Ásványi- és szervestrágyázás hatása a CO₂ és N₂O gázok képződésére a talajban | Influence of mineral and organic fertilization on the production of CO₂ and N₂O gases in soil

Heltai, György and Anton, Attila and Hoffmann, Sándor and Szili-Kovács, Tibor and Berecz, Katalin and Kampfl, Györgyi and Kristóf, Krisztina and Molnár, Erik and Horváth, Márk and Bálint, Ágnes (2013) Ásványi- és szervestrágyázás hatása a CO₂ és N₂O gázok képződésére a talajban | Influence of mineral and organic fertilization on the production of CO₂ and N₂O gases in soil. Agrokémia és Talajtan, 62 (1). pp. 143-162. ISSN 0002-1873

Text agrokem.62.2013.1.10.pdf Restricted to Repository staff only until 30 June 2033. Download (1MB)

Abstract

A Keszthelyen 1963-ban beállított „Szerves- és műtrágyák hatását összehasonlító tartamkísérlet” kiválasztott kezeléseiből vett talajokkal beállított tenyészedénykísérletben és ezzel párhuzamosan a szegélyparcellákból kiemelt bolygatatlan talajoszlopokban vizsgáltuk az ásványi- és istállótrágyák, valamint a talajba bedolgozott növényi szerves anyag hatását a talajlevegőben a tenyészidő folyamán felhalmozódó CO₂ és N₂O gázok képződésének dinamikájára.A CO₂-koncentráció a tenyészidő folyamán a kezdeti stagnálás után egy, vagy több maximum elérése után a kezdeti szintre csökkent mindkét kísérleti rendszerben, s a változás jó korrelációt mutatott a napi középhőmérséklet változásával.A N₂O képződésének időbeli változása a talajoszlopokban nem mutatott egyértelmű tendenciát, míg a tenyészedényekben csak a vetést követő 6. napig mértünk koncentrációnövekedést.A bolygatatlan talajoszlopokban a felszíntől 40 cm mélységig a CO₂-koncentráció szignifikánsan növekedett, 40–60 cm között már nem változott számottevően. Ugyanez a tendencia mutatkozott a N₂O-koncentráció mélység szerinti változásában, de a nagyobb mérési bizonytalanság miatt kevésbé egyértelműen. A tenyészedényekben a 20 cm mélyen elhelyezett csapdákban mért CO₂-koncentráció értékek nagyságrendileg megegyeztek a talajoszlopban 20 cm mélyen mért értékekkel. A trágyázatlan kezelésekben a növények jelenléte mind a talajoszlopban, mind a tenyészedényekben növelte a CO₂- és a N2O-produkciót. A trágyázási kezelések hatására a talajoszlopokban csökkent mindkét gáz produkciója. Szerves trágya alkalmazásakor növény jelenlétében ez a csökkenés kisebb mértékű volt, mint ásványi trágya esetében. A trágyázási kezelések hatására a tenyészedényekben növények jelenlétében növekedett a talajban a CO₂ és N₂O produkciója. A növekedés a trágyakezelések termésnövelő hatása sorrendjében istállótrágya < ásványi trágya < (istállótrágya+ásványi trágya) fokozódott.Összegezve megállapítható, hogy a CO₂ és N₂O gázképződés és a talajból történő kilépés feltételei a bolygatatlan és a művelt talajban eltérnek, s e folyamatra jelentős hatással van a növények jelenléte és anyagcseréje. Kísérleteink eredményeként létrehoztunk egy olyan adatbázist, amelyre alapozva megfelelő matematikai modellek alkalmazásával reálisan becsülhető a mezőgazdasági talajok CO2 és N₂O emissziója különböző tápanyagellátási és művelési módok esetén. | Soils from selected treatments in a long-term comparative experiment on the effect of organic and mineral fertilizers, set up in Keszthely in 1963, were used in pot experiments together with undisturbed soil columns taken from the border plots. The aim was to determine how mineral fertilizer, farmyard manure (FYM) and the ploughing in of plant residues influenced the dynamics of CO₂ and N₂O gas production and their accumulation in the soil air during the vegetation period.Pot experiments of mesocosm size were conducted in 2008, 2009 and 2010. For the soil from treated plots, gas traps were installed in the pots at a depth of 20 cm to collect soil air samples. In the case of the undisturbed soil columns, the production of CO₂ and N₂O was studied at depths of 20, 40 and 60 cm.The CO₂ concentration stagnated at the start of the growing period, after which one or more peaks were observed before the concentration dropped to the original level in both experimental systems. These changes exhibited good correlation with changes in the mean daily temperature.Changes in N₂O production exhibited no clear trend over time in the soil columns, while an increase in the concentration was only observed in the pots until the 6th day after sowing.The CO₂ concentration in the undisturbed soil columns rose significantly up to a depth of 40 cm, while little further change was observed between 40 and 60 cm. A similar tendency was observed for the changes in N₂O concentration with depth, but this was not as clear, since the measurements were less reliable. In the pots the CO₂ concentrations recorded in the gas traps at a depth of 20 cm were of the same order of magnitude as the values found at the same depth in the soil columns. In the unfertilized treatments the presence of plants increased the production of CO₂ and N₂O both in the soil columns and in the pots. In response to fertilizer treatments the production of both gases decreased in the soil columns. In the presence of plants this reduction was less intense when organic manure was applied than in the case of mineral fertilizer. In the pot experiments the presence of plants caused an increase in the CO₂ and N₂O production in the soil in the fertilized treatments. This increased in the same order as the yield-increasing effect of the treatments: FYM < mineral fertilizer < FYM + mineral fertilizer.In summary it can be concluded that the conditions influencing the production of CO₂ and N₂O and their emission from the soil differ in undisturbed and cultivated soil, and that the presence of metabolising plants has a substantial effect on this process. The database created from the experimental results will allow the CO₂ and N₂O emission from agricultural soils in the case of diverse methods of fertilization and cultivation to be realistically estimated using mathematical models.

Actions (login required)

Edit Item