring célja a talajtulajdonságok térbeni eloszlásának és időbeni változásainak szisztematikus regisztrációja. A hazánkban 1992 óta üzemel Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer. 1236 pont. Ebből 865 ponttal reprezentálja az ország mezőgazdasági művelésű területeinek talajállapotát
1236 pont. Ebből 865 ponttal reprezentálja az ország mezőgazdasági művelésű területeinek talajállapotát A speciális mérőhelyek a veszélyeztetett, illetve már szennyezett területek jellemzését szolgálják 188 ponton, amelyek kijelölését A speciális pontok típusai: - Degradálódott területek. Főleg mezőgazdasági művelésű területeken elsősorban a természeti erők, valamint az ember tevékenységével létrehozott degradációs folyamatok által veszélyeztetett talajok: szél és víz okozta erózió, savanyodás, sófelhalmozódás, szikesedés, tömörödés, talajszerkezet leromlás, biológiai degradáció, talajszennyezés
55 monitoring pont közül 38 esetében sótartalom csökkenés volt kimutatható az 1 m- es talajrétegben Rétegenkénti sótartalom változás az 55 pont átlagában Sótartalom változás 1992-1998 között Jász Nagykun Szolnok megyei TIM pontok alapján 1.sz.1992 1.sz.1998 -- 2.sz1992 2.sz1998 -- 3.sz.1992 3.sz.1998 -- 4.sz1992 4.sz1998 -- 5.sz.1992 5.sz.1998 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 Só (%) Só%...sz.:1. 2. 3.4. 5. talajszint TIM 1992-1998 Jász- Nagykun- Szolnok m
Szikes talajok javítása Előadás anyagát készítették: Dr. Blaskó Lajos
A talajjavítás fogalma Talajjavításon, azoknak az eljárásoknak az összességét értjük, amelyek a talaj termékenységét tartósan növelik valamely talajhiba kiküszöbölésével, vagy valamely eddig hiányzó kedvező talajtulajdonság létrehozásával
A talajjavítás módjai, eszközei A megcélzott állapot eléréséhez felhasznált eszközöket tekintve kémiai, mechanikai és biológiai talajjavításról beszélünk. A teljes javítási és vízrendezési eszköztár térségi szemléletű együttes alkalmazása az ún. komplex melioráció.
A kémiai javítás a talaj kémhatásának 5,5-8,2pH értékek között tartását, és kicserélhető kalcium uralkodóvá tételét célozza. A mechanikai javítás olyan lazítási eljárásokat jelent, amelyek a talaj tömődöttségét a szokásos művelt rétegnél mélyebben (60-90cm) mérséklik. A biológiai javítás fogalomkörébe tatoznak mindazon eljárások, amelyek a talaj biológiai aktivitását, szervesanyag készletét növelik, és ezáltal javítják fizikai, kémiai és kolloidikai tulajdonságait. A teljeskörű vízrendezés a felesleges vizek elvezetését, a talajvízszint szabályozását és esetenként a hiányzó víz öntözéssel való pótlását jelenti
Mit kezdjünk szikes talajaikkal? Történeti visszatekintés A szikes talajok hasznosításának és a különböző hasznosítás érdekében szükséges talajjavítási módszerek alkalmazásának kérdése a folyószabályozások, a szántóföldi növénytermesztésnek a korábban vízzel elöntött területekre való kiterjesztése óta napirenden van..
A szikes talajok hasznosításának és a különböző hasznosítás érdekében szükséges talajjavítási módszerek alkalmazásának kérdése a folyószabályozások, a szántóföldi növénytermesztésnek a korábban vízzel elöntött területekre való kiterjesztése óta napirenden van.. 1785 Madaras Űllő Mirhó fok Kakat ér Kakat mocsár
A talajjavításnak Magyarországon több mint 200 éves Az első útmutató : múltja van TESSEDIK, S. (1804): Über die Kultur und Benützung der so genannten Székes-felder in der Gegend an der Theiß. Lübeck, I.R. Patriotisches Wochenblatt f. Ungarn.
Kb.160-170 év: Hogyan javítsuk a szikes talajt? Száraz, vagy kimosásos, öntözéses Mész, digóföld vagy gipsz Irinyi volt az első tudós, aki a gipszet talajjavításra ajánlotta. Eugene W. Hilgard (1833-1916) Irinyi János (1817-1895) University of Berkeley Hilgard Hall
A kémiai és fizikai korlátozó tényezők összefonódása Fizikai szikes Nagy agyagtartalom Duzzadó/zsugorodó agyag Felszíni kérgesedés és cserepesedés Korlátozott vízmozgás a talaj tömegében, gyors átfolyás és kiszáradás a repedéseken keresztül
Szikes talajok javításának történeti áttekintése Tessedik Sámuel (1742-1820) meszes altalajterítés (digózás) szikes talajra a sárga altalajból felhozott meszes, agyagos földet terítenek a szolonyec típusú szikesek egyik javítási módja. A szikes terület közelében (v. altalajában) szénsavas meszet és gipszet bőven tartalmazó ún. sárgaföld van. Ezt a (valaha olasz kubikosokkal kitermeltetett és ezért digóföldnek is nevezett) réteget terítik el és keverik össze a szolonyeces feltalajjal. Nagyváthy János (1755-1819) mészkőpor, égetett mész Irinyi János (1819-1895) szódás szikeseken gipsz A konyári tó" (1839), amelyben az ott található sziksóval és annak előállításával foglalkozott. Ebben a szikes talajok javítására is kitért, kalciumsókkal (kalcium-klorid, kalcium-nitrát, mészkő, gipsz) akarta megkötni a sziket. A magyar szódás szikesek gipsszel történő javítását, amely később általánosan alkalmazott eljárás lett, először Irinyi javasolta. 1975 a mésszel javítható szikesek javítása befejeződött Szikes talajok mélylazítása Komplex meliorációs rendszerek kialakítása
Irinyi János (1817-1895) 1817-május 17-én született a Bihar vármegyei Nagylétán (ma: Létavértes). Apja, id. Irinyi János kiváló mezőgazdász volt. Nagyváradon végezte középiskoláit, majd a Debreceni Kollégium joghallgatója lett.1836-ban a bécsi Politechnikumban folytatta tanulmányait, ahol főleg kémiával foglalkozott. Fontosabb évfordulói: 1840 Gyufagyárat alapított 1848 Kossuth kinevezte az állami gyárak főfelügyelőjévé 1849 A szabadságharc leverése után börtönbe került 1863-1882 között a debreceni István gőzmalom igazgatója lett. 1895-december 17-én hunyt el Vértesen. Találmánya mellett tudományos tevékenysége a kémiára és a mezőgazdaságtanra terjedt ki. Egyik első terjesztője volt Magyarországon a korszerű kémiának. Első munkája, "Über die Theorie der Chemie" (Berlin, 1838) a kémia elméleti kérdéseivel foglalkozik. Tankönyvét, "A vegytan elemei"-t háromkötetesre tervezte, de csak egy kötete jelent meg Nagyváradon 1847-ben. Irinyi volt az első tudós, aki a gipszet talajjavításra ajánlotta.
A zajtalan és robbanásmentes biztonsági gyufát 1836-ban a magyar Irinyi János szabadalmaztatta még vegyészhallgató korában. Professzora, Meissner Pál egyik sikertelen kísérlete gondolkodtatta el, és a kálium-klorátot ólomperoxiddal cserélte fel. A foszfort meleg vízben oldotta fel, majd a kicsapódott foszforszemcséket ólom-szulfiddal és gumiarábikummal elegyítette. A fenyőfa gyufaszálak fejét a képlékeny masszába mártogatta, majd hagyta keményre száradni. Találmányát és a gyártási jogokat eladta Rómer István bécsi gyógyszerésznek, aki az Irinyi-féle biztonsági gyufa gyártásán meggazdagodott, míg Irinyi szegénységben halt meg 1895-ben. Értekezett a szikes talajok javításáról is. A magyar szódás szikesek gipsszel történő javítását először Irinyi javasolta.
Eugene W. Hilgard (1833-1916) From Wikipedia, the free encyclopedia: Eugene W. Hilgard BornJanuary 5, 1833 Zweibrücken, Germany Died January 8, 1916 (aged 83) Berkeley, California Residence U.S.Fields soil science Institutions University of Mississippi University of Michigan University of California, Berkeley Alma mater Royal Mining School University of Zurich University of Heidelberg Doctoral advisor Robert Bunsen Eugene Woldemar Hilgard (January 5, 1833, Zweibrücken, Germany January 8, 1916, Berkeley, California) was a German-American expert on pedology (the study of soil resources). An authority on soil chemistry and reclamation of alkali soils, he is considered the father of modern soil science in the USA.
University of Berkeley
A szikes talaj javítása A só-felhalmozódás folyamatának megszakítása A sók kilúgzásának javítása A kicserélhető kationok megfelelő arányának beállítása A talaj fizikai vízgazdálkodási tulajdonságainak javítása
A talajjavítás első üteme réti szolonyec talaokon a Tessedik-i kezdetektől az 1960-as évekig a mélyebb A-szintű, semleges, legfeljebb gyengén lúgos kémhatású, következésképp CaCO 3 - tartalmú, javítóanyagokkal (meszes altalaj, cukorgyári mésziszap, őrölt mészkőpor) javítható réti szolonyec és szolonyeces réti talajok javítására került sor. Kísérletek, próbálkozások kedvezőtlenebb adottságú területeken is voltak, de a sikertelenség miatt ezeket csak rövid ideig folytatták.
Szikes talajok javítása különböző javítóanyagokkal 2000-2006 Talajjavító anyag Terület, ha 2000-2006 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 összesen őrölt gipszkő 40 20 25 40 27 152 lignites gipsz 0 0 0 0 gyári gipsziszap 60 50 11 121 mészkő őrlemény 1 50 0 106 0 209 366 cukorgyári mésziszap 243 343 281 368 775 2 010 hulladék mésziszap 156 0 0 156 egyéb 22 558 932 621 55 2 188 összesen 266 90 20 1 142 1 318 1 079 1 077 4 992
Talajjavítás és vízrendezés kapcsolata Ca- tartalmú javítóanyag Porózus Ca-talaj Ca A só-felhalmozódás folyamatának megszakítása A sók kilúgzásának javítása A kicserélhető kationok megfelelő arányának beállítása A talaj fizikai vízgazdálkodási tulajdonságainak javítása Nátrium Diszpergált Na-talaj A rendszerből távozó Na-ion
A szikes talajok hasznosítása és a különböző hasznosítás érdekében szükséges talajjavítási módszerek alkalmazása Az 1950-es1960 években a szikes talajú gyepek feltörése A jelen : 1985-ben még 2700 ha-n végeztek szikes talajjavítást, 1995 óta megjavított szikes talaj csak néhány száz hektár. Magyarországon a szántóterület a közeljövőben várhatóan 1 millió hektárral fog csökkeni. A szikes talajok területe közel1 millió hektár. Kivonandó terület= Szikes talaj???
Javítsuk-e a szikes talajt? Ellenérvek: Elegendő jó minőségű talajjal rendelkezünk. A jobb talajokra irányuló befektetések sokkal nagyobb hatékonysággal térülnek meg. A növénytermesztés ökonómiai mutatói kedvezőtlenek.
A szántóhasznosítás és a talajjavítás melletti főbb érvek A szikes talajok aránya egyes tiszántúli kistérségeken belül a 70%-ot is meghaladja. Legeltetés, állatlétszám? A kis mértékben szikes talajokon jó minőségű búza termelhető
A szántóhasznosítás és a talajjavítás melletti főbb érvek A Nagyalföld kistájai, a szikesek területének részarányával. A szikes talajok aránya egyes tiszántúli kistájakon belül a 70%-ot is meghaladja. A kis mértékben szikes talajokon jó minőségű búza termelhető
A hasznosítási módok hatása a juheltartó képességre Achilleo- Festucetum pseudovinae gyeptársulásban (1996-2000) Hasznosítás Juheltartó képesség (db/ha) Szárazanyaghozam alapján Nyersfehérjehozam alapján Legeltetéses 2,55 3,29 Kaszálásos 2,07 2,21 Vegyes 3,01 3,37 SzD5% 0,36 0,82 Csízi I.: A hasznosítási módok hatása a növényi összetételre, a termésre és a juheltartó képességre extenzív kezelésű gyeptársulásban http://www.date.hu/acta-agraria/2003-10/csizi.pdf
A jelenlegi juh létszám igényét 280000ha fedezné. (Feltételezve, hogy a juhállomány 70%- a szikes legelőn legel.) Legeltetés, állatlétszám? A gyepet hasznosító állatállományok létszámának nagyarányú csökkenése maga után vonta a gyepről származó takarmány iránti igény mérséklődését, amely következtében drasztikusan visszaesett a gyepek hozamának hasznosítása
Ahol nem kérdés a szikes talaj javítása: Alkali Soils Reclamation Land development along with 30cm high bunds to ensure rainwater storage and uniform distribution of irrigation water Soil sampling for determination of gypsum requirement Uniform gypsum application (10-15 t/ha ) in upper 10 cm depth Ponding of water for a minimum of one week before transplanting of rice
A szikes talaj javíthatóságának alapkérdései Biztosítható-e drénezés nélkül hosszabb távon a negatív só mérleg? Milyen a javulás sebessége? Melyik a leghatékonyabb javítási mód? Milyen növénnyel hasznosítható a javított szikes talaj?
Szikes talajok típusai és javításuk Kialakulásukban és tulajdonságaikban a vízben oldható sók döntő szerepet játszanak. ( talajoldatban oldott állapotban,talajkolloidok felületén, kristályos sók alakjában) Szoloncsák talajok Szoloncsák-szolonyec talajok Réti szolonyec talajok Sztyeppesedő réti szolonyec talajok Másodlagosan elszikesedett talajok
Szoloncsák talajok Felsőbb szintjeire a vízben oldható Na sók felhalmozódása jellemző. Szelvényfelépítésük nem mutat erős tagolódást.a vízben oldható sók mennyisége legtöbbször már a feltalajban eléri a 0.3-0.5%- ot és a sófelhalmozódás maximuma is a feltalajban van (szóda, ritkán NaCl, vagy Na- Mg-szulfát). Legtöbb esetben már a feltalajban van szénsavas mész. Kémhatása erősen lúgos. A ph sokszor 9-nél nagyobb.
Előfordulásuk / meszes szódás szikesek / Duna-Tisza közén,főleg a Kiskunságban,Szeged környékén,kiskunfélegyháza környékén, valamint a tiszántúlon kisebb foltokban (Nyírség) Talajvíz:80 cm körül Növényzet:Sziki mézpázsit /Puccinellia limosa/,pozsgás zsázsa /Lepidium cartilegineum/, útszéli zsázsa /L.draba/ Szántóföldi hasznosításra nem alkalmasak! Vízgazdálkodásuk igen kedvezőtlen. Javításuk gipszezéssel (90%-os gipszkőpor) Legelőnek, rétnek, skatulyázással és nitrogén trágyázással javíthatók a kedvezőtlen tulajdonságai.
Szoloncsák-szolonyec talajok Hasonló az előző típushoz, a talajvíz mélyebben (-1-1.5 m körül) helyezkedik el. A szintekre való tagozódás határozottan felismerhető,a sok vízoldható sót tartalmazó B szint nehezen ázik át, glejfoltok, rozsdásak, helyenként humuszbemosódás. Egyes változatoknál szologyosodás.
Előfordulásuk, növényzetük Összefüggő területeket főleg a Duna völgyben találunk. Kisebb szigetszerű foltokban a szoloncsákos legelő területekből kiemelkedve. Sovány csenkesz (Festuca pseudovina), cickafark (Achillea millefolium) Szántóföldi hasznosításra nem alkalmas talajok.
Réti szolonyec talajok Hazánk legelterjedtebb szikes talaja. A legfelső szintekben megindulhat a kilúgzás-a só lefelé mozdul,a sós szint mélyebbre helyeződikszolonyecesedésről beszélünk. A kilúgzási A szint gyengén savanyú v. semleges körüli kémhatású,viszonylag kis só-és és kicserélhető Na tartalmú, kedvezőbb vízgazdálkodású.felszínét sokszor fehér por borítja. Oszlopos szerkezetű B szint! A talajvíz 1,5-3 m között változik.
Talajvíz-szint változás réti csernozjom (RCS) és réti szolonyec talaj (RSZ) alatt 1994-2011 között 18/8X 18/5 X
E C ( m S /c m ) Összefüggés a talajvíz mélysége és sótartalma között 7 6 E C m é rt Y = 4,8 2-0,0 0 6 4 X R = -0,5 0 7 0 n = 9 6 P < 0.0 0 0 1 5 4 3 2 0 50 100 150 2 0 0 2 5 0 T a la jv íz m é ly s é g (c m )
Réti szolonyec talajok előfordulása, javítása Főleg a Tiszántúlon,Nyugati főcsatorna mentén, Hortobágyon,JNK-Szolnok megye területén,debrecen,körös-berettyó,békéscsaba, Hódmezővásárhely,Szeged,Tisza jobb partja mentén Tokajtól a Zagyváig kisebb foltokban.duna-tisza közén főleg karbonátos változata. Sótűrő gyepnövényzet, szántóföldi művelésre a mély esetleg közepes réti szolonyec alkalmas, ő. árpa, búza, cirok, lucerna, köles, napraforgó. Meszezés, gipszezés, sárgaföld-terítés
Sztyeppesedő réti szolonyec A talajvíz mélyebben helyezkedik el (3 m nél mélyebben),ezért egy szántóföldi hasznosítás szempontjából kedvezőbb kilúgzási folyamattal találkozunk. Talajvízszint csökkenés oka lehet: folyók bevágódása,teraszok kialakulása, lecsapolás,ármentesítés. Legjobb tulajdonságú, termősziknek nevezzük. Oldható sók és a mész is mélyebben van.(c szint)
Sztyeppesedő réti szolonyec Növényzet, javítás Könnyen javítható szikesek,meliorációval termékenységük javítható.(meszezés, sárgafölddel való terítés, gipszezés) Előfordulása a Tisza völgyéhez kötött,tiszántúl, Nagykunság,Körösök környéke, Tisza jobb partján, karbonátos változatok a Duna-Tisza közén Általában szántóföldi művelés alatt álló területek,v. jó minőségű legelők. Sziki pozdor, fehér tippan, réti ecsetpázsit,sziki utifű, veresnadrágcsenkesz
Talajvízszint szabályozás: A magyarországi szikes talajokban a só-felhalmozódás legfőbb forrása, a felszín közelébe emelkedő sós talajvíz. A talajvíz felemelkedése és ezzel a szikesedés végérvényes megszüntetése olyan területeken, ahol talajvízszint emelkedési tendenciák hatnak csak altalajcsövezéssel vagy nyílt árkos drénezéssel oldható meg teljes biztonsággal.
Felszíni víz elvezetése: A szikes talajok többsége rossz vízáteresztő képessége következtében még olyan területeken is, ahol a talajvíz mélyebben van felszíni vízborítástól is veszélyeztetett.
A mélyebb talajvizű, de belvízképződésre hajlamos talajon nélkülözhetetlen a művelési eljárás a felszíni víz elvezetését biztosító felszínalakítás, amit a tervezett vízvezető vápa vonalában folyamatos szétszántással, valamint vetést követően a csatornanyitó eke használatával oldhatunk meg.
Tervszerű, megelőző jellegű, száraz talajállapotban elvégzett felszínalakításra lenne szükség
Céldrén a felszíni vizek elvezetésére
A vízfelesleg lecsapolása A talajban tárolt túlzott mennyiségű víz elvezetése és a talajvízszint felszín közelbe való emelkedésének megakadályozására a nyílt árkos lecsapolás, illetve az alagcsövezés, a vakonddrénezés, illetve ezen eljárások kombinációja szolgál.
Mezőszerű drén a szívócsövek szabályosan, többnyire párhuzamosan futva csapolják le a felesleges vizet, illetve akadályozzák meg a talajvíz felemelkedését.
A dréncsövek mélységének megválasztása Figyelembe kell venni az alábbi hatásokat: Minél mélyebb a dréncső, annál hatékonyabb és nagyobb mélységben szabályozza a talajvizet, de emellett számos hátránya is van a mélyebb fektetésű szívó- és gyűjtőrendszernek: Több vizet visz el és hosszabban üzemel, ezért működése drágább. Az elvitt nagyobb mennyiségű víz a száraz periódusban hiányozhat. A mély fekvésű dréncső kötött talajokon csak a talajvizet szabályozza, de nem képes elvezetni a felszíni vizeket, mert nem lehet a dréncső fektetési mélységéig lazítani a talajt.
Nagy agyagtartalmú talajokon sekély drénezés Az előnyök és a hátrányok mérlegelése kötött talajokon az ún. sekély, kb. 1-1,5 m fektetési mélységű dréncsövek javára dőlt el. A sekély drén melletti legfőbb érv, hogy a kötött, nagy agyagtartalmú talajok vízvezető képessége mélylazítás és kémiai javítás nélkül rendkívül rossz. A fizikai és kémiai javítás maximális mélységét a rendelkezésre álló mélylazítók határozzák meg. A hazánkban megtalálható mélylazítók többsége legfeljebb 60 cm mélységig képes a talajt meglazítani
Miért sekély drén? A sekély drén melletti legfőbb érv, hogy a kötött, nagy agyagtartalmú talajok vízvezető képessége mélylazítás és kémiai javítás nélkül rendkívül rossz. A fizikai és kémiai javítás maximális mélységét a rendelkezésre álló mélylazítók határozzák meg. A hazánkban megtalálható mélylazítók többsége legfeljebb 60 cm mélységig képes a talajt meglazítani
Drénezés és talajlazítás kapcsolata Az árok vízáteresztő anyagát olyan magasságig kell visszatölteni, hogy az mélylazítóval elérhető legyen. A felső lazított talajréteg, a drénárok anyaga és a dréncső között létrejövő vízvezetési kapcsolat lehetővé teszi a felszíni vizek viszonylag gyors levezetését.
Jól bevált módja a skatulyázás néven ismert eljárás, amikor a rétegvonalak mentén ekével létrehozott barázdákkal gátolt 150-200 m 2 -es parcellákat hoznak létre, amelyek megakadályozzák a felszíni víz elfolyását. Szikes gyepterületeken a víz visszatartás
A talajjavítási döntések megalapozásában első lépés a hidrológiai viszonyok tisztázása. A szikes talajokat a talajvízzel való kapcsolat szempontjából SZABOLCS (1979) az alábbi csoportokba sorolta. 1.csoport: A talajvíz kapilláris emelkedéssel jelenleg is eléri a felszíni rétegeket, a felszíni réteg sótartalma 0,2 %-nál több. Az ide tartozó talajok csak drénezéssel, a sótartalom jó öntöző vízzel való kimosásával, valamint kémiai anyagokkal javíthatók. 2.csoport: A talajvíz csak időnként emelkedik a felszíni rétegekig. A felszíni réteg sótartalma 0,2 %-nál kevesebb. A drénezés nem mindig szükséges, a kémiai és mechanikai talajjavítás általában hatásos, de nedvesebb, magas talajvízállású években a növénytermesztés sikertelen lehet. 3.csoport: A talajvízszint süllyedési tendencia tartósan érvényesül. A felszíni rétegek sótartalma maradvány jellegű. A felhalmozódási szintek kicserélhető Na tartalma 10-15 %-nál kevesebb. A kilúgzott réteg vastagsága 15-20 cm-nél mélyebb. Altalaj-drénezés nem, de felszíni vízelvezetés szükséges, az olcsóbb kémiai és mechanikai talajjavítási eljárások sikeresen alkalmazhatók
Talajjavítás a talajvíz helyzete szerint Genetiai tipus Talajvíz A felszíni réteg vízoldható sótartalma 1 Szoloncsák-szolonec Réti szolonec szologyos talajok (sekély és közepes) Állandó magas talajvízhatás Több,mint 0.2 % (kb. 4 ms) Talajavítás Drénezés és kémiai javítás 2 Szteppesedő réti szolonec szologyos talajok Időszakos talajvíz-hatás kb 0.2 % (kb. 4 ms) Kémiai javítás, mélylazítás és drénezés, ha szükséges 3 Mély szolonyec és szology, Szolonyeces réti talajok Nincs talajvíz-hatás Kevesebb, mint 0.2 % ( 4mS) Kis mennyiségű javítóanyag, megfelelő agrotechnika és növény (mélylazítás, lucerna stb.)
A javítóanyag megválasztása A szikes talajok sokfélesége miatt a javítóanyag meghatározásának módszere sem lehet egységes minden talajon. Az alkalmazható javítóanyagféleségek eldöntéséhez szükség van a feltalaj kémhatásának és a mészmentes réteg mélységének ismeretére. 7,20 ph-ig, ha a karbonátos réteg 30 cm-nél mélyebben van: CaCO 3 -tartalmú javítóanyag (digóföld, mészkőpor, cukorgyári mésziszap, lápi mész) alkalmazható. 7,21-8,20 ph értékek között CaCO 3 CaSO 4 * 2H 2 O tartalmú kombinált javítóanyag alkalmazható. (A gipszből származó Ca aránya ph-tól függően 10-30 % között változik.) ph>8,21: CaSO 4, 2H 2 O, CaCl 2, Fe,SO 4, Al(SO 4 ) 3 savak, lignit és más kéntartalmú anyag alkalmazására van szükség.
7,20 ph-ig, ha a karbonátos réteg 30 cm-nél mélyebben van: CaCO 3 -tartalmú javítóanyag (digóföld, mészkőpor, cukorgyári mésziszap, lápi mész) alkalmazható. 7,21-8,20 ph értékek között CaCO 3 CaSO 4 * 2H 2 O tartalmú kombinált javítóanyag alkalmazható. (A gipszből származó Ca aránya ph-tól függően 10-30 % között változik.) ph>8,21: CaSO 4 * 2H 2 O, CaCl 2, Fe,SO 4, Al(SO 4 ) 3 savak, lignit és más kéntartalmú anyag alkalmazására van szükség Javító anyag féleség megválasztása és a számítás alapja Ca CO 3 Ca SO 4 Szteppesedő réti szolonyec Mély réti sz. Közepes réti sz. Ca SO 4 Ca Cl 2 H 2 SO 4 S Ca CO 3 Ca CO 3 Szoloncsák Kérges réti szolonyec
Szikes talajokon: a szikes talajok kémiai javításának fő célja az adszorbeált nátrium kicserélése, és a telítetlen állapot megszűntetése. Ezzel a talaj fizikai tulajdonságai is javulnak. MÓDJAI: altalajterítés (sárgaföld terítés, digózás) a gipszezés azoknak a lúgos talajoknak a megjavítására alkalmas, melyek már feltalajukban tartalmaznak szénsavas meszet és vízben oldható sókat. kombinált eljárásról beszélünk, ha a meszezést, vagy az altalajterítést egészítjük ki kisebb-nagyobb gipsz adagokkal. a lignitporos talajjavítást elsősorban lúgos kémhatású szikesek javítására használják. Biológiai talajjavítás során a talaj kedvezőtlen tulajdonságait termesztett növény segítségével szüntetjük meg. Ilyen módszer a zöldtrágyázás. A kémia talajjavítás fő célja szikes talajokon
A szikes talajok javítás szerinti osztályozása Genetikai típus Szteppesedő réti szolonyec (mély) Javítás szerinti osztályozás Mésztelen, gyengén savanyú Javítási eljárás Meszezés, vagy meszes altalajterítés (digóföld) Szteppesedő réti szolonyec (mély és közepes) Mésztelen, semleges kémhatású Meszezés, vagy meszes altalajterítés (digóföld)
A szikes talajok javítás szerinti osztályozása (2) Genetikai tipus Szteppesedő réti szolonyec (közepes) Közepes és sekély réti szolonyec Javítás szerinti osztályozás Mésztelen, gyengén lúgos Javítási eljárás a)meszezés, vagy mész+gipsz b)digózás) 1)Feketeföld aláterítéssel 2)Gipszezéssel kombinálva Feketeföld: a digóbányák humuszos talajú fedőrétege)
A szikes talajok javítás szerinti osztályozása (3) Genetiai tipus Közepes és sekély réti szolonyec, szódás szolonyec Javítás szerinti osztályozás Lúgos, vagy meszes szódás (szekezetes B- szinttel) Javítási eljárás Lignit por, vagy CaCl 2, H 2 SO 4, HCl tartalmú javítóanyag, vagy melléktermék solonchaksolonetz Meszes szódás (szekezetsb-szint nélkül) Lignit por, vagy CaCl 2, H 2 SO 4, HCl tartalmú javítóanyag, vagy melléktermék
Szikes talajjavítás Talajjavító anyag Terület, ha 2000-2006 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 összesen őrölt gipszkő 40 20 25 40 27 152 lignites gipsz 0 0 0 0 gyári gipsziszap 60 50 11 121 mészkő örlemény 1 50 0 106 0 209 366 cukorgyári mésziszap 243 343 281 368 775 2 010 hulladék mésziszap 156 0 0 156 egyéb 22 558 932 621 55 2 188 összesen 266 90 20 1 142 1 318 1 079 1 077 4 992
A javítóanyag mennyiségének meghatározása 7,2 ph érték alatti talajokon a savanyú réti talajokkal megegyező számítási eljárást alkalmazzuk: Mészszükséglet = y1 * 0,1 * KA * 1,73 7,21 8,20 ph tartományon belül a MEHLICH-módszerrel meghatározott kicserélhető Na-mal egyenértékű Ca mennyiséget adjuk a talajhoz. 8,21 ph érték fölött: A HERKE módszerével meghatározott kicserélhető + szóda formában levő Na-mal egyenértékű Ca-mennyiségével számolunk. A javítóanyag mennyiségi számításhoz szükség van a javítandó réteg mélységének ismeretére. A talaj térfogattömegét 1,3 g/cm 3 -nek feltételezve 1 meé Na kicserélésére 1 cm mélységben 65 kg/ha CaCO 3, illetve 112 kg/ha CaSO 4 * 2H 2 O-val számolunk. Kis sótartalmú talajokon (0,1 % alatt) alkalmazható a HERKE-féle ülepítéses eljárás, amikor az 1:2,5 talaj: víz arányú talajszuszpenzióhoz növekvő mennyiségű javítóanyagot adunk és a sorozat azon tagját vesszük alapul, ahol a szuszpenzió kitisztul.
Gipsz Szilárd ionos vegyület, amely kalcium kationokból (Ca 2+) és szulfát anionokból (SO 4 2- ) épül fel, emellett szerkezetében két molekulányi víz (H 2 O) is helyet kap: összetétele CaSO 4 2 H 2 O. A kalcium (Ca 2+ ) szulfát (SO 4 2- ) ionok kettős rétegeket alkotnak, és a kettős rétegeket vízmolekulák (H 2 O) kettős rétege választja el egymástól. CaSO 4 *2H 2 O
(Égetett gipsz: (CaSO4*1/2H 2 O)) A gipsz (CaSO 4 *2H 2 O) óvatos hevítésével keletkezik. Az égetett gipsz az alábbi exoterm reakció szerint visszaalakul CaSO 4 *2H 2 O-vé. CaSO 4 *1/2H 2 O + 3/2H 2 O => CaSO 4 *2H 2 O Ha a kristályvizes kalcium-szulfátot annyira kihevítjük, hogy az összes kristályvizét elveszíti, agyonégetett gipszet (CaSO 4 ) kapunk. Az agyonégetett gipsz nem köti meg a vizet, így nem alkalmas építészeti és gyógyászati célokra.
Savak hatása
Gipsz hatása
Gipsz mennyiség számítás 1meé Ca-t szogátató gipsz CaSO 4 *2H 2 O Elem/vegyület Relatív tömeg A gipszben levő db A gipszben levő tömeg mg/100g Ca 40 1 40 S 32 1 32 O 16 4 64 H 2 O 18 2 36 Összes tömeg 172 1 Ca 2Na-ot cserél le Így 172/2=86mg CaSO4*2H2O/100g talaj kell 1meé/100g talaj Na kicseréléséhez 86mg/100g=860mg/kg=0,86g/kg
A javítandó talaj tömege 1cm-es réteg 1ha terület (kg) Térfogattömeg(Tt g/cm 3 )*100000 Gipsz(t/ha)=0,86*Tt (g/cm 3 )*Kicserélendő Na (meé/100g)*javítandó réteg(cm)*10
Kicserélendő Na számítása Mért T-érték Kics Na % Cél Na % Példa: T-érték 30 meé/100g talaj Kicserélhető Na %=18 Javítási cél: Kicserélhető Na legyen 4% Na 18%=30*0,18= 5,4meé/100g Na 4% =30*0,04=1,2meé/100g Kicserélendő Na=5,4-1,2=4,2 meé/100g talaj
Szikesek B szintjének javítása 1960-as évek: Intenzív melioráció a B- szint javítása érdekében:
Őszi búza termése réti szolonyec talajon 4 év átlagában különböző meliorációs módszerek alkalmazásával Kezelés Termésátlag Terméstöbblet t/ha % t/ha Kezeletlen 2.42 100 - CaCO 3 a feltalajba 2.69 111 0,27 CaCO 3 a feltalajba/0,5caso 4 B-szintbe 2.99 123 0,57 CaCO 3 a feltalajba/1,0 CaSO 4 B-szintbe 3.20 132 0,78
A szikes talaj javíthatóságának alapkérdései Biztosítható-e drénezés nélkül hoszabb távon a negatív só mérleg? Milyen a javulás sebessége? Melyik a leghatékonyabb javítási mód? Milyen növénnyel hasznosítható a javított szikes talaj?
Az 1970-es évektől: Komplex melioráció Történeti áttekintés
Kinagyított felszíni egyenlőtlenség
A karcagpusztai tartamkísérlet Run-off/run-on situations (SURFER 7.0)
Kis sótartalmú (<0,1%) termőréteg mélysége (cm) mbf (m) Kis sótartalmú (<0,1%) termőréteg mélysége (cm) mbf (m) Sótartalom (t/ha) mbf (m) Sótartalom (t/ha) mbf (m) A 2-es parcella átlagsótartalmának és a két mintavételi pont sótartalmának változása 1977-1995 között A 6-os parcella átlagsótartalmának és a két mintavételi pont sótartalmának változása 1977-1995 között 60 49,05 55,35 52,05 84,32 84,3 40 84,3 84,2 40 20 47,85 25,05 15,6 29,4 25,05 84,28 84,26 84,24 84,22 30 20 10 25,95 28,95 18,6 20,4 10,5 14,55 13,95 84,1 84 83,9 83,8 83,7 84,2 83,6 0 1977 1981 1989 1995 84,18 0 0 1977 1981 1989 1995 83,5 207 203 Parcella átlag mbf_207 mbf_203 605 613 Parcella átlag mbf_605 mbf_613 Drénezés nélkül Drénezett A 2-es parcella kis sótartalmú termőrétegének változása 1977-1995 között (átlag- és a két mintavételi pont) A 6-os parcella kis sótartalmú termőrétegének változása 1977-1995 között (átlag- és a két mintavételi pont) 0-10 -20-30 -40-50 -60-70 0 0 1977 1981 1989 1995-26,7-30 -40-50 -60 84,32 84,3 84,28 84,26 84,24 84,22 84,2 84,18 84,16 84,14 0-10 -20-30 -40-50 -60-70 -80-90 -100 0 1977 1981 1989 1995-30 -32,9-60 -60-68,3-68,6-80 -90 84,3 84,2 84,1 84 83,9 83,8 83,7 83,6 Átlagmélység (cm) 207 203 mbf_207 mbf_203 Átlagmélység (cm) 605 613 mbf_605 mbf_613
A sótartalom változása 1977-2000 között 2/
A kicserélhető Na-tartalom(meq6100g) változása 1977-1989 között Mélység cm DIGO D/0 CaSO 4 D/0 CaSO 4 CaSO 4 D/0 CaSO 4 CaSO 4 D/5 m 0-20 -6.71** -5.56** -5.17** -5.81** 20-30 -6.67** -8.14** -6.79** -9.60** 30-40 -6.60** -4.93** -3.93** -9.77** 80-90 2.00 3.17** 6.33** -0.33 90-100 2.47* 3.68** 4.54* -3.17* 100-110 2.74* 2.46 5.36** -1.83 **Szignifikáns p= 1 % * Szignifikáns p= 5% D/0=drénezés nélkül D/5m=5m szívótávolságú drén
Drénezés hatása
A-szint A réti szolonyec típusú szikes talaj altípusai: B-szint A kilúgzott A-szint mélyülésének sebessége?
Kapilláris emelés cm/2 h Mikor tekinthető kis Na tartalmúnak, kilúgzottnak? 8 y = 5,529-0.99646x r = 0,7058 n = 200 p < 0,0001 6 4 2 mért kap. em. Lin. ill. 0 1 2 3 4 5 6 AL-Na meq /100g
Mélység (cm) A kilúgzott A-szint mélyülésének sebessége különböző talajjavítási kezelések hatására 3 0-10 -20-30 -40-50 -60-70 -80-90 -100-110 -120 2 A:CaCO 3 (Digóföld)/B:0:/D0 3 A:CaSO 4 /B:0/D0 4 ACaSO 4 /BCaSO 4 /D0 5 ACaCO 3 /B0/D0 6 ACaCO 3 /B0/D5m/ 7 ACaCO 3 /BCaSO 4 /D5m D5m D5m 1975 1980 1985 1990 1995 2000 3 4 2 7 5 6
Termés(t/ha) Termőréteg mélység és a különböző növények termése közötti összefüggés 7 6 5 4 3 2 1 0 Õ. búza Napraforgó Lucerna sz. Köles Cirok Õ. árpa cirok õszi árpa õszi búza lucerna sz. napraforgó köles 0 20 40 60 80 100 120 140 A kis Na tartalmú talajréteg mélysége (cm)
Termés(t/ha) Őszi borsó Termés (t/ha) Napraforgó A kis Na tartalmú réteg mélysége és a termés közötti összefüggés 2,4 2,2 4,0 3,5 3,0 : 2006, mért napraforgó termés (t/h) :Y = -0,75368 + 0,08626*X -5,47391E-4*X^2 R 2 =0,5713 N=15 P=0,0062 2,0 2,5 2,0 1,8 1,6 2007, mért õszi borsótermés (t/h) Parabolaillesztés R 2 =0,04597 n=14 P=0,77194 1,5 1,0 0,5 1,4 20 40 60 80 100 120 Termõrétegmélység(cm) 0,0 20 40 60 80 100 120 Termõréteg mélység (cm)
Különböző javított réti szolonyec altípusokon mért átlagtermések Meliorációs kezelés Altípus 17 évi átlagtermés * 7 évi őszi búza Meszes altalaj terítés (2) A.gipszezés (3) A.gipszezés (17) A.mész/ B. gipsz D/5 m (7) Jav.előtt Jav.után 4.év Jav.után 12.év Kérges Mély Mély Kérges Közepes Közepes Kérges Közepes Közepes Kérges Mély Mély GE t/ha átlagtermés t/ha ** 2,66 3,90 2,55 3,82 2,03 3,14 3,19 4,45 *17 évi átlag: őszi búza, őszi búza, lucernaszéna, lucernaszéna + mag, lucernaszéna + mag, lucernaszéna, őszi búza, őszi búza, köles őszi búza, őszi repce, lucernaszéna, lucernaszéna, őszi búza, köles napraforgó, szegletes lednek növényi sorrend GE-ben kifejezett átlagtermése.
A szikes talajokon termeszthető növények A szikes talajon termeszthető növények körét elsődlegesen a sótűrő-képesség határozza meg: Tűrőképesség Erősen sótűrő Mérsékelten sótűrő Sóra érzékeny Növény cukorrépa, takarmányrépa, lucerna, spárga, spenót cirok, árpa, búza, zab, rizs, kukorica, paradicsom, burgonya, hagyma, uborka vöröshere, borsó, bab
Relative Tolerance of some Crops to Soil ESP Tolerant ESP, 35-50 Moderately tolerant ESP, 15-35 Sensitive ESP <15 Rice (Oryza sativa) Sugarbeet (Beta vulgaris) Wheat (Triticum aestivum) Barley (Hordeum vulgare) Oat (Avena sativa) Lucerne (Medicago sativa) Turnip (Brassica rapa) Sunflower (Helianthus annus) Onion (Allium cepa) Garlic (Allium sativum) Lentil (Lens esculenta) Soybean (Glycine max) Pea (Pisum saccharatum) Maize (Zea mays)
A növények kiválasztásánál a sótűrő-képesség mellett figyelembe kell venni a vetési időben leggyakrabban előforduló talajállapotot Az őszi gabonafélék vetésének idején a szikes talaj viszonylag jól járható és megmunkálható állapotban van. A nyár végi - kora őszi vetésű növények, mint pl. a repce vetési idején a talaj túlságosan száraz, és elegendő nedvesség hiányában vontatott lehet a kelés. A nyár végi telepítésű lucerna kiválóan alkalmas a talaj biológiai javítására is. A kora tavaszi vetésű növények (pl. takarmányrépa, szegletes lednek) talajmunkáit a nagyobb nedvességtartalom és a talajon járás nehézkessége késleltetheti. A késő tavaszi vetésidejű növények (cirok, szudánifű, köles) vetésének idején a talaj állapota többnyire megfelelő a magágy készítésre
A főbb szántóföldi növények vetésszerkezeten belüli aránya (%) Jász- Nagykun- Szolnok megyében 1984-1988 között, a nagyüzemi gazdálkodás utolsó éveiben (2218 tábla adata) Növény Mezőségi talajon Szikes talajon Őszi búza 49,6 50,2 42,0 Kukorica 14,5 2,4 10,8 Napraforgó 16,7 11,7 15,6 Cukorrépa 4,2 0,2 2,0 Őszi árpa 2,7 3,0 4,6 Borsó 1,0 1,0 0,6 6 növény együttesen 88,7 68,5 75,6 Réti talajon
A fő növények mellett termesztett egyéb növények Mezőségi talajon (11%) Szikes talajon (34%) Réti talajon (24%) 1.Rozs 1.Ugar 1.Rozs 2.Köles 2.Zab 2.Tavaszi árpa 3.Cirok 3.Köles 3.Zab 4.Dohány 4.Cirok 4.Köles 5.Káposztarepce 5.Rizs 5.Cirok 6.Olajlen 6.Lóbab 6.Rizs 7.Mustár 7.Káposztarepce 7-8.Lóbab, Csicseri borsó 8.Burgonya 8.Olajlen 9.Káposztarepce 9.Fénymag 9.Szója 10.Szója 10.Fejeskáposzta 10.Mustár 11-12.Ricinus, Mustár 11.Dinnye 11-12.Lucerna, Vöröshere 13-14.Cirok, Szudánifű 12.Zöldbab 13.Fűmag 15.Édes kömény 13.Paprika 15-16.Lucerna, Vöröshere 14.Csemegekukorica
A főbb szántóföldi növények talaj főtípusonkénti 5 éves(1984-1989) termésátlaga (t/ha) Jász- Nagykun- Szolnok megyében a nagyüzemi gazdálkodás utolsó éveiben Növény Mezőségi talajon Szikes talajon Réti talajon 451 tábla 481 tábla 1286 tábla Őszi búza 4,38 4,11 4,58 Kukorica 5,65-5,77 Napraforgó 2,02 1,77 2,03 Cukorrépa 34,90-24,8 Őszi árpa 3,25 3,8 3,79 Borsó 3,41 2,41 2,54
Őszi búza szikes talajon
Kukorica már a kismértékű szikesedésre is jelentős terméscsökkenéssel reagál.
Őszi árpa Szikesebb talajfolt Jobb talajfolt
Nagy szerves-anyag tömeget adó növények: Évelő rozs réti szolonyec talajon (Karcagi puszta 2005) 170cm
ÉVELŐ ROZS 2005 novemberében szikes talajon
A talajt nitrogénnel gazdagító növények: Szegletes lednek és őszi borsó
Kűlönböző növények relatív termése az öntözővíz só-tartamától, (ECw) illetve a talaj telítési kivonat vezetőképességétől (ECe) függően (Ayers and Westcot, 1988) Növény 100% 90% 75% 50% 0% Sótűrőképe sség ECe ECw ECe ECw ECe ECw ECe ECw ECe ECw Árpa 8.0 5.3 10 6.7 13 8.7 18 12 28 19 Toleráns Cukorrépa 7.0 4.7 8.7 5.8 11 7.5 15 10 24 16 Toleráns Cirok 6.8 4.5 7.4 5.0 8.4 5.6 9.9 6.7 13 8.7 Mérsékelten toleráns Durum búza 5.7 3.8 7.6 5.0 10 6.9 13 8.7 20 13 Mérsékelten toleráns Kukorica 1.7 1.1 2.5 1.7 3.8 2.5 5.9 3.9 10 6.7 Mérsékelten érzékeny Zöldbab 1.0 0.7 1.5 1.0 2.3 1.5 3.6 2.4 6.3 4.2 Érzékeny
Termés( t/ha) 7 6 Õ. búza Napraforgó Lucerna sz. Köles Cirok Õ. árpa 5 4 3 cirok õszi árpa õszi búza lucerna sz. 2 1 napraforgó köles 0 0 20 40 60 80 100 120 140 A kis Na tartalmú feltalaj mélysége (cm)
A cirok mint energianövény réti szolonyec talajon Csak a gyengén szikes alkalmas Olcsóbb N források szukségesek
Sucrosorgho szikes talajon 2008 Becsült zöldtömeg átlag: 40 t/ha Szórás terjedelme: 13-71 t/ha
T e rm é s (t/h a ) Cukorcirok zöldtermése a talaj Natelítettségének függvényében 50 40 m é rt lin.ill. Y = 4 7,9 4-2,3 9 X r= -0,7 4 1 6 7 n = 1 4 p = 0,0 0 2 3 9 30 20 10 0 5 10 15 A L -N a (T % )
A szántóföldi hasznosítás szempontjából fontosabb talajtípusok művelésének irányelvei Szikes talajok A talaj művelését befolyásoló talajtulajdonságok: a talaj legfontosabb jellemzője a nátriumsók jelenléte a talaj oldatban, kristályos só alakjában vagy a kolloidok felületén ionos formában, sok esetben mindehhez nagy agyagtartalom párosul, fizikai, kémiai, kolloidikai tulajdonságai igen kedvezőtlenek,
A szántóföldi hasznosítás szempontjából fontosabb talajtípusok művelésének irányelvei Szikes talajok A talaj művelését befolyásoló talajtulajdonságok: tömődött, levegőtlen, nagymértékű a duzzadása ill. a zsugorodása, rossz a vízbefogadó képessége, nátriumsók miatt víz hatására a talaj szétfolyósodik, száraz körülmények között pedig nehezen elmunkálható hantok keletkeznek.
A szántóföldi hasznosítás szempontjából fontosabb talajtípusok művelésének irányelvei Szikes talajok A talaj művelését befolyásoló talajtulajdonságok: nehéz a művelhetősége, ellenállása nagy, a művelhetőség nedvességintervalluma szűk (perc talaj), a túl nedves talajállapotban végzett művelés évekre elronthatja a talaj állapotát,
Alapművelés: törekedni kell a talaj lehető legmélyebb művelésére, Réti szolonyec típusú szikes talajon a forgatásos művelés nem lehet mélyebb a kilúgzott A-szint mélységénél. Ellenkező esetben a szántás felszínre hozza a szolonyeces B- szint anyagát, amely nagyobb agyag, kicserélhető nátrium és víz-oldható humusztartalma miatt rendkívül kedvezőtlen kémiai és fizikai tulajdonságú, ezért szikes talajon különösen fontos a forgatás nélküli lazító eljárások alkalmazása
a mélyművelés egyetlen lehetséges módja a mélylazítás,
Mélylazítási kutatások eredményei az 1960-s 1970-es években Kedvező esetenként a kémiai javítással egyenértékű - eredménnyel zárultak a réti szolonyec talajon kémiai javítás nélküli mélylazítási kísérletek is (SIPOS, 1966; SIPOS és BOCSKAI, 1966; BOCSKAI, 1972; SIPOS, 1973; HALÁSZ, 1973), jelezve, hogy ezeken a talajokon a szikesség elsősorban a fizikai - vízgazdálkodási tulajdonságok leromlása révén korlátozza a növénytermesztést.
minden művelés, így a mélylazítás is, az optimális nedvességi határértékeken (a VK 60-70%-áig) telített talaj) belül történjen, ha ez nem lehetséges, akkor az optimális nedvességhatárértéknél szárazabb állapotban műveljük a talajt, nedvesebb talaj művelése legtöbbször a gépek mozgási nehézségei miatt lehetetlen.
Alapművelés elmunkálása, magágy készítése: mivel a talaj eliszapolódásra való hajlama igen nagy, ezért az ősszel felszántott területet nem célszerű finomra elmunkálni, tavasszal rendszerint nedves és tömörödött a talaj felső rétege, simító és kultivátor nem használható, a tavaszi művelés munkagépe a tárcsa és a nehéz rögtörő henger, vetőágyat is kissé rögösre kell hagyni, mivel a talaj eső hatására elfolyósodik és ezt a réteget a növény nem tudja áttörni.
Talajhasználati lehetőségek A=0-10cm A=10-20cm 1/3 rész erdős sztyepp rehabilitáció A>20cm 1/3 rész eredeti állapot 1/3 rész szántó, főleg gabona
Réti szolonyec talaj gyeppel történő hasznosítási lehetőségei
Az erdős sztepp rehabilitáció lehetőségei
A szikes talajok nagyon változatosak.
A változatosság okai Különbségek a mechanikai összetételben? Különbségek a kémiatulajdonságokban? Különbségek a vízgazdálkodásban? A mikró-domborzat? Talajvíz minőség és mélység? Állatok?.? Melyik a döntő?
Hipotézis: A különbségek fő oka a domborzat és ebből adódóan a vízgazdálkodás különbözősége Mély fekvésű Átmeneti fekvésű Magas fekvésű
Különböző fekvésű területek vízborítottsága és természetes vegetációja kora tavasszal Magas/Száraz fekvés Festuca pseudovina A nedves periódusban a mélyebb fekvésű helyek vízzel vannak elöntve Mély/ nedves fekvés Alopecurus pratensis
Természetes vegetáció késő tavasszal Festuca pseudovina Veresnadrág csenkesz Száraz / sót tűrő fajok A ráfolyó víz a mélyfekvésű részt sokáig nedvesen tartja. Eroded freckle Erodált folt Nedves körülményeket kedvelő fajok Alopecurus pratensis Réti ecsetpázsit
Mélység (cm) 0 Különböző fekvésű szikes talaj humusztartalma -10-20 -30 Rma Rmé -40-50 Rá: átmeneti fekvés Rmé: mélyebb fekvés R ma: magasabb fekvés 0 1 2 3 4 5 6 7 Humusz%
A szén megkötődésének helyei CO 2 megkötés Légkör Mennyiség milliárd tonna 578 (1700-as évek) - 766 (1999- ben) Talaj szerves anyag 1500-1600 Óceánok 38 000 40 000 Tengeri üledékek 66 000 000-100 000 000 Szárazföldi növények 540-610 Fosszilis üzemanyagok 4000 http://www.physicalgeography.net/fundamentals/9r.htmlalg
A gyepek és erdők szénraktározó képessége (minimum-maximum C Gt ) Ökoszisztéma Vegetáció Talaj Összesen C t/ha Gyepek Magas szélességi kör 14-18 281 295-329 271-303 Közepes szélességi kör 17-56 140 158-197 79-98 Alacsony szélességi kör 40-126 158 197-284 91-131 Összesen 71-231 579 650-810 123-154 Erdők 132-457 481 613-938 211-324 Agroökoszisztémák 49-142 264 313-405 122-159 Egyéb 16-72 160 177-232 46-60 Föld összesen 268-901 1484 1752-2385 120-164 Forrás: D. J. Gibson: Grasses & Ggrassland Ecology Oxford University Press 2009 books.google.hu/books?isbn=0198529198.
Domborzat (vízellátás) szerepe a szén talajbani tárolásában A felső 30 cm-es talajréteg C tartalma mintavételi helyenként (t/ha) Átlag(t/ha) Magas 71,13 95,13 76,79 83,99 101,56 99,16 88,5 88,04 Mély 123,45 81,69 106,65 153,49 89,37 97,53 126,42 93,21 108,98 A 100 cm-es talajréteg C tartalma (t/ha) Magas 131,7 163,38 128,34 145,24 183,34 216,94 144,47-159,06 Mély 226,25 167,99 192,08 263,31 153,68 203,98 247,85 192,46 205,95 Blaskó L., Czimbalmos R., Őri N., Lengyel H. (2011) Domborzattól függő C-készlet alakulása a szikes gyep talajában. In: Lóki J. (szerk.) Az elmélet és a gyakorlat találkozása a térinformatikában II. Térinformatikai Konferencia és Szakkiállítás. Debrecen. Kapitális Nyomdaipari Kft. ISBN: 978-963-318-116-4. 35-42.p.
Humusz felhalmozódás A kilúgzási folyamat felgyorsul
Különböző fekvésű szikes talaj sóprofilja
A fásítás lehetősége
Az erdősáv-telepítés lehetőségei szolonyec talajú szikes gyepen Érvek az erdősáv-telepítés mellett: szélhatás mérséklés- evaporáció csökkentés Bakhátas erdőtelepítési technológia Talajtani tényezők alkalmas fafajok Na- és szódatartalom hatása
A fásítás lehetősége
Fásításra alkalmas fajok
Fásításra alkalmas fajok
Az ezüstfa spontán szaporodásra is képes
A szennyezett levegőt jól tűri; ilyen vidékeken erdősávok védőerdők telepítésére is alkalmas. 2012 rendkívüli aszály: Magyar kőris szikes talajon Sík vidéki fafaj. Jelentős szerepet játszik a síkvidéki égerlápokban, a tölgy-kőris-szil ligeterdőkben és a gyertyános tölgyesekben; a kőrises égerláp növénytársulás névadó fafaja.
Jelentősebb fahozam a szikesekkel komplexet alkotó kisebb sótartalmú talajokon Nyárfasor a szikes terület mélyebben fekvő részén