Szilikoncső alkalmazása talajlevegő -mintavételhez bolygatatlan talajoszlopokban a CO2 - és N2O-koncentráció meghatározásához

Szili-Kovács, Tibor and Bálint, Ágnes and Kampfl, Györgyi and Kristóf, Krisztina and Heltai, György and Hoffmann, Sándor and Lukács, András and Anton, Attila (2009) Szilikoncső alkalmazása talajlevegő -mintavételhez bolygatatlan talajoszlopokban a CO2 - és N2O-koncentráció meghatározásához. Agrokémia és Talajtan, 58 (2). pp. 359-368. ISSN 0002-1873

Text agrokem.58.2009.2.14.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2029. Download (182kB)

Abstract

Az utóbbi időben az atmoszférába irányuló folyamatosan növekvő üvegházhatású gázok kibocsátása fokozott figyelmet érdemel. Míg a talaj felszínéről történő gázemissziót széleskörűen tanulmányozzák, viszonylag kevesen vizsgálják a talajprofilon belül az üvegházhatású gázok transzportját és koncentrációváltozását. Vizsgálatunk célja ezeknek a folyamatoknak a tanulmányozása volt bolygatatlan talajoszlopokban. Mivel a talajlevegő mintavétele gyakran körülményes, különösen vízzel átitatott és nedves talajokban, egy szilikoncsöves talajlevegő mintavevőt fejlesztettünk ki bolygatatlan talajoszlopok számára. Hat bolygatatlan talajoszlopot preparáltunk a Pannon Egyetem Georgikum Mezőgazdaságtudományi Karának keszthelyi tartamkísérleti területének művelés alól kivont részéről. A talajlevegő mintavételezéséhez szilikoncsöveket helyeztünk el a talajoszlop három eltérő mélységében (20, 40 és 60 cm). Mivel a szilikoncső falán keresztül a gázok diffúzióval könnyen átjutnak, a szén-dioxid és dinitrogén-oxid koncentrációját mérni tudtuk. A talajoszlopokba kukoricát vetettünk és a növények növekedése során közel egyenlő időközökben vizsgáltuk a talajgáz összetételét. Míg a CO2 koncentrációja a talajmélységgel szignifikánsan változott, addig a N2O eloszlása alig változott. A talajlevegő CO2 - és N2O -tartalma időben jelentősen változott. A tenyészidőszak alatt a CO2-koncentráció két csúcsot mutatott, ezek közül az első csúcs a 20 cm-es mélységben korábban jelent meg, mint a 40 és 60 cm-es mélységben. A 20 cm-es mélységben a CO2 -koncentráció időbeli ingadozása sokkal kisebb volt. A második csúcs után a CO2 koncentrációja mind a három mélységben fokozatosan lecsökkent. A N2O -koncentráció egy maximumot mutatott a kísérlet kezdeti szakaszában, ami egybeesett a kezdeti intenzív gyökérnövekedéssel, és feltehetően a talajlégzés általi jelentős O2 -fogyasztás miatt növekedett az anaerob talajtérfogat, ami a denitrifikáció fokozódásához vezetett. Ezt követően a N2O -képződés fokozatosan lecsökkent. A talaj gázösszetétel dinamikájában nyomon követhető változások a gyökérlégzés intenzitásával, a talajnedvesség és a hőmérséklet változásával állhattak kapcsolatban, amire közvetett módon a csapadék- és léghőmérséklet adatok alapján következtettünk. | In recent years considerable attention has been given to the continuous increase in greenhouse gases being emitted into the environment. While gas emission from the soil surface has been widely investigated, relatively few studies have been made on the transport and concentration of greenhouse gases within the soil profile. The aim of the present work was to investigate these processes in undisturbed soil columns. As the sampling of soil air is often complicated, particularly in saturated or wet soils, a silicon tube was developed for sampling the soil air in undisturbed soil columns. Six undisturbed soil columns were prepared from the set-aside plot in a long-term experiment set up by the Georgikon Faculty of Agriculture of the Pannon University in Keszthely. The ploughed layer of the Ramann’s brown forest soil (Eutric cambisol) had a humus content of 1.7% and pH(KCl) 5.4. The columns were 90 cm high and 40 cm in diameter. To sample soil air, silicon tubes (320 mm long, with an internal diameter of 12 mm and wall thickness of 2.0 mm) were placed in the soil column at three different depths (20, 40, 60 cm). As gases readily diffuse through the walls of the silicon tubes, it was possible to measure the concentrations of carbon dioxide and dinitrogen oxide. Maize was sown in the soil columns, and the composition of the soil gas was analysed at regular intervals during the plant growth period. While the CO2 concentration changed significantly with soil depth, there was little change in the distribution of N2O. The CO2 concentration exhibited two peaks during the vegetation period, the first of which was detected earlier at a depth of 20 cm than at 40 or 60 cm. There was far less fluctuation in the CO2 concentration over time at a depth of 20 cm. After the second peak the CO2 concentration gradually declined at all three depths. The N2O concentration exhibited a single maximum in the early stages of the experiment, coinciding with initial intensive root growth. Probably due to the significant O2 demand of soil respiration, there was an increase in the anaerobic soil volume, leading to an increase in denitrification. After this, the N2O formation gradually declined. The changes detected in the dynamics of soil gas composition could have been due to the intensity of root respiration and to changes in soil moisture and temperature, which were deduced indirectly from rainfall and air temperature data.

Actions (login required)

Edit Item