AGROKÉMIA ÉS TALAJTAN 53 (2004)

A G R O K É M I A É S T A L A J T A N 53 (2004) 1–2

125–142

Az algériai nyersfoszfát és a szuperfoszfát hatásának vizsgálata IV. A talajtulajdonságok, a foszfortrágyák és a foszforadagok hatása a vörös here Mn-, Ni-, Al-, Co- és Mo-koncentrációjára tenyészedény-kísérletben OSZTOICS ERZSÉBET, CSATHÓ PÉTER és RADIMSZKY LÁSZLÓ MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, Budapest

A különböző műtrágyák, meszező anyagok a tápelemek mellett szennyező anyagokat is tartalmaznak. Alkalmazásuk során a talaj eredeti nehézfém- és potenciálisan toxikus elemtartalmát növelhetjük, sőt megváltoztathatjuk a talaj pH-ját, ezzel a talajban lévő, vagy a trágyával adott szennyező anyagok oldhatósági viszonyait, valamint növényi felvehetőségét (GYŐRI et al., 1987, 1994; KÁDÁR, 1991, 1995; SAUERBECK, 1992; CSATHÓ, 1994; MCLAUGHLIN et al., 1996; KABATA-PENDIAS & PENDIAS, 2001; DEBRECZENI & LEHOCZKY, 2002). A szuperfoszfát savanyító hatású [(1), (2) egyenlet], a reaktív nyersfoszfát viszont – szabad CaCO3-tartalma, és a P-ásvány (fluorapatit) talajban történő oldódása révén [(3) egyenlet] – a talaj savanyúságát csökkentő hatású (BOLAN et al., 2003a,b). Ca(H2PO4)2 + H2O= CaHPO4 + H3PO4 H3PO4 = H2PO4- + H+ Ca10(PO4)6F2 + 12H+ = 10Ca2+ + 6H2PO4- + 2F-

(1) (2) (3)

A mangán és a molibdén mind a növények, mind az állatok számára létfontosságú. A kobalt viszont az állatok részére esszenciális, a növényekre csupán stimulatív hatású. A nikkelre kis koncentrációban szintén szüksége van az állati szervezeteknek. Ezek a mikroelemek csak optimális koncentráció esetén fejtik ki pozitív hatásukat, ami elemenként és növényenként is eltérő mennyiséget jelent. A növények ezeket az elemeket általában oldott formában (szabad ion, kelát, komplex) veszik fel a talajoldatból. Egy adott elem növények általi felvehetőségét alapvetően a talaj sajátságai határozzák meg, de a klimatikus viszonyok és az agrotechnikai tényezők is befolyásolják (KABATA-PENDIAS & PENDIAS, 2001). Az elemek oldhatóságában a talaj tulajdonságai közül (a talaj típusa, pH, redoxpotenciál, szervesanyag-, fém-oxid-hidroxid-, agyagtartalom, kationcserélő kapacitás, mikrobiológiai tevékenység, az adott és a többi elem Postai cím: OSZTOICS ERZSÉBET, MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, 1022 Budapest, Herman Ottó út 15. E-mail: [email protected]

126

OSZTOICS – CSATHÓ – RADIMSZKY

koncentrációja, kémiai formái) a talaj aktuális pH-ja és redoxpotenciálja a legfontosabb paraméter. Ezért a potenciálisan toxikus elemek vegyületeinek relatív stabilitását gyakran a talaj pH-ja és redoxpotenciálja függvényében ábrázolják (LINDSAY, 1979; KABATA-PENDIAS & PENDIAS, 2001), mely azt mutatja, hogy oldhatóságuk nő (a molibdén és szelén kivételével) a talaj savasodásával, ill. a redoxpotenciál csökkenésével. Tenyészedény-kísérletben különböző tulajdonságú savanyú talajokon tanulmányoztuk két eltérő oldhatóságú P-trágya, a magmatikus Kola-nyersfoszfátból előállított (a hazai gyakorlatban széles körben használt) szuperfoszfát, illetve az Algériából származó üledékes, 19,3% CaCO3-ot tartalmazó nyersfoszfát különböző adagjainak a talaj pH-jára, valamint a jelzőnövényként alkalmazott vörös here és tavaszi árpa termésére, P-koncentrációjára és P-felvételére gyakorolt hatását (OSZTOICS et al., 1997, 2001). Vizsgáltuk továbbá a P-trágyákkal talajba juttatott nehézfémek és potenciálisan toxikus elemek hatását a talaj könnyen oldható (AAAc–EDTA-oldható), valamint a fenti növények károselem-koncentrációjára. Előző közleményünkben (OSZTOICS et al., 2003) a pH, a talajok és a vörös here Cd-, Cr- és Sr-koncentrációjának változását ismertettük az alkalmazott P-trágyák hatására. Jelen munkánkban pedig a vörös here Mn-, Ni-, Al-, Co- és Mo-koncentrációjának változását mutatjuk be. Anyag és módszer A talajok összes mikro- és toxikus elemtartalmát cc. HNO3+H2O2-val történő roncsolás után, a talajok könnyen oldható mikro- és toxikus elemtartalmát pedig ammónium acetát + EDTA (AAAc–EDTA) extració (LAKANEN & ERVIÖ, 1971; SILLANPÄÄ, 1982) után plazmaemissziós spektrometriás készülékkel (ICP) határoztuk meg. A nyersfoszfát feltáródása szempontjából fontos talajtulajdoságokat, valamint a kiindulási talajok összes és könnyen oldható Mn-, Ni-, Al-, Co- és Motartalmát az 1. táblázat mutatja. Az algériai nyersfoszfát és a hazánkban az 1990-es évek elején forgalomban lévő Kola nyersfoszfátból előállított szuperfoszfát különböző elemtartalmát HNO3 és H2O2 elegyével történő roncsolás és ICP-vel történt mérése után szintén az 1. táblázat mutatja. A 2. táblázatban ismertetjük a P-trágyákkal adott Mn-, Ni-, Al-, Co- és Mo-mennyiséget kezelésenként. A szuperfoszfát és a nyersfoszfát oldhatóságát, a tenyészedény-kísérletet a korábbi közleményeinkben ismertettük (OSZTOICS et al., 1997, 2001). A vörös here elemtartalmát HNO3 és H2O2 elegyével történő roncsolás után ICP-vel mértük.

Az algériai nyersfoszfát és a szuperfoszfát hatásának vizsgálata IV.

127

1. táblázat A kiindulási talajok és az alkalmazott P-trágyák [szuperfoszfát (S) és nyersfoszfát ( R )] összes és felvehető (AAAc–EDTA-oldható) Mn-, Ni-, Al-, Co- és Mo-koncentrációja (1)

Talajtulajdonság

(2) P-trágyák

S

pH (H2O) pH(KCl) a) Összes P b) Humusz, % c) T-érték, me⋅100 g-1 Mn, összes Mn, felvehető Ni, összes Ni, felvehető Al, összes, Al, felvehető Co, összes Co, felvehető Mo, összes Mo, felvehető

136 1,6 0,22 2,9 KA

R

(3) Talajok

1.

2.

3.

4.

5.

6.

5,59 4,25 801 1,67 9,31

6,50 5,56 525 3,81 30,1

4,38 3,71 492 1,06 8,46

3,62 3,40 688 1,54 8,10

5,24 4,03 211 2,7 11,00

6,02 5,55 198 1,53 4,92

368 87 17,8 0,7 0,9 132 5,7 0,52 KA KA

668 68 14,3 0,6 0,7 282 6,6 0,92 KA 0,03

1177 361 9,5 1,53 0,6 155 9,7 1,5 KA KA

64 8.6 10,3 0,42 0,5 57 3,9 0,32 KA 0,02

Elemkoncentrációk, mg⋅kg-1 32 941 904 198 162 9,4 20,3 31,3 0,66 5,72 0,37 1,4 1,69 103 91 1,2 14 13,6 1,72 1,35 2,0 KA KA 0,02 0,09

Talajok: 1. Pszeudoglejes barna erdőtalaj (Szentgyörgyvölgy); 2. Csernozjom barna erdőtalaj (Kompolt); 3. Kovárványos barna erdőtalaj (Nagykorpád); 4. Romániai podzol talaj (Livada); 5. Szlovákiai tipikus podzol talaj (Losonc); 6. Algériai savanyú homoktalaj. Az elemek kimutathatósági határa az ICP-vel: (KA = kimutathatósági határ alatt) 1. HNO3+H2O2 -os roncsolás után: Mn = 0,50; Ni = 0,75; Al = 1,4; Co = 0,35; Mo = 0,395 mg⋅kg-1. 2. AAAc–EDTA extrakcióból: Mn = 0,03; Ni = 0,02; Al = 0,2; Co = 0,02; Mo = 0,02 mg⋅kg-1

Eredmények A tenyészedény-kísérletben a szuperfoszfát és az algériai nyersfoszfát adagjaival a talajhoz adott mikro- és toxikus elemek közül a talajmintákban a könynyen oldható (AAAc–EDTA-oldható) Cd-, Cr- és Sr-koncentráció mellett (OSZTOICS et al., 2003) csak az Al-koncentráció növekedése volt kimutatható. Ez a növekedés az azonos hatóanyagtartalmú szuperfoszfát- és a nyersfoszfátadagoknál hasonló volt. Az extra nyersfoszfátadagok további Al-koncentráció növekedést eredményeztek. A kiindulási romániai podzol talaj magas könnyen oldható Al-koncentrációja (282 mg⋅kg-1) viszont csak a legnagyobb adagú nyersfoszfát hatására emelkedett (3. táblázat). A vörös here a talajok többségén jól kelt. Ezeken a talajokon a vörös herét öt alkalommal vágtuk, analízisük vágásonként történt. Az extrém savanyú romániai podzol talajon és nagykorpádi kovárványos barna erdőtalajon azonban a kelés


128

2. táblázat A P-trágyákkal adott Mn-, Ni-, Al-, Co- és Mo-mennyiség (2) (1)

(3)

A P-trágyákkal adott elem, μg⋅kg-1 talaj

Adott Ptrágya súlya, g⋅kg-1 talaj

Mn

Ni

Al

Co

Mo

1. 0 2. NK 3. NK PST50 4. NK PST100 5. NK PST400

– – 0,2718 0,5435 2,1744

– – 37,0 73,9 295,7

– – 0,43 0,87 3,48

– – 584 1169 4675

– – 0,79 1,58 6,31

– – – – –

6. NK PRT50 7. NK PRT100 8. NK PRT400 9. NK PRT600 10. NK PRC400 11. NK PRC600 12. NK PRC800 13. NK PRP400

0,1811 0,3623 1,4490 2,1738 3,7241 5,5823 7,4470 11,9050

5,8 11,6 46,4 69,6 119,2 178,6 238,3 381,0

1,70 3,40 13,62 20,43 35,00 52,45 70,00 111,86

678 1356 5424 8137 13939 20895 27874 44560

0,22 0,43 1,74 2,61 4,47 6,70 8,94 14,29

0,36 0,72 2,90 4,35 7,44 11,16 14,89 23,81

Kezelések

Megjegyzés: S = Szuperfoszfát; R = Nyersfoszfát. ST = összes-P, a szuperfoszfát ásványi savakban (cc. HNO3 + HCl) oldható; RT = összes-P, a nyersfoszfát ásványi savakban (cc. HNO3 + HCl) oldható; RC = a nyersfoszfát 2%-os citromsavban oldható; RP = a nyersfoszfát Peterman-féle alkalikus ammónium-citrátban (szobahőmérsékleten) oldható P2O5-tartalma alapján számolva a P hatóanyagtartalom. N = 100 mg⋅kg-1 talaj (0,2858 g NH4NO3⋅kg-1 talaj), K = 400 mg⋅kg-1 talaj (0,7628 g KCl⋅kg-1 talaj)

gátolt volt, vagy egyáltalán nem, vagy pedig csak egy–egy tő kelt ki. Ezeken a talajokon a vörös herét újravetettük. A kovárványos barna erdőtalajon (Nagykorpád) az első vágás után a növények minden kezelésben kipusztultak. A romániai podzol talajon az első vágás után az 1., 2., 3., 6., 7. kezelés edényeiben pusztultak ki a növények. A P-kezelések hatása az egyes növedékekben hasonló tendenciájú volt a vizsgált elemeknél, ezért eredményeinket számszerűen a vörös here 1. vágásának adatai alapján mutatjuk be. A vörös here Mn-koncentrációja a többi elem koncentrációjához viszonyítva magas volt (4. táblázat). Ez több okra vezethető vissza. Egyrészt arra, hogy a kiindulási talajokban mind az összes, mind az oldható Mn-tartalom a vizsgált elemek között a legnagyobb volt (1. táblázat), másrészt a kísérlet tenyészedényben volt, és a tenyészedény-kísérletben a talajok a növények fejlődése alatt végig nedvesek voltak. A nedvességviszonyok viszont a talajban lejátszódó oxidációs–redukciós folyamatokat, így a mangán felvehetőségét befolyásolják.


129

3. táblázat A szuperfoszfát- és a nyersfoszfátkezelések hatása a talajok AAAc–EDTA-oldható Al-tartalmára, mg⋅kg-1 (1)

Kezelések

(2) Talajok

1.

2.

3.

4.

5.

6.


103 110 113 109 122

91 86 87 95

132 124 142 140 145

282 292 282 270 262

155 160 170 168 184

57 48 53 57 73


99 100 107 113 125 155 190 215

87 85 90 93 113 124 132 164

132 148 155 177 193 194 210 239

260 258 252 249 256 274 288 337

185 182 203 225 233 251 244 288

52 52 62 75 86 98 117 125

a) SzD5% b) Átlag

29 129

11 104

30 164

45 274

31 204

13 73

4. táblázat A vörös here 1. vágásának Mn-koncentrációja, mg⋅kg-1 (1)

Kezelések

(2) Talajok

1.

2.

3.

4.

5.

6.


138 268 174 229 331

52 74 81 78 69

1204 857 – – 931

2304 2612 – 1718 2097

330 888 1534 1730 1484

96 – 94 96 85


253 217 232 204 146 125 180 153

78 64 57 60 56 56 53 58

– 887 853 899 555 – 379 303

– 1881 1752 1079 885 946 786 646

1420 1944 1246 1046 1251 612 554 264

91 72 77 69 65 61 58 60

a) SzD5% b) Átlag

nsz 202

10 64

nsz 758

773 1472

438 1112

13 76

Megjegyzés: Talajok (1–6.): lásd 1. táblázat; Kezelések: lásd 2. táblázat; nsz: nem szignifikáns 95%-os valószínűségi szinten; – : nem volt Mn mérés a mintából

130


SILLANPÄÄ (1982) azt találta, hogy a tenyészedényben nőtt búza Mntartalma (a többi mikroelemnél ezt nem tapasztalta) kb. 50%-kal nagyobb a szabadföldinél. A nedvesség szerepét mutatja az öntözés és az árasztás Mnfelvételt elősegítő hatása is (GRAVEN et al., 1965; SILLANPÄÄ, 1982, 1990; SZABÓ et al., 1987). A vörös here viszonylag nagy Mn-koncentrációját elősegíthette továbbá az is, hogy kísérletünkben minden kezelésben a nitrogént NH4NO3, a káliumot KCl formájában adtuk a talajhoz. HAMILTON és LATHWELL (1965), HAMILTON (1966), JACKSON és munkatársai (1966), CHENG és QUELLETTE (1968) valamint WESTERMANN és munkatársai (1971) szerint ugyanis savanyú talajokon a talajhoz adott KCl és NH4NO3 a talaj oldható és kicserélhető Mn2+-tartalmát növelik. A talajban a mangán oldhatóságára, növényi felvételére a talaj pHjának nagyobb szerepe van, mint a többi mikroelemnél (MARSCHNER, 1988). Irodalmi adatokkal (PAGE, 1962; GYŐRI et al, 1971; GODO & REISENAUER, 1980; SARKAR & WYN JONES, 1982; SILLANPÄÄ, 1982; HAYNES & SWIFT, 1985; SIMS, 1985; MARSCHNER, 1988; REISENAUER, 1988) egyezően kísérletünkben mind a kiindulási, mind az NK- és NK+P-adagokkal kezelt talajokon nőtt vörös here Mn-tartalma elsősorban a talajok pH-jának változását követte. A kezelések átlagában a kevésbé savanyú talajokon a vörös here Mn-koncentrációja 64–202, a savanyú talajokon 758–1472 mg Mn⋅kg-1 szárazanyag volt. A kiindulási talajok összes és AAAc–EDTA-oldható Mn-tartalmát a növények Mn-tartalma nem követte. Ezt jelzi az is, hogy a 6–6,5 vizes pH-jú, gyengén savanyú kompolti barna erdőtalaj és az algériai homoktalaj igen eltérő öszszes és AAAc–EDTA-oldható Mn-tartalma ellenére a vörös here Mn-koncentrációja a kezelések átlagában hasonló (64, ill. 76 mg Mn⋅kg-1 szárazanyag) volt. (A laza szerkezetű talajokból több mangántt vesz fel a növény.) A közepesen savanyú pszeudoglejes barna erdőtalajon viszont már a kezelések átlagában 200 mg⋅kg-1 volt a növények Mn-tartalma. A savanyúbb talajokon az NK- és NK+P-adagokkal kialakított pH-viszonyoknak is jelentős hatása volt a vörös here Mn-koncentrációjára. Például az erősen savanyú szlovákiai talaj (5. talaj) (abszolút kontrollminta) kiindulási vizes pH-ja 5,24 volt (OSZTOICS et al., 2003), a vörös here Mn-koncentrációja pedig 330 mg Mn⋅kg-1 szárazanyag. A talaj vizes pH-ja az NK-kezelés hatására 4,7-re csökkent, mely az NK+ növekvő szuperfoszfátadaggal tovább mérséklődött; a vörös here Mn-koncentrációja pedig 880 mg⋅kg-1-ra, ill. 1000 mg⋅kg-1 fölé emelkedett. Ez a magas növényi Mn-koncentráció a nyersfoszfátkezelésekben is csak akkor csökkent 1000 mg⋅kg-1 alá, amikor az extra adagú nyersfoszfátkezelések (11., 12., 13.) hatására a talaj pH-ja magasabb lett, mint az abszolút kontrollmintáé. A romániai podzol talaj (4. talaj) (a talajok közül a legsavanyúbb, a vizes pH-ja 3,61) kisebb Mn-tartalma ellenére (ld. 1. táblázat) a növények Mn-koncentrációja a kontroll- és a szuperfoszfát-, valamint a kisebb adagú nyersfoszfátkezelésekben 1000–2600 mg⋅kg-1 volt.


131

A vörös here érzékeny a nagyobb Mn-koncentrációra a talajoldatban, így hozama ezeken a talajokon igen alacsony: 0,21–4,0 g/edény volt. HORST (1988), valamint CSEH és ZSOLDOS (1990) szerint a savanyú talajokon a Mn-toxicitás részben felelős a terméscsökkenésért. Amikor az extra adagú nyersfoszfát bázikus Ca-vegyületeinek hatására a talaj pH-ja 4 fölé emelkedett, a növények Mntartalma 1000 mg⋅kg-1 alá csökkent, a vörös here termése pedig 10–11 g/edényre nőtt (OSZTOICSNÉ et al., 2001). Az extrémen savanyú (vizes pH = 4) nagykorpádi kovárványos barna erdőtalajból a növények Mn-felvétele nem volt olyan nagymértékű a szuperfoszfát-kezelésekben (800–900 mg⋅kg-1) és a nagyobb adagú nyersfoszfátkezelésekben (400–300 mg⋅kg-1) sem, mint a romániai talajból. RESENAUER (1988) nagyszámú irodalmi adat alapján azt találta, hogy a növények Mn-tartalma nagymértékben növekszik, ha a talaj pH-ja 5,5 alatti, viszont pH 5,5 és 8,0 között az majdnem független a pH-tól. A vizsgált talajok vizes pH-ja és a vörös here Mn-koncentrációja között hasonló összefüggést kaptunk (1. ábra). A szlovákiai podzol talaj kivételével a pH és a növényi Mnkoncentráció közötti összefüggés az y = 196083 e(-1,263x) exponenciális függvénnyel volt leírható (1. ábra). Az összefüggés igen szorosnak mutatkozott (r = 0,97). A szlovákiai talaj növényeiben a Mn-koncentráció pH 5,5 alatt minden pH-értéken jóval magasabb volt, mint a többi talajon nőtt növényben. Az erősen savanyú szlovákiai podzol talajon a P-kezelések hatására a 2–5. vágás növényeiben az 1. vágáséhoz hasonlóan, a nyersfoszfát adagjának emelé3000

2500

2000

1500

1000

500

0 3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

1. ábra Összefüggés a talajok vizes pH-ja és a vöröshere-hajtás Mn-koncentrációja között. Vízszintes tengely: pH(H2O). Függőleges tengely: A vörös here Mn-koncentrációja, mg⋅kg-1. Talajok: +: 1; ◊: 2; Δ: 3; •: 4; !: 5; x: 6 (ld. 1. táblázat) Y = 196083e(-1,263X); r = 0,97

7.5


132

sével csökkent a növényekben a Mn-koncentráció (az extra adagok hatására a Mn-koncentráció már csak fele a szuperfoszfát-kezelés növényeiben mért értéknek). Ezen a talajon a vágások számánák növekedtével a növedékek Mnkoncentrációja csökkenő tendenciát mutatott. A romániai talajon az első vágás után csak a nyersfoszfátkezelésekben nőtt újra a vörös here. Az extra nyersfoszfát hatására szintén csökkent a növényekben a Mn-koncentráció. Kísérletünkben a vörös here Ni-koncentrációjának változását a különböző Pkezelések hatására alapvetően a talajok tulajdonságai (pH, szervesanyag-tartalom, kötöttség, fizikai féleség) határozták meg (5. táblázat). A magasabb Nitartalmú (1. táblázat), de kötöttebb, gyengén és közepesen savanyú kompolti és szentgyörgyvölgyi talaj kontrollmintáiból a vöröshere 2–3 mg⋅kg-1 nikkelt vett fel, mely a P-adagok hatására alig változott. A gyengén savanyú, kis pufferkapacitású algériai homoktalaj kontrollmintájából 1,6 mg⋅kg-1 volt a Ni-felvétel, mely viszont az extra nyersfoszfátadagok hatására növekedést mutatott (2–3 mg⋅kg-1). Az erősen és a szélsőségesen savanyú talajok (szlovákiai, nagykorpádi, romániai) kontrollmintájából már 7–13 mg⋅kg-1 volt a Ni-felvétel, mely a nyersfoszfátkezelések hatására csökkent. A legnagyobb adagú nyersfoszfátkezelésekben, ahol a talaj pH-ja magasabb volt a kiindulási talajénál, már csak 2–4 mg⋅kg-1 volt a vörös here Ni-tartalma (5. táblázat). Ezeken a savanyú 5. táblázat A vörös here 1. vágásának Ni-koncentrációja, mg⋅kg-1 (1)

Kezelések

(2) Talajok

1.

2.

3.

4.

5.

6.


3,28 3,14 3,01 3,36 3,20

1,90 3,91 3,86 2,74 2,48

7,25 2,09 – – 3,13

9,92 8,42 – 4,61 8,49

12,91 8,53 9,62 10,24 10,19

1,58 – 0,88 0,88 1,31


3,30 3,57 2,54 2,23 2,16 1,94 2,60 3,40

4,20 3,89 3,96 2,81 3,02 3,71 3,88 3,64

– 5,06 3,60 3,67 1,19 – 1,57 2,02

– 10,09 10,92 8,82 6,34 5,07 4,64 3,46

6,70 8,68 7,00 6,35 6,31 4,85 4,22 2,83

1,45 1,13 1,52 1,75 1,71 2,90 2,81 1,89

a) SzD5% b) Átlag

nsz. 2,90

0,86 3,35

nsz. 3,13

2,04 6,79

2,35 7,52

1,06 1,69

Megjegyzés: Talajok (1–6.): lásd 1. táblázat; Kezelések: lásd 2. táblázat; nsz: nem szignifikáns 95%-os valószínűségi szinten; – : nem volt Ni mérés a mintából


133

talajokon viszont a szuperfoszfát-kezelésekben a talajok pH-jának csökkenésével nem növekedett a vörös here Ni-koncentrácója. Ez a szuperfoszfát nagy vízoldható P-tartalmának hatásával magyarázható, mivel irodalmi adatok (KABATA-PENDIAS & PENDIAS, 2001; BOLAN et al., 2003b) szerint a Pműtrágyázás csökkenti a növények Ni-felvételét. A vizsgált talajokon (a gyengén savanyú algériai talaj kivételével) a vágások számának növekedésével a vörös here Ni-koncentrációja csökkenő tendenciát mutatott. A vörös here Al-koncentrációját sem a kiindulási talajok pH-ja, felvehető Al-tartalma, sem a P-trágyázással kialakított új pH-viszonyok nem befolyásolták egyértelműen (6. táblázat). A szélsőségesen savanyú talajokon a növények Al-koncentrációja a kezelések átlagában 147–175 mg Al⋅kg-1 volt, az erősen savanyú szlovákiai talajon viszont csak 37 mg Al⋅kg-1. Ennél magasabb Altartalmat mértünk a gyengén savanyú talajokon. A vörös here Al-tartalma nagy szórást mutatott a talajok többségénél. A P-formák hatása csak a gyengén savanyú algériai, és az erősen savanyú szlovákiai talajon mutatható ki a vörös here Al-koncentrációjára (6. táblázat). A gyengén savanyú algériai talaj extra nyersfoszfátkezeléseiben (a talaj felvehető Al-tartalmával megegyezően) nagyobb a növények Al-koncentrációja, mint a szuperfoszfát-kezelésekben. Az erősen sa6. táblázat A vörös here 1. vágásának Al-koncentrációja, mg⋅kg-1 (1)

(2) Talajok

Kezelések

1.

2.

3.

4.

5.

6.


152 68 93 118 99

62 83 79 33 40

144 164 – 113

158 198 – 113 228

32 42 41 57 53

58 – 77 59 75


62 86 174 201 77 70 105 134

44 60 50 48 30 55 36 57

– 213 232 151 97 – 107 117

– 241 137 312 172 123 120 249

37 31 34 31 46 28 27 31

99 51 119 105 146 167 178 156

a) SzD5% b) Átlag

123 111

nsz. 50

nsz. 147

109 175

14 37

81 110

Megjegyzés: Talajok (1–6.): lásd 1. táblázat; Kezelések: lásd 2. táblázat; nsz: nem szignifikáns 95%-os valószínűségi szinten; – : nem volt Al mérés a mintából


134

vanyú szlovákiai talajon viszont (a talaj felvehető Al-tartalmával ellentétben) a nyersfoszfátkezelésekben kisebb az első vágás növényeinek Al-koncentrációja. A további vágásokban ez a hatás még inkább megfigyelhető, mivel a vágások többségében nagyságrendileg csökkent a növények Al-koncentrációja a nyersfoszfátkezelésekben a szuperfoszfát-kezelésekhez képest. Az erősen savanyú talajokon a szélsőséges körülmények között nőtt 5. vágás növedékének Alkoncentrációja nagyságrendileg nagyobb volt a többi vágásénál. A gyengén savanyú talajok növényeinek Al-tartalmát a vágások nem befolyásolták. Az utolsó vágás Al-tartalma viszont ezeken a talajokon is magas, 2–4000 mg⋅kg-1 volt. Irodalmi adatokhoz hasonlóan (YOUNG, 1979; SILLANPÄÄ & JANSSON, 1992) kísérletünkben a talajok tulajdonságai (a talaj pH-ja, fizikai félesége) és a különböző P-trágyák a növények Co-koncentrációjában jelentős eltéréseket eredményeztek (7. táblázat). Így az 1. vágásban a gyengén savanyú kompolti talajon és a közepesen savanyú szentgyörgyvölgyi talajon a vörös herében a kobalt nem volt kimutatható. A gyengén savanyú algériai homoktalaj növényeiben a kobalt a legnagyobb adagú szuperfoszfát-kezelés (a talaj pH-ja a legalacsonyabb) kivételével (ahol 0,54 mg⋅kg-1 Co-tartalmat mértünk) nem volt ki7. táblázat A vörös here 1. vágásának Co-koncentrációja, mg⋅kg-1 (1)

Kezelések

(2) Talajok

1.

2.

3.

4.

5.

6.


KA KA KA KA KA

KA KA KA KA KA

2,35 1,62 – – 2,05

4,14 8,90 – 3,79 7,01

KA KA 0,65 0,69 0,42

KA KA KA KA 0,54


KA KA KA KA KA KA KA KA


– 1,8 2,43 1,24 1,12 – 0,72 0,69

– 11,4 2,88 6,95 2,10 2,03 1,44 0,80

0,44 0,36 0,37 KA KA KA KA KA


a) SzD5% b) Átlag

– KA

– KA

nsz. 1,55

2,83 3,65

0,32 KA

– KA

Megjegyzés: Talajok (1–6.): lásd 1. táblázat; Kezelések: lásd 2. táblázat; KA: kimutathatósági határ alatt; nsz: nem szignifikáns 95%-os valószínűségi szinten; – : nem volt Co mérés a mintából


135

mutatható. A két utóbbi talajon az 5. vágásban átlagban 1 mg⋅kg-1 körüli volt a Co-koncentráció, de sem P-forma sem kezelés hatás nem volt kimutatható. Az erősen savanyú szlovákiai talajon az 1., 2., 3. és 4. növedék kontrollmintáiban a kobalt nem volt kimutatható. A szuperfoszfát-kezelések növényeiben viszont 0,4–0,6 mg⋅kg-1 Co-koncentrációt mértünk. A kisadagú nyersfoszfátkezelésekben a kimutathatósági határ közelében, a 400 mg⋅kg-1, ill. annál nagyobb nyersfoszfátadagok hatására a kimutathatósági határ alatt volt a Co-tartalom (7. táblázat). Az 5. vágásban már a kontrollminták növényeiben 1 mg⋅kg-1 kobaltot mértünk, a szuperfoszfát- és a kisadagú nyersfoszfátkezelésekben 0,5–4,5 mg⋅kg-1 mennyiséget. Az extra adagú nyersfoszfátkezelésben viszont ebben a vágásban is a kimutathatósági határ alá csökkent a Co-tartalom. Ezen a talajon is az 5. vágás növényeinek Co-tartalma a legmagasabb. A szélsőségesen savanyú nagykorpádi és romániai talajon a kontrollminták növényeiben és minden P-kezelésben kimutatható volt a kobalt. A szélsőségesen savanyú nagykorpádi és romániai talaj kontrollnövényeiben 2,35, ill. 4,12 mg⋅kg-1 kobaltot mértünk, ami az extra nyersfoszfátkezelések hatására lecsökkent. A szélsőségesen savanyú romániai talajon az 1. vágás után megmaradt 400 mg P2O5 kg-1 szuperfoszfát-kezelés növedékében 6,0 mg⋅kg-1, a 400 mg P2O5⋅kg-1 nyersfoszfátkezelésben 2,0 mg⋅kg-1, az extra adagú kezelésekben 0,6 mg⋅kg-1 Co-tartalmat mértünk. A legutolsó vágásban csak az extra adagú nyersfoszfátkezelésekben volt növény, melyek Co-tartalma 2–3 mg⋅kg-1 volt. A Mo (MoO42- ion) oldhatósága, növényi felvehetősége a mangán, nikkel, alumínium és kobalt felvehetőségével ellentétben a savanyú talajokban kisebb, mint a meszezett, magasabb pH-jú talajokban. Irodalmi adatok (KUBOTA et al., 1967; GUPTA & MUNRO, 1969; ALLOWAY, 1990; XIE & MACKENZIE, 1991; BOLAN et al., 2003; LEHOCZKY et al., 2003) szerint ezt a pH–Mo-felvétel összefüggést a szuperfoszfát-műtrágyák befolyásolhatják. Kísérletünkben a vörös here Mo-felvételét (8. táblázat) mind a nyersfoszfátkezelések hatására kialakult magasabb talaj-pH, mind a talajok könnyen oldható P-tartalmának növelése (5. kezelés) elősegítette. A vizsgált talajok között a gyengén savanyú kompolti talaj különböző kezeléseinek növényeiben mértük a legmagasabb Mo-tartalmat. A kezelések között a növények Mo-tartalma a legmagasabb volt a legnagyobb adagú szuperfoszfát(5.) kezelésben (1,1 mg⋅kg-1) (a szuperfoszfát magas vízoldható P-tartalma miatt, a kezelések közötti legalacsonyabb pH ellenére) és a legnagyobb adagú nyersfoszfát- (12-13.) kezelésekben (1,2–1,6 mg⋅kg-1). Ez a hatás minden vágásban kimutatható. A vágásoknak nem volt jelentős hatása a növények Mokoncentrációjára. A gyengén savanyú algériai homoktalaj első vágásának növényeiben csak a legnagyobb adagú szuperfoszfát- (5.) kezelésben mértünk 0,72 mg⋅kg-1 értéket, a többi kezelésben a kimutathatósági határ alatt volt a Motartalom. A 2–5. vágásban szintén ebben a kezelésben volt a legnagyobb a nö-


136

8. táblázat A vörös here 1. vágásának Mo-koncentrációja, mg⋅kg-1 (1)

Kezelések

(2) Talajok

1.

2.

3.

4.

5.

6.


KA KA KA KA KA

0,684 0,465 0,496 0,486 1,097

KA KA – – KA

0,495 0,419 – KA 0,442

KA KA KA KA 0,592

KA – KA KA 0,719



0,443 0,404 0,750 0,655 0,738 0,698 1,225 1,565

– KA KA KA KA – KA KA

– 0,401 0,466 0,502 0,494 1,237 1,030 1,121

KA KA 0,424 0,493 0,497 0,525 0,475 0,744


a) SzD5% b) Átlag

– KA

0,318 0,764

– KA

0,614 0,708

0,187 KA

– KA

Megjegyzés: Talajok (1–6.): lásd 1. táblázat; Kezelések: lásd 2. táblázat; KA: kimutathatósági határ alatt; – : nem volt Mo mérés a mintából

vények Mo-koncentrációja. A közepesen savanyú szentgyörgyvölgyi talaj 1. vágásának növényeiben a molibdén a kimutathatósági határ alatt volt. A további vágások növényeiben viszont a szuperfoszfát 400 mg⋅kg-1 és a nyersfoszfát ásványi sav oldható 400 mg⋅kg-1 adagjától nagyobb adagú kezeléseiben a kimutathatósági határ felett volt a Mo-koncentráció, de nem volt magasabb 1 mg⋅kg-1-nál. Az 5. vágás növényeiben a Mo-koncentráció hasonló volt a korábbi vágásokéhoz. Az erősen savanyú szlovákiai talajon a kezelések hatása a vörös here Mokoncentrációjára minden vágásban hasonló volt. A kontrolltalajból és a kis Padagú kezelések (a P formától függetlenül) talajaiból a vörös here Mo-felvétele a kimutathatósági határ alatt volt. A legnagyobb adagú szuperfoszfát- (5.) kezelésben viszont a talaj alacsony pH-ja ellenénére a vörös here Mo-koncentrációja 0,6 mg⋅kg-1 volt. Ilyen mennyiséget csak azokból a nyersfoszfátkezelésekből vett fel ezen a talajon a vörös here, ahol a talaj vizes pH-ja közel egy egységgel nagyobb volt. A szélsőségesen savanyú romániai talaj első növedékében – a kezelésektől függetlenül – a Mo-tartalom 0,4–0,5 mg⋅kg-1 volt, mely csak a legnagyobb adagú nyersfoszfátkezelések hatására (11–13.) emelkedett 1,1–1,2 mg⋅kg-1 értékre. Az 1. vágás után megmaradt növények utolsó vágásában a nagyadagú nyersfoszfátkezelésekben a növények magas Mo-koncent-


137

rációt mutattak. A szélsőségesen savanyú nagykorpádi talaj növényeiben nem volt kimutatható a molibdén. Ezen a talajon a vörös here az első vágás után kipusztult. Összefoglalás Három magyar, egy szlovákiai, egy romániai és egy algériai savanyú talajon vizsgáltuk az 1990-es évek elején hazánkban forgalomban lévő, Kola-apatitból készült szuperfoszfát és az Algériából származó bázikus nyersfoszfát hatását a talajok könnyen oldható (AAAc–EDTA-oldható) Mn-, Ni-, Al-, Co- és Motartalmára, valamint ezen elemek növényi felvételére tenyészedény-kísérletben vörös here jezőnövénnyel. A vörös herét öt alkalommal vágtuk, analízisük vágásonként történt. A talajok többségénél a talajtulajdonságok, a P-forma és Padag hatása az egyes vágásokban hasonló tendenciájú volt egy–egy elem esetén, ezért eredményeinket a vörös here 1. vágásának adatai alapján mutattuk be. A vizsgált elemek növényi felvételében viszont eltérő szerepet játszott a kiindulási talaj tulajdonsága (pH, fizikai féleség, károselem-koncentráció), a Ptrágya formája, a P-adag nagysága és a vágások száma. A vörös here elemfelvételét a fentieken túl magának az elemnek a sajátságai is befolyásolták, így például valószínű, hogy a vörös here Mn-felvételére a kísérlet reduktív körülményei is hatással voltak. A vizsgált elemek növényi felvétele általában a talaj pH-jával negatív korrelációt mutatott, kivéve a molibdént. Ezt az összefüggést azonban a nikkel és molibdén esetében a szuperfoszfát magas vízoldható P-tartalma módosította. A növények Mn- és Ni-koncentrációja a gyengén és a közepesen savanyú talajokon sokkal alacsonyabb volt, mint az erősen savanyú talajokon. A Pformának és -adagnak nem volt hatása a felvételre. (A gyengén savanyú, kis pufferkapacitású, alacsony szervesanyag-tartalmú algériai talaj kivételével, ahol az extrém adagú nyersfoszfátkezelésekben a növények Ni-tartalma már növekvő tendenciát mutatott.) Az 1. vágás növényeiben a kobalt a gyengén és közepesen savanyú talajokon nem volt kimutatható mennyiségben. Az erősen savanyú talajokon viszont a növények magasabb Mn- (758–1472 mg⋅kg-1), Ni- (2–11 mg⋅kg-1) és Co- (0,4–7 mg⋅kg-1) tartalmát lényegesen befolyásolta a P-trágyázás formája és mértéke. Az erősen savanyú szlovákiai talajon a kobalt a nyersfoszfátkezelésekben a kimutathatósági határ alá csökkent. A nagyobb adagoknál a nikkel is csökkenő tendenciát mutatott ezen a talajon. Az alumínium növényi felvételét is alapvetően a kiindulási talajok tulajdonságai határozták meg, de a talajok savanyúsága nem játszott olyan domináns szerepet, mint az előző elemeknél. A nyersfoszfát a növények Al-koncentrációját csak az erősen savanyú szlovákiai podzol talajon és az alacsony pufferkapacítású algériai homoktalajon befolyásolta: az elsőt csökkentette, utóbbit pedig növelte.

138


A szélsőségesen savanyú talajokon nőtt növényekben igen nagy volt a Mnés Al-tartalom is. A vörös here Mo-tartalmát az egyes vágásokban alapvetően a kiindulási talajtulajdonságok határozták meg, de egyes talajokon minden vágásban kimutatható volt a nyersfoszfátkezelések hatására kialakult magasabb talaj-pH-nak, valamint a legnagyobb adagú szuperfoszfát-kezelés hatására a talajok nagyobb könnyen oldható P-tartalmának a kedvező hatása a növények Mo-felvételére. A Mo-felvételen a P forma hatása az extrémen savanyú romániai, az erősen savanyú szlovákiai és a gyengén savanyú kompolti talajon volt megfigyelhető. A talaj tulajdonságaitól függetlenül a legutolsó vágás növényeiben, ahol a növények már szélsőséges feltételek mellett nőttek, (10 °C alatti átlaghőmérséklet, kevés fény), az Al-koncentráció nőtt. Ez a növekedés (stressz-érzékeny-ség) nagyobb volt az erősen, extrémen savanyú talajokon és az algériai homoktalajon. Ezeken a talajokon a vörös here 5. vágásában az alumíniumon kívül még a kobalt koncentrációja is megnőtt. Jelen dolgozat a T038046 sz. OTKA pályázat témakörében készült. Kulcsszavak: szuperfoszfát, nyersfoszfát, vörös here, savanyú talaj Irodalom ALLOWAY, B. J., 1990. Heavy Metals in Soils. Blackie & Son, Ltd. Glasgow–London. BOLAN, N. S., ADRIANO, D. C. & CURTIN, D., 2003a. Soil acidification and liming interactions with nutrient and heavy metal transformation and bioavailability. Advances in Agronomy. 78. 215–272. BOLAN, N. S., ADRIANO, D. C. & NAIDU, R., 2003b. Role of phosphorus in (im)mobilization and bioavailability of heavy metals in the soil–plant system. Rev Environ. Contam. Toxicol. 177. 1–44. CHENG, B. T. & QUELLETTE, G. J., 1968. Effect of various anions on manganese toxicity in Solanum tuberosum. Can. J. Soil Sci. 48. 109–115. CSATHÓ P., 1994. A környezet nehézfém-szennyezettsége és az agrártermelés. Tematikus irodalmi szemle. MTA TAKI. Budapest. CSEH, E. & ZSOLDOS, F., 1990. Water Management and Mineral Nutrition of Plants. JATE Kiadó. Szeged. DEBRECZENI B.-NÉ & LEHOCZKY É., 2002. Tartam műtrágyázás hatása a talajok toxikus nehézfémtartalmára. In: XVI. Országos Környezetvédelmi Konferencia, Siófok. 180–186. GODO, G. H. & REISENAUER, H. M., 1980. Plant effects on soil manganese availability. Soil Sci. Soc. Am. J. 44. 993–995. GRAVEN, E. H., ATTOE, O. J. & SMITH, D., 1965. Effect of liming and flooding on manganese toxicity in alfalfa. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 29. 702–706.


139

GUPTA, U. & MUNRO, D. C., 1969. Influence of sulphur, molybdenum and phosphorus on chemical composition and yields of brussels sprouts and of molybdenum on sulphur contents of several plant species grown in the greenhouse. Soil Sci. 107. 114–118. GYŐRI, D., CSEH, E. & KERESZTES, I.-NÉ, 1971. Changes in Mn uptake of red clover (Trifolium pratense) as a reaction to liming. Acta Agron. 20. 319–327. GYŐRI D., LOCH J. & PUSZTAI A., 1987. A toxikus talajalkotórészek felszabadulása. In: A környezet erősödő savasodása. A környezet erősödő savasodásának hatása a talajra. (Szerk.: FÁBIÁN GY.) 168–178. Környezet- és természetvédelmi kutatások. 7. MTH OKTH. Budapest. GYŐRI, Z. et al., 1994. Soil analyses in the Rothamsted Park Grass Experiment. Agrokémia és Talajtan. 43. 319–327. HAMILTON, H. A., 1966. Effect of nitrogenous and potassic salts with phosphates on the yield and phosphorus, nitrogen, potassium and manganese contents of oats (Avena sativa L.). Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 30. 239–242. HAMILTON, H. A. & LATHWELL, D. J., 1965. Influence of salts in association with monocalcium and diammonium phosphates on the chemical characteristics and movement of soil solution. Can. J. Soil Sci. 45. 139–152. HAYNES, R. J. & SWIFT, R. S., 1985. Effect of soil acidification on the chemical extractability of Fe, Mn, Zn and Cu and the growth and micronutrient uptake of highbush blueberry plants. Plant and Soil. 84. 201–212. HORST, W. J., 1988. The physiology of manganese toxicity. In: Manganese in Soils and Plants. (Eds.: GRAHAM, R. D., HANNAM, R. J. & UREN, N. C.) 175–188. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. JACKSON, T. L., WESTERMANN, D. T. & MOORE, D. P., 1966. The effect of chloride and lime on the manganese uptake by bush beans and sweet corn. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 30. 70–73. KABATA-PENDIAS, A. & PENDIAS, H., 2001. Trace Elements in Soils and Plants. 3rd ed. CRC Press, Ltd. Boca Raton, Florida. KÁDÁR I., 1995. A talaj–növény–állat–ember tápláléklánc szennyeződése kémiai elemekkel Magyarországon. Környezet- és természetvédelmi kutatások. KTM–MTA TAKI. Budapest. KÁDÁR I., 1991. A talajok és növények nehézfémtartalmának vizsgálata. KTM–MTA TAKI. Budapest. KUBOTA, J. et al., 1967. The relationship of soils to molybdenum toxicity in grazing animals in Oregon. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 31. 667–671. LAKANEN, E. & ERVIÖ, R., 1971. A comparison of eight extractants for the determination of plant available micronutrients in soils. Acta Agr. Fenn. 123. 223–232. LEHOCZKY É., DEBRECZENI B.-NÉ & KISS ZS., 2003. A talajok könnyen oldható mikroelem tartalmának tanulmányozása műtrágyázási tartamkísérletben. In: XVII. Országos Környezetvédelmi Konferencia, Siófok. 280–285. LINDSAY, W. L., 1979. Chemical Equilibria in Soils. Wiley-Interscience. New York. MARSCHNER, H., 1988. Mechanisms of manganese acquisition by roots from soils. In: Manganese in Soils and Plants. (Eds.: GRAHAM, R. D., HANNAM, R. J. & UREN, N. C.) 191–204. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht.

140


MCLAUGHLIN, M. J. et al., 1996. Review: The behavior and environmental impact of contaminants in fertilizers. Aust. J. Soil Res. 34. 1–54. OSZTOICS A.-NÉ, CSATHÓ P. & NÉMETH T., 1997. Az algériai nyersfoszfát és a szuperfoszfát hatásának vizsgálata. I. A foszfortrágyák összehasonlító vizsgálata a tavaszi árpa termésére és foszfortartalmára tenyészedény-kísérletben különböző talajokon. Agrokémia és Talajtan. 46. 289–310. OSZTOICS A.-NÉ et al., 2001. Az algériai nyersfoszfát és a szuperfoszfát hatásának vizsgálata. II. A foszfortrágyák hatása a vörös here termésére és foszfortartalmára tenyészedény-kísérletben. Agrokémia és Talajtan. 50. 247–266. OSZTOICS E. et al., 2003. Az algériai nyersfoszfát és a szuperfoszfát hatásának vizsgálata. III. A talajtulajdonságok, a foszforforma és foszforadag hatása a vörös here Cd, Cr- és Sr-koncentrációjára tenyészedény-kísérletben. Agrokémia és Talajtan. 52. 363–382. PAGE, E. R., 1962. Studies in soil and plant manganese. II. The relationship of soil pH to manganese availability. Plant and Soil. 16. 247–257. REISENAUER, H. M., 1988. Determination of plant-available soil manganese. 87–95. In: Manganese in Soils and Plants. (Eds.: GRAHAM, R. D., HANNAM, R. J. & UREN, N. C.) 87–95. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. SARKAR, A. N. & WYN JONES, R. G., 1982. Effect of rhizosphere pH on the availability and uptake of Fe, Mn and Zn. Plant and Soil. 66. 361–372. SAUERBECK, D., 1992. Conditions controlling the bioavailability of trace elements and heavy metals derived from phosphate fertilizers in soils. In: Proc. IMPHOS Conf. on Phosphorus, Life and Environment, Casablanca. 419–448. SILLANPÄÄ, M., 1982. Micronutrients and the Nutrient Status of Soils: A Global Study. FAO Soil Bulletin No. 48. FAO. Rome. SILLANPÄÄ, M., 1990. Micronutrient Assessment at the Country Level: An International Study. FAO Soil Bulletin No. 63. FAO. Rome. SILLANPÄÄ, M. & JANSSON, H., 1992. Status of Cadmium, Lead, Cobalt and Selenium in Soils and Plants of Thirty Countries. FAO Soil Bulletin No. 65. FAO. Rome. SIMS, J. T., 1985. A comparison of Mehlich I and Mehlich III extractants as predictors of manganese, copper and zinc availability in four Delaware soils. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 16. 1039–1052. SZABÓ S. A., RÉGIUSZNÉ MŐCSÉNYI Á. & GYŐRI D., 1987. Mikroelemek a mezőgazdaságban. I. Esszenciális mikroelemek. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. WESTERMANN, D. T., JACKSON, T. L. & MOORE, D. P., 1971. Effect of potassium salts on extractable soil manganese. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 35. 43–46. XIE, R. J. & MACKENZIE, A. F., 1991. Molybdate sorption–desorption in soils treated with phosphate. Geoderma. 48. 321–333. YOUNG, R. S., 1979. Cobalt in Biology and Biochemistry. Academic Press. London. Érkezett: 2004. március 17.


141

Investigations on the Effect of Algerian Rock Phosphate and Superphosphate. IV. Effect of Soil Properties, Phosphorus Fertilizers and Phosphorus Rates on the Mn, Ni, Al, Co and Mo Concentrations of Red Clover in a Pot Experiment E. OSZTOICS, P. CSATHÓ and L. RADIMSZKY Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry of the Hungarian Academy of Sciences, Budapest

S um ma ry The effect of the superphosphate available in Hungary in the early 1990s, made from Kola apatite, and of basic rock phosphate originating from Algeria on the readily soluble (AAAc–EDTA-soluble) Mn, Ni, Al, Co and Mo contents of the soil and on the plant uptake of these elements was studied on acidic soils, three from Hungary, one from Slovakia, one from Romania and one from Algeria, in a pot experiment with red clover as indicator plant. The clover was cut on five occasions, followed by plant analysis. For most of the soils the soil properties and the form and rate of P had a similar effect on the element contents in all the cuts, so only the results obtained for the first cut are presented here. In the case of plant uptake, however, a different role was played by the properties of the initial soil (pH, texture, contaminating element concentration), the form and rate of the P fertilizer and the number of cuts. In addition to these factors the element uptake of red clover was also influenced by the nature of the element itself. It is probable, for instance, that the uptake of Mn was also affected by the reductive conditions in the experiment. The plant uptake of the elements investigated generally exhibited a negative correlation with the soil pH, with the exception of Mo. In the case of Ni and Mo, however, this correlation was modified by the high water-soluble P content of the superphosphate. The Mn and Ni concentrations of the plants were far lower on weakly or moderately acidic soils than on those which were strongly acidic. The form and rate of P had no effect on the uptake (except on the weakly acidic Algerian soil, which had low buffering capacity and a low organic matter content, where the Ni content of the plants exhibited an increase in treatments given excessive rates of rock phosphate). In the first cut no Co could be detected in the plants on weakly and moderately acidic soils. On strongly acidic soils, however, the higher Mn (758–1472 mg⋅kg–1), Ni (2–11 mg⋅ –1 kg ) and Co (0.4–7 mg⋅kg–1) contents of the plants was substantially influenced by the form and rate of P fertilization. On the strongly acidic Slovakian soil the quantity of Co fell below the detection limit in the rock phosphate treatments. At higher fertilizer rates Ni also tended to decrease in this soil. The plant uptake of Al was also determined fundamentally by the properties of the initial soil, but the acidity of the soils did not play such a dominant role as for the other elements. The Al concentration of the plants was only influenced by rock phosphate on the strongly acidic podzolic soil from Slovakia, where it was reduced, and on the Algerian sandy soil with low buffering capacity, where it rose. Plants grown on extremely acidic soils had a very high Mn and Al content.

142


The Mo content in different cuts of red clover depended basically on the initial soil properties, but on some soils the favourable effect of the higher soil pH caused by the rock phosphate treatments and of the higher available P content in soils given the highest rate of superphosphate could be observed on the Mo uptake in all the cuts. The effect of the P form on the Mo uptake could be observed on the extremely acidic Romanian soil, the strongly acidic Slovakian soil and the weakly acidic Kompolt soil. Irrespective of the soil properties, there was an increase in the Al concentration in the plants of the last cut, when the plants were growing under extreme conditions (temperatures averaging below 10°C, reduced light). This increase (stress sensitivity) was greater on the strongly or extremely acidic soils and on the Algerian sandy soil. On these soils, in addition to Al, there was also an increase in the Co concentration in the 5th cut. Table 1. Total and available Mn, Ni, Al, Co and Mo concentrations of the initial soils and the P fertilizers applied. (1) Soil property. a) Total P; b) humus %; c) Cation exchange capacity, T-value. (2) P-fertilizers (3) Soils. Remarks: Soils: 1. Pseudogleyey brown forest soil (Szentgyörgyvölgy); 2. Chernozem brown forest soil (Kompolt); 3. Brown forest soil with alternate layers of clay material (Nagykorpád); 4. Romanian podzolic soil; 5. Slovakian typical podzolic soil; 6. Algerian acidic sandy soil. Detection limits of the elements using ICP: (KA = below the detection limit): 1) After digestion with HNO3+H2O2: 2) After extraction with AAAc–EDTA. Table 2. Quantities of Mn, Ni, Al, Co and Mo applied with P fertilizer, μg⋅kg–1 soil. (1) Treatments. (2) P fertilizer applied, g⋅kg–1 soil. (3) Quantity of element applied with P fertilizer, μg⋅kg–1 soil. Treatments: S = Superphosphate, R = Rock phosphate; ST and RT = Total P calculated on the basis of the P2O5 content soluble in mineral acids; RC = superphosphate and rock phosphate P active agent content calculated on the basis of the P2O5 content soluble in 2 % citric acid; RP = P active agent content calculated on the basis of the P2O5 content soluble in Peterman's alkaline ammonium citrate; N = 100 mg⋅kg–1 soil (0.2858 g NH4NO3⋅kg–1 soil), K = 400 mg⋅kg–1 soil (0.7628 g KCl⋅kg–1 soil). Table 3. Effect of superphosphate and rock phosphate treatments on the AAAc– EDTA-soluble Al content of the soils, mg⋅kg–1. (1) Treatments. (2) Soils. Table 4. Mn concentration in the first cut of red clover, mg⋅kg–1. (1)–(2): see Table 3. Note: n.sz.: non-significant at the 95% probability level. –: no Mn was detected in the sample. Table 5. Ni concentration in the first cut of red clover, mg⋅kg–1. (1)–(2): see Table 3. Note: n.sz.: See Table 4. –: no Ni was detected in the sample. Table 6. Al concentration in the first cut of red clover, mg⋅kg–1. (1)–(2): see Table 3. Note: n.sz.: See Table 4. –: no Al was detected in the sample. Table 7. Co concentration in the first cut of red clover, mg⋅kg–1. (1)–(2): see Table 3. Note: n.sz.: See Table 4. –: no Co was detected in the sample. Table 8. Mo concentration in the first cut of red clover, mg⋅kg–1. (1)–(2): see Table 3. Note: n.sz.: See Table 4. –: no Mo was detected in the sample. Fig. 1. Correlation between the aqueous pH of the soils and the Mn concentration in red clover shoots. 1–6: Soils, see Table 1. Vertical axis: Mn concentration of red clover shoots (mg⋅kg–1). Horizontal axis: pH(H2O)

AGROKÉMIA ÉS TALAJTAN 53 (2004)

Recommend Documents