A 4M tápanyagmodell adatellátásával és gyakorlati alkalmazásaival foglalkozunk e cikk keretében. A modell futásához napi időjárási, növényi,valamint talajtani adatok szükségesek. Országos és regionális időjárási adatbázist építettünk fel 169 magyarorszá__
A talaj- és vízszennyezettség csökkentésének új és ígéretes módja a fitoremediáció. A fitoremediáció, más néven zöld- vagy botanikai remediáció, azoknak az eljárásoknak az összefoglaló elnevezése, melyek növényekkel (és társult mikrobákkal) csökkentik a környezet szennyező anyagait egy elfogadható kockázatú szintre. A fitoremediáció legfőbb előnye a környezetkímélés és a viszonylagos olcsóság, legfőbb hátránya a korlátozott alkalmazhatóság és a nagy időigény. A fitoremediáció gyorsan fejlődő, üzemszerűen még nem alkalmazott technológia. Alapja a növények szennyező anyagokat felvevő, akkumuláló, átalakító vagy lebontó képessége. Attól függően, hogy melyik folyamat a döntő, a fitoremediáción belül többféle eljárást különböztetünk meg. A nehézfém-szennyezéseknél alkalmazható fitoremediációs eljárásokat két csoportra oszthatjuk aszerint, hogy a szennyező anyagok oldhatóságát, felvételét és transzportját elősegíteni (kivonás: fitoextrakció, filtráció, volatilizáció) vagy éppen akadályozni (helyben tartás: fitostabilizáció) célszerű. A fitostabilizáció lényege a nehézfémek immobilizálása, az oldható, mozgékony frakciók csökkentése növények segítségével. A módszer alkalmazása során a nehézfémek oldhatóságát különböző adalékanyagokkal csökkentik, majd a még „felvehető” frakciót dús gyökérzetű, évelő növényekkel, fémtoleráns fű- vagy fafajokkal megkötik. A módszer különösen alkalmas lehet a „nehézkes” ólom ártalmatlanítására. A legismertebb fitoremediációs eljárások során a nehézfémet a növények kivonják a szennyezett közegből. A vízben levő szennyezések kivonása történhet vízi növényekkel (fitofiltráció), növényi gyökerekkel (rizofiltráció), csíranövényekkel (blastofiltráció). Nagy tömegű, viszonylag alacsony szennyezettségű vizek tisztítására alkalmazható eljárásegyüttes. A módszerre jellemző a vízben oldott szennyező anyagok többnyire gyors koncentrációcsökkenése. A fitoextrakciós módszer során a szennyezőket növényekkel vonják ki a talajból. A legvitatottabb módszer alapjául a hiperakkumuláló, vagy az akkumuláló növények szolgálnak. A jövőben megoldást jelenthetnek a transzgénikus növények is. A kivonással ártalmatlanító eljárások során a szennyező nehézfém a növények föld feletti részébe (hajtásába) kerül. A szennyezett biomasszát letermelik, ellenőrzött körülmények mellett feldolgozzák (komposztálják, hamvasztják). A fitoremediáció hatékonysága a talaj, a szennyező fém és a növényi tulajdonságoktól egyaránt függ, vagyis valamennyi fémoldékonyságot, növényi felvételt és akkumulációt alakító tényezőtől. A bonyolult környezeti rendszer kezelése, a megfelelő módszer kiválasztása és helyi adaptálása mindenkor gondos és részletes elővizsgálatokat igényel. A jelenleg rendelkezésünkre álló adatok birtokában a környezeti veszélyek csökkentésére legáltalánosabban a fitostabilizáció, illetve a talaj (közeg) alkalmassága esetén a fitoextrakció látszik a leginkább járható útnak.
Kadmium-szennyezés (270 kg/ha CdSO4) utóhatását vizsgáltuk a talaj Cd-tartalmára, humuszfrakcióira, a talajlégzés intenzitására, tenyészedényben nevelt hat növényfaj növekedésére és a hajtások elemtartalmára. A méréseink alapjául szolgáló barna erdotalajt szabadföldi nehézfém-szennyezéses tartamkísérlet Cd-terhelt és kontrollparcelláinak felso 20 cm-es rétegébol vettük, a terhelés utáni nyolcadik évben a Gyöngyös melletti Taspusztán (Károly Róbert Foiskola kísérleti tere). A kiszárított, kezelésenként homogenizált talajmintákból meghatároztuk a királyvízzel és ammónium-acetát + EDTA-val kioldott elemtartalmat (23 elemre). A légzésintenzitást elektronikus manométerrel 20 másodpercenként rögzített nyomásadatok alapján állapítottuk meg a 70%-ra nedvesített és 30 napig inkubált talajból. A talaj szerves anyagainak meghatározását az ún. két oldószeres eljárással (NaOH és NaF) végeztük. A Cd-szennyezett és kontrolltalajon hat növényfajjal (retek, repcsény, sárga viola, sóska, laboda, oroszlánszáj) tenyészedény-kísérletet végeztünk. A 60 napig nevelt növények hajtásfejlodését, növekedését és elemtartalmát (salétromsavas roncsolás után) vizsgáltuk. Az elemanalízist minden esetben ICP-vel végeztük. Eredményeinkbol a következo megállapításokat tehetjük. - A talaj Cd-szennyezése a nyolcadik évben is kimutatható volt a talaj felso rétegében, értéke (2,3 mg/kg) meghaladta az ún. “B-határértéket” (1,0 mg/kg). - A talaj-mikroorganizmusok légzésintenzitása a szennyezett talajban magasabb volt a kontrollénál. A kadmium légzést serkento hatása visszavezetheto a Cd-kezelt talaj labilis humusztartalmának növekedésére, azaz egy korábbi, magasabb Cd-szintnél valószínusítheto gátlásra. - A vizsgált hat növényfaj kelése, fejlodése és növekedése a szennyezést nem jelezte. A növényfajok hajtásának különbözo mértékben, de kivétel nélkül szignifikánsan nott a Cd-tartalma, s kisebb-nagyobb mértékben változott az egyéb elemtartalma is. Csökkent a Zn-tartalom (három fajnál megbízhatóan), többnyire nott a Ni-koncentráció, egy fajnál nott, egynél pedig csökkent a Mn-tartalom. A vizsgált növényfajok Cd-tartalma pozitív összefüggést mutatott S- és P-tartalmuk összegével. - Megállapítható volt, hogy a Cd-szennyezés utóhatása még a szennyezés utáni nyolcadik évben is jelentos, s mind a talaj-mikroorganizmusok muködésében, mind a növények elemfelvételében megmutatkozik.
A talaj foszforforgalmában meghatározó szerepet játszó foszfatázenzimek forrásai az élő szervezetek, ezért az enzimaktivitás a külszíni meddőhányók felszínén az élő szervezetek megtelepedésének és aktivitásának, végső soron a talajfejlődésnek a jellemzője. Észak-Magyarország legnagyobb lignitbányáinak (Bükkábrány, Ecséd, Visonta) meddőhányóin vizsgáltuk a talajban végbemenő változások és fejlődés jelzőjeként a különböző korú és rekultivációs hasznosítású fedőrétegek foszfatázaktivitását. Célunk annak megállapítása volt, hogy a meddőhányók talajfejlődése a foszfatáz-aktivitáson keresztül mennyiben követhető. Vizsgálatunk a fedőréteg tulajdonságainak, a kor, a rétegmélység, a művelés és egyes talajtulajdonságok foszfatázaktivitásra gyakorolt hatásának megismerésére, elkülönítésére irányult. A meddőhányót 20 cm mélységig mintáztuk 3 rétegben (0–2, 2–7 és 7–20 cm). A meddőhányók igen nagy heterogenitását mind a mintázás, mind az értékelés során figyelembe vettük. A meddőhányó foszfatázaktivitása a környező bolygatatlan területekénél jóval alacsonyabb volt. A foszfatázaktivitás a meddőhányó korával nőtt, míg a rétegmélységgel általánosságban csökkent. A rétegmélységgel csökkenő foszfatáz-aktivitás a régi (≥ 5 év) hányófelszínek általános jellemzője, azonban a szántó művelésbe vont részeken jóval kisebb volt a csökkenés mértéke, mint a mechanikai művelés nélküli területeken. Az általános tendencia nem érvényesült valamennyi, új építésű (0–4 éves) meddőrészen, ahol esetenként a mélyebb réteg foszfatáz-aktivitása magasabb volt, mint a felszíni rétegé, jelezve a hányóépítés során felszínről elkerült réteg „megőrzött” foszfatázaktivitását. Az enzimaktivitást alakító talajtulajdonságok hatását a kor és rétegmélység és mintavételi idő szerint csoportosított adatokon vizsgáltuk. A humusztartalom valamennyi vizsgálati helyen és rétegben pozitív kapcsolatot mutatott a foszfatáz-aktivitással. Az Arany-féle kötöttség hatása elsősorban a régi meddőhányó részeken volt jelentős és pozitív. A CaCO3-tartalom magas szintje néhány esetben az enzimaktivitást gátolta. A tápanyagtartalmak összefüggését a foszfatázaktivitással nem tudtuk kimutatni, ugyanakkor a gombaszám pozitív hatása a foszfatázaktivitásra a szántott talajban egyértelműen megállapítható volt. Vizsgálatsorozatunk igazolta, hogy a fedőréteg foszfatázaktivitása jelzi a talajfejlődést, azonban megmutatta azt is, hogy az egyéb, enzimaktivitást alakító tényezők ismerete az elemzésekhez nélkülözhetetlen.
Az őszi káposztarepce (Brassica napusL. subsp. napus ) nagy N- és S-igénye számos hazai és külföldi tanulmányból ismert. Ezért a repce okszerű tápanyagellátását célzó N-trágyázási tartamkísérlet vizsgálatait kiterjesztettük a S-tartalom, a N/S arány, s előzőeken túl a N-trágyázás növényi C-tartalomra gyakorolt hatásának, a C/N arány változásának jellemzésére. A kísérletet Nagyhörcsökön mészlepedékes csernozjom talajon végeztük 2003-2004-ben, egy N-trágyázási tartamkísérlet részeként. Az őszi N-adagok a kísérlet főparcelláin (jelölésük 1-4.): 0, 75, 150 és 225 kg N/ha, a tavasziak pedig a főparcellán kialakított alparcellákon (jelölésük 1-5.): 0, 50, 100, 150 és 200 kg N/ha voltak. Az egyes főparcellák NO 3 -N-tartalma a kísérlet kezdetekor a tartamkísérlet hatásaként már jelentősen különbözött. A főparcella hatásában így a talaj kezdeti NO 3 -N-tartalma és az őszi N-adag együttesen érvényesült, s határozta meg a tavaszi fejtrágya hatásosságát. A maximális (2 t/ha) termést a talaj növekvő NO 3 -tartalmának megfelelően, egyre kisebb újabb műtrágyaadag kijuttatásával értük el. A N-adagok megbízhatóan csak az 1. és 2. főparcellán változtatták meg a termés mennyiségét, továbbá annak N-, S- és C-tartalmát. Kísérletünk valamennyi mutatóra, a virágzáskori levél és a mag N- és S-tartalmára, a levél N/S arányára vonatkozóan kedvező S-ellátást jelzett. A levél átlagosan 0,97%-os és a mag 0,43%-os S-tartalma magasabb, a levél átlagosan 4,5-es N/S aránya pedig az ismert határértéknél jóval alacsonyabb volt. Az eredmények alapján megállapítható volt, hogy a repce jó S-ellátását a mészlepedékes csernozjom talaj biztosította. Eredményeink megerősítették a N-trágyázás termés mennyiséget meghatározó szerepét, s jelezték -adott ökológiai feltételek között -a repcetermés további növekedésében a vízellátás fontosságát.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.