A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol kalcium-kloridban oldható N-frakciókra alföldi mészlepedékes csernozjom talajon

A G R O K É M I A É S T A L A J T A N 58 (2009) 2

251–264

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol kalcium-kloridban oldható N-frakciókra alföldi mészlepedékes csernozjom talajon 1

BERÉNYI SÁNDOR, 1BERTÁNÉ SZABÓ EMESE, 2PEPÓ PÉTER és 1LOCH JAKAB

1

Debreceni Egyetem, Agrár- és Műszaki Tudományok Centruma, Agrokémiai és Talajtani Tanszék és 2Növénytudományi Intézet, Debrecen

Bevezetés és irodalmi áttekintés A fenntartható termelés alapkövetelménye a növények tápelemigényének optimális kielégítése, a környezet minimális terhelésével. A környezetkímélő trágyázás egyik kritikus pontja a N-szükséglet helyes megállapítása. A nitrogén növeli a termést, javítja a gabonafélék, takarmánynövények minőségét. A N-felesleg károsítja a környezetet. Az ammóniumsók és a karbamid savanyítják a talajt. A nitrátműtrágyák növelik a talajoldat NO3--koncentrációját, nő az ivóvízkészletek szenynyeződését okozó kimosódás veszélye. A talajoldatban felhalmozott NO3--ionok a táplálékláncon keresztül károsíthatják a magasabb rendű élő szervezeteket. Ebből következik, hogy a N-szükséglet pontos becslése az eredményes termelés és a környezet kímélésének elengedhetetlen feltétele. BALLENEGGER és MADOS (1944) szerint „természetes viszonyok között a talaj nitrogénállapota attól függ, hogy a talajban mennyi mineralizálható, szerves-kötésű nitrogén van, és hogy a talaj biológiai állapota a talaj szerves kötésű nitrogénkészletének feltáródását milyen mértékben tudja biztosítani.” A kísérletekre és talajvizsgálatokra épülő hazai műtrágyázási szaktanácsadás megalapozásában úttörő szerepe volt idősebb Várallyay Györgynek, aki a potenciális N-szolgáltató képesség jellemzésére érlelési eljárást dolgozott ki (VÁRALLYAY, 1950). Az idő- és munkaigényes inkubációs eljárásokat később világszerte, így hazánkban is a sorozatvizsgálatokra alkalmas kémiai módszerek váltották fel. Magyarországon a növények számára közvetlenül hozzáférhető, oldható/kicserélhető NO3-- és NH4+-ionok mennyiségét 1 mol KCl talajkivonatban határozzák meg (MSz-08-0453:1980) egyes kultúrák esetében. Külföldön WEHRMANN és SCHARPF (1979) nyomán a talaj 1 m-es rétegének határozzák meg a NO3-- és NH4+-tartalmát (Nmin módszer). A módszert hazai viszonyokra PÁLMAI és munkatársai. (1998) adaptálták. A hazai szaktanácsadásban a N-ellátottságot évtizedek óta a humusztartalom alapján, a termőhely-kategóriák és a kötöttség figyelembe vételével állapítják meg Postai cím: BERÉNYI SÁNDOR, Debreceni Egyetem AMTC, Agrokémiai és Talajtan Tanszék, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138. E-mail: [email protected]

252

BERÉNYI et al.

(BUZÁS et al., 1979). Korábban SARKADI (1975) a talajok N-szolgáltató képességének becslésére az összes N-tartalom meghatározását javasolta a talajok kötöttségének és a nitrifikációs viszonyokat jellemző talajtípus figyelembevételével. A N-ellátottság megállapítása szempontjából nem hanyagolható el a tarló- és gyökérmaradványokból és egyéb szerves anyagokból képződő könnyen mobilizálható szerves-N-tartalom. A NÉMETH (1972) által kidolgozott EUF módszer az ásványi elemek frakcionálása mellett lehetővé teszi az oldható és könnyen oxidálható szerves-N-frakció meghatározását. A módszer költséges berendezést igényel és nem alkalmas sorozatvizsgálatokra. Hazánkban és külföldön is elsősorban a cukorrépa trágyázási szaktanácsadásában alkalmazzák. A talaj különböző N-frakcióinak mérésére a 0,01 mol kalcium-klorid talajkivonószer (HOUBA et al., 1990) is alkalmas. A módszer előnyei: a semleges híg sóoldat enyhe oldó és ionkicserélő hatása; a kivonószer Ca-koncentrációja közel áll a talajoldat töménységéhez; a kivonat jól szűrhető; benne több tápelem (N, P, K, és egyes mikroelemek) jól mérhető; a szervetlen ionokon kívül, a könnyen oldható és oxidálható szerves-N-frakció is meghatározható a kivonatban. Az EUF és a 0,01 mol kalcium-kloridban oldható szerves frakció között több kutató szoros szignifikáns kapcsolatot állapított meg (HOUBA et al., 1986; APPEL & STEFFENS, 1988; APPEL & MENGEL, 1990, 1993; KULCSÁR et al., 1997). Az EUF-Norg és CaCl2-Norg frakcióról egyaránt feltételezik, hogy aminosavakat, polipeptideket és egyéb, hidrolizálható szerves vegyületeket tartalmaznak. Több kísérletben is szignifikáns összefüggést találtak a CaCl2-Norg és a mikrobiális biomassza között (OLFS & WERNER, 1989; MADSEN et al., 1994). NUNAN és munkatársai (2001) szerint szignifikáns kapcsolat igazolható a N-felvétel és a CaCl2oldható szerves nitrogén mennyisége között. A talaj könnyen oldható szerves nitrogén frakciójának jelentőségét itthon is több tartamkísérletben igazolták (JÁSZBERÉNYI et al., 1994; LAZÁNYI et al., 2002; NAGY & JÁSZBERÉNYI, 2002; NAGY et al., 2002; LOCH et al., 2005). A vizsgálatokban az Norg frakció a 0,01 mol CaCl2-ban mért összes nitrogénnek akár 45–65 %-át is elérte. Az ásványi-N-formák mennyiségének vizsgálata az intenzív N-trágyázással egyre fontosabbá vált, napjainkban is aktuális kérdés. Különösen fontos a talaj nitráttartalma a nitrátkimosódás veszélye miatt. Erre mutatnak KÁDÁR és munkatársai (1987), NÉMETH és munkatársai (1988), KÁDÁR és NÉMETH (1993, 2004), NÉMETH és KÁDÁR (1999) tartamkísérletek szelvényeiben végzett vizsgálatai. Megállapították, hogy mészlepedékes csernozjom talajon beállított tartamkísérletben a NO3készlet jelentős része az idő előrehaladásával egyre mélyebbre mosódott, a 28. évben 6 m alá jutott. A mozgás, számításaik szerint évi 20–40 cm sebességnek felel meg. RUZSÁNYI (1992) a Látóképi Kísérleti Telepen alföldi mészlepedékes csernozjom talajon különböző kísérletekben mérte a talaj KCl-ban oldható ásványiN-tartalmát. A kukorica betakarítását követő NO3-N profilt elemezve megállapította, hogy a nem öntözött területeken a felhalmozódás maximuma 140–160 cm között található, az öntözött körülmények között azonban éles maximumot nem kapott, így feltehető, hogy a felhalmozódás a mélyebb talajrétegekre is kiterjedt. Megállapította, hogy a 150 kg/ha/év adagot meghaladó N-trágyázás ezeken a területeken nem ajánla-

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol CaCl2-ban oldható N-frakciókra

253

tos. PEPÓ és munkatársai (2005, 2006) szerint az általunk is vizsgált tartamkísérletben a kukorica számára optimális N-adag, monokultúrában, 140–180 kg·ha-1 között van. IZSÁKI és IVÁNYI (2002) a csernozjom réti talajon beállított tartamkísérlet 4., 8., és 11. évében vizsgálták a NO3-N eloszlását, 3 m mélységig. A kimosódás a legnagyobb (240 kg·ha-1) kezelés hatására már a 4. évben kifejezetté vált. A 8. évre a nitrátkimosódás maximuma a 140–180 cm-es mélységben helyezkedett el, függetlenül a N-ellátottság szintjétől. A kísérlet 11. évére a nitrát a mélyebb rétegekbe mosódott. Munkánk célja a N-trágyázás és öntözés hatásának ismertetése a 0,01 mol kalcium-klorid kivonatban meghatározott N-frakciókra, alföldi mészlepedékes csernozjom talajon, valamint a módszer előnyeinek bemutatása. Vizsgála ti anyag és mó dszer A DATE Látóképi Kísérleti Telepén Ruzsányi László által 1983-ban beállított tartamkísérlet célja a vetésforgó (kukorica mono-, ill. őszi búza–kukorica bikultúra), az öntözés (öntözetlen, öntözött: 2×50 mm) és műtrágyázás (N: 0, 120, 240; P2O5: 0, 90, 180; K2O: 0, 90, 180 kg·ha-1) hatásának tanulmányozása a kukorica termésmennyiségére. A kukorica tőszámsűrűsége 60 ezer·ha-1. A kukoricaszár nem lett beszántva. A kísérleti telep talaja löszön képződött alföldi mészlepedékes csernozjom. A humuszos réteg 70–80 cm vastagságú, a humusztartalom 2,5–3,0%. A művelt réteg jellemzői a következők: pH(KCl): 5,5–6,5; összes-N-tartalom: 0,12–0,18%; ALoldható P-tartalom: 135–140 mg P2O5·kg-1; AL-K-tartalom: 270–275 mg K2O·kg-1. A MÉM-NAK szaktanácsadási módszer szerint (BUZÁS et al., 1979) a talaj N- és Pellátottsága közepes, káliummal pedig jól ellátott. A talajvíz 6–8 m között helyezkedik el. Az öntözés és a talajművelés sávos, a műtrágyázás pedig véletlen blokk elrendezésben lett beállítva. Az ismétlések száma 4, a parcellák területe 46 m². A vizsgált talajmintákat a tartamkísérlet 20. évében, 2004-ben négy alkalommal – június 29-én, július 22-én, szeptember 7-én és október 4-én – pontfúrásokkal vettük a 0–200 cm-es talajszelvényből, 20 cm-enként. A minták N-frakcióit 0,01 mol CaCl2 kivonószerben (HOUBA et al., 1990) SKALAR folyamatos elemző készülékkel mértük. Meghatároztuk az összes-, a nitrát-, az ammónium- és a könnyen oxidálható szerves-N-tartalmat. Ebben a munkában terjedelmi okokból csak a monokultúrában végzett vizsgálatokat ismertetjük. A statisztikai analízist SPSS. 13 programmal végeztük. Az adathalmaz nem felel meg a varianciaanalízis feltételeinek, mivel a csoportok varianciája a Levene próba szerint különbözött. Ezért a csoportok közötti különbségeket Welch t-próbával teszteltük. Szignifikáns Welch próba esetén, az eredményt post hoc analízissel, Tamhane próbával (P = 0,05) támasztottuk alá, amely megmutatta, hogy mely csoportok között van szignifikáns különbség. Az eredmények értékelésekor a szignifikáns különbségeket a táblázatokban betűkkel jelöltük.

BERÉNYI et al.

254

Vizsgálati eredmények 0,01 mol kalcium-kloridban mért összes nitrogén (Nössz) tartalom A látóképi tartamkísérlet 20. évében 200 cm-es talajszelvényből vett minták 0,01 mol kalcium-kloridban mért összes N-tartalmát a kezelések és a mélység függvényében öntözetlen és öntözött körülmények között az 1. táblázat tartalmazza. Az összes N-tartalom a N-adagok hatására jelentősen emelkedett, a trágyázás hatása az öntözött és öntözetlen talajokon egyaránt statisztikailag igazolható. Az öntözetlen szelvények átlagos Nössz-tartalma több mint 1,5-szerese az öntözöttekének. A kontroll N-kezelések átlagában közel azonos az Nössz mennyisége. A N-trágyázás hatására nagy különbség mutatkozott az öntözött és öntözetlen parcel1. táblázat A trágyázás hatása a talajok CaCl2-ban mért Nössz tartalmára (mg·kg-1) az öntözetlen és öntözött 200 cm-es talajszelvényekben a tartamkísérlet 20. évében (2004-ben) (2)

(1)

Évente adott N, kg N·ha-1

Mintavétel mélysége, cm

0

SzD

120

0–20 20–40 40–60 60–80 80–100 100–120 120–140 140–160 160–180 180–200 a) Átlag

9,94 9,00 7,31 4,27 4,37 4,77 4,54 4,61 4,33 4,14 5,73

a ab ab b b ab b ab ab b

13,62 8,22 8,24 9,99 8,96 9,88 12,21 13,39 22,01 31,51 13,80

A. Öntözetlen a 19,97 a 14,23 a 11,47 a 17,10 a 27,30 a 43,99 a 58,28 a 66,16 a 80,73 a 87,77 42,70

0–20 20–40 40–60 60–80 80–100 100–120 120–140 140–160 160–180 180–200 a) Átlag

13,60 9,80 6,13 4,99 3,40 4,53 4,65 4,54 5,18 4,26 6,11

a a ab ab b b b b ab b

13,40 10,56 6,89 5,88 8,28 8,89 8,83 8,27 6,04 6,97 8,40

B. Öntözött a 20,20 a 15,48 b 15,40 b 17,08 ab 16,15 ab 19,05 ab 21,58 ab 36,17 b 32,62 ab 31,21 22,49

(3)

(4)

(3)

Átlag

SzD

ab a a ab abcde c dc bcde abc ce

14,51 10,48 9,01 10,45 13,54 19,55 25,01 28,05 35,69 41,14 20,74

ab a a a ab ab ab ab ab b

a a a a a a a a a a

15,73 11,95 9,48 9,32 9,27 10,82 11,69 16,33 14,61 14,15 12,33

b ab a a a ab ab ab ab ab

(3)

SzD

(3)

240

SzD

Megjegyzés: Az azonos betűvel jelölt átlagok p = 5% szinten szignifikánsan nem különböznek

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol CaCl2-ban oldható N-frakciókra

255

lák átlagai között. Az öntözött kezelésekben mért kisebb értékek alapján feltételezhető, hogy az oldható N-készletek egy része 200 cm alá mosódott. A kontrollkezelés Nössz-tartalma öntözetlen és öntözött körülmények között is szignifikánsan csökkent a mélységgel. Az öntözött talajokon a 120 kg N·ha-1 kezelésben szignifikánsan kisebb, míg az öntözött talajokon a 240 kg N·ha-1 adag esetében szignifikánsan nagyobb a mélyebb rétegek Nössz koncentrációja. A mélység szerinti átlagos értékeket vizsgálva statisztikailag igazolható eltérést tapasztaltunk mindkét esetben. Öntözetlen körülmények között 200 cm mélységben szignifikánsan nagyobb, míg öntözött körülmények között 40–100 cm között szignifikánsan kisebb értékeket mértünk. 0,01 mol kalcium-kloridban mért NO3-N tartalom A műtrágyázás és öntözés hatását a 200 cm-es talajszelvény NO3-N eloszlására az 1. ábra szemlélteti. Az öntözetlen szelvény NO3-N tartalma több mint kétszerese az öntözött szelvényének. Míg az öntözetlen és trágyázott talajok NO3-N tartalma 200 cm-en a legnagyobb, addig az öntözött talajok esetében a 120 kg N·ha-1 kezelésnél viszonylag kiegyenlített a szelvény NO3-N eloszlása, és a 240 kg N·ha-1 kezelésnél csak egy kisebb maximumot észleltünk 150–200 cm között. A talaj felső 40 cm-ében öntözött körülmények között alig van NO3-N még a műtrágyázott talajokon is. A 0

NO3-N (mg kg -1) 20 40 60

B 80

0

0

20

NO3-N (mg kg-1) 40 60

80

0

50

50

0 N kg/ha

100

150

Mélység (cm)

Mélység (cm)

120 N kg/ha

100

240 N kg/ha

150

200

200

250

250

1. ábra A többéves műtrágyázás hatása a 200 cm-es öntözetlen (A) és öntözött (B) szelvény NO3-N tartalmára a kísérlet 20. évében, 2004-ben

BERÉNYI et al.

256

Öntözetlen talajokon szignifikáns különbséget kaptunk a 240 kg N·ha-1 kezelés, valamint öntözött talajokon mindkét kezelés mélyebb talajrétegei és a feltalaj NO3N tartalma között. A bemutatott görbékből következik, hogy az előzőekben említett kimosódás zömében a NO3-N mélyebb rétegekbe való vándorlásával magyarázható. 0,01 mol kalcium-kloridban mért NH4-N tartalom A kezelések NH4-N frakciójának átlagos mennyiségét öntözött és öntözetlen körülmények között a 2. táblázat mutatja be. Az öntözött kezelésekben nagyobb értékeket kaptunk, ami az eltérő nitrifikációs viszonyokkal magyarázható. Öntözött és nem öntözött körülmények között is a 240 kg N·ha-1 kezelésnek volt szignifikáns hatása. 2. táblázat Az öntözés és trágyázás hatása a talajok CaCl2-ban mért NH4-N tartalmára (mg·kg-1) a 200 cm-es talajszelvényben a tartamkísérlet 20. évében (2004-ben) (1)

Öntözés a) Öntözetlen (n = 240) b) Öntözött (n = 240) c) Összes minta (n = 480)

(2)

0 1,93 2,30 2,11

N-kezelés, kg N·ha-1 120 1,31 3,26 2,29

(3)

240

Átlag

3,77 4,63 4,20

2,34 3,40 2,87

A 0,01 mol CaCl2-ban meghatározott N-frakciók közül az NH4-N a legingadozóbb (CV% = 108–162 a különböző kezelésekben), ami az öntözetlen kezelések esetében azt eredményezte, hogy alacsonyabb átlagos értéket kaptunk a 120 kg·ha-1 N-adaggal trágyázott kezelésben, mint a kontrollban. 0,01 mol kalcium-kloridban mért szerves nitrogén (Norg.) tartalom A 60 cm-es talajszelvény átlagos CaCl2-ban mért könnyen oxidálható szervesN-tartalmának változását a trágyázás és öntözés függvényében a 3. táblázat tartalmazza. Jól látható, hogy a növekvő trágyaadagok hatására mind öntözött, mind öntözetlen körülmények között nőtt a Norg mennyisége. Az öntözött és öntözetlen táblák átlagos Norg frakciójában is van különbség, aminek az lehet az oka, hogy az öntözés hatására intenzívebbé válik a mineralizáció. 3. táblázat Az öntözés és trágyázás hatása a talajok CaCl2-ban mért szerves-N-tartalmára (Norg, mg·kg-1) a 60 cm-es talajszelvényben a tartamkísérlet 20. évében (2004-ben) (1)

Öntözés a) Öntözetlen (n = 144) b) Öntözött (n = 144) c) Összes minta (n = 288)

(2)

0 3,61 5,00 4,30

N-kezelés, kg N·ha-1 120 3,74 5,72 4,73

(3)

240

Átlag

5,24 6,26 5,75

4,20 5,66 4,93

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol CaCl2-ban oldható N-frakciókra

257

Szignifikánsan nagyobb az összes mintán, valamint az öntözött és öntözetlen táblákon is a 240 kg N·ha-1 kezelés könnyen oxidálható szerves-N-tartalma. Ez azt bizonyítja, hogy az Norg frakció jelentősége nem elhanyagolható, mivel a könnyen mineralizálható készletek mennyisége a trágyázás hatására nő, tartalékot képez. A különböző nitrogénfrakciók aránya A különböző N-frakciók összes nitrogénhez (Nössz) viszonyított arányát a műtrágyázás és öntözés függvényében a 4. táblázatban szerepeltettük. Az öntözés hatására az NH4-N frakció aránya megnőtt. Ez a műtrágyázott parcellákon különösen szembetűnő, hiszen a 120 kg N·ha-1 kezelésben az ásványi-N nagyobb része ammóniumion formájában volt jelen. A NO3-N aránya kisebb az öntözött parcellákon, aminek feltehetőleg a kimosódás az oka. A szerves frakció aránya nem változott számottevően az öntözés következtében. 4. táblázat A CaCl2-ban mérhető N-frakciók egymáshoz viszonyított arányának változása a műtrágyázás és öntözés függvényében a tartamkísérlet 20. évében (2004-ben) (1)

N-frakciók NO3-N NH4-N a) Norg b) Nössz

(2) N-kezelés,

kg N·ha-1

(2) N-kezelés,

kg N·ha-1

0

120

240

0

120

240

28 32 40 100

A. Öntözetlen 64 9 27 100

78 9 13 100

23 37 40 100

B. Öntözött 25 38 37 100

63 20 17 100

A műtrágyázás elsősorban a NO3-N mennyiségét növelte, így ennek aránya a többi formához viszonyítva a növekvő trágyaadagokkal nőtt. A könnyen oxidálható szerves nitrogén mennyisége nőtt ugyan a műtrágyázás hatására, de az aránya a nitrát nagyobb mértékű növekedése miatt csökkent. Ennek ellenére mennyisége nem elhanyagolható (13–40%). A terméseredmények és a talaj CaCl2-ban mért Nössz és Nszerves frakcióinak kapcsolata A talaj CaCl2-ban mért Nössz és Norg frakcióinak mennyiségét a kezelések függvényében, valamint a kukorica termésátlagát és a kezelések eredményeként kapott terméstöbbletet öntözetlen és öntözött viszonyok között is ábrázoltuk a 2. ábrán. A 200 cm-es talajszelvény Nössz- és Norg-tartalmának (kg N·ha-1) kiszámításához a talaj térfogattömegét 1,4-nek vettük, és a 20 cm vastagságú talajrétegek tápelemtartalmát (mg·kg-1) 2,8-cal szoroztuk. Az ábrából kitűnik, hogy a termésátlag a trágyázás hatására nőtt, de a 240 kg N·ha-1 kiadása sem öntözetlen, sem öntözött körülmények között nem okozott számottevő terméstöbbletet. Ez azt jelenti, hogy a többlet nitrogén jelentős részét a

BERÉNYI et al.

258

1400

14 000

1200

12 000

1000

10 000

800

8 000

600

6 000

400

4 000

200

2 000

0

Kukoricatermés (kg ha-1)

Nössz, Norg (kg ha-1)

A

0 0

120

240

1400

14 000

1200

12 000

1000

10 000

800

8 000

600

6 000

400

4 000

200

2 000

0

Kukoricatermés (kg ha-1)

Nössz, Norg (kg ha-1)

B

0 0

120

N kezelés (kg ha-1)

Összes-N Kukorica termésátlag

240 Szerves-N T erméstöbblet

2. ábra A 200 cm-es talajszelvény CaCl2-ban mért Nössz és Nszerves frakcióinak mennyisége, a kukorica termésátlaga és a terméstöbblet a kezelések függvényében, öntözetlen (A) és öntözött talajokon (B) a tartamkísérlet 20. évében (2004-ben)

növények már nem hasznosították, ez a talajban maradt, egy része a mélyebb rétegekbe mosódott. Az Nössz alakulása jól jelzi a túltrágyázást. A 240 kg N·ha-1 kezelés Nössztartalma 2,5–3-szorosa a 120 kg N·ha-1 kezelésének. Az Norg frakció mennyisége a kezelésekkel és a terméseredményekkel együtt egyenletesen nőtt.

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol CaCl2-ban oldható N-frakciókra

259

Vizsgála ti eredmények értékelése Eredményeinkből kitűnik, hogy a 0,01 mol CaCl2-ban meghatározott N-frakciók az öntözés és a műtrágyázás hatását jól jellemzik. Az összes nitrogén (Nössz) mennyisége szignifikánsan függ a trágyaadagoktól. Az öntözés hatására csökkent a szelvény átlagos Nössz-tartalma, amit a nitrátkimosódással magyarázunk. A 200 cm mély talajszelvény CaCl2-ban mért összes N-tartalma érzékenyen jelzi a túltrágyázás hatására kialakult N-felhalmozódást. A termésadatokból és talajvizsgálatokból egyaránt kitűnik, hogy a 240 kg N·ha-1 adag már nem hasznosul, nitrát formájában felhalmozódik a talajban. A Látóképi Kísérleti Telepen végzett korábbi vizsgálatok alapján RUZSÁNYI (1992), ill. PEPÓ és munkatársai (2005, 2006) sem javasolják a 150–180 kg N·ha-1 adagnál nagyobb Nadagot. A NO3-N mélységi eloszlását vizsgálva azt tapasztaltuk, hogy az öntözetlen kezelésekben, és különösen a nagyadagú N-trágyával kezelt területeken a felhalmozódás maximuma 200 cm környékén található. Az öntözött talajokon a nitráttartalom jelentős része már feltehetőleg 200 cm alá mosódott. Ez összhangban van RUZSÁNYI (1992) korábbi, a Látóképi Kísérleti Telepen szerzett tapasztalataival. Az öntözetlen területeken a nitrát-felhalmozódás maximuma akkor 140–160 cm között volt, ami a jelenlegi adatokkal összehasonlítva 50 cm-es lemosódást jelent. Az öntözött területeken már akkor sem volt elkülöníthető éles maximum. Vizsgálataink megerősítik KÁDÁR és munkatársai (1987), KÁDÁR és NÉMETH (1993, 2004), NÉMETH és munkatársai (1987–1988), NÉMETH és KÁDÁR (1999), valamint IZSÁKI és IVÁNYI (2002) tartamkísérletekben nitrátlemosódásra vonatkozó megállapításait. Az Norg mennyisége is kimutathatóan növekszik a trágyázás hatására, ami a könnyen ásványosodó tartalékok felhalmozódását jelzi. Jelentőségét a 13–40%-os aránya bizonyítja. Összefoglalás Alföldi mészlepedékes csernozjom talajon beállított vetésforgó, trágyázási (N: 0, 120, 240; P2O5: 0, 90, 180 és K2O: 0, 90, 180 kg·ha-1) és öntözési (öntözetlen; öntözött: 2×50 mm) tartamkísérlet 20. évében vizsgáltuk a kezelések hatását a 0,01 mol kalcium-kloridban mérhető N-frakciók alakulására, kukorica monokultúrában. A 200 cm-es szelvény CaCl2-ban mért NO3-N, NH4-N, Norg- és Nössz-tartalmát HOUBA és munkatársai (1990) módszerével határoztuk meg. Főbb megállapításaink a következőkben foglalhatók össze: – A kalcium-kloridban mért N-frakciókkal jól nyomon követhető a kezelések hatása. Valamennyi frakció szignifikánsan növekedett a N-trágyázás hatására. – A termésadatokból és talajvizsgálatokból egyaránt kitűnik, hogy a 240 kg N·ha-1 adag már nem hasznosul. A talajszelvényben mért összes N-tartalom érzékenyen jelzi a N-felhalmozódást.

BERÉNYI et al.

260

– A NO3-N mélységi eloszlása jól jellemzi az öntözött és öntözetlen körülmények között tapasztalható eltérő kimosódási viszonyokat. Az öntözetlen parcellákon 200 cm-nél mértük a legnagyobb NO3-N értéket. Az öntözött parcellák NO3-N tartalma kevesebb, mint fele az öntözetlenének, és a felhalmozódási maximum mélyebbre tehető. – A vizsgálati eredmények összhangban vannak a korábbi hazai tapasztalatokkal. – A 0,01 mol CaCl2-os módszer előnyeként kiemelhető az ásványi formákon kívül meghatározható szerves N frakció jelentősége, amely alkalmas az eddigi trágyázási gyakorlatban figyelmen kívül hagyott könnyen mobilizálható N-tartalékok jellemzésére. Kulcsszavak: 0,01 mol CaCl2 N-frakciók, nitrátlemosódás, szaktanácsadás, tartamkísérlet Irodalom APPEL, T. & MENGEL, K., 1990. Importance of organic nitrogen fractions in sandy soils, obtained by eletro-ultrafiltration or CaCl2 extraction, for nitrogen mineralization and nitrogen uptake of rape. Biology and Fertility of Soils. 10. 97–101. APPEL, T. & MENGEL, K., 1993. Nitrogen fractions in sandy soils in relation to plant nitrogen uptake and organic matter incorporation. Soil Biology & Biochemistry. 25. 685–691. APPEL, T. & STEFFENS, D., 1988. Vergleich von Electro-Ultrafiltration (EUF) und Extraktion mit 0.01 molarer CaCl2-Lösung zur Bestimmung des pflanzenverfügbaren Stickstoffs im Boden. Z Pflanzenernaer Bodenkd. 151. 127–130. BALLENEGGER R. & MADOS L., 1994. Talajvizsgálati módszerkönyv. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. BUZÁS I. et al. (szerk.), 1979. Műtrágyázási irányelvek és üzemi számítási módszer. MÉM Növényvédelmi és Agrokémiai Központ. Budapest. HOUBA, V. J. G. et al., 1986. Comparison of soil extractions by 0,01 M CaCl2, by EUF and by some conventional extraction procedures. Plant Soil. 96. 433–437. HOUBA, V. J. G. et al., 1990. Applicability of 0,01 M CaCl2 as a single extraction solution for the assessment of the nutrient status of soils and other diagnostic purposes. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 21. 2281–2290. IZSÁKI Z. & IVÁNYI I., 2002. A N-műtrágyázás hatása a talaj nitrogénmérlegére és a NO3-N kimosódására műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés. 51. 115– 124. JÁSZBERÉNYI, I., LOCH, J. & SARKADI, J., 1994. Experiences with 0,01 M calcium chloride as an extraction reagent for use as a soil testing procedure in Hungary. Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 25. 1771–1777. KÁDÁR I. & NÉMETH T., 1993. Nitrát bemosódásának vizsgálata műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés. 42. 331–338.

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol CaCl2-ban oldható N-frakciókra

261

KÁDÁR I. & NÉMETH T., 2004. A NO3-N és a SO4-S lemosódása egy 28 éves műtrágyázási kísérletben. Növénytermelés. 53. 415–428. KÁDÁR I., NÉMETH T. & KOVÁCS G., 1987. A N-műtrágya érvényesülése és a nitrát kilúgzása meszes csernozjom talajon. In: A mezőgazdaság kemizálása Ankét. I. kötet. 101–107. Keszthely. KULCSÁR, L. et al., 1997. Investigation of the soil N-fractions in special consideration of the N-fertilizer recommendation for sugar beet. Poster, 11th World Fertilizer Congress, 7–13. September 1997. Gent, Belgium. LAZÁNYI, J., LOCH, J. & JÁSZBERÉNYI, I., 2002. Analysis of 0.01 M CaCl2 soluble organic nitrogen in the treatments of Westsik‘s Crop Rotation Experiment. Agrokémia és Talajtan. 51. 79–88. LOCH J., KISS SZ. & VÁGÓ I., 2005. A talajok 0,01 M CaCl2-ban oldható tápelem frakciójának szerepe és jelentősége. In: Fenntartható homoki gazdálkodás megalapozása a Nyírségben. (Szerk.: LAZÁNYI J.) 137–156. Westsik Vilmos Nyírségi Talajfejlesztési Alapítvány. Nyíregyháza. MADSEN, C. et al., 1994. Studies on the relationship between microbial biomass and extractable organic N fractions (Norg). In: Proc. 3rd Congress of the European Society of Agronomy (ESA). (Eds.: BORIN, M. & SATTIN, M.) 498–499. ESA. Colmar, France. NAGY P. T. & JÁSZBERÉNYI I., 2002. A talaj N-szolgáltató képességének vizsgálata a Westsik vetésforgó kísérletben talajérleléses módszerekkel. In: Az agrokémia időszerű kérdései. (Szerk.: GYŐRI Z. & JÁVOR A.) 193–203. DE ATC. Debrecen. NAGY P. T., JÁSZBERÉNYI I. & LOCH J., 2002. A trágyázás hatása a 0,01 M kalciumkloridban oldható nitrogén-formák mennyiségére a nyírlugosi tartamkísérletben. In: Tartamkísérletek, tájtermesztés, vidékfejlesztés. (Szerk.: LÁNG I., LAZÁNYI J. & NÉMETH T.) 143–148. DE ATC. Debrecen. NÉMETH, K., 1972. Bodenuntersuchung mitteils Elektro-Ultrafiltration (EUF) mit mehrfach variierten Spannung. Landw. Forsch. Sonderh. 27. II. 184–196. NÉMETH T. & KÁDÁR I., 1999. Nitrát bemosódásának vizsgálata és a nitrogén mérlegek alakulása egy műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés. 48. 377–386. NÉMETH T., KOVÁCS G. & KÁDÁR I., 1987–1988. A nitrát, a szulfát és a vízoldható sók bemosódásának vizsgálata műtrágyázási tartamkísérletben. Agrokémia és Talajtan. 36–37. 110–126. NUNAN, N. et al., 2001. Organic matter extracted with 0.01 M CaCl2 or with 0.01 M NaHCO3 as indices of N mineralisation and microbial biomass. Biol. Fertil. Soils. 34. 433–400. OLFS, H. W. & WERNER, W., 1989. Veränderungen extraktierbarer Norg-Mengen unter dem Einfluβ variierter C/N Verhältnisse und Biomasse. VDLUFA-Schriftenreihe 28. Teil II. 15–26. PÁLMAI O., HORVÁTH J. & NÉMETH T., 1998. Őszi gabonák fejtrágyázása Nmin módszer alapján Fejér és Somogy megyékben. Gyakorlati AGROFÓRUM. 9. (4) 41–42. PEPÓ P., VAD A. & BERÉNYI S., 2005. Agrotechnikai tényezők hatása a kukorica termésére monokultúrás termesztésben. Növénytermelés. 54. 317–326. PEPÓ, P., VAD, A. & BERÉNYI, S., 2006. Effect of some agrotechnical elements on the yield of maize on chernozem soil. Cereal Research Communications. 34. (1) 621– 624.

262

BERÉNYI et al.

RUZSÁNYI L., 1992. Gondolatok, adatok a műtrágyaigény és a műtrágyahatás értékeléséhez. Agrofórum. 3. I. (Különszám) 38–40. SARKADI J., 1975. A műtrágyaigény becslésének módszerei. Mezőgazda Kiadó. Budapest. VÁRALLYAY GY., 1950. A műtrágyázást irányító kísérletek és vizsgálatok. Agrokémia. 2. 287–302. WEHRMANN, J. & SCHARPF, H. C., 1979. Der Mineralstickstoffgehalt des Bodens als Massstab für den Stickstoffdüngerbedarf (Nmin-Methode). Plant and Soil. 52. 109–126. Érkezett: 2009. október 26.

A trágyázás és öntözés tartamhatása a 0,01 mol CaCl2-ban oldható N-frakciókra

263

Effect of fertilization and irrigation on N fractions determined in 0.01 M calcium chloride on lowland pseudomyceliar chernozem S. BERÉNYI, E. BERTÁNÉ SZABÓ, P. PEPÓ and J. LOCH Centre for Agricultural and Technological Sciences, University of Debrecen, Debrecen (Hungary)

S um ma ry In a long-term experiment on crop rotation, fertilization (N: 0, 120, 240; P2O5: 0, 90, 180 and K2O: 0, 90, 180 kg·ha-1) and irrigation (without irrigation; irrigated: 2×50 mm), set up on lowland pseudomyceliar chernozem, the effects of the treatments on the N fractions determined in 0.01 M calcium chloride were studied in the 20th year of a maize monoculture. The CaCl2-extractable NO3-N, NH4-N, organic nitrogen (Norg) and total nitrogen (Ntotal) contents were determined using the method of HOUBA et al. (1990). The main conclusions can be summarized as follows: – The N fractions determined in CaCl2 gave a good reflection of treatment effects. All the fractions increased significantly in response to N fertilization. – It is clear from both the yield data and soil analysis that the 240 kg·ha-1 N rate was not utilized by the crop. The total N content recorded in the soil profile was a sensitive indicator of N accumulation. – The depth distribution of NO3-N clearly demonstrated the difference in leaching conditions in the irrigated and non-irrigated treatments. On non-irrigated plots the highest NO3-N value was measured at a depth of 200 cm. The NO3-N content of irrigated plots was less than half that of non-irrigated plots and the accumulation maximum was at a lower depth. – The results were in good agreement with earlier findings in Hungary. – The advantage of the 0.01 M CaCl2 method is that, in addition to mineral forms, the organic N fraction can also be determined, which is suitable for the characterization of the readily mobilisable N reserves, previously ignored in fertilization practice. Table 1. Effect of fertilization on the CaCl2-extractable Ntotal content (mg·kg-1) of the soil in non-irrigated and irrigated 200 cm soil profiles in the 20th year of a long-term experiment (2004). (1) Sampling depth, cm. a) Mean. (2) Annual application of N, kg N·ha-1. (2) LSD. (4) Mean. A. Non-irrigated. B. Irrigated. Note: Means designated by the same letter were not significantly different at the p = 5% level. Table 2. Effect of irrigation and fertilization on the CaCl2-extractable NH4-N content (mg·kg-1) of the soil in the 200 cm soil profile in the 20th year of a long-term experiment (2004). (1) Irrigation. a) Non-irrigated; b) Irrigated; c) All samples. (2) N treatment, kg N·ha-1. (3) Mean. Table 3. Effect of irrigation and fertilization on the CaCl2-extractable organic N content (Norg, mg·kg-1) of the soil in the 60 cm soil profile in the 20th year of a long-term experiment (2004). (1)–(3): see Table 2. Table 4. Changes in the ratio of the various CaCl2-extractable N fractions as a function of fertilization and irrigation in the 20th year of a long-term experiment (2004). (1) N fractions. a) Organic N (Norg), b) Total N (Ntotal). (2) N treatment, kg N·ha-1. A. Non-irrigated. B. Irrigated.

264

BERÉNYI et al.

Fig. 1. Effect of long-term fertilization on the NO3-N content of the 200 cm soil profile in non-irrigated (A) and irrigated (B) treatments in the 20th year of the experiment, in 2004. Fig. 2. CaCl2-extractable total N (Ntotal) and organic N (Norg) fractions in the 200 cm soil profile, mean maize yields and yield surpluses as a function of the treatments on non-irrigated (A) and irrigated (B) soils in the 20th year of the experiment (in 2004).