Ugrás a tartalomra

A talaj-növény-víz rendszerben szabadföldi kísérletek során megfigyelt változások és a bioszén alkalmazásának az összefüggéseit vizsgálták az ATK TAKI kutatói

Hírek

Az ELKH Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani Intézetében (ATK TAKI) 2014 óta folynak bioszénnel kapcsolatos szabadföldi, kisparcellás, illetve tenyészedényes kísérletek. Ezeknek célja, hogy feltárják a bioszén-alkalmazás és a különböző talajfizikai, talajkémiai és talajbiológiai tulajdonságok összefüggéseit, valamint értékeljék a bioszén hatását a növények fejlődésére. A kutatók legújabb kísérletükben agyagos vályog fizikai féleségű talajon, kisparcellás körülmények között vizsgálták a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait, illetve a kukorica növekedését és fejlődését bioszén alkalmazása után. A kutatás során a folyamatos talajnedvesség- és talajhőmérséklet-mérések, a növényi adatokat szolgáltató, különböző hullámhosszokon történő spektrálisreflektancia-mérések, valamint a talajminta-elemzések adatait értékelték.

A legfontosabb spektrális indexek között szerepel a fotokémiai reflektancia-index (PRI), a normalizált vegetációs index (NDVI), az aktív fotoszintetikus sugárzás (PAR), illetve az elnyelt PAR-frakció (fAPAR). Korábbi vizsgálataik során a kutatók kimutatták, hogy ezen indexek értékeinek a csökkenése a növények stresszválaszára utal, amelyet a nem megfelelő talajnedvesség vagy tápanyagmennyiség vált ki. Amíg az előző kísérletekkel azt bizonyították, hogy a bioszén hozzáadása a talajhoz megnövelheti a terméshozamot, jelen kísérletben a bioszén-alkalmazás ellenére – sem az első, sem a második évben – nem volt szignifikáns különbség a kezelések közötti kukorica-terméshozamban. Ennek oka valószínűleg az alkalmazott bioszén magas szén-nitrogén (C/N) aránya, amely negatívan befolyásolhatja a termékenységet, különösen akkor, ha nem történik külön nitrogénalapú trágyázás.

Az NDVI-érték, amely a növények egészségi állapotát – többek között a zöldességét és a sűrűségét – jól jelző mutató, a várt eredményekkel ellentétben nem szignifikánsan, de alacsonyabb volt a bioszénnel kezelt talajokon fejlődött kukorica esetében, mint a kontrollparcellákon. Ugyanakkor a PRI- és az fAPAR-értékek – amelyek a talaj fizikai és kémiai változásaiból eredő növényi stresszválasszal állnak összefüggésben – itt magasabbak voltak, mint a kontrollparcellákon. Az NDVI-, a PRI-értékek és a magas gyökérbiomassza a bioszén-kezelésnél a növények jó tápanyag-felhasználására utalhatnak. A bioszén alkalmazása a vizsgált talajrétegekben magasabb talajhőmérsékletet okozott, amely erős hatással lehet a növényi növekedésre.

A vizsgált két évben, közvetlenül a csapadékesemények után magasabb talajnedvesség-értékeket mértek a kutatók a bioszénnel kezelt talajon, de a kiszáradás is gyorsabban zajlott le ezeken a parcellákon, ezzel kedvezőtlenebb feltételeket teremtve a növényi növekedésnek a csapadékhiányosabb területeken. A csapadékmentes időszakok alacsonyabb nedvességtartalma összességében a teljes vegetációs periódusban is alacsonyabb talajnedvesség-értékeket eredményezett a bioszénnel kezelt talajokon. Bár a kísérletben alkalmazott bioszén egyik jellemzője, hogy kedvezően befolyásolja a talajok pórusterének méret szerinti megoszlását, és pórusaiban képes a növények számára hozzáférhető nedvességet tározni, ez a hatás jelen esetben nem volt elég ahhoz, hogy a termésmennyiség növekedésében is megmutatkozzon. Valószínűsíthető, hogy kedvezőbb eredmények mutathatók ki aszálynak kevésbé kitett területeken, továbbá ott, ahol az öntözés lehetséges, illetve a gyengén víztartó, homokos talajokon.

A kísérlet során a talaj szén-dioxid- (CO2) és dinitrogén-oxid- (N2O) kibocsátását is vizsgálták a kutatók, és megállapították, hogy a bioszén-alkalmazás következtében a talajok CO2-kibocsátása nőtt, míg a N2O-kibocsátása csökkent. A talaj bioszén-alkalmazás által megemelkedett CO2-kibocsátása összefüggésben áll a megnövekedett gyökérbiomassza tömegével ennél a kezelésnél. A talaj porozitásának bioszénnel való megnövelése az aerob mikroorganizmusok számára kedvezőbb feltételeket biztosít, amely szintén a CO2-kibocsátás növekedésének kedvez. Ezzel párhuzamosan a gyorsabb száradási és a csökkent anaerob folyamatok eredményeként a N2O-kibocsátás mérséklődése figyelhető meg.

Fontos megjegyezni, hogy a növények fenológiai állapota befolyásolja az üvegházhatású gázok kibocsátását: mind a CO2-, mind az N2O-kibocsátás csökkent a terméshozás és az aratás után. Kísérleteikkel a kutatók igazolták, hogy a talajnedvesség és a spektrális indexek kapcsolatának vizsgálata új lehetőségeket nyit a talaj- és a növényvédelem terén.

Korábbi kapcsolódó publikációk:

Biochar alters soil physical characteristics, arbuscular mycorrhizal fungi colonization, and glomalin production. 2020. Gy Barna, A Makó, T Takács, K Skic, A Füzy, Á Horel. Agronomy 10(12) 1933

Growth and photosynthetic response of Capsicum annuum L. in biochar amended soil, 2020. K Pokovai, E Tóth, Á Horel. Applied Sciences 10 (12), 4111

Soil physical properties affected by biochar addition at different plant phaenological phases. Part I. 2020. Á Horel, Gy Barna, A Makó. International Agrophysics 33 (2), 255-262

Soil physical properties affected by biochar addition at different plant phaenological phases. Part II. 2019. A Makó, Gy Barna, Á Horel. International Agrophysics 34 (1), 1-7

Soil nutrient dynamics and nitrogen fixation rate changes over plant growth in temperate soil. 2019. Á Horel, Gy Gelybó, I Potyó, K Pokovai, Zs Bakacsi. Agronomy 9 (4), 179

Biochar amendment affects soil water and CO2 regime during Capsicum annuum plant growth. 2019. Á Horel, E Tóth, Gy Gelybó, M Dencső, Cs Farkas. Agronomy 9 (2), 58

Soil CO2 and N2O emission drivers in a vineyard (Vitis vinifera) under different soil management systems and amendments. 2018. Á Horel, E Tóth, Gy Gelybó, M Dencső, I Potyó. Sustainability 10 (6), 1811

Potential nitrogen fixation changes under different land uses as influenced by seasons and biochar amendments. 2018. A Horel, I Potyó, T Szili-Kovács, S Molnár. Arabian Journal of Geosciences 11 (18), 1-10