ÉLTETŐ ELEMEINK VIZSGÁLATA HATÁRON INNEN-ÉS TÚL

ÉLTETŐ ELEMEINK VIZSGÁLATA HATÁRON INNEN-ÉS TÚL A TOPOLYAI -KARCAGI TALAJ ÉS ÖNTÖZŐVÍZ ELEMZÉSE Készítették: A határtalanul programban résztvevő topolyai és a karcagi diákok 2013.

Az anyagi erőforrások között kétségkívül a legjelentősebb a föld. Vizsgáld meg, hogyan használja egy társadalom a földterületét, és meglehetősen megbízható következtetésekre juthatsz a társadalom jövőjéről. /Schumacher E. F. : A kicsi szép/ 1

TARTALOMJEGYZÉK BEVEZETÉS... 3 1. TÉMAFELVETÉS... 5 1.1. Kutatómunkánk háttere... 5 1.2. Kutatómunknk célkitűzései... 6 2. SZAKIRODALMI ÁTTEKINTÉS 2.1. A talaj. 7 2.2. Meszezés és talajjavítás története és kémiája 8 2.3 A vizsgált területen előforduló talajtípusok és jellemzőik 10. 2.4 Az öntözés szerepe a növények vízellátásában 17 2.5. A szikesedés, mint talajdegradációs folyamat... 18 2.6. Az öntözés hatása a talaj víz- és sóforgalmára... 21 2.7. A vizek minősítése a szikesítési hajlam szerint... 24 3. ANYAG ÉS MÓDSZER... 26 3.1. A Karcag környéki hobbikertek és a topolyai iskola tangazdaságában előforduló talajok és az öntözővíz jellemzői... 26 3.2. Az öntözővizek kémiai minősítése... 28 3.3. Öntözéses kísérlet a talaj sóterhelésének vizsgálatára... 30 4. EREDMÉNYEK ÉS AZOK ÉRTÉKELÉSE... 32 4.1. Talajvizsgálati eredmények 32 4.2 Vízvizsgálat eredményei 35 4.3 Az öntözővizek szikesítő hatásának értékelése... 36 4.4. Az öntözővizek hatásának megítélése a csurgalékvizek alapján... 39 4.5. A különböző öntözővizek hatása a talaj sótartalmára... 42 2

5. KÖVETKEZTETÉSEK ÉS JAVASLATOK... 44 IRODALOMJEGYZÉK... 50 MELLÉKLET... 53 3

BEVEZETÉS Magyarország jelentős részére, így a Nagyalföldre is a negatív klimatikus vízmérleg jellemző, azaz a potenciális evapotranszspiráció éves mértéke meghaladja a természetes csapadékmennyiség éves értékét. A klimatikus vízhiány mintegy 200-300 mm lehet, az évjárattól függően. Ennek tükrében elmondható, hogy a mezőgazdasági termelés fejlesztését, így a környezetkímélő növénytermesztést leginkább befolyásoló és meghatározó ökológiai tényező a víz. A megfelelő mennyiségű és minőségű víz biztosítása és ésszerű hasznosítása a jelen és a jövőszázad kiemelkedő feladata. Ugyanakkor igen kevés az a nemzetközi és hazai ismeretanyag, amely részletes útmutatást ad a rendelkezésre álló felszíni és felszín alatti vízkészletekkel való gazdálkodás követelményeire. Úgyszintén igen kevés a szakirodalom az időjárási anomáliák - elsősorban a csapadékhiány - gyakorisága szempontjából leginkább veszélyeztetett Nagyalföld nehéz mechanikai összetételű, kedvezőtlen víz-, levegő- és hőgazdálkodású talajainak az ember által befolyásolt só- és vízforgalmi törvényszerűségeire vonatkozóan. Az öntözés létezéséről évezredekre visszanyúlóan vannak adataink. Már időszámításunk előtti 6. évezredben létezett Mezopotámiában, Egyiptomban és Iránban. Az Indus- völgyében intenzív növénytermesztés folyt, ahol bonyolult öntöző- és víztározó rendszereket építettek ki ezek öntözésére. A Nílus például ellátta a környező területeket vízzel, persze az ember munkája itt sem volt nélkülözhető. Minden évi áradása által felduzzasztott tó medrében tárolták a vizet, amit száraz csapadékmentes időszakban fel tudtak használni. Napjainkban már nem csak a tavak, folyók közelében elhelyezkedő területek öntözése megoldott, a fejlett módszereknek köszönhetően többféle módon is megoldható a feladat és sajnos szükséges is. Magyarországon és a déli határmenti területeken az éves csapadékeloszlás igen egyenetlen. Az évi átlagos csapadékmennyiség 500-600 mm és ez a mennyiség elegendő lenne a hazánkban termesztett növénykultúra számára. A problémát nem a mennyiség, sokkal inkább az egyenletesség hiánya okozza, a csapadékmennyisége ugyanis tenyészidőszakban csekély. A talaj nedvességtartalmának pótlását, illetve szabályozását mesterséges úton, öntözéssel tudjuk biztosítani. Hazánk felszíni vizekben gazdag, medence jellegéből adódóan időnként árvizek, belvizek, máskor pedig aszály veszélyezteti a mezőgazdasági termelés biztonságát. A termelőknek szembesülniük kell a globális klímaváltozás hatásaival is, melyek egyre gyakrabban okoznak jelentős terméskiesést és minőségromlást. A csapadékellátottsághoz mérten végzett öntözéssel 4

azonban a termelő azonos mennyiséget, illetve minőséget képes előállítani évről évre. Vízjogilag csekély a mezőgazdasági területeken engedélyezett öntözés, nálunk mértéke nem éri el az 5%-os területi arányt. Az öntözés szakmai felkészültséget igénylő munka, jól kell ismerni a talajok fizikai és kémiai tulajdonságait. A talaj fizikai és kémiai tulajdonságaira gyakorolt hatása különböző, lehet pozitív és negatív is. Negatív hatásként megindulhatnak kedvezőtlen folyamatok is, mint például a talajtömörödés és szerkezetleromlás, továbbá másodlagos szikesedés. Ez a probléma mindenhol előfordul, világszerte több millió hektárnyi területet érint. Sajnos megfelelő intézkedések hiányában ez a folyamat továbbfolytatódik. A szikes talajok gyenge termékenységű, rossz vízgazdálkodási tulajdonságokkal rendelkező talajok, melynek oka, hogy bennük az alkáli sók - és ezen belül elsősorban nátrium - halmozódnak föl. A szikesedési folyamat nem csak természetes körülmények között, hanem emberi - elsősorban öntözéssel kapcsolatos - tevékenység hatására is bekövetkezhet. Ezt a szikesedést nevezzük másodlagos szikesedésnek. Az ország összes másodlagosan szikesedett területének nagysága mintegy 400.000 ha. Hazánkban a Tiszántúl öntözött területein találhatók másodlagosan szikesedett talajok. Öntözött alföldi területeinken általában a magas sótartalmú talajvizek megemelkedése okozza a másodlagos szikesedést. A múlt századi öntözési kutatások eredményeként világossá vált, hogy az Alföld ökológiai és talajadottságai mellett az öntözés csak feltételesen, a környezeti hatások (úgy, mint a másodlagos szikesedés, talajdegradáció, stb.) szigorú figyelembevételével alkalmazható. Az öntözésnek a talaj kémiai tulajdonságaira gyakorolt hatásáról, így a másodlagos szikesedésről és annak következményeiről is vannak magyarországi tapasztalatok. Azonban igen kevés a hazai ismeretanyag a különböző vízminőségű fúrott kutakból történő öntözés tekintetében, aminek nyilvánvaló oka az, hogy a kutak nagy része illegális, nem regisztrált, a vizük nem bevizsgált. Ha az utóbbi kritériumnak eleget is tesznek, a kúttulajdonos csak az ihatóság szempontját tartja szem előtt, illetve az adatokat nem teszi közzé, azok a nyilvánosság számára nem elérhetőek. Ez jellemző a Karcag belterületén lévő családi házak kiskertjeiben, illetve a város külterületén, az északi és nyugati részéken található ún. sorkertekben található fúrott kutak esetében is. A régióra jellemző aszályos nyári időszakokban a legtöbb sorkertben a zöldségfélék és a gyümölcsfák vízigényét öntözéssel biztosítják, az öntözővizet fúrott kutakból nyerik. 5

1. TÉMAFELVETÉS 1.1. Kutatómunkánk háttere Kutatómunkánk a határtalanul program keretén belül valósult meg. Ennek köszönhetően vizsgálhattuk meg a karcagi és a topolyai talajt és az öntözésre használt vizek összetételét és a talajra gyakorolt hatásukat. A Karcagi Kutató Intézetben folyó öntözési kutatások több évtizedre nyúlnak vissza. Jelenleg is vizsgálják az öntözés hatásait, illetve a talajok vízforgalmát. Ezek alapját a hazánkban igen különlegesnek számító liziméterek adják, melyek segítségével a talajok víz- és sóforgalma, illetve a növények vízfogyasztása, vízhasznosítása határozható meg nagy precizitással. A vajdasági kutatóintézetben hasonló jelegű kutatások jelenleg nem folynak, tudhattuk meg látogatásunk alkalmával. 1.2. Kutatómunkánk célkitűzései A kutatómunkánkat azon eredményekre alapozva kezdtük meg, miszerint a Karcag bel- és külterületén található fúrott kutakból származó víz minősége az öntözés szempontjából nem megfelelő, valamint tekintettel a térségre jellemző talajok érzékenységére és a nyári öntözések gyakori voltára, feltételezhető a másodlagos szikesedés kialakulása. Mivel a vízpótlás a nyári időszakban mindenképp szükséges a nagy vízigényű zöldségnövények vízigényének kielégítéséhez, a megfelelő terméshozam eléréséhez, az öntözést elkerülhetetlennek feltételeztük.. A másik tény a magas sótartalmú, elvileg az öntözésre alkalmatlan kútvizek használata, mivel gyakorlatilag nem feltételezhető a kistermelőkről, háztáji gazdasággal foglalkozókról, vagy akár csak kertészkedőkről, hogy vízjogi engedélyt beszerezve, a technikai hátteret kiépítve, úgymond nagyüzemi eszközökkel és módszerekkel öntözzék kertjeiket. A topolyai Mezőgazdasági Iskola Tanüzemében is termesztenek zöldségnövényeket szabadtéren és üvegházakban egyaránt. A termesztés nélkülözhetetlen feltétele itt is az öntözés alkalmazása. Tehát felvetődik a kérdés, hogy náluk mi a helyzet. A bácskai és a mi talajtípusaink hova sorolhatók és abból adódóan milyen fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek és az öntözővizek miként befolyásolják azokat. 6

Ennek megfelelően vizsgáltuk: a topolyai és karcagi talaj színét, tapintását, alkotórészeit, szerkezetét, nitrát tartalmát, kémhatását a topolyai és karcagi öntözésre használt vizeinek nitrát, nitrit, foszfát tartalmát, és kémhatását az öntözővizek szikesítő hatását, a talajok sóforgalmát egy beállított öntözési kísérletben. Közeljövőbeli terveink közé tartozik a megkezdett kutatómunka folytatása. Az eddigi eredményeink alapján felvetődik a kérdés, hogy amennyiben ezeket a körülményeket adottnak vesszük, van-e lehetőség az öntözés hatására kialakuló másodlagos szikesedés veszélyének csökkentésére, a talajt kímélő öntözés megvalósítására. Két megközelítést kívánunk vizsgálni a tudományos diákkörös és a határtalanul programban is részt vevő diákokkal: az öntözés hatására sóval terhelt talaj javításának lehetőségét TERRASOL komposzttal tenyészedényes kísérletben, az öntözéses sóterhelés csökkentésének lehetőségét korszerű, csepegtető rendszerű öntözés alkalmazásával. A munka folytatásával olyan konkrét gyakorlati vonatkozású előrejelzéseket lehet majd adni, amelyekben számszerűsíthető, hogy az egyes öntözővizek adott talajon, adott mennyiségben való használata esetén milyen mértékű és jellegű szikesítő hatással számolhatunk, illetve hogy hogyan védekezhetünk a káros hatásokkal szemben. 7

2. SZAKIRODALMI ÁTTEKINTÉS 2.1 A talaj A talaj a földkéreg legkülső szilárd burka, amely a növények termőhelyéül szolgál. Alapvető tulajdonsága a termékenysége, vagyis az, hogy kellő időben és szükséges mennyiségben képes ellátni a rajta élő növényzetet vízzel és tápanyagokkal, és így lehetővé teszi az elsődleges biomassza megtermelését. (Stefanovits és mtsi, 1999) Másik jellemzője a változékonyság, állandóan változó rendszer, melyben a folyamatok a talajra ható élő és élettelen tényezők kölcsönhatása révén mennek végbe. Az Európai Tanács 1993-ban elfogadott értelmezése szerint a talaj egy speciális fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságokkal rendelkező sokfunkciós rendszer (Filep és mtsi, 2002). A talajt ma már szinte valamennyi szakterület (környezetvédelem, ökológia, mezőgazdasági tudományok, analitikai kémia, kolloid kémia, ásványtan, radiokémia, geológia, stb.) vizsgálódásai alá vette. Magának a talajnak mindent egybefoglaló, definíciószerű pontos meghatározása mégis meglehetősen nehéz. A talaj különböző halmazállapotú és minőségű anyagokból álló heterogén, polidiszperz rendszer, melyben két alrendszert különböztetünk meg, a biotikus, azaz az élő szervezeteket és az abiotikus, azaz az élettelen anyagokat (Filep, 1988). A talaj abiotikus alkotórészei Filep (2002) nyomán: 1.) Szilárd fázis a.) Ásványi: nyers ásványtörmelékek (kő, homok) és újraképződött ásványok (agyagásványok) b.) Szerves: elhalt növényi és állati maradványok, szerves bomlástermékek c.) Humusz 2.) Folyékony fázis (talajoldat): a víz az oldott szervetlen és szerves anyagokkal és gázokkal (pl.: CO 2, O 2 ) 3.) Gázfázis (talajlevegő): CO 2, O 2, N 2 A talaj biotikus alkotórészei: 1.) Flóra: mikroflóra és a makroflóra 2.) Fauna: mikro-, mezo-, makro-, megafauna Az élő anyagok fontosak a talaj képződésében és fenntartási folyamataiban. Az élettelen anyagok közül meghatározó szerepük van a kőzetalkotó ásványoknak, melyek különböző diszperzitás fokú eloszlásban találhatók a talajban. Másik fő komponensként az elpusztult 8

élőlények lebomlási termékeiből származó humuszanyagokat tekintjük. Az elhalt szerves anyag átalakulása során két folyamat érvényesül, a mineralizáció és a humifikáció. A mineralizáció során a szerves anyag szervetlen vegyületekre és sókra bomlik, a humifikáció ezzel párhuzamosan végbemenő, de ellentétes irányú folyamat, mely során a szervesanyag-maradványokból új specifikus szerves anyagok képződnek (Stefanovits és mtsi, 1999). A humuszanyagok az ásványokkal együtt adják lényegében a talajt. A talajnak három fő ökológiai funkciója van (Filep és mtsi, 2002): a.) A biomassza termelés alapvető közege b.) Raktározó, szűrő, átalakító és pufferoló rendszer c.) A biológiai sokféleség fenntartásának nélkülözhetetlen eleme Az emberi tevékenységgel kapcsolatos funkciói: a.) Mezőgazdasági termelés színtere b.) Nyersanyagforrás c.) Kulturális és geológiai örökségek hordozója d.) Fizikai közeg (pl.: az építmények alapja) 2.2 Meszezés és talajjavítás története, kémiája A kémiai talajjavítás egyik legrégebbi módja, hogy valamilyen formában kalciumot tartalmazó vegyületet juttatunk ki a talajba. Thaer (1809) összefoglalja a meszezéssel kapcsolatos ismereteket az 1800-as évek elején, talán elsőként tudományos igényességgel. Megállapítja, hogy fizikai hatása nyomán nagy adagban alkalmazva a meszezés lazítja a kötött agyagos talajt, mely művelhetőbbé és vízáteresztőbbé válik. A homoktalajok fizikai tulajdonságai szintén javulnak, nő a vízmegtartó képességük, szerkezetesebbé, termékenyebbé válnak. Véleménye szerint a meszezés kémiai (trágya) hatása is kétirányú. Egyrészről mobilizálja a talaj tápanyagait elősegítve a mineralizációt, másrészről Ca és CO 2 forrásul szolgál a növények számára. Ahol nagy a talaj tápanyagtőkéje ott érvényesül a mobilizáló, ahol kevés, ott a Ca és CO 2 direkt trágyahatása. Az égetett mész különösen erősen bontja a humuszt és a talaj ásványi részeit. Jelentős mészhatás várható a humuszban gazdag savanyú talajokon. Thaer javasolja az égetett mész használatát, mely hatékonyabb és finom porrá szétesve jól keveredik a szántott réteggel. Gyakran istállótrágyával is keverik. Az égetett mész oltásával nyert oltott mész maró hatású a humuszra, növényi rostokra, gyommagvakra, rovarokra, termékeny humuszfölddé képes átalakítani a szerves hulladékokat, így kiválóan alkalmas a 9

komposztkészítéshez.. A mészadag függ a talajtól és a meszező-anyag minőségétől, általában 30-300 véka holdanként. (Véka = 23 L = 30 kg, tehát 1-10 t/hold, ill. 2-20 t/ha). Megkülönbözteti a talajjavító meszezést és a 3-6 évenkénti fenntartó mésztrágyázást. Liebig (1840-1876) könyvének "Ugar" c. fejezetében tárgyalja részletesebben a meszezés szerepét. Szerinte az ugar, a meszezés és az agyagföld égetése azonos célok és elvek megvalósulását szolgálja. Ezek a beavatkozások kötöttebb talajokon növelik elsősorban a talaj termékenységét azzal, hogy segítik mobilizálni a földpátok, Al-szilikátok és más talajalkotó ásványok, ill. a humusz növényi tápanyagait. E téren a meszezés felbecsülhetetlen eszközt jelent a gazdának. Legátfogóbban a nagy orosz tudós Prjanyisnyikov (1965) tekintette át a meszezés kér-dését, történetét. Angliában már a rómaiak alatt márgáznak és meszeznek, melyet talaj-erőnek tekintettek és számukra a gazdagságot jelentette. Az újkorban, az 1800-as években is Anglia meszezett a legintenzívebben. Itt jelentkezett a csalódás is, mert a trágya (istálló-trágya) és a márga között nem tettek különbséget és az egyoldalú túlzott meszezés nemkívánatos következményekkel járt. A múlt, az empirizmus, a gyakorlat hibáit a kutatás (Rothamsted) tárta föl és orvosolta. Az 1700-as évek végén a magyar Tessedik Sámuel evangélikus lelkész alkotott maradandót a szikes talajok javítása terén. Hirdette a meszezés (márgázás), gipszezés és az istálló-trágyázás javító hatását. Az átfogó, tudományos igényű talajjavítás 'Sigmond Elek és Treitz Péter nevéhez fűződik, munkásságukkal a talajjavítás az agrárpolitika céljai közé került. A szikjavítási akció 1928-ban indult, azóta beszélhetünk szervezett, állami támogatással folyó talajjavításról Magyarországon. A meszezéssel tehát többféle célt követünk (Kádár B.1997.): - Talajsavanyodás ellensúlyozása, ill. a ph emelése - A Ca-szolgáltató képesség fenntartása - Agyagtalajok, kötöttebb talajok szerkezetének javítása - Erózió, rossz vízgazdálkodás elleni védelem - Tápelemek felvehetőségének javítása (N, P, K, Ca, Mg, B, Mo, Se) - Toxikus elemek felvehetőségének gátlása (Fe, Mn, Zn, Cu, Al, Cd, Ni, Pb) - Talajélet javítása, mikrobiológiai aktivitás növelése A talajsavasság és ioncserés kémiájukról jelenleg forgalomban levő anyagok közel sem hasonlítanak a 7 évtizeddel ezelőttiekhez. Az 1940-es évek közepétől a végéig a talajkémia a savas talajjal és agyaggal kapcsolatban az elektrodialízisre koncentrált, Ca(OH) 2 vagy NaOH-val való neutralizálásukra. Néhány anyagot erős savnak, másokat gyengének tekintették. Bár Although 10

Veitch (1902.), Paver és Marshall (1934.) és Schofield (1949.) bemutatta a sócserélhető Al ionokat savas talajban és agyagban, az Al szerepe a talaj savasságában tulajdonképpen figyelmen kívül volt hagyva. A talaj savasságával kapcsolatban modern elképzelések a Berkeley Egyetemről (1949.) származnak. Az elvégzett kísérletek bemutatták, milyen hiányosak voltak az addigi elképzelések az agyag savasságával kapcsolatban. Rájöttek, hogy akár alumíniummal, akár hidrogénnel telített anyagot létre lehet hozni és ezek teljesen más tulajdonságokat mutatnak és egyre népszerűbb lett a nézet, miszerint a savas talajok Al-telítettek. Az organikus összetevője a talaj kation-cserés állagának is figyelmet kapott. Jelentős fejlődés történt a pufferkapacitás és a szerves rész savassága erejének meghatározásában. Nemrégiben további funkciós csoportokat határoztak meg és azok viselkedését kationokkal. Egy, különösen érdekes tulajdonság, hogy a humuszos és fulvo savak, amelyeket kivontak a savas talajokból nincs szabad COOH csoportja. A karboxilcsoportok hozzá vannak kötve az Al és Fe 3+ ionokhoz. Az elmúlt 65 év jelentős változást hozott a talajtudományban a savas talajokat érintően. Gyorsan fejlődő tudományterület, így a terminológiáját illetően gyakran zavar támad (Robert and Fred, 1967.) 2.3 A vizsgált területen előforduló talajtípusok és jellemzőik 2.3.1 Cserzojzom talajok jellemzői A mezőségi talajok a lágyszárú növények hatására alakulnak ki. Nincs nagymértékű szerves anyag felhalmozódás. Az aerob baktériumok hatására a szervesanyag tekintélyes része elbomlik. Az erdők háttérbe szorulásával a táj vízgazdálkodási viszonyai szárazabbá válnak. Olyan körülmények között alakulnak ki csernozjom talajok, ahol nagyjából egyensúlyban van a talajba jutó természetes csapadék és a párolgás (közvetlen + növények). A talaj kalciummal telített, ami segíti a kedvező szerkezet kialakulását és megakadályozza az elsavanyosodást. A csernozjom talajok kialakulásának legfontosabb tényezői a humusz felhalmozódás és a talajok tartós morzsás szerkezetének kialakulása. A humuszban gazdag és többé-kevésbé morzsás szerkezetet mutat. Humusztartalma többnyire 4-5%, néha magasabb. A megművelt 28-30 cm vastag legfelső szintben többnyire már leromlott a szerkezet. A talaj nem önálló rögöcskékből áll, de már aránylag kis nyomásra apró morzsákra morzsolható szét. Ezek a morzsák igen kis aggregátumokból állnak. Nagyságuk többnyire kisebb 1 mm-nél. Az A szint mélyebb részében a talajmorzsa szerkezete többnyire valamivel jobb. Itt 11

már gyakran 2-3 mm nagyságú morzsákat találunk. Az A szint vastagsága leggyakrabban 40-50 cm. B Átmeneti szint a fekete vagy sötétbarna humuszos szint és a világossárga alapkőzet között. A humusz csökkenése fokozatos. Nyelvek, hullámok nyúlnak le a világosabb szintbe. A B szintnek többnyire szintén apró rögöcskékből álló szerkezete van. C Az alapkőzet leggyakrabban lösz. Világossárga, meszes fonom porból álló kőzet, melynek sajátos, igen apró aggregátumokból álló szerkezete van. 2.3.1.1. Mészlepedékes csernozjom talajok jellemzői 1.kép Mészlepedékes talajszelvény A Sötétbarna, feketésbarna, morzsás szerkezetű vályog. A szántott rétegben a szerkezet gyakran leromlott. Humusz-tartalom kb. 3%. Semleges körüli kémhatású. Átmenet fokozatos (0-30cm). B Sötétbarna, erősen morzsás szerkezetű vályog. Humusztartalma fokozatosan csökken. Szemcsék felületét többnyire jól kivehető világos, fakó szürke CaCO3 lepedék borítja. A szint alsó részében mész-erek húzódnak. Kémhatásuk gyengén lúgos. Mésztartalmuk elég magas. (30-80 cm). C Sárga, barnássárga lösz, karbonátos homok, vályog, löszös agyag. Szénsavas meszet tartalmaz. Gyakran mészereket, krotovinákat találunk (80-150 cm). Elnevezésüket a szelvényükben általában 30-70cm között jelentkező mészlepedékről kapták. A szántott réteg apró morzsás. Alján rendszerint tömöttebb réteg alakul ki, ahol a szántott réteg kolloidjainak egy része egyszerű fizikai átiszapolódás következtében dúsul fel. Humusztartalma 2-4%. A foltszerű mészkiválások az egész szelvényben megfigyelhetők. Kitűnő vízbefogadó-, vízraktározó- és vízáteresztő képességűek. Tápanyag-gazdálkodásuk is igen kedvező. Legtermékenyebb hazai talajaink közé tartoznak. Talajképző kőzet: Lösz, löszös agyag vagy egyéb laza karbonátos kőzet. 12

Talajvíz: 5-8 m vagy mélyebben. Növényzet: Szántóföldi művelés alatt álló területek, amelyeken legfontosabb szántóföldi növényeink jól termelhetők. 2.3.1.2.Réti csernozjom talajok jellemzői 2. kép Réti csernozjom szelvény A Sötétbarna, barnásfekete színű, szögletesen morzsás szerkezetű vályog. Humusztartalma 3,5-4,5% között. Szénsavas meszet többnyire nem tartalmaz. Kémhatása semleges körüli, vagy enyhén savanyú. Átmenet fokozatos (0-50 cm). B Sötét szürkésbarna, szögletesen morzsás szerkezetű vályog. Humusztartalom fokoza- tosan csökken. Ebben a szintben találjuk a legmagasabb CaCO3 tartalmat, amely mészfelhalmozódásra utal. Esetenként mészlepedéket, a szint aljában mészereket találunk. Kémhatása gyengén lúgos. Átmenet a következő szintbe fokozatos. Állatjáratok is jól láthatók (50-100 cm). C Sárga, világossárga lösz, löszös agyag. Tömődötten porózus szerkezetű. Enyhén vasfoltos, mészkonkréciós (100-150 cm). Kialakulásukra az időszakos és nem jelentős felszíni vagy az időnként megemelkedő talajvíz nyomja rá a bélyegét. A humuszos szint sötétebb, barnás-szürke, szürkés-barna színű. Szerkezete szemcsésen morzsás. Jellemző a típusra, hogy az egyes genetikai szintek közötti átmenet élesebb. A szelvényekben általában CaCO3 felhalmozódás figyelhető meg. A víz hatására utaló hidromorf bélyegek, a vasszeplők és rozsdafoltok, melyek a BC- és zömmel csak a C szintben találhatók. A szervesanyag tartalom a felszíni 3-4%-os értékről hirtelen csökken és e csökkenés éles határa rendszerint egybeesik a szénsavas mész megjelenésének mélységével. Telítettségük a szénsavas mésztartalom függvénye. Vízgazdálkodásuk jó, hazánk legtermékenyebb talajai 13

Talajképző kőzet: Lösz, löszös anyag vagy egyéb CaCO3 tartalmú laza kőzet. Talajvíz: 4-5 m körül Növényzet: Szántóföldi művelés alatt álló, igen jó termékenységű talajok. 23.2. Szikes talajok A talajok elszikesedésének folyamatát a nátriumsók felhalmozódása okozza. A szikes talajok legjellegzetesebb sajátossága a vízzel szemben való viselkedés. Nedvesen elfolyósodnak, sajátos pépes állapotúvá válnak. Az átázott szikes talajban a víz kapilláris mozgása lehetetlenné válik. Kedvezőtlen tulajdonságai miatt, szántóföldi hasznosítása korlátozott Kiszáradva a szikes talajok kőkeményekké válnak. Össze-repedeznek és száraz állapotban majdnem megművelhetetlenek. A szikes talajoknak rendkívül rossz a vízgazdálkodásuk. Nyáron, esős időben a talaj felszíne 1-2 cm mélyen teljesen szétázik. A talaj vízvezető képessége jóformán teljesen megszűnik. A víz megáll a talaj felszínén és a szikes területet tócsák borítják. Ha azonban a talaj szelvényét megvizsgáljuk, azt tapasztaljuk, hogy már 5-10 cm mélyen a talaj teljesen száraz. A rossz vízgazdálkodás miatt a szikeseken sok esetben kimondottan szárazságtűrő növények élnek. A szikes talajok terméketlenségének okai A talajok szélsőségesen rossz vízgazdálkodása A szikes talajok oldható sótartalma Erősen lúgos kémhatás. 1. térkép Szikes talajok elterjedése Magyarországon 1.szikesedés, 2. szikesedés a talaj mélyebb rétegeiben 14

Magyarországon a szikesedés a mezőgazdasági talajhasználat legnagyobb problémája. 2.3.2.1. Réti szolonyec talajok tulajdonságai 3. kép Réti szolonyec szelvény A 0-20 cm vastag, világosszürke, szürkés-barna, poros, lemezes szerkezetű agyag. Humusztartalma alacsony, 1,5-2%. Kém-hatása az enyhén savanyútól a gyengén lúgosig terjed (ph 6,2-7,5, 0-20 cm). B1 8-10 cm vastag, néha vastagabb, oszlopos szerkezetű, sötétbarna színű, tömődött agyagos szint (20 30 cm). B2 Barnás árnyalatú, sötétszürke, diós szerkezetű, tömődött agyag. CaCO3-at tartalmaz. Erősen lúgos (ph 8,5-9). Erős vas, mangánfoltos, vasborsós jelleg. Többször találunk fehér, kristályos gipsz-kiválást is. Átmenet fokozatos (40-80). C Sárga, okkersárga, szürkéssárga, karbonátos talajképző kőzet, vasfoltok, mangánfoltok, mészerek, mészkonkréciók találhatók. Néha glejes (80-150 cm). Hazánk legelterjedtebb szikes talaja. Szolonyec talajoknál a legfelső talajréteg kilúgzása miatt sós szint mélyebbre helyeződött. A típus fő jellemzője az oszlopos szerkezetű B1-szint Na+-felhalmozással, igen rossz vízgazdálkodási tulajdonságokkal, igen gyenge vízáteresztő képességgel, mindig lúgos kémhatással és gyakran jelentős vízoldható sótartalommal, amelynek maximuma általában a B2-szintben található. Talajképző Kőzet: Lösz, löszös vagy karbonátos agyag, vályog. Talajvíz: 150-350 cm. Természetes növényzet: sótűrő gyepnövényzet. Szántóföldi művelésre csak a mély-, esetleg a közepes réti szolonyeceket használják. 15

2.3.2.2. Sztyeppesedő réti szolonyec talajok tulajdonságai 4. kép Sztyepesedő réti szolonyec szelvény A Világos barnásszürke színű, poros szer-kezetű. Humusztartalma alacsony. Vízold-ható sókat jelentékenyebb mennyiségben nem tartalmaz. Átmenet éles (0-18 cm). B1 Sötétszürke, oszlopos szerkezetű, vasfoltos agyag. CaCO3-at többnyire nem tartalmaz. Kémhatása lúgos (ph 7,5-8). Vízoldható sókat kis mennyiségben tartalmaz. Átmenet éles, színben fokozatos (18-65 cm). B2 Sötétszürke, diós, agyag, agyagos vályog. CaCO3-at tartalmaz. Kém-hatása lúgos (ph 8-9). Vas foltok, vas borsók találhatók. Átmenet fokozatos. C Világos szürkéssárga, okkersárga talaj-képző kőzet. Vas, mangánfoltok, vas-borsók, mészkonkréciót tartalmaz. Gyakran találunk mészfelhalmozódási szintet. A talajvíz mélyebben helyezkedik el, mint a réti szolonyeceknél, ezért egy előrehaladottabb, kilúgzási folyamattal találkozunk. A legjobb tulajdonságú szikes talaj, ezért termősziknek is nevezik. Az oldható sók és a mész is mélyebben helyezkedik el. Mészakkumulációs szint a C szint alsó részén fordul elő. Talajképző kőzet: Lösz, löszös vagy karbonátos agyag, vályog. Talajvíz 3-4 m. Növényzet: Sziki pozdor, veresnadrág csenkesz stb. Általában szántóföldi művelés alatt álló területek, vagy elég jó minőségű legelők. Könnyen javítható szikesek. Meliorációval, talajjavítással növelhető termékenységük. ( Stefanovics- Filep,1999 ) 2.3.3.Másodlagosan elszikesedett talajok jellemzői Ezen talajtípusba tartozó talajok rendszerint öntözés hatására jönnek létre. A másodlagos szikesedés végbemehet bármely jó termékenységű, réti, öntés, öntéscsernozjom talajon. Ennek következtében a talajszelvény is különböző képet mutathat az eredeti talajszelvénytől függően. A szikesedés kétirányú lehet: 16

1. Másodlagos szoloncsákosodás. Ebben az esetben az öntözővízben, vagy a megemelkedett talajvízben szállított oldható sók halmozódnak fel a talajszelvényben. 2. Másodlagos szolonyecesedés. Ebben az esetben az öntözővízben vagy megemelkedett talajvízben levő nátrium kicseréli a talajkolloidok felületén adszorbeált egyéb (főleg Ca2+) kationok jelentős részét. A Magyar Alföld jelentős részén következett be a talajok ún. másodlagos szikesedése emberi beavatkozások miatt. 2. térkép Magyarország genetikai talajtérképe 2.4. Az öntözés szerepe a növények vízellátásában A jelenlegi és az egykori magyar Alföld talajtani és hidrológiai viszonya, geomorfológiája, medence jellegű geológiai felépítése, de geológiai és földtani múltja, illetve története is különösen indokolttá teszi, hogy állandóan felszínen tartsuk a táj talajainak fejlődésére veszélyes és nehezen visszafordítható jelenségeket. Az itt elhelyezkedő talajok termékenysége két olyan történelmileg és gazdaságilag jól meghatározható, ismert folyamat révén szenvedett és szenved döntő változásokat, amelyek kezdete a korábbi évszázadokba nyúlik vissza, azonban napjainkban is számolnunk kell részben magukkal a folyamatokkal, részben ezek hatásaival. Az egyik ilyen folyamat a mind kiterjedtebb öntözés (SZABOLCS, 1961). A XIX. század végéig öntözést Magyarországon csak a gyepek, illetve a rizs termesztése esetén alkalmaztak, szinte kizárólag árasztásos módszer felhasználásával. A szántóföldi öntözéseket lényegesen később kezdték el, mint a gyepöntözéseket és a rizs öntözését. Sokan úgy vélték, hogy a jó erőben levő szántóföldeket öntözni felesleges, mivel a fő növények, vagyis a búza és a kukorica nem hálálják meg az öntözést olyan mértékben, hogy miattuk a területet öntözésre 17

kellene berendezni. Később az alkalmazott öntözési módok között előfordultak a már hagyományos és újnak számító eljárások egyaránt, így a felületi öntözés módszerei, a permetező-, a tömlős- és az altalaj öntözés. A magyarországi öntözés történetileg több korszakra osztható fel: A szórvány öntözések időszaka, ez a XVIII. század közepéig volt jellemző. Az ilyen típusú öntözések házi kertekben zöldségnövényekkel, illetve szabadföldi gyepterületeken folytak. A korszakváltás csak később a megújuló rizstermesztéssel kezdődött el, ami egybeesik a rizs magyarországi meghonosodásával (1780-as évek). A harmadik korszak az Alföld intézményesített öntözésének kezdeti időszaka, a Kvassay Jenő vezette kultúrmérnöki hivatal működésének megindulásával (1879) kezdődött. A negyedik korszaknak az intézményes öntözésfejlesztés kezdeti korszakát lehet tekinteni. (1930-1945). A II. világháború befejezésével, a tetemes károkat szenvedett öntözőtelepek újraindításával megkezdődött a magyarországi öntözés történetének ötödik korszaka. Az öntözés célját tekintve alapvetően növénytermesztési feladat, amely a növények számára szükséges optimális vízmennyiség folyamatos és rendszeres biztosítására és ezen keresztül a termés növelésére, valamint részben minőségének javítására is irányul. Az öntözés gyakorlati végrehajtása során számításba kell vegyük, hogy a növény a nedvességet a talajon keresztül veszi fel, és ez a folyamata nagyrészt a talaj közvetítő közeg tulajdonságaitól függ. Közismert például, hogy ha egyes nehéz mechanikai összetételű talajoknál túl nagy öntözővíz normákat alkalmazunk, túlöntözés lép fel. Túlöntözés esetén a növény nemcsak, hogy nem képes az adagolt vizet megfelelően hasznosítani, hanem a víz levegő arány kedvezőtlen alakulása következtében átmeneti, vagy tartós károsodást is szenvedhet, s az öntözéssel a kívánt célt nem érjük el. Ismert az is, hogy a túlöntözés a közvetlenül keletkező károk mellett, ha tartós és rendszeres túl bő nedvességgel jár együtt, közvetve is kedvezőtlen irányban hathat a talaj termékenységére, s előidézhet olyan kedvezőtlen talajtani folyamatokat, mint a másodlagos láposodás, másodlagos szikesedés és végső soron a talaj szerkezetének leromlása. Az öntözővíz és a talaj kölcsönhatása sokrétű és bonyolult (DARAB és FERENCZ, 1969). 2.5. A szikesedés, mint talajdegradációs folyamat A talajképződés során a kedvező tulajdonságok mellett kedvezőtlenek is kialakulnak, amelyek talajpusztulást idéznek elő. A FAO értelmezése szerint a talajdegradáció felosztható a vízerózió, a szélerózió, a kémiai degradáció és a fizikai degradáció csoportjaira. A GLASOD (Global 18

Assessment of Soil Degradation) felmérései szerinti talajdegradáció egyes formáinak elterjedése a világon a következőképpen alakul (1. táblázat): 1. táblázat: A talajdegradáció előfordulása a világon Talajdegradáció Milliárd ha Százalékos érték Vízerózió 1,1 56% Szélerózió 0,55 28% Kémiai degradáció 0,236 12% Fizikai degradáció 0,079 4% Összesen 1,965 100% A talajdegradáció globális problémájának kezelésére a UNEP (United Nations Environment Programme) világméretű programot kezdeményezett az emberi tevékenység okozta talajdegradációs folyamatok felmérésére. A GLASOD (GLobalAssessment of SOil Degradation) program keretében egy 1:5.000.000 méretarányú térkép készült és egy ezt kiegészítő adatbázis került összeállításra, az alábbi tényezőkre vonatkozóan: a talajdegradáció típusa, a talajdegradáció mértéke ( súlyossága és térbeli kiterjedése, a talajdegradációt okozó tényező, a degradáció súlya, sebessége, veszélye (3. térkép). 3. térkép: Az emberi tevékenység indukálta talajdegradáció a világon (Forrás: GLASOD) 19

A sóhatás, mint talajdegradációs jelenség, az egyik legnagyobb fenyegetettséget okozza az öntözött talajok esetében, különös tekintettel a fenntartható növénytermesztés szempontjából. Ez a probléma világméretűnek is nevezhető, hiszen például Afrika szemiarid éghajlatú területein a rizstermesztés igen kiterjedt és jellemző a nagy sótartalmú öntözővizek használata. VAN ASTEN et al. (2003) vizsgálták a rizs árasztásos termesztése esetében a talaj sótartalmát, és megállapították, hogy igen jelentős mennyiségű só halmozódott fel a felszín közeli talajrétegekben. A Kárpát-medencében, s benne Magyarországon a legfontosabb talajdegradációs folyamatok a következők (VÁRALLYAY, 1999): Víz és szél okozta erózió. Savanyodás. Sófelhalmozódás, szikesedés. Talajszerkezet leromlása, tömörödés. A talaj vízgazdálkodásának szélsőségessé válása. Biológiai degradáció: kedvezőtlen mikrobiológiai folyamatok, szerves-anyagkészlet csökkenése. A talaj tápanyagforgalmának kedvezőtlen irányú megváltozása. A talaj pufferképességének csökkenése, talajmérgezés, toxicitás. SZABOLCS (1985) közlése szerint a FAO és az UNESCO felmérése alapján, a világon az öntözött területek mintegy fele (összesen kb. 250 millió ha) komolyan veszélyeztetett a szikesedés és a túlzott vízterhelés miatt. A szikesedés folyamata az adszorpciós viszonyok olyan változását jelenti, melyben a talajkolloidok felületén kötött kationok között megnő a nátriumionok mennyisége és aránya. Ha ez a mennyiség eléri az S-érték 15%-át, akkor megjelennek, illetve fokozódnak a kedvezőtlen talajfizikai tulajdonságok, mint például a rossz vízáteresztés, a nagy holtvíztartalom, az erős duzzadóképesség és az elfolyósodás, a peptizáció. A nátriumionokon kívül, ezeket a kedvezőtlen hatásokat váltja ki a magnéziumion is, azonban ebben az esetben a határérték az S-érték 30%-a. Ha a talajvízből vagy a felszíni vizekből talajoldatba jutott betöményedő sók sok nátriumot illetve magnéziumot tartalmaznak, szikesedést váltanak ki, ezért rendkívül fontos figyelemmel kísérni az öntözővíz minőségét, és a sós talajvíz szintemelkedését. 20

2.6. Az öntözés hatása a talaj víz- és sóforgalmára Az öntözés célját tekintve alapvetően növénytermesztési feladat, amely a növények számára szükséges optimális vízmennyiség folyamatos és rendszeres biztosítására és ezen keresztül a termés növelésére, valamint részben minőségének javítására is irányul. Az öntözés gyakorlati végrehajtása során számításba kell vegyük, hogy a növény a nedvességet a talajon keresztül veszi fel, és ez a folyamata nagyrészt a talaj közvetítő közeg tulajdonságaitól függ. Közismert például, hogy ha egyes nehéz mechanikai összetételű talajoknál túl nagy öntözővíz normákat alkalmazunk, túlöntözés lép fel. Túlöntözés esetén a növény nemcsak, hogy nem képes az adagolt vizet megfelelően hasznosítani, hanem a víz levegő arány kedvezőtlen alakulása következtében átmeneti, vagy tartós károsodást is szenvedhet, s az öntözéssel a kívánt célt nem érjük el. Ismert az is, hogy a túlöntözés a közvetlenül keletkező károk mellett, ha tartós és rendszeres túl bő nedvességgel jár együtt, közvetve is kedvezőtlen irányban hathat a talaj termékenységére, s előidézhet olyan kedvezőtlen talajtani folyamatokat, mint a másodlagos láposodás, másodlagos szikesedés és végső soron a talaj szerkezetének leromlása. Az öntözővíz és a talaj kölcsönhatása sokrétű és bonyolult (DARAB és FERENCZ, 1969). Az öntözés talajra gyakorolt hatása függ a konkrét helyi feltételektől, éghajlati és talajviszonyoktól és nem utolsósorban az öntözéses gazdálkodás módjától. Az öntözés mind közvetlenül, mind pedig közvetve jelentős befolyást gyakorol a talajra és annak termékenységére. Közvetlen hatása főként abban jut kifejezésre, hogy a talaj termékenységének egyik legjelentősebb tényezőjét a vizet rendszeresen és elegendő mennyiségben bocsátja a növények rendelkezésére. Közvetett hatásának az a lényege, hogy a megváltozott vízgazdálkodás kihat a talaj kémiai, fizikai és biológiai sajátosságaira, s ezáltal a talajképződési folyamatokra, s mint mindennek eredőjére a talaj termékenységére (SZABOLCS, 1961). Az Alföld sajátos talajtani, hidrológiai és földtani viszonya indokolttá teszi, hogy talajnedvesség szabályozás és öntözés esetén állandóan felszínen tartsuk a táj talajainak fejlődésére veszélyes és nehezen visszafordítható jelenséget: szikesedést, illetve a másodlagos szikesedést, valamint a talaj szabályozatlan nedvességviszonyai okozta egyéb fizikai-, kémiai- és biológiai talajtermékenységi károsodásokat. A talajok termékenysége növelésére, illetve a növénytermesztés biztonságára irányuló öntözés alkalmazhatóságát, módját és eredményességét talajtani szempontból általában a humuszos réteg vastagsága, a talajt képző kőzet sajátossága - elsősorban mész állapota, Mg, Na, 21

valamint kolloid anyagainak mennyisége és minősége - a talajvíz mélysége és kémiai összetétele, a talaj szerkezeti állapota, valamint a felhasznált öntözővíz minősége határozza meg. Az köztudott, hogy az öntözés talajra gyakorolt hatása lehet kedvező, de lehet kedvezőtlen is. A kedvező hatások általában jobban ismertek, hiszen a növények vízellátásával megfelelő tápanyagellátottság mellett a növények termése jelentősen növelhető. Emellett azonban figyelmet kell fordítanunk az öntözés a talajtermékenység csökkenésére gyakorolt hatásaira is. Ezek közül a hatások közül legismertebb a másodlagos szikesedés, valamint a másodlagos láposodás is, kevésbé ismertek a talaj fizikai tulajdonságában beálló kedvezőtlen folyamatok és változások. Mivel az Alföld talajainak jelentős mértékű a duzzadóképességük, amely miatt is igen kedvezőtlen a vízáteresztő és vízelnyelő képességük, ez öntözési vonatkozásban azt jelenti, hogy e táj jelentős részét uraló kötött talajok hajlamosak a túlöntözésre. Az öntözés következtében könnyen áll be a talajban ún. kétfázisú levegőtlen állapot, valamint a talaj felszínén gyakori a pangóvíz-képződés, illetve a felső talajréteg szerkezetének leromlása a napjainkban is tapasztalt elporosodott talajállapot, amely mind súlyosabbá váló talajmozgási, deflációs folyamatot indított meg. Nemzetközi tapasztalatok bizonyítják, hogy a helytelen öntözések hatására a talaj degradációs folyamatok igen gyorsan és rövid idő alatt olyan mértékűek lehetnek, amelyek már a talaj termékenysége csökkenését vonhatják maguk után. Ezzel szemben áll az a tény, hogy a vegetációs időszak évi mintegy 150 200 mm nedvesség hiánya miatt a növénytermesztés biztonsága csak öntözéssel teremthető meg. Jogosan vetődik fel az igény a táj mezőgazdasági hasznosításának fejlesztése érdekében nagy beruházással megépített Tisza II. (Tisza-tó) Víztározó mezőgazdasági hasznosítására, előrejelzések alapján a területen mindinkább minimumba kerülő víz mesterséges úton történő pótlására. A világon igen nagy területek vannak, amelyek csak öntözéssel hasznosíthatók, de mivel számítani kell arra, hogy az öntözés alkalmazása sok helyütt szikesedést és eróziós folyamatokat, valamint a talaj fizikai tulajdonságának leromlását okozhatja, ezért sok országban fokozzák az öntözés kérdéseinek talaj növény rendszerben történő tudományos vizsgálatát, amelyet a nemzetközi szervezetek (FAO, UNESCO, Világbank, stb.) is közösen támogatnak (BARDAJI, 1974). RADAELLI et al. (1981) különböző sótartalmú vízzel történő öntözések hatására a talajszerkezet stabilitásának gyengülését mutatták ki. Hasonló kísérleteket végzett PAPADOPOULOS (1985) és AHMEDOV et al. (1978), valamint CHANG és OOSTERVELO (1980) megállapították, hogy 22

még kis sótartalmú vizekkel történő öntözés esetén is igen gyorsan bekövetkezik a legfelső rendszeresen művelt réteg kémiai és fizikai tulajdonságának leromlása, és csak jó vízáteresztő talajokon számíthatunk a talajban felhalmozódott sók kimosódására. SZABOLCS (1961) megállapításai szerint az öntözés kiterjesztése megnöveli a talajok másodlagos elszikesedésének veszélyét. Ez a folyamat, amely az egész öntözéses mezőgazdaságot végigkíséri, több millió hektár termőföldet tett a világon terméketlenné, és jelenleg is veszélyezteti a termékeny talajainkat, vizeinket, a növényeket, állatokat és az ember egészségét. A fő probléma szerint nem az ismeretek hiánya, hanem azoknak a módszereknek a nem megfelelő alkalmazása, amelyekkel ez a folyamat megállítható. A jövő feladata az ebben rejlő veszélyek tudatosítása, és olyan korszerű módszerek elterjesztése, amelyekkel ez a káros folyamat megállítható. Ebből is érzékelhető, hogy az öntözés csak akkor jelent egy termőhelyen hosszú távon is talajhasználati előnyt, ha számolunk mindazzal a kísérő folyamattal, amely adott esetben meghatározó lehet. Az öntözés szikesítő hatásáról több mint ötezer éves feljegyzések vannak. Az ókori Mezopotámia hanyatlásának legfőbb természeti oka a Tigris és az Eufrátesz völgyében levő öntözött talajok elszikesedése volt (HADAS, 1965). Arid és szemiarid körülmények között ma is az öntözés szikesítő hatása jelenti az egyik legnagyobb talajdegradációs kockázatot. A másodlagos szikesesedés a világ nagy részén ma is az intenzíven öntözött területeket érinti (LETEY, 1984; MANTEL et al., 1985; RHOADES és LOVEDAY, 1990). SZABOLCS et al. (1969.a,b) az öntözés szikesítő hatását két okra vezetik vissza: sófelhalmozódás rossz minőségű öntözővízből, talajvízszint emelkedés, mely utóbbi úgy jelentkezik, hogy talajvíz sótartalma növeli a talajvíztől befolyásolt rétegek sótartalmát, vagy az emelkedő talajvíz magasabbra szállítja a mélyebb rétegek sótartalmát. A sós öntözővíz vagy a felemelkedő sós talajvíz hatására másodlagos sófelhalmozódás és szikesedés jöhet létre, ami szintén jelentősen lerontja a talaj szerkezetét. Hazánkban az első átfogó a másodlagos szikesedés lehetőségét feltáró vizsgálat a tiszalöki vízlépcső hatásterületén folyt (DARAB, 1958; SZABOLCS et al., 1968; 1969a,b, SZABOLCS és VÁRALLYAY, 1980; VÁRALLYAY, 1974). Hazánkban a másodlagos szikesedés által érintett terület csaknem 200.000 ha-ra tehető, amelynek fele éppen a tiszalöki öntözőrendszer által érintett területen helyezkedik el. BLASKÓ (2005) sóforgalmi vizsgálatai öntözött területeken több helyen sótartalom növekedést mutattak. Az 1980-as és 1990-es évek fordulóján az öntözés sótartalom növelő hatása Jász- 23

Nagykun- Szolnok megye öntözött talajainak mintegy 30%-án volt kimutatható, főleg ott, ahol feltételesen öntözhető, mélyben sós talajokat öntöztek. A pozitív só-mérleget mutató monitoring pontok többsége az emelkedő talajvízszintű területen volt. A nátrium felhalmozódás nehéz mechanikai összetételű talajokon különösen veszélyes, mert a nátriummal telítődő talaj kedvezőtlen fizikai tulajdonságai rendkívül megnehezítik a nátrium-sók kimosódását (BLASKÓ, 2005). 2.7. A vizek minősítése a szikesítési hajlam szerint Az öntözővizek szikesítésre való hajlamosításuk szerinti minősítését FILEP (1999) és TÓTH (évszám nélkül) nyomán tekintük át. Az öntözővizek mindig tartalmaznak sókat, azonban a talajés rétegvizek nagyobb mennyiségben tartalmazzák azt, mint más természetes vízforrás. Az öntözővizek minőségét elsősorban az alábbi jellemzők alapján ítélhetjük meg: 1. Az öntözővíz sótartalma 2. Az effektív Ca +Mg-koncentráció 3. A víz Na ionjainak relatív mennyisége (Na%) 4. A vízben lévő Mg ionok relatív mennyisége a Ca+Mg összes mennyiségének %-ában 5. A víz tényleges szódatartalma 6. Számított szódatartalom, szódaegyenérték 7. A Na adszorpciós aránya, SAR érték AYERS és WESTCOT (1989) a talaj tulajdonságaiban várhatóan bekövetkező hatásokat az SAR érték és az elektromos vezetőképesség kombinációjának függvényében gyenge, közepes és erős kategóriákba sorolják (2. táblázat). 2. táblázat: A SAR és a víz sótartalmának várható hatása a víz vezetőképességére (Forrás: Ayers és Westcot, 1989) Várható változás a talaj tulajdonságaiban SAR értéke Gyenge Közepes erős Elektromos vezetőképesség (ds/m) <3 >0,7 0,7-0,2 <0,2 3-6 >1,2 1,2-0,3 <0,3 6-12 >1,9 1,9-0,5 <0,5 12-20 >2,9 2,9-1,3 <1,3 20-40 >5,0 5,0-2,9 <2,9 FILEP (1999) szerint az öntözővíz elbírálásához az alapjellemzők a víz sókoncentrációja, vagy elektromos vezetőképessége, a Na%, illetve a SAR érték. A különböző minőségű öntözővizeket a sókoncentráció és a SAR érték alapján négy csoportba lehet sorolni: 24

1. csoport: Kifogástalan 2. csoport: Csak egyes talajok öntözésére alkalmas, de javítás után minden esetben használható. 3. csoport: A javítás után is csak egyes talajok öntözésére használható 4. csoport: Öntözésre nem használható és nem javítható. 25

3. ANYAG ÉS MÓDSZER 3.1. A Karcag környéki hobbikertek és a topolyai iskola tangazdaságában elöforduló talajok és az öntöző víz jellemzői A dolgozatba foglalt kutatómunkánk egyik célja az volt, hogy felmérjük a karcagi sorkertekben és a topolyai iskola tangazdaságában az öntözés hatására kialakuló másodlagos szikesedés veszélyét. Továbbá megismerjük a két településen előfórduló talaj típusát / néhány jellemzőjét/ és az öntözésre használt vizek összetételét. Ennek érdekében talaj és víz mintákat vettünk és azt elemeztük. Az elvégzett vizsgálatok és azok menete a mellékletben lévő jegyzőkönyvben található. Az így nyert adatok alapján elvégeztük a vizsgált talajok és öntözővizek kémiai minősítését és értékeltük azok szikesítő hatását. A munkát négy fős vegyes csoportokban végeztük talaj és víz vizsgáló kofferekkel, illetve a karcagi kutatóintézet műszereinek segítségével. 5. kép Mintavételezés és a vizsgálat 26

Karcag külterületén, a város északi és nyugati részén kiterjedt kertművelés folyik már hosszú ideje, mintegy 300 éve. Manapság is hagyomány, hogy a városlakók sorkertet művelnek, s ott zöldséget, gyümölcsöt termelnek a család ellátására illetve a felesleg értékesítésére. 6. kép: Gyümölcs és zöldségtermesztés A hobbikertek elhelyezkedését a 4. ábrán mutatjuk be. Ahogy az a műholdas felvételen jól látszik, a kis, nadrágszíj parcellák sora élesen elválik a környező, a nagyüzemi mezőgazdasági tevékenységet jellemző nagyobb méretű parcelláktól. Érdekes összevetni a sorkertek elhelyezkedését a Karcag talajtípusaink területi eloszlását bemutató 5. ábrával. Egyértelmű, hogy a kerteket a jobb talajtani adottságú, magasabb fekvésű részeken alakították ki, ahol a folyószabályozás után réti csernozjom talaj alakult ki. A kertek egy része pedig sztyeppesedő réti szolonyec talajon található, amely viszont a szikesek között a legmélyebb termőréteggel rendelkezik, így szántóföldi, illetve kertészeti művelésre is alkalmasnak tekinthető. A magasabb fekvésre utal pl. a Partos kert elnevezés is. Természetesen a talaj inhomogenitása, a különböző jellemzőkkel bíró talajfoltok sokszor mozaikos elrendezettsége miatt rosszabb adottságú sorkertek is találhatók a város körül, de a kertek összefüggő hálózatát nyilván nem igazították szigorúan és pusztán csak a talajadottságokhoz. A rosszabb talajtani, vízgazdálkodási viszonyokat fejezik ki híven a Komisz, a Fertő (a Völgyes kert régebbi neve), vagy az Agyagos elnevezések. 27

7. kép: A Karcag környéki hobbitelkek elhelyezkedése műholdas képen (Forrás: Google maps) 8. kép: Karcag külterületének talajtípusai és a zártkertek elhelyezkedése 3.2. Az öntözővizek kémiai minősítése Az általaunk vizsgált öntözővizeket az összes oldott sótartalom (mg/l) mennyisége, a SAR érték, és a Na% alapján FILEP (1999) kategóriarendszerének felhasználásával (1. melléklet) minősítettük. 28

A karcagi kutakból számtalan minta állt rendelkezésünkre és ennek köszönhetően átfogó ismeret birtokába juthattunk. A vajdaságiban viszont csak egy- egy öntözésre használt mintát tudtunk beszerezni és vizsgálni., így ebből nem tudtunk azonos mennyiségű információt szerezni. Továbbá a laboratóriumi háttér sem volt adott. 1. Az öntözővíz sótartalma Az összes oldott sótartalmat (mg/l) a víz elektromos vezetőképessége (EC) alapján számoltuk ki Mivel a víz elektromos vezetőképessége és sókoncentrációja között lineáris összefüggés van, az oldott Ca-, Mg-, K-, és Na-ionok mgeé/l-ben mért koncentrációjának összegéből a következő képletet alkalmaztuk: c (mg/l)= 640 EC 2. A víz Na ionjainak relatív mennyisége (Na%) Az öntözővíz kationösszetétele akkor a legkedvezőbb, ha minél kevesebb a Na-ion tartalma, fontos azonban a többi fémionhoz viszonyított aránya is. A Na% megengedhető értéke a víz sótartalmától és az öntözendő talaj tulajdonságaitól függ. Na Na Mg Na % 2 2 Ca K 100 3. Számított szódatartalom, szódaegyenérték A fenolftalein-lúgosságot nem mutató víz is tartalmazhat szikesítő hatású nátriumhidrokarbonátokat. Ha értéke Sz e mgeé/l <1,25, akkor nem rontja az öntözővíz minőségét. Sz e =(HCO 3 - +CO 3 2- )-(Ca 2+ +Mg 2+ ) (mgeé/l) 4. A Na adszorpciós aránya, SAR érték Lehetőséget ad az öntözővíz hatására bekövetkező szikesítő hatás becslésére. SAR Ca Na Mg 2 2 2 29

3.3. Öntözéseskísérlet a talaj sóterhelésének vizsgálatára 2013. március 5-én és április 26-án beállítottunk egy tenyészedényes kísérletet, amely segítségével a talajból való sókilúgzást, illetve a talajban való sófelhalmozódást vizsgáltuk. A kísérlethez 9 darab tenyészedény használtunk. Topolyáról és Karcagról származó, légszáraz, homogenizált talajjal töltöttük fel az edényeket, mindegyiket 350 grammal (9. kép). Az öntözés megkezdése előtt a tenyészedények talajából mintát vettünk. A mintát a DE- AGTC KIT KKI laboratóriumában analizáltuk. A tenyészedényeinket rátettünk egy- egy alul zárt gyűjtőedényre, ahova a csurgalékvíz távozni tud. 9.kép. : A talaj homogenizálása és kimérése a tenyészedényes kísérlethez Három ismétlésben különböző összetételű és származási helyű vízzel öntöztük, ezek a következők voltak: 1. csapvíz 2. fúrott kút illetve topolyai tó víz 3. ioncserélt víz. Két fázisban történt az öntözés. Az első fázisban nagy vízadagot (100 ml) alkalmaztunk a kilúgzás szimulációjához, majd naponta öntöztük a tenyészedényeket egyenként 20 ml-es dózisokkal. A kifolyt csurgalékvizekből mintát vettünk. 30