A talajok légáteresztő képesség mérésének alkalmazási lehetőségei

talaj.hu

A talajok légáteresztő képesség mérésének alkalmazási lehetőségei

Pannon Egyetem

Növénytermesztéstani

és Talajtani Tanszék

Tanszékvezető: Prof. Dr. Sárdi Katalin egyetemi tanár

A talajok légáteresztő képesség

mérésének alkalmazási lehetőségei

Készítette: Dunai Attila

Témavezető: Dr. Tóth Zoltán egyetemi docens

Pannon Egyetem Georgikon Kar, Növénytermesztéstani és Talajtani

Tanszék


Talajok légáteresztő képességének jelentősége I.

O 2 -ellátottság akkor megfelelő, ha a talaj pórusterének kb. 15-20%-át foglalja el a

levegő

O 2 -hiány => 5% alatti levegő

CO 2 koncentráció és jelentősége => talajlégzés (gyökérlégzés, mikrobiális

tevékenyég, szerves anyagok lebomlása) – összefüggés a talaj szerkezeti állapotával,

és a szervesanyag-tartalommal =>termékenységi mutató

redukciós és oxidációs folyamatok => redoxállapot ismeretének jelentősége

A talaj lazultsági állapotának változtatása befolyásolja a talajlégzés intenzitását és a

levegőzöttség dinamikáját!


Talajok légáteresztő képességének jelentősége II.

Légáteresztés – következtetés a levegőzöttségre – talaj-mikrobiológiai folyamatok! Pl.

N-ellátottság kapcsolata az NH 4 -koncentrációval, denitrifikáció

Gyökerek-mikrobák O 2 -ellátottsága és dinamikája nyomon követhető

Szerves szennyezőanyag-terjedési és degradációs folyamatok => peszticidek, egyéb

szerves vegyületek

Kármentesítési eljárások => SVE


Kutatási tevékenység I. (2006-)

NAPL=Nonqaueous Phase Liquid (nemvizes fázisú folyadék)

LNAPL = Light NAPL

Maradék szennyezőanyag

NAPL

Felszín alatti zóna

Talajvíz tükör

Oldott szennyezőanyag

Alapkőzet

Talajvíz áramlás


A talajok szervesfolyadék vezetőképességének becslése

Kozeny-Carman (1957) egyenlettel

Kiindulási feltételek:

K so = K sw . (μ w . r o ) / (μ o . r w )

Ahol:

K so = szerves folyadékvezető

képesség

-A talajok pórusrendszerének

változatlansága

(ideális porózus rendszerek)

-nincs semmilyen kölcsönhatás a közeg

és az áramló folyadék között

K sw = hidraulikus vezetőképesség

μ w és μ o = a víz és a szerves folyadék

viszkozitása

r o és r w = a víz és a szerves folyadék

fajlagos tömege


„Pedotranszferfüggvények”

•Szervesfolyadék

vezetőképesség

•Hidraulikus

vezetőképesség

• Mechanikai

összetétel

• Humusztartalom

• Porozitás

• Légáteresztő

képesség


Célkitűzések:

- „folyadékvezetés” mérések

‣ vízzel,

‣ szerves folyadékkal

‣ levegővel

- szerves folyadékvezető képesség és légáteresztő

képesség kapcsolata

- a szerves folyadékvezető képesség becslésének –

a légáteresztő képesség mérésén alapuló - lehetőségei


Módszerek:

1. (Telítettségi) folyadékvezető képesség mérése

- csökkenő folyadéknyomás módszere („falling head method”)

(MSZ-08-0205:1978)

• Vízzel (1457 db mérés)

• DUNASOL 180/220 folyadékkal (1457 db mérés)


2. Légáteresztő képesség mérése

- PL-300 típusú permeaméterrel

Homogén légáramot

biztosító mérőkamra


Vizsgálati eredmények és értékelésük

A talajok hidraulikus- és szerves folyadékvezető képességének, valamint

légáteresztő képességének mérési eredményei

R 2 = 0,92

R 2 = 0,10


A lineáris regresszióval végzett becslés és a mérés eredményeinek

összehasonlítása az OMTK-talajmintákon

R 2 = 0,933

Regressziós egyenlet

y: K so

(m/s)

x 1

: K a

(légáteresztő képesség)(ms -1 ); x 2

: P össz

(összporozitás)(%); x 3

: A (agyag) (%); x 4

: H (homok) (%).

y = 0.02 . x 1

0.78 .

x 2

-0.875 .

EXP(0.012 . x 3

- 0.011 . x 4

) 0.933 1457

R 2

n


A lineáris regresszióval végzett becslés és a mérés eredményeinek

összehasonlítása a keveréksor elemein

R 2 = 0,905

Regressziós egyenlet

y: K so

(m/s)

x 1

: K a

(légáteresztő képesség)(ms -1 ); x 2

: P össz

(összporozitás)(%);

x 3

: A (agyag) (%); x 4

: H (homok) (%).

y = 10 -7.8 . X 1

1.252 .

X 2

4.273 .

EXP(0.031 . x 3

- 0.006 . x 4

) 0.905 170

R 2

n


pF

pF

pF

pF

pF

pF

pF

pF

A szint

A szint

PL

(cm/s)

7

6

5

4

3

2

1

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

(tf%)

nedvességtartalom (tf%)

7

6

5

4

B szint

B szint

PL

(cm/s)

3

2

1

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

nedvességtartalom (tf%)

(tf%)

-szignifikáns eltérés a minták légáteresztő

képesség értékei között különböző pF-értékeknél

-pF3-nál mért nagyobb légáteresztő képesség

értékek => pórusrendszer víztartalmának

részleges leürülése

-légáteresztő képesség-különbségek az egyes

genetikai szintek között => eltérő fizikai sajátosságok

BC szint

BC szint

PL

(cm/s)

7

6

5

4

3

2

1

Regressziós egyenlet

y: K a (cm/s)

x 1 : (agyag) (%); x 2 : por (%) x 3 : térfogattömeg (g/cm 3 )

R 2

n

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

(tf%)

nedvességtartalom (tf%)

C szint

C szint

PL

(cm/s)

y = -2,12 . x 1 0,18 . x 2 -10,18 . x 3 + 20,41 0.62 36

7

6

5

4

3

2

1

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

(tf%)

nedvességtartalom (tf%)

pF3 pF2,5 eredeti nedv.

tartalmú minta


Következtetések

- a talajok légáteresztő képessége szoros kapcsolatban áll a talajok

szerves folyadékvezető képességével.

- További talajfizikai paraméterek (összporozitás, mechanikai összetétel)

felvétele a becslő egyenletbe különböző mértékben javíthatja a

becslés pontosságát.

- Az illesztett többváltozós lineáris regressziós egyenletek

nagy megbízhatósága egy új, indirekt becslési módszer

kidolgozásának lehetőségére utal.


Kutatási tevékenység I. A jelen és a jövő

Víz- és szerves folyadékvezető képesség vizsgálatok => jelenleg is

Fal melletti elszivárgás vizsgálata és kiküszöbölése szigeteléssel

(eredeti szerkezetű minták)

További helyszíni légáteresztő képesség vizsgálatok


A talaj szervesanyag tartalom és talajfizikai állapot összefüggéseinek

vizsgálata tartamkísérletben – PhD-téma

Kezdete: 2010. szeptember

Kutatási tevékenység II. A jelen és a jövő

Feladat: különböző növény összetételű vetésforgóknak és az eltérő

trágyatípusoknak, ill. -adagoknak a talaj szervesanyag tartalmára, és talajfizikai

paraméterekre gyakorolt hatásának, valamint az ezen paraméterek közötti

összefüggések vizsgálata

Helyszín: keszthelyi szabadföldi tartamkísérletek (további tartamkísérletek bevonhatók)

Tervezett vizsgálatok:

•agronómiai szerkezet

•a talajmorzsák vízállósága (nedves szitálás – aggregátumstabilitási

vizsgálatok)

•penetrációs ellenállás vizsgálata

•talaj légáteresztő képesség mérése

•pF görbe felvétele stb.


Kukorica monokultúra tartamkísérlet (1969)

Beállítás éve: 1969 - Kováts András

Tényezők: - tápanyagadagok (“A”)

- N kijuttatás időpontja (“B”)

Ismétlések száma: 4

Parcellák száma: 48

Parcellák bruttó alapterülete:

“A” parcella: 266,4 m 2

“B” parcella: 88,8 m 2

Tápanyagadagok (“A”):

- a 1 : 0 kg NPK/ha

- a 2 : 300 kg NPK/ha

- a 3 : 600 kg NPK/ha

- a 4 : 900 kg NPK/ha

N kijuttatás időpontja (“B”):

- b 1 : tavasszal egy adagban

- b 2 : ősszel egy adagban

- b 3 : tavasszal két adagban


NPK

0

NPK

0

NPK

0

NPK

300

NPK

300

NPK

300

NPK

600

NPK

600

NPK

600

NPK

900

NPK

900

NPK

900

NPK

900

NPK

900

NPK

900

NPK

600

NPK

600

NPK

600

NPK

0

NPK

0

NPK

0

NPK

300

NPK

300

NPK

300

NPK

300

NPK

300

NPK

300

NPK

0

NPK

0

NPK

0

NPK

900

NPK

900

NPK

900

NPK

600

NPK

600

NPK

600

NPK

600

NPK

600

NPK

600

NPK

900

NPK

900

NPK

900

NPK

300

NPK

300

NPK

300

NPK

0

NPK

0

NPK

0

N tavasszal

1 adagban

N ősszel

1 adagban

N tavasszal

2 adagban

Kukorica monokultúra tartamkísérlet (1969)


Vetésforgó tartamkísérlet

Beállítás éve: 1963 - Kemenesy Ernő

Két tényező: -tápanyagadagok (“A”)

-vetésforgók (“B”)

Ismétlések száma: 4

Parcellák száma: 160

Parcellák bruttó alapterülete: 129,2 m 2

Tápanyagadagok:

• a 1 : 0 kg NPK/ha/5 év

• a 2 : 520 kg NPK/ha/5 év

• a 3 : 2080 kg NPK/ha/5 év

• a 4 : 2080 kg NPK + 35t #/ha/5 év )

Vetésforgók:

őszi búza

lucerna

lucerna

őszi búza

kukorica

szudánifű

őszi búza

zabosbükköny

őszi búza

kukorica


lucerna-2

lucerna-1

zabosbükköny

őszi búza

őszi búza

kukorica

őszi búza

lucerna-2

lucerna-1

szudánifű

kukorica

őszi búza

zabosbükköny

őszi búza

őszi búza

kukorica

őszi búza

szudánifű

kukorica

őszi búza

zabosbükköny

őszi búza

őszi búza

kukorica

őszi búza

lucerna-2

lucerna-1

szudánifű

kukorica

őszi búza

őszi búza

kukorica

őszi búza

lucerna-2

lucerna-1

szudánifű

kukorica

őszi búza

zabosbükköny

őszi búza

tápanyag adagok tápanyag adagok tápanyag adagok

NPK: 2080 kg/5 év + 35 t/ha #

NPK: 2080 kg/5 év

NPK: 520 kg/5 év

NPK: 0 kg/5 év

NPK: 2080 kg/5 év + 35 t/ha #

NPK: 2080 kg/5 év

NPK: 520 kg/5 év

NPK: 0 kg/5 év

NPK: 2080 kg/5 év + 35 t/ha #

NPK: 2080 kg/5 év

NPK: 520 kg/5 év

NPK: 0 kg/5 év


Talajművelési tartamkísérlet

őszi búza - őszi búza – kukorica - kukorica

Beállítás éve: 1972

Elrendezés: osztott parcellás

2 tényező: - talajművelési rendszerek (“A”)

- N műtrágyázás (“B”)

Ismétlések száma: 4

Parcellák száma: 120

Bruttó parcellaméret: 87 m 2

Talajművelési rendszerek:

hagyományos

(őszi mélyszántás)

sekély

(sekély tárcsás alapművelés)

minimális

(vetés előtti tárcsázás)

Műtrágya adagok:

‣N: 0 - 120 - 180 - 240 – 300 kg/ha

- kukorica

‣N: 0 - 120 - 160 - 200 – 240 kg/ha

– ő. búza

‣P 2 O 5 : 100 kg/ha

‣K 2 O: 100 kg/ha


Nemzetközi szerves- és N műtrágyázási kísérlet

(IOSDV) (beállítás éve: 1983)


Köszönöm a figyelmet!

More magazines by this user
Similar magazines