Mikroelem-terhelés hatása a napraforgóra (Helianthus annuus L.) karbonátos homoktalajon

Kádár, Imre (2010) Mikroelem-terhelés hatása a napraforgóra (Helianthus annuus L.) karbonátos homoktalajon. Agrokémia és Talajtan, 59 (2). pp. 329-344. ISSN 0002-1873

Text agrokem.59.2010.2.10.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2030. Download (222kB)

Abstract

Karbonátos Duna–Tisza közi homoktalajon vizsgáltuk a 0, 30, 90 és 270 kg·ha-1 mikroelem-terhelés 4. évi utóhatását a napraforgóra. A mikroelemek sóit egy ízben a kísérlet indulásakor 1995 tavaszán szórtuk ki Cr2(SO4)3, K2Cr2O7, CuSO4, Pb(NO3)2, Na2SeO3 és ZnSO4 formájában. A 6 elem×4 terhelés = 24 kezelés×3 ismétlés = 72 (egyenként 7×5 = 35 m² méretű) parcellát jelentett. A termőhely a homoktalajokra jellemzően rossz vízgazdálkodású, aszályérzékeny és a főbb tápelemekkel (NPK) gyengén ellátott. A szántott réteg 0,7–1,0% humuszt, 2–3% CaCO3-ot tartalmaz, a talajvíz 5–10 m mélyen található. Alaptrágyaként 100–100–100 kg·ha-1 N, P2O5 és K2O hatóanyagot alkalmazunk évente az egész kísérletben. A növényi sorrend sárgarépa, zöldborsó, őszi búza, napraforgó volt. A főbb eredmények: – A kedvező időjárás/csapadékviszonyok nyomán a szennyezetlen kontrolltalajon kereken 2,3 t·ha-1 kaszat, illetve összesen 7,1 t·ha-1 légszáraz föld feletti biomassza képződött. A kaszat olajtartalma 51% volt, az olajhozam 1,2 t·ha-1 mennyiséget tett ki. A kísérlet 4. évében a Se-terhelés bizonyult toxikusnak. Terméscsökkenés már a 30 kg·ha-1 adagnál igazolható volt, míg a 270 kg·ha-1 terhelésnél a napraforgó gyakorlatilag kipusztult, a föld feletti biomassza 1/10-ére zuhant. A melléktermés/főtermés aránya betakarításkor a kontrollon mért 2,1-ről 5,0-re nőtt, a toxicitás a generatív fázisban volt a kifejezettebb. – A napraforgó szerveinek Cr-tartalma egy nagyságrenddel dúsult a kontrollhoz viszonyítva. A koncentrációemelkedés a Cr(VI)-kezelésben átlagosan kétszerese volt a Cr(III)-kezelésben mértnek. A koncentrációk a hajtás, szár, levél, tányér, kaszat sorrendben csökkentek. Hasonló sorrendben mérséklődött az Pb-koncentráció is, mely a kaszatban már minden esetben a 0,1 mg·kg-1 kimutatási határ alatt maradt. Mérsékelten emelkedett szennyezett talajon a Cu-tartalom, mely a kaszatban már igazolhatóan nem is változott. A Zn-koncentráció maximálisan 2–3-szorosára nőtt. Hiperakkumulációt mutatott a Se minden növényi részben, ezres nagyságrendbeli dúsulással. A szelénnel kezelt talajon termett napraforgó magja emberi fogyasztásra, illetve a hajtása, szára takarmányozási célokra egyaránt alkalmatlanná vált. – A terméscsökkenés miatt a maximális Se-felvétel a 30 és 90 kg·ha-1 terhelésnél jelentkezett és 450 g·ha-1 mennyiséget tett ki. Változatlan körülményeket feltételezve a 30 kg·ha-1 felvétele 66 évet, a 90 kg·ha-1 fitoremediációja mintegy 200 évet venne igénybe. A napraforgó föld feletti termése szennyezett talajon maximálisan kb. 10 g Pb, 24 g Cr, 100 g Cu és 330 g Zn elemet vont ki a talajból ha-onként. A 270 kg·ha-1 talajtisztítás tehát 27 ezer Pb-évet, 11 ezer Cr-évet a Cr (VI)-kezelésben, 2700 Cu-évet, illetve 818 Zn-évet igényelne. – A levéldiagnosztikai adatok alapján a napraforgó Ca- és Mg-túlsúlyt; enyhe N- K-, P- és Cu-, illetve kifejezett Zn-hiányt jelzett. Az abszolút Zn-hiány nem okozott terméscsökkenést azonban, mivel a P/Zn arány az optimális 50–150 körüli tartomány közelében maradt. Az 1 t kaszat + a hozzátartozó tányér és szár ún. fajlagos elemtartalma az alábbi volt: 34 kg N, 7 kg P (16 kg P2O5), 32 kg K (38 kg K2O), 66 kg Ca (92 kg CaO), 15 kg Mg (25 kg MgO) és 4–5 kg S. Adataink iránymutatóul szolgálhatnak a növény elemigényeinek becslésekor. A hazai szaktanácsadásban ajánlott 30 kg P2O5 fajlagos mutató kifogásolható, túltrágyázásra ösztönöz. – A kísérlet 4. éve után NH4-acetát+EDTA-oldható formában találtuk a karbonátos homoktalaj szántott rétegében a Cr átlagosan 0,5%-át a Cr(III)-kezelésben, illetve mintegy 1%-át a Cr(VI)-kezelésben, a Se 1,5%-át. A Cr(VI) és a Se az altalajba mosódhatott, illetve részben megkötődhetett. A Cu, Pb és Zn elemek bevitt mennyiségének átlagosan 1/3-át találtuk oldható formában. | The after-effect of microelement contamination (0, 30, 90 and 270 kg·ha-1) on sunflower was examined in the 4th year on a calcareous sandy soil. The microelements were applied in the form of Cr2(SO4)3, K2Cr2O7, CuSO4, Pb(NO3)2, Na2SeO3 and ZnSO4on a single occasion when the experiment was set up in spring. The four rates of six elements (24 treatments) were added to the soil in three replications on a total of 72 plots (each 7×5 = 35 m²). Like sandy soils in general, the soil had poor water management, was prone to drought and was poorly supplied with N, P and K. The ploughed layer contained 0.7–1.0% humus and 2–3% CaCO3, and the groundwater depth was 5–10 m. A basic fertilizer rate of 100 kg·ha-1 each of N, P2O5 and K2O was applied to the whole experiment every year. The crop sequence was carrot, pea, winter wheat and sunflower. The main results were as follows: – The favourable rainfall conditions resulted in a 2.3 t·ha-1 sunflower seed yield on the uncontaminated plot, with 7.1 t·ha-1 total air-dry aboveground biomass. The oil content and oil yield of the seeds was 51% and 1.2 t·ha-1. The Se loading was still toxic in the 4th experimental year, leading to a significant yield decrease even at the 30 kg·ha-1 rate, while the 270 kg·ha-1 rate destroyed the crop almost completely. The by-product /main product ratio at harvest rose from 2.1 in the control to 5.0. Toxicity was more pronounced in the generative phase. – The Cr content of the sunflower organs rose by an order of magnitude compared with the control. On average the increase was twice as high in the Cr(VI) treatment as on the Cr(III) plots. The concentrations declined in the order shoot, stem, leaf, inflorescence, seed. The Pb concentration decreased in a similar order and was below the 0.1 mg·kg-1 detection limit in the seed. The Cu content exhibited a moderate increase on contaminated soil, but the change in the seed was insignificant. The Zn concentration rose by at most 2–3 times. Se exhibited hyperaccumulation in all the plant organs, with an approximately 1000-fold increase. The seed of sunflower grown on Se-polluted soil became unsuitable for human consumption, and the stems for feeding purposes. – Due to the yield reduction, the maximum Se uptake was recorded at rates of 30 and 90 kg·ha-1, and amounted to 450 g·ha-1. Assuming constant conditions, phytoremediation would require 66 years for the 30 kg·ha-1 rate and around 200 years for the 90 kg·ha-1 rate. The aboveground yield of sunflower extracted a maximum of around 10 g Pb, 24 g Cr, 100 g Cu and 330 g Zn per hectare from the contaminated soil. The cleansing of soil contaminated with 270 kg·ha-1 would thus take 27,000 years for Pb, 11,000 years for Cr in the Cr(VI) treatment, 2700 years for Cu and 818 years for Zn. – Leaf diagnostic data indicated excessive quantities of Ca and Mg, a mild deficiency of N, K, P and Cu and a severe deficiency of Zn. The absolute Zn deficiency did not lead to yield losses, however, as the P/Zn ratio remained close to the optimum 50–150 range. The specific element contents of 1 t seeds + the relevant inflorescence and stem were as follows: 34 kg N, 7 kg P (16 kg P2O5), 32 kg K (38 kg K2O), 66 kg Ca (92 kg CaO), 15 kg Mg (25 kg MgO) and 4–5 kg S. These data can serve as guidelines when estimating plant nutrient requirements. The 30 kg specific P2O5 content recommended by the Hungarian extension service is exaggerated and could lead to over-fertilization. – After the 4th year of the experiment, an average 0.5% of the Cr from the Cr(III) treatment, 1% of that from the Cr(VI) treatment and 1.5% of the Se could be found in NH4-acetate+EDTA-soluble form in the ploughed layer of the soil. Cr(VI) and Se may have leached into the subsoil or have become partially bound. On average, 1/3 of the Cu, Pb and Zn quantities added to the soil was detected in soluble form.

Actions (login required)

Edit Item