Mikroelem-terhelés hatása a lucernára (Medicago sativa L.) karbonátos homoktalajon

Kádár, Imre and Rékási, Márk (2012) Mikroelem-terhelés hatása a lucernára (Medicago sativa L.) karbonátos homoktalajon. Agrokémia és Talajtan, 61 (2). pp. 345-362. ISSN 0002-1873

Text agrokem.60.2012.2.9.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2032. Download (229kB)

Abstract

Karbonátos Duna–Tisza közi homoktalajon vizsgáltuk a 0, 30, 90 és 270 kg·ha-1 mikroelem-terhelés hatását a lucernára a 2004 és 2008 közötti időszakban. 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 terhelési szint = 24 kezelés×3 ismétlés = 72 parcellát jelentett, 7×5 = 35 m2-es parcellákkal. A termőhely a homoktalajokra jellemzően rossz vízgazdálkodású, aszályérzékeny és az NPK főbb tápelemekkel 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 lucerna telepítése előtt 2003 őszén 400 kg·ha-1 P2O5- és 600 kg·ha-1 K2O-adaggal előretrágyázást végeztünk. A N-trágyát továbbra is évente adagoltuk megosztva (ősszel és tavasszal fele-fele arányban). A főbb eredmények: – A talaj kielégítő NPK kínálata és a kedvező csapadékviszonyok hozzájárultak ahhoz, hogy a lucerna 5 éven át kielégítően fejlődött és összesen 45 t·ha-1 légszáraz szénatermést adott. A legkisebb hozamot (5,5 t·ha-1) az 1. év adta, a legnagyobb hozamokat (11, illetve 10 t·ha-1) a 2. és 3. évben kaptuk A kísérlet 10–14. éveiben a Cr(III)- és a Cr(VI)-szennyezés érdemi dúsulást nem okozott a lucerna hajtásában. A kontrolltalajon mért 0,1–0,5 mg·kg-1 Cr-koncentráció 1–2 mg·kg-1 értékre emelkedett átlagosan a szennyezett kezelésekben. Az elöregedő lucernában az évekkel a Cr-tartalom mérséklődött. A Cr(III) ion alapvetően megkötődött a feltalajban, míg a Cr(VI) ion döntően a 2–3 m-es talajmélységbe mosódott. – Az ólom és a réz a szántott rétegben maradt. A kontrolltalajon mért 0,2–0,4 mg·kg-1 Pb-koncentráció 0,5–1,4 mg·kg-1-ra emelkedett a szénában, szennyezett talajon, az évek átlagában. A réz 5–7-ről 9–10 mg·kg-1-ra nőtt a maximális Cu-terheléssel, az évek átlagait tekintve. A szelén extrém módon, átlagosan 3 nagyságrenddel dúsult a szénában. A kontrolltalajon az 1 mg·kg-1méréshatár alatt maradt, míg a maximális terheléssel 200–400 mg·kg-1 értékre ugrott. A széna takarmányozási célra alkalmatlanná vált. Kevésbé szennyezett talajon a lucerna fitoremediációs célokra alkalmas lehet. Az 5 év alatt a 45,5 t·ha-1 szénatermésbe erősen szennyezett kezelésben 6–12 kg·ha-1 Se akkumulálódott. A 10–15 évvel korábban adott Na-szelenit alapvetően Ca-szelenáttá alakulhatott ezen a karbonátos, jól szellőzött talajon és 4 m mélységig kimosódott. A cink mérsékelt mobilitást mutatott. A kontroll-talajon mért 18–21 mg·kg-1 Zn-tartalom a 270 kg·ha-1 Zn-adaggal 25–31 mg·kg-1-ra emelkedett az évek átlagában. A Zn-terhelés tulajdonképpen a lucerna rejtett Zn-hiányát szüntette meg. – Az 5 év alatt a lucerna számításaink szerint 1580 kg N, 1177 kg Ca, 744 kg K (893 kg K2O), 145 kg Mg, 140 kg S, 133 kg P (305 kg P2O5); 0,1–12,6 kg Se; 2–3 kg Na; 0,8–1,3 kg Zn; 278–427 g Cu; 14–39 g Cr és 15–35 g Pb elemet épített be a 45 t föld feletti hajtásába. A felvett nitrogén több mint 2/3-a a levegőből származhatott. A talajkimerülés kérdése felmerül a tartós lucernatermesztés során. A K-hiányos termőhelyeken elsősorban a K, a kilúgzott talajokon a Ca pótlásáról gondoskodni szükséges a telepítés előtt. Hasonló viszonyokat feltételezve elvileg az Pb fitoremediációja 65 ezer, a Cr 50 ezer, a Cu 7560, a Zn 2885, a Se 105 ilyen „lucernaévet” igényelne. A lucerna tehát elvileg alkalmas lehet a szelénnel mérsékelten szennyezett talaj tisztítására. – Az 5 m mélységig végzett mintavételek adatai szerint 2006-ban (a kísérlet 12. éve után) a Cr(VI) kimosódási zónája meghaladta a 3 m, míg a Se kilúgzása a 4 m mélységet a 270 kg·ha-1 kezelésekben. A Cr(III), Pb, Zn és Cu elemeknél a vertikális elmozdulás nem volt igazolható. – Korábbi adatainkat és a lucerna élettani optimumait is figyelembe véve az 1 t tervezhető szénatermés úgynevezett fajlagos elemtartalmának irányszámait 35-7-25-30-5 = N-P2O5-K2O-CaO-MgO kg·t-1 értékben javasoljuk a hazai szaktanácsadás számára bevezetni. | The effect of 0, 30, 90 and 270 kg·ha-1 microelement loads on alfalfa was studied between 2004 and 2008. Salts of six microelements were applied on a single occasion at the start of the experiment in spring 1995 in the form of Cr2(SO4)3, K2Cr2O7, CuSO4, Pb(NO3)2, Na2SeO3 and ZnSO4 (6 elements×4 rates = 24 treatments×3 replications = 72 plots, each measuring 7×5 = 35 m²). The soil had the poor water regime typical of sand, was prone to drought and was poorly supplied with NPK macronutrients. The ploughed layer contained 0.7–1.0% humus and 2–3% CaCO3 and the groundwater was at a depth of 5–10 m. Basic fertilization (100 kg·ha-1 each of N, P2O5 and K2O) was applied annually to the whole experiment. In autumn 2003, prior to the sowing of alfalfa, fertilizer rates of 400 kg·ha-1 P2O5 and 600 kg·ha-1 K2O were applied, while N fertilizer continued to be applied annually (half in autumn and half in spring). The main results were as follows: – The satisfactory NPK supplies and favourable rainfall conditions allowed the alfalfa to grow satisfactorily throughout the five years, giving a total air-dry hay yield of 45 t·ha-1. The smallest yield (5.5 t·ha-1) was recorded in the 1st year and the greatest (11 and 10 t·ha-1) in the 2nd and 3rd years, respectively. In the 10–14th years of the experiment Cr(III) and Cr(VI) were not accumulated in the alfalfa shoots. On average the 0.1– 0.5 mg·kg-1 soil Cr concentration measured on the control plots rose to an average of 1– 2 mg·kg-1 in the polluted treatments. As the alfalfa crop aged, the Cr content gradually declined. The Cr(III) ion was mainly bound in the topsoil, while most of the Cr(VI) was leached to a depth of 2–3 m. – The lead and copper remained in the ploughed layer. Averaged over the years, the Pb concentration in the hay rose from 0.2–0.4 mg·kg-1 in the control plots to 0.5–1.4 mg·kg-1 in the polluted plots and the Cu concentration from 5–7 to 9–10 mg·kg-1 at the maximum load. The selenium concentration in the hay rose sharply, by three orders of magnitude on average, from below the 1 mg·kg-1 detection limit in the control soil to 200–400 mg·kg-1 at the maximum rate, making the hay unsuitable for livestock feeding. On less heavily loaded soil alfalfa could be a suitable crop for phytoremediation purposes. Over the course of five years, 6–12 kg·ha-1 Se was accumulated in the 45.5 t·ha-1 hay yield. Most of the Na selenite applied 10–15 years earlier had been converted to Ca selenate on this calcareous, well-ventilated soil and had been leached to a depth of 4 m. Zinc exhibited moderate mobility. The 18–21 mg·kg-1 Zn content recorded for the control soil rose to 25–31 mg·kg-1 in the 270 kg·ha-1 Zn treatment, averaged over the years. The Zn application actually ameliorated the latent Zn deficiency of the alfalfa crop. – Calculations showed that over the 5-year period a total of 1580 kg N, 1177 kg Ca, 744 kg K (893 kg K2O), 145 kg Mg, 140 kg S, 133 kg P (305 kg P2O5), 0.1–12.6 kg Se, 2–3 kg Na, 0.8–1.3 kg Zn, 278–427 g Cu, 14–39 g Cr and 15–35 g Pb were incorporated into the 45 t of aboveground alfalfa biomass. More than 2/3 of the N absorbed originated from the atmosphere. If alfalfa is grown for a long period, the soil may become exhausted. On land deficient in K, this element should be applied before planting, while the application of Ca is necessary on leached soils. Under similar conditions, phytoremediation would require 65,000 years of alfalfa cultivation for Pb, 50,000 years for Cr, 7560 years for Cu, 2885 years for Zn and 105 years for Se. Alfalfa could thus theoretically be suitable for the cleansing of soils moderately loaded with selenium. – Sampling to a depth of 5 m indicated that in 2006 (after the 12th year of the experiment) the leaching zone was below 3 m for Cr(VI) and below 4 m for Se in the 270 kg·ha-1 treatment. No significant vertical migration could be detected for Cr(III), Pb, Zn or Cu. – Based on earlier data and on the physiological optimum values for alfalfa, 35-7-25-30-5 kg·t-1 rates of N-P2O5-K2O-CaO-MgO can be recommended to satisfy the specific element requirements of each tonne of planned hay yield in Hungary.

Actions (login required)

Edit Item