A TERMÉSZETES CSAPADÉK ÉS AZ N, P, K, Ca, Mg MŰTRÁGYÁZÁS TERMÉSÖSSZEFÜGGÉSEI TARTAMKÍSÉRLETEKBEN. Dr. Márton László

A TERMÉSZETES CSAPADÉK ÉS AZ N, P, K, Ca, Mg MŰTRÁGYÁZÁS TERMÉSÖSSZEFÜGGÉSEI TARTAMKÍSÉRLETEKBEN

Dr. Márton László

Magyar Tudományos Akadémia ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Budapest, 2013 1

A TERMÉSZETES CSAPADÉK ÉS AZ N, P, K, Ca, Mg MŰTRÁGYÁZÁS TERMÉSÖSSZEFÜGGÉSEI TARTAMKÍSÉRLETEKBEN

Dr. Márton László

Magyar Tudományos Akadémia ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Budapest, 2013 2

A TERMÉSZETES CSAPADÉK ÉS AZ N, P, K, Ca, Mg MŰTRÁGYÁZÁS TERMÉSÖSSZEFÜGGÉSEI TARTAMKÍSÉRLETEKBEN

Lektorálta: Dr. Lásztity Borivoj, az MTA Doktora ISBN: 978-615-5387-00-5

Dr. Márton László Magyar Tudományos Akadémia Agrártudományi Kutatóközpont Talajtani és Agrokémiai Intézete Budapest Copy General Kft. Budapest

3

Tartalom I. II. III. III.1. III.1.1. III.1.2. III.1.3. IV. IV.1. IV.1.1. IV.1.2.

IV.1.3. IV.1.4. IV.1.5. IV.1.6.

IV.2. IV.2.1.

IV.3. IV.3.1. IV.3.2. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI.

ELŐSZÓ KUTATÁSI ELŐZMÉNYEK, CÉLKITŰZÉSEK ANYAG ÉS MÓDSZER KÍSÉRLETEK TÁJKÖRZETEINEK BEMUTATÁSA Ny-1. szántóföldi kisparcellás műtrágyázási tartamkísérlet, Nyírlugos (Tiszai Alföld, Nyírség) 6.41-es szántóföldi kisparcellás műtrágyázási tartamkísérlet, Örbottyán (Duna-Tisza közi Hátság) A-17. szántóföldi kisparcellás OMTK műtrágyázási tartamkísérlet, Nagyhörcsök (Mezőföld) KUTATÁSI EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK 1961 és 2012 KÖZÖTT NY-1. SZÁNTÓFÖLDI KISPARCELLÁS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET, NYÍRLUGOS A csapadékváltozékonyság és a N-műtrágyázás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére 1963 és 1972 között A csapadékváltozékonyság és a PKMg-műtrágyázás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére különböző nitrogén szinteken 1963 és 1972 között A csapadékváltozékonyság és a NPKMg-műtrágyázás hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére 1962 és 1973 között A csapadékváltozékonyság és a NPKMg-műtrágyázás hatása a búza (Triticum aestivum L.) termésére 1973 és 1990 között A csapadékváltozékonyság és a NPKCaMg-műtrágyázás hatása a tritikále (x Triticosecale W.) termésére 1990 és 2001 között A csapadékváltozékonyság, a meszezés, az NPKMg-trágyázás hatása a tritikále (x Triticosecale W.) termésére és az elemforgalmára 2002 és 2011 között 6.41-es SZÁNTÓFÖLDI KISPARCELLÁS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET, ÖRBOTTYÁN A csapadékváltozékonyság és az NPK-műtrágyázás hatása a monokultúrában termesztett rozs (Secale cereale L.) termésére 1961 és 2011 között A-17. SZÁNTÓFÖLDI KISPARCELLÁS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET, NAGYHÖRCSÖK A csapadékváltozékonyság és az NPK-műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére 1961 és 2012 között A csapadékváltozékonyság és az NPK-műtrágyázás hatása a borsó (Pisum sativum L.) termésére 1971 és 2011 között FELHASZNÁLT IRODALOM ÚJ KUTATÁSI IRÁNYOK-NEW RESEARCH DIRECTIONS ÖSSZEFOGLALÁS ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK JAVASLATOK, IRÁNYELVEK KÖSZÖNETNYÍLVÁNÍTÁS MELLÉKLETEK

4

5 7 9 10 10 26 40 48 48 48 58

66 80 93 103

118 118

130 130 144 159 172 229 236 239 241 242

I. ELŐSZÓ A Föld egyre gyarapodó lakossága (ma már több mint 7 milliárd) az utóbbi néhány évtizedben felfokozott változásoknak lehet tanúja. Ezek között a ma modern mezőgazdaságában az emberi tevékenység hatására fellépő kedvezőtlen éghajlat-, talaj-, és növény-ökológiai változások jelentőségét kell kiemelni, amelyek veszélyeztetik a fenntartható talajtermékenység és növénytermesztés megvalósítását a jövőben (Wan, 1959; Láng, 1964; Szemes, 1986; Hepp 1989; Harnos, 1991, 1994, 2005ab, 2007; Antal és Szesztay, 1995; Cselőtei et al., 1995; Starosolszky, 1995; Varga-Haszonits, 1995, 2003, 2005; Mészáros, 1996; FAO, 2001b; Antal, 2003; Czelnai, 2003; Harnos, 2003; Hea et. al. 2012., Hoffmann, 2003; Jolánkai et al., 2003; Tuba, 2003; IPCC, 2004, 2007; Bartholy et al., 2004; Láng et al., 2004; Németh, 2004; Rajendra, 2004; Torvanger et al., 2004; Varga-Haszonits és Varga, 2004, 2005; Vermes, 2004, 2005; Varga-Haszonits et al., 2005; Várallyay, 2004abc, 2005; Csete és Láng, 2005; Farago és Nagy, 2005; Jolánkai, 2005; Késmárki et al., 2005; Kismányoky, 2005; Láng, 2005, 2006; Márton, 2005ab, 2006ab; Mika, 2005; Pepo, 2005; Szász, 2005ab; Takács-Sánta, 2005; Veisz, 2005; Veisz és Bencze, 2005; Bartholy, 2006; Bírkás et al., 2007; Kádár és Márton, 2007; Kádár et al., 2000, 2007, 2012; Láng et al., 2007; Kondoros, 2007; Márton, 2002, 2007abc, 2008abcd; Márton et al., 2007; Márton, 2012; Nováky 2007; Pálfai, 2007; Panwar et al., 2007., 2010, 2011; Laszlo et al. 2007, 2009, 2011., Min et al., 2010, Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc; Kádár et al., 2012). Az ökológiát és annak változékonyságát talán Ernst Haeckel határozta meg tudományosan először az 1800-as évek közepén. Ma ezen az élőlények és környezetük bonyolult egymásrahatásának egészét értjük. Az ezzel kapcsolatos alapkutatások feladata a kapcsolatrendszer elemeinek pontos megismerése (Coleman et al., 1959; Várallyay, 2004abc), összefüggéseinek feltárása, a bennük és köztük végbemenő anyag-és energiaforgalom feltételeinek megállapítása, mechanizmusának egzakt és kvantitatív tisztázása (Russel és Jennifer, 1991; Kádár, 1992; Jan et al., 1994; Alan, 1999; Márton, 2007). A bonyolult kölcsönhatások alapos és részletes megismerése lehetőséget nyújt azok térbeli változatosságának és időbeni dinamikájának, különböző hatásokkal szembeni érzékenységének és változékonyságának sokoldalú elemzésére. Mindez nélkülözhetetlen előfeltétel a legkülönbözőbb emberi tevékenységek bekövetkezett, vagy várhatóan bekövetkező ökológiai (környezeti) hatásainak regisztrálásához és előrejelzéséhez (Márton, 2005ab), a fennálló kölcsönhatások befolyásolási lehetőségeinek megállapításához, eredményes és hatékony szabályozásához, amelyre az ember létének és megfelelő, de legalább elfogadható életminőségének biztosításához egyre inkább szükség van, és ami egyúttal össztársadalmi igény is (Várallyay, 2004abc). A talaj-, és a növénytermesztés ökológiája is ökológia, amely a talaj és a növények környezet viszonyának megismerésével foglalkozó tudományág. Magába foglal minden olyan élőhely-élőlény együttest (klíma-talajnövény rendszerek), amelyet különböző mértékben, időben, módon, tudatosan befolyásol az ember (Kádár, 1992; Kádár és Szemes, 1994; Láng, 2005abc). Sajnos az utóbbi időben nem minden esetben érvényesűl a tudományos emberi tudatosság, amelynek következtében negatív ökológiai folyamatok válhatnak uralkodóvá (Várallyay, 2004abc) és kedvezőtlenül befolyásolhatják, befolyásolják az egyes szántóföldi növénykultúráink termését (Láng, 2005abc; Márton, 2007a; Márton, 2012; Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc; Kádár et al., 2012). Napjainkban az egyre inkább tapasztalható kedvezőtlen emberi beavatkozások az éghajlat-, talaj-, növény-, ökológia rendszerek érzékenységét, törékenységét vonják maguk után (Voss et al., 1970; Walter, 1973; Jan et al., 1994; Rosenzweig et al., 1994; Alan, 1999; Láng, 2003ab; Láng et al., 2004; Láng, 2005a; Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc). Ilyen kedvezőtlen 5

behatások lehetnek a megváltozott klíma okozta csapadékmennyiség (mint a legfontosabb klíma elem), csapadék eloszlás és a műtrágyázás (különböző makro-, mezo-, mikroelem tartalmu) szélsőséges változásai (Runge, 1968; Várallyay, 1984, 1992, 1994, 1997; Kováts et al., 1985; Horst, 1986; Russell és Jennifer, 1991; Kádár, 1992; Burman és Pochop, 1994; Bocz, 1993; Wetherald és Manabe, 1995; Wigley, 1999; Uprety, 1999; Patrick, 2002; Márton, 2006) túlsúlya, vagy hiánya a különböző ―talaj-növény-víz‖ rendszerekben (Houghton et al., 1990; Harrison és Butterfield, 1996; Fakhri, 1996; Márton, 2006ab, 2007, 2008abc, 2012., Hea et al., 2012., Panwar et al., 2010, 2011., Laszlo et al., 2011., Min et al., 2010; Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc). A nemzetközi és a hazai szakirodalomban számos közlemény jelent és jelenik meg a fentebbi stresszfaktorok talajra és növényre gyakorolt hatásaival összefüggésben. Általában a szerzők megállapítják, azt hogy a különböző talajok, növénykultúrák másként és másként reagálnak az említett tényezőkre. Sajnos a megjelent publikációkban bemutatott eredmények többsége egy esetleg két tényező egyidőben történő vizsgálatára szorítkozik rövid 1-2 esetleg 3 éves kísérleti időtartammal. Ebből következik az, hogy ezek az eredmények csak tájékoztató jellegűek lehetnek. Így kevés az igazán értékelhető, tudományosan megbízható, elfogadható, alapösszefüggéseket feltáró hosszú időtartamú tartamkísérletekre épülő munka, ill. ismeret (Kádár et al., 2012; Laszlo et al. 2011., Láng et al., 2007; Márton, 2008a; Márton, 2012; Min et al., 2010; Panwar et al., 2011., Márton, 2012; Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc). Az itt bemutatásra kerülő ökológia-talaj-növény rendszerrel kapcsolatos kutatási munkáim szerény hozzájárulást jelenthetnek a fentebbiekben bemutatott hiányosságok pótlásához. Szerző Budapest, 2013.

6

II. KUTATÁSI ELŐZMÉNYEK, CÉLKITŰZÉSEK Az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet már az 1950-es évektől kezdődően Páter Károly, di Gléria János, Ballenegger Róbert, Doby Géza, Trambics János, Szabolcs István, Stefanovits Pál, Máté Ferenc, Várallyay György, Egerszegi Sándor, Láng István, Debreczeni Béla, Debreczeni Béláné, Sarkadi János, Kozák András, Ferencz Vilmos, Szegi József, Latkovics Györgyné, Pártai Géza, Búzás István, Lásztity Borivoj, Németh Tamás, Kádár Imre, Anton Attila, Csathó Péter és Murányi Attila irányításával kiterjedt kutatások folytak abból a célból, hogy vizsgálják hazánk főbb talajtípusainak termékenységét és azok javítási lehetőségeit a növényi termés és minőség fokozása érdekében. Kezdetben elemezték a talajjavítás lehetőségeit szerves-, és műtrágyák alkalmazásával, a minimális-, és a hagyományos művelési módok alkalmazási lehetőségeit, a vetésforgók műtrágyázását, a szélerózió (homokverés) elleni védelem lehetőségeit és a talajművelés x trágyázás x meszezés kölcsönhatásait. A kutatások nagyobb részben szántóföldi tartamkísérletekre alapozódtak. Az eredmények több tudományos közleményben kerültek összefoglalásra. Ezek közül legjelentősebbek a Láng István által 1973-ban közreadott ―Műtrágyázási tartamkísérletek homoktalajokon‖, Hepp Ferenc 1992-ben megjelent ―Homoktalajokon, szántóföldi növényekkel végzett hazai tartamkísérletek eredményeinek ismertetése‖, Kádár és Szemes által 1994-ben publikált "A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve", Németh Tamás 1996-ban napvilágot látott ―Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma‖, és Lásztity Borivoj 2004-ben kiadott ―A nem esszenciális elemek forgalma hazai gabonafélékben‖, valamint Kádár Imre (2011) A nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérlet 50 éve, Kádár Imre (2012) A Mezőföldi műtrágyázási tartamkísérlet első évtizedének tanulságai, Kádár Imre (2012) A főbb szennyező mikroelemek környezeti hatása, Kádár I., Márton L., Láng I. (2012) Az örbottyáni 50 éves örök rozs és egyéb műtrágyázási tartamkísérlet tanulságai és Kádár Imre (2013) A Mezőföldi műtrágyázási tartamkísérlet tanulságai 1984-2000 c. munkák. Napjainkban az Intézet kutatási célkitűzései a fenntartható mezőgazdasági fejlődés alábbi talajtani-agrokémiai-talajbiológiai alapjait érintik: i., a termőhelyi adottságok és a termeszteni kívánt növények termőhelyi igényeinek eddiginél jobb összehangolása; ii., jobb területi koordináció (termőhelyi viszonyoknak legjobban megfelelő művelési ág és vetésszerkezet); iii., a termeszteni kívánt növények "alakulása" a termőhelyi viszonyokhoz; iv., a termőhelyi adottságok megváltoztatása a növény (faj, fajta) ökológiai igényeinek megfelelően (agrotechnika, melioráció, rekultiváció); v., a természeti-és a tájviszonyokhoz igazított méretű és alakú mezőgazdasági táblák rendszerének kialakítása; vi., talajdegradációs folyamatok (víz-és szél okozta talajerózió, savanyodás, szikesedés, talajszerkezet leromlás, biológiai degradáció) megelőzése, mérséklése; vi., a termesztési folyamat során keletkező szerves anyagok (növényi tarló-és gyökérmaradványok, állati ürülék és vizelet, feldolgozási melléktermékek, káros anyagokat nem tartalmazó hulladékok, stb.) minél teljesebb visszacsatolása a természetes anyagforgalom körfolyamatába (recycling); vii., a talaj felszínére jutó víz talajba szivárgásának és talajban történő hasznos tározásának javítása, ezáltal az éghajlati okok miatt feltételezhetően egyre gyakoribbá váló talajvízgazdálkodási szélsőségek kialakulásának (aszály, belvíz), mérséklése; viii., a növény igényeihez, tápanyagfelvételi dinamikájához és a termőhelyi időjárási, és talajviszonyokhoz igazodó ésszerű tápanyagellátási rendszer minél általánosabbá tétele, minthogy az feltétele a gazdaságosságnak, valamint a káros környezeti mellékhatások eredményes megelőzésének, illetve minimálisra mérséklésének; 7

ix., a talajszennyez(őd)és megelőzése, illetve bizonyos tűrési korlátok között tartása; x., a talaj-ökoszisztéma megörzése, bolygatásának csökkentése, fizikai és biokémiai potenciájának, valamint indikációs lehetőségeinek kihasználása, xi., talaj-növény-légkör rendszerben a szántóföldön lejátszódó produkciós-biológiai valamint környezeti terheléseket hordozó folyamatok szimulációs modellezése. Ezeknek a céloknak a megvalósítása érdekében a kísérletek jó részét a mai napig sikerült megőrizni az őrbottyáni [1959-ben Láng István által beállított 54 éves (6.41) műtrágyázás x örök rozs monokultúra kísérlet, Duna-Tisza közi meszes homok], nyírlugosi [1962-ben Láng István által beállított 51 éves (Ny-1) műtrágyázás x meszezés kísérletet, Nyírségi savanyú homok kovárványos barna erdőtalaj] és a nagyhörcsöki [1969-ben Láng Géza által beállított 46 éves AB-17. OMTK (Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek) műtrágyázás kísérletet, Mezőföldi mészlepedékes csernozjom] kísérleti telepeken (Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc). A három hazánkra legjellemzőbb termőhellyel kapcsolatban ezideig főként a talaj-növény rendszer kutatások eredményei láttak napvilágot kevésbé hangsúlyozva az éghajlati kölcsönhatások részletes vizsgálatának fontosságát. Az elmondottakból kitűnik, hogy ebben a munkában alapvetően a fentebb említett nagymultú több évtizedes tartamkísérletekre kívánok támaszkodni, felvállva az eddigi talaj-növény rendszer kutatások mellett az éghajlati változások, így a természetes csapadék hatásanalízisét, modelezését. Számszerű kapcsolatokat keresek a csapadék és az eltérő termőhelyi talajadottságok, növénytápláltság és a termés között. Célkitűzéseimben a következő problémákra kerestem elsősorban a választ: i., Hogyan alakul a természetes csapadék, nitrogén, foszfor, kálium tápelemek érvényesülése és kölcsönhatása Duna-Tisza közi meszes homok talajon monokultúrában termesztett rozs (Secale cereale L.) jelzőnövény termésére 1959 és 2011 között? ii., Hogyan alakul a természetes csapadék, nitrogén, foszfor, kálium, kalcium, magnézium tápelemek érvényesülése és kölcsönhatása Nyírségi savanyú homok kovárványos barna erdőtalajon rozs (Secale cereale), burgonya (Solanum tuberosum L.), búza (Triticum aestivum L.) és tritikále (x Triticosecale W.) jelzőnövény termésére 1962 és 2011 között? iii., Hogyan alakul a természetes csapadék, nitrogén, foszfor, kálium tápelemek érvényesülése és kölcsönhatása Mezőföldi mészlepedékes csernozjomtalajon kukorica (Zea mays L.) és borsó (Pisum sativum L.) jelzőnövény termésére 1967 és 2011 között? iv., Melyek a klímaváltozással összefüggő lehetséges új kutatási irányok

8

III. ANYAG ÉS MÓDSZER Ez a fejezet a dolgozat szerkezetét mutatja be. A „Tartalomjegyzék‖ az értekezés felépítésének és tárgyalásmódjának gyors áttekintését teszi lehetővé az olvasó számára. Az értekezés első „Előszó‖ fejezete hivatott bemutatni és felhívni a figyelmet a felfokozott humán tevékenység hatására a mezőgazdaságban, ill. a növénytermesztésben tapasztalható „éghajlat-talaj-növény‖ rendszerek kedvezőtlen változásaira, amelyek veszélyeztethetik a fenntartható növénytermesztés megvalósíthatóságát a jövő generációi számára. Ez egyben a probléma felvetését is jelenti. A második ―Célkitűzések, kutatási előzmények‖ fejezetben rövid áttekintést adok az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézetének a témával kapcsolatos, az 1950-es évektől kezdődő és ma is művelt, kiterjedt ―talajjavítás lehetőségei szerves és műtrágyák alkalmazásával‖, ―minimális és hagyományos művelési módok alkalmazási lehetőségei‖, ―vetésforgók műtrágyázása‖ és ―talajművelés x trágyázás x meszezés kölcsönhatásai‖ kutatásokról. Továbbá ebben a részben ismertetem a munkám főbb célkitűzéseit. A harmadik fejezet az „Anyag és Módszer‖ fejezet a kísérletek tájkörzeteinek bemutatását tartalmazza (sorrendben: Nyírség, Duna-Tisza közi Hátság, Mezőföld) Marosi és Szilárd (1967, 1969), valamint Marosi és Somogyi (1990) alapján, ezért nem tekinthető hagyományos Anyag és Módszer fejezetnek. Megjegyzem, hogy fentebbi ismertetők elengedhetetlenek a kísérleti eredmények interpretálásához és megértéséhez. A Nyírlugos: Ny-1. (kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj), Örbottyán: 641. (meszes homoktalaj) és a Nagyhörcsök: A17 (mészlepedékes csernozjom talaj) kísérletek körülményeinek, vizsgálati módszereinek, kísérleti eredményeinek leírását a kísérletek adott fejezeteiben adom meg követve a talajtípusok hazai jelentőségét (savanyú homok, meszes homok, csernozjomtalaj). A negyedik ―Kutatási eredmények és értékelésük‖ fejezetben a fentebbi sorrendben kísérleti helyenként, valamint kísérletenként értékelem a magyarországi főbb szántóföldi növénykultúráival kapcsolatban kapott modellértékű eredményeimet. Az ötödik fejezet a felhasznált irodalmakat, a hatodik az új kutatási irányokkal kapcsolatos ismereteket és eredményeket, a hetedik, nyolcadik fejezetek ismertetik az új tudományos eredményeket, az összefoglalást, következtetéseket és a javaslatokat, a kilencedik fejezet a köszönetnyílvánítást, a tizedik a mellékleteket tartalmazza.

9

III.1. KÍSÉRLETEK TÁJKÖRZETEINEK BEMUTATÁSA III.1.1. Ny-1. szántóföldi kisparcellás műtrágyázási tartamkísérlet, Nyírlugos (Tiszai Alföld, Nyírség) Domborzat Marosi és Szilárd (1967, 1969), valamint Marosi és Somogyi (1990) szerint az „Alföld ÉK-i részében fekvő Nyírség hazánk második legnagyobb futóhomok területe. A Tiszántúl síkjától 20-50 m magasra kiemelkedő felszíne É-on a Bodrogköz és a Rétköz területével érintkezik. Ken a Bereg-Szatmári-síksággal, DK-en az Érmellékkel határos. D-en közel 20 km-es szakaszon érintkezik a Körös-vidékkel, Ny felől pedig a Hajdúság lösztáblája övezi. A környezetétől szinte szigetszerűen elkülönülő terület legészakibb és legdélibb pontja között mintegy 120 km a távolság. Legnagyobb szélessége 65 km. ÉK-en erősen elkeskenyedik, Tuzsér szélességében a K-i és a Ny-i perem már csak 7 km-re van egymástól. A Nyírség É-D-i irányában elnyújtott homokszigete Nyíradony-Nyirlugos-Nyírbogát között emelkedik ki a legjobban, és Szalmadtól K-re 183 m tszf-i magasságot ér e l (ez az Alföld legmagasabb pontja). E magasabb részről vízválasztó húzódik egyrészt Hajdúböszörmény, másrészt ÉK felé, Vásárosnamény irányába. A vízválasztótól É-ra és D-re a felszín enyhén lejt 100-115 m tszf-i magasságig. Az újabb kutatások szerint a Nyírség annak a hatalmas pleisztocén hordalék kúpnak a maradványa, amelyet az Északkeleti-Kárpátokból és az Erdély É-i részéből lefutó folyók építettek fel. Mivel a hordalékkúp nyírségi részét csak az újpleisztocén folyamán hagyták el véglegesen a hordalékkúpot építő folyók, területünkön mindenütt fiatal, laza üledékeket találunk a felszínen. Legelterjedtebb földtani képződmény a futóhomok. Uralkodó szerepe különösen a D-i, DK-i részeken tűnik ki. Anyakőzete az újpleisztocén iszapos folyóvízi homok, abból fújták ki a pleisztocén végi munkaképes szelek. A futóhomok vastagsága néhány cm-tól 25-32 m-ig változik. A futóhomok mellett a terület gyakori képződménye a löszös homok is. A 30-200 cm vastag löszös homoktakaró a Kótaj-Nyíregyháza-Újfehértó vonaltól Ny-ra nagy területeken jelentkezik a buckás felszíneken. Előfordul keletebbre is az ÉK-DNy-i irányban húzódó övezetben. Ezek a löszös homokok főképpen a hordalékkúp nagyobb laposait borítják be. A Nyírség Ny-i és ÉNy-i részében fekvő buckás területeken, valamint a hordalékkúp kisebbnagyobb laposaiban, többfelé láthatunk homokos löszt is. A 150-300 cm vastag homokos lösztakaró K felé fokozatosan vékonyodik és löszös homokba megy át. Típusos lösz csak az ÉNy-i részen, Balsa és Rakamaz községek között fordul elő egy keskeny sávban. A lösztakaró legnagyobb vastagságot (4 m-t) Rakamaz határában ér el. A táj ÉK-i részében a futóhomok mellett gyakori a barnaföld is. A feltárások tanúsága szerint a nyírségi barnaföldek főleg löszös homokon vagy homokos löszön keletkeztek. Az említett képződmények barnafölddé való átalakulása a bővebb csapadék hatására erdőtakaró alatt mehetett végbe. A barnaföldek főképpen a nagyobb deflációs eredetű laposokban jelentkeznek. Az É-D-i irányú völgyek, nyírvízlaposok leggyakoribb képződménye az öntésiszap és öntéshomok. Ezen kívül helyenként még kotu, meszes-mésziszapos homok és gyepvasérc is előfordul bennük. Fejlődéstörténet A Nyírség fejlődéstörténetének és felszíni formáinak vizsgálatával az elmúlt évtizedek során több kutató is foglalkozott. Mintegy három évtizedig tartotta magát az a felfogás, hogy a Nyírségnek ópleisztocén löszplató az alapja. Eszerint a futóhomokot a Tapoly, Ondava, Ung, Latorca folyók törmelékéből fújta ki a szél és hordta rá a nyírségi 10

löszplatóra. Sümeghy J Tiszántúl c. munkájában elsónek mutatta ki a Nyírség hordalékkúp jellegét. Újabb felfogás szerint a pleisztocén folyamán az Alföld ÉK-i részében a Tapoly, Ondava, Laborc, Ung, Latorca, Borsava, Tisza, Tur és a Szamos hatalmas hordalékkúpot építettek fel. A hordalékkúp épülése csak akkor szünt meg, amikor a pleisztocén és a holocén határán a Bereg-Szatmári-síkság, valamint a Bodrogköz lesüllyedtek. A nyírségi hordalékkúp kialakulásával kapcsolatban az elmúlt másfél évtized során sok kérdés tisztázódott, maradtak azonban megoldatlanok is. Azt bizonyosan tudjuk, hogy a Nyírség pleisztocén rétegsorának felépítésében az Alföld ÉKi részének valamennyi folyója részt vett. Közülük kiemelkedik a Tisza és a Szamos hordalékkúp építő tevékenysége. A Nyírség középső és D-i részében a pleisztocén rétegek nagyobbik része tiszai, ill. szamosi eredetű. Más a helyzet É-on. Ott már a Tapoly-nak, Ondavának, Laborcnak, Ungnak és a Latorcának a hordalékát tárták fel a különbözó mélységű fúrásokkal. Az Ér-völgy fejlődéstörténetét megnyugtatóan még nem sikerült tisztáznunk. Az azonban valószínűnek látszik, hogy a Tisza és a Szamos az újpleisztocén folyamán már az Ér-völgyben folytak le a Körösvidék felé, vagyis elhagyták a nyírségi hordalékkúpot. A Nyírség ÉK-i részén a korábban emlitett folyók hordalékkúp építő tevékenysége még az újpleisztocénban is folyt, és nagyon valószínű, hogy csak a pleisztocén vége felé szűnt meg, amikor az Alföld É-i, ÉK-i felében jelentős vízrajzi változások mentek végbe. A pleisztocén folyamán a Nyirségen áthaladó folyók 120-300 m vastag folyóvízi hordalékot halmoztak fel a pannóniai rétegekre. A Nyírség pleisztocén végi felszínének kialakftásában a folyóvíz mellett fontos szerépe volt a szélnek is. Az élő és elhagyott folyómedrek közötti felszíneket az újpleisztocén kori É-i, K-i, ÉK-i és Ny-i szelek megtámadták és futóhomokot fújtak ki belőlük. A futóhomokbuckák képződése legkorábban a Nyírség ÉK-i és Ny-i részében indult meg. Legelőször ugyanis ezeket a területeket hagyták el a hordalékkúpot építő folyók. Az újpleisztocén végére már az egész Nyírség az eolikus felszínalakító folyamatok hatása alá került. Az erős északias szelek a vízválasztótól É-ra szélbarázdákat, garmadákat, maradékgerinceket és kisebb nagyobb deflációs mélyedéseket alakítottak ki. A Nyírség D-i részén viszont aszimmetrikus parabolák és szegélybuckák keletkeztek. Nem lenne teljes a pleisztocén végi kép, ha nem szólnánk arról, hogy az újpleisztocén második felében a Nyírség nagykiterjedésű területein löszös homok-, homokos lösztakaró (helyenként lösz) alakult ki a buckás felszíneken, ill. a hordalékkúp kisebb nagyobb, többnyire deflációs eredetű laposain. Különösen jellegzetes lett a löszös takaró képződése a Ny-i, ÉNy-i területeken. Ahol a löszös homok-, homokos lösztakaró megfelelő vastagságú lett, a későbbiek során a széleróziótól már meg tudta védeni a felszínt, és a pleisztocén végi formákat nagy területeken napjainkig konzerválta. Valamennyi kutató felfogása megegyezik abban, hogy a pleisztocén végétől az Alföld ÉK-i részének folyói már nem folyhattak it a Nyírségen. Az élővíz nélküli nyírségi felszín a fenyő-nyírfázis folyamán nem sokat változott. Annál többet a száraz-meleg mogyorófázisban. Ekkor területünk mindazon részein, ahol a felszínt nem védte növényzet vagy megfelelő vastag löszös üledék, mozgásba lendült a futóhomok és megindult az új formák képződése. Különösen nagy volt az átalakulás a szélbarázdákkal, garmadákkal és maradékgerincekkel tagolt területeken. A mainál melegebb éghajlatú, csapadékos tölgyfázisban a Nyírség erdős sztyeppé alakult. Emiatt a homokmozgás meglehetősen szűk térre korlátozódott. Még inkább érvényes ez a bükkfázisra, amikor a nyírségi erdők záródása tovább fokozódott. Ennek az állapotnak a nagyarányú erdőirtások vetettek véget. Az erdőirtások nyomán ugyanis a magasabb fekvésű homokfelszínek ismét a szélerózió területeivé váltak. Különösen sok erdőt irtottak ki a XVIII. 11

és a XIX. sz.-ban, hogy a földművelés számára újabb területeket nyerjenek. A kevés humuszt tartalmazó talajok azonban rendszerint hamar kimerültek, és kötetlenségük miatt a szélerózió áldozatául estek. Ennél is nagyobb baj volt, hogy a kötetlen homok sokfelé mozgásnak indult. Új, keskeny, sokszor 8 m mélységet is elérő szélbarázdák alakultak ki, és nyomukban szinte teljesen elvadult a táj képe. Mivel a mozgásba lendült futóhomoktömegek a délebbre fekvő termőföldekre is veszélyt jelentettek, a fiatal szélbarázdás területeket be kellett erdősíteni. A Nyírség formáit területük szempontjából két részre oszthatjuk. A Téglás-BökönyNyírmihálydi-Nyírlugos-Nyírbátor-Mátészalka vonaltól É-ra szélbarázdák, deflációs mélyedések, deflációs eredetű nagyobb lapos felszinek, továbbá maradékgerincek és nagyobb akkumulációs homokfelhalmozódások jellegzetesek a tájra. Az emlitett vonaltól D-re viszont egy váltakozó szélességű övezet után a fejletlen nyugati szárú parabolabuckák, ill. a szegélybuckák válnak uralkodóvá. A Nyírség szélbarázdás területei között számottevő különbségeket figyelhetünk meg. Ez végeredményben érthető, hiszen nyilvánvaló, hogy ahol a talajvíz mélyebben feküdt, egészen más formák jöttek létre, mint ahol közel volt a felszínhez. Nagyon sok függött a hordalékszállitás módjától, a szélviszonyoktól, a homokok szemcsenagyság szerinti összetételétől és a növénytakarótól is. Különösen a Nyírség középső részében figyelhetjük meg, hogy ott a futóhomok nagyobb akkumulációs mezőkbe rendeződött. Az igazi nagy futóhomokterületek mindig szigetszerűen emelkednek ki környezetükből. A változatos felszínű, nagy akkumulációs homokfelhalmozódások kiterjedése különböző. Akad közöttük olyan, amelyiknek 5 km-nél is nagyobb az átmérője. Formájuk lehet szabálytalan. Megfigyelhetjük azonban azt is, hogy szinte parabolaszerűen nyomulnak előre D felé. Az akkumulációs övezetektől É-ra, ÉÉNy-ra minden esetben nagyobb kiterjedésű lapos felszínek helyezkednek el. Ezek egy része természetesen lehet folyóvízi eredetű. Az azonban kézenfekvő, hogy a nagyméretű homokfelhalmozódások és a tőlük É-ra fekvő laposok között genetikai összefüggést lássunk. Létrejöttükben minden bizonnyal a szélerózió nagyobb ritmusa tükröződik. A nagy akkumulációs homokfelhalmozódások, mint ez a rétegtani vizsgálatokból is kitűnik, még a pleisztocén végén kialakultak. A holocén szárazabb szakaszaiban azonban előrenyomultak D felé, és ráfutottak a tőlük D-re, DK-re fekvő löszös laposokra. A Nyírség DK-i részének leggyakoribb formája a fejletlen Ny-i szárú parabolabucka. A nyírségi parabolák általában jóval nagyobbak, mint a Duna-Tisza közén levők. K-i száruk 0,5-1,5 km hosszú, csúcsmagasságuk 2-18 m között ingadozik. A parabolák egy része előrehaladása során a völgyekbe, valamint a vizenyős laposok szélére jutott, és K-i szára mentén megkötődött. Az ilyen buckákat szegélybuckáknak nevezzük. A szegélybuckák K-i szára a 2 km hosszúságot is elérheti. Magasságuk 2-18 m között változik. A nyírségi futóhomokokban a legtöbb helyen az aprószemű homok (0,2-0,1 mm) az uralkodó. A mechanikai elemzések tanúsága szerint É-ról D felé általában finomodik a futóhomok. A tájnak mind az É-i, mind a D-i részén jellegzetesek a feltöltődés különböző állapotában levő, ÉÉNy-DDNy-i irányú völgyek. A völgyeknek a terület forma-kincsében fontos szerepük van. Ez különösen akkor tűnik a szemünkbe, ha a Nyírséget Ny-K-i irányban keresztezzük. Ilyenkor jól látható, hogy minden nagyobb buckás felszínt egy-egy zöldellő rétekkel borított, mélyebb fekvésű, széles talpú völgy követ. A pollenanalitikai és rétegtani vizsgálatok szerint a völgyekben a pleisztocén végétől számottevő erózió már nem működött. A holocén szárazabb idószakaiban a mozgásba lendült futóhomokok sokfelé benyomultak a völgyekbe és részekre tagolták őket. Ezt a folyamatot különösen a. vízválasztók közelében figyelhetjük meg. A völgyeket a hordalékkúpot építő folyók hagyták hátra.

12

Felszínalaktan A Nyírség felszinalaktani képe nem olyan egységes, mint ahogy az a köztudatban általában elterjedt. Egyes területek között felépítés, formakincs, talajviszonyok stb. szempontjából számottevő különbségek vannak. Ezek alapján több részre lehet osztani. A Nyírség ÉNy-i része a Kótajt Újfehértóval összekötő vonal és a Hajdúság között terül el. É-on a Tiszáig nyúlik, D-en csaknem Téglás szélességéig terjed. A Nyírség legönállóbb része. Jellemző rá a löszös üledékeknek a futóhomokkal szemben való túlsúlya, továbbá a Nyírség középső és D-i részén annyira elterjedt völgyek csaknem teljes hiánya. Az újpleisztocén második felében már nem voltak élő folyói, akkor már az egész terület az eolikus felszínalakító folyamatok hatása alatt állott. Feltűnő, hogy a nagyobb reliefenergiájú buckás területek képződésére itt alig került sor. A legtöbb helyen gyengén vagy esetleg közepesen tagolt szélbarázdás felszínek keletkeztek. A pleisztocén végi periglaciális éghajlaton a buckák túlnyomó részén löszös homok- és homokos lösztakaró alakult ki. Ez csak a K-i rész magasabb buckás felszínein hiányzik. A holocén folyamán a Nyírségnek ez a része alig változott. Említést érdemlő átalakulások csak a futóhomokfel-színeken mentek végbe, és esetleg ott, ahol a buckákat vékonyabb löszös takaró fedte. K-röl Ny felé haladva megfigyelhetjük, hogy a buckákat fedő löszös takaróban egyre több a löszfrakció, és a löszös homok fokozatosan homokos löszbe megy át. Különösen nagy területeket borít a homokos lösz a Nyírség ÉNy-i részében. Balsa-Rakamaz-Basahalom között 1-3 km-es sávban 2-4 m vastag lösz települ a futóhomokra. A lösz és homokos lösztakaró rendszerint fokozatosan megy it a futóhomokba, azaz lefelé haladva egyre kevesebb benne a löszfrakció. Többfelé megfigyelhetjük azt is, hogy a lösztakaró és a futóhomok közé több vékonyabb-vastagabb löszös homokréteg települ, amelyeket futóhomoksávok választanak el egymástól. A löszös homok-, homokos lösz- és lösztakaró mindig a buckák között a legvastagabb és a tetőszint felé vékonyodik. A löszös homoktakaróval fedett területeken a magasabb buckáknál gyakran előfordul, hogy a futóhomok ún. homokablakok formájában előbukkan a lösztakaró alól. Az ÉNy-i és Ny-i részen szélbarázdák, garmadák és maradékgerincek fordulnak elő. Hiányoznak a nagyméretű deflációs laposok, 2-3 km átmérőjű deflációs mélyedések azonban többfelé láthatók. A szélbarázdás felszínek - az ÉNy-i rész egyes területeit nem számítva - szinte mindenütt gyenge reliefenergiájúak. Ennek ellenére a szélbarázdás felszínek között számottevő eltéréseket figyelhetünk meg, elsősorban a formák különbözó méretei miatt. Egyik helyen például zárt szélbarázdás felszínek váltakoznak kisebb deflációs laposokkal, máshol hosszan elnyúló szélbarázdák és maradék gerincek a jellegzetesek. A terület D-i felében csekély mélységű, tágas, nagyméretű szélbarázdákat és alacsony, ugyancsak nagyméretű, széles hátú maradékgerinceket, garmadákat figyelhetünk meg. A Nyírség középső részének felszíne a vízválasztó felől enyhén lejt a Rétköz irányába. A Rétközzel határos területein csak 100-105 m a tszf-i magasság, D-en viszont 150-160 m. A hordalékkúpot építő folyók csak az újpleisztocén második felében hagyták el, az ÉNyi és ÉK-i résznél tehát fiatalabb. Nagyon jellemző ezen a tájon az ÉK-DNy-i irányú szélesebb-keskenyebb löszös homokövezeteknek futóhomokterületekkel való váltakozása. A Rétköztől a vízválasztóig három eléggé szabályosan kifejlődött löszös homokövezet helyezkedik el. A löszös felszínek laposak, vagy gyengén tagoltak. A közöttük fekvő homokterületeknél 5-25 m-rel alacsonyabbak. A laposok javarészt deflációs eredetűek. Ott keletkeztek, ahol a szélnek hosszabb szakaszon át nagy volt a munkaképessége. A laposokból kifújt homokanyag a tőlük D-DK-re levő nagy akkumulációs övezetekben halmozódott fel. Ezekben az övezetekben a homok néhány helyen több km-es nagyságú parabola alakú formákba rendeződött. Gyakoribbak azonban a szabálytalan alakú, nagyméretü homokfelhalmozódások.

13

A löszös homokövezet D-i részéből a futóhomokterületek mindig enyhe lejtővel emelkednek ki és az ottani részen még vékony a futóhomokréteg. D felé egyre vastagodik a homok és mind magasabbra emelkedik a felszín. A futóhomokösszlet legvastagabb az akkumulációs övezet D-i részében (olykor 20-28 m). A nagy akkumulációs homokfelhalmozódások D felé többnyire hirtelen ereszkednek le az előttük levő lapos futóhomok- vagy löszös homokterületekre. A Nyírség középső részének futóhomokterületeire is a szélbarázdák, garmadák és maradékgerincek a jellemzők. Parabolabuckák csak elvétve akadnak. Az északabbi és déli területek között azonban különbségek vannak. A Nyíregyháza-Nagykálló-Máriapócs vonaltól É-ra a magasra emelkedő homokhátakon mély szélbarázdák és 12-16 m magasságot is elérő garmadák alakultak ki. Az említett vonaltól D-re viszont kisebb mélységű szélbarázdák és 3 - 8 m magas garmadák a jellegzetesek. Fontosak a területen az ÉÉNy -DDK-i futású völgyek. Ezen a területen, maradtak meg e formák a legépebben. Rendszerint egyenes futásúak és helyenként villásan elágaznak. A lecsapolások előtt vizenyős, mocsaras talpaik akadályozták a K-Ny-i irányú közlekedést. A Nyírség középső részében a löszös homoktakaróval fedett laposok a legértékesebbek. A nagy reliefenergiájú, szélbarázdás felszínek pedig a legkevésbé alkalmasak a mezőgazdálkodás számára. Ezért láthatunk rajtuk mindenfelé kiterjedt erdőségeket. A gyengén tagolt homokfelszínek gazdasági érték szempontjából köztes helyet foglalnak el a löszös laposok és a nagy reliefenergiájú futóhomokfelszínek között. Az ÉK-i rész a Nyírség legidősebb területe. A rétegtani és geomorfológiai vizsgálatok tanúsága szerint az újpleisztocén második felében már nem folytak rajta keresztül a hordalékkúpot építő folyók. A hosszantartó eolikus időszak alatt a futóhomok hatalmas akkumulációs mezőkbe rendeződött. Ezeket rendszerint nagyobb deflációs laposok választják el egymástól. Az egykori folyóvölgyeket már a pleisztocén végi homokmozgás teljesen eltüntette, úgyhogy mindenfelé az eolikus formák a jellegzetesek. Formák szempontjából a Kisvárda és Vásárosnamény vonaltól É-ra fekvő felszínek a legszebbek, ahol különböző típusú szélbarázdákat, hatalmas hosszanti és parabola alakú garmadákat, valamint maradékgerinceket lehet látni. A legnagyobb buckák magassága a 15-20 m-t is eléri. A nagy reliefenergia ellenére a buckák homokanyaga csak ritkán lendül mozgásba, mert a homok eléggé kötött. A futóhomok mellett főként a deflációs laposokban nagy területeket fed barnaföld. A Kisvárda-Vásárosnamény vonaltól D-re változik a kép. Az ottani zárt szélbarázdás felszíneken már nincsenek olyan nagyméretű homokformák, mint É-abbra, és hiányoznak a barnafölddel takart deflációs laposok is. A futóhomokok lazábbak, és az erős szelek hatására a száraz tavaszi időszakban könnyen mozgásba lendülnek. Mátészalkától Ny-ra, Ény-ra, Baktalórántháza irányában ellaposodik a felszín. A laza futóhomok kevesebb, legtöbb helyen barnafölddel takart, gyenge reliefenergiájú szélbarázdás felszínek sorakoznak. A Nyírség ÉK-i részében a barnafölddel borított területek a legértékesebbek. A nagy reliefenergiájú szélbarázdás felszínek egy része erdősítésre vár. A DK-i részen a futóhomok az uralkodó. Löszös homok vagy barnaföld csak kisebb foltokon fordul elő. A buckás felszíneknek azonban egészen más az arculata, mint a Nyírség középső vagy ÉK-i részében. Hiányoznak a nagy akkumulációs homokfelhalmozódások és kevesebb a szélbarázdás terület is. Uralkodnak a parabolabuckák. Ezek többsége itt is aszimmetrikus. Kitűnő példáit láthatjuk Bátorligettól ÉNy-ra. A parabolabuckák magassága 2-15 m között ingadozik. A szegélybuckák nem olyan gyakoriak, mint a Nyírség D-i részében, méreteik azonban impozánsak. Hosszuk olykor 2 km-t, magasságuk pedig 12-15 m-t is elér. A parabolaés szegélybuckák mellett fontos elemei a tájnak a mindenütt előforduló kisebb-nagyobb nyírvízlaposok. Ezek a szabályozások előtt többnyire lefolyástalanok voltak. A nyírvízlaposok 14

egykori medermaradványok, vagy pedig deflációs formák. Fenékszintjüket meszes, mésziszapos üledékek, öntéshomok vagy kotus rétegek borítják. Helyenként kevés gyepvasérc is előfordul bennük. A Nyírségnek éppen ezen a részén előforduló vizenyős laposok őriztek meg legtöbbet az Alföld egykori ősi növényvilágából. A Nyírség D-i részében is a futóhomok az uralkodó. Képződése az újpleisztocén második felében indult meg. Mivel a talajvíz a terület nagyobb részén közel feküdt a felszínhez és így az viszonylag nedvesebb volt, a homokanyag azonnal megkötődött és parabola alakú garmadákba halmozódott. A garmadák később elszakadtak szélbarázdájuktól és parabolabuckává alakultak. A parabolabuckák egy része előrehaladása során az ÉÉK-DDNy-i irányú völgyek szélére ért, ott K-i szára mentén megkötődött és szegélybuckává alakult. A pleisztocén legvégén a völgyek között fekvö felszín nagyobb részét parabola- és szegélybuckák foglalták el. Szélbarázdák, garmadák csak kisebb területeken keletkeztek. Ezzel szemben, főképpen területünk É-i szegélyén, széles sávban alakultak ki a szélbarázdák, kisebb deflációs mélyedések, garmadák, maradékgerincek és parabolabuckák kombinációjából létrejött átmeneti formák. A mogyorófázis homokmozgásai a D-i rész képét is átalakították. A mozgó homoktömegek sok helyen benyomultak a völgyekbe, azokat feldarabolták és esetleg teljesen el is tüntették. A homokmozgás következtében azonban a formakincs nagyobb átalakulására nem került sor. A Nyírség leghatalmasabb parabolás szegélybuckái éppen a D-i rész K-i felében halmozódtak fel. A szegélybuckák hossza 2 km-t is elér. Magasságuk gyakran 15 -18 m. K-ról Ny felé haladva a parabolák alacsonyabbakká és kisebbekké válnak. Hajdúsámson és Hosszú-pályi között pl. magasságuk már ritkán haladja meg a 8 m-t. Még nyugatabbra a hordalékkúp felszíne ellaposodik. A parabolabuckák, valamint a völgyek elmaradnak és sekély mélységű szélbarázdák, alacsony garmadák válnak uralkodóvá. A Nyírség D-i részének formakincsében fontos elemek a völgyek és nyírvízlaposok. A völgyek erősebben feldarabolódtak, mint a vízválasztótól É-ra. A D-i részen nagyon sok a laza, gyenge termőképességű futóhomok. A területnek közel 30 %-a erdős. Különösen az utóbbi időben nagyon sok laza homokot sikerült megkötni gyümölcsösök telepítésével. Éghajlat A Nyírség D-i része a meleg, mérsékelten száraz, mérsékelten forró nyarú éghajlati körzethez tartozik, ami É felé haladva átmegy a meleg, mérsékelten száraz, hideg telű, majd a mérsékelten meleg, mérsékelten száraz, hideg telű körzetbe, míg K-i peremén a meleg, száraz, mérsékelten forró nyarú és a mérsékelten meleg, száraz, hideg telű körzeteknek megfelelő éghajlati sajátosságok ismerhetők fel. Felhőzete középső részén csekély, évi átlagban is 50 % alatt marad, míg D-en és É-on 55 % fölé emelkedik. É-i részére jellemző a viszonylag kisebb mérvű téli borultság. A napsütés évi összege 19002000 óra, csak DNy-i részén haladja meg kevéssel a 2000 órát. Tele hideg, a januári középhőmérséklet túlnyomó részén -3 C0 alatt marad, sőt É-on -3,5 C0 alá száll. Az átlagos legnagyobb téli lehülés a táj nagy részén -20 C0 alatt van. A téli napok száma 30-35, É-i és K-i peremén 35-40 között váltakozik. A kitavaszodás későn indul meg, a napi középhőmérséklet csak április 15-20 között emelkedik 10 C0 fölé. A késő tavaszi fagyveszély nagy, az utolsó fagy általában április 20-25 között jelentkezik. Nyíregyháza adatai szerint áprilisban még 4 fagyos napra kell számítani, de még májusban is átlag minden harmadik-negyedik évben lemegy fagypont alá az éjszakai hömérséklet. Az említett adatok a 2 m-es magasságban végzett megfigyelésekből származnak, a talaj mentén ennél nagyobb fagy gyakoriságra kell számítani. Mint szélsőséges kilengést 15

megemlítjük, hogy Nyíregyházán még júniusban is észleltek fagyot; 1918. június 3-án 2 m-es magasságban is -0,2 C0 -ig süllyedt a hőmérséklet. A nyári meleg már lényegesen mérsékeltebb, mint Alföldünk többi tájain, július középhőmérséklete 20-21 C0 között változik a Nyírségben és ÉK felé haladva csökken, ami már a Kárpátok közelségéből ered. Ennek ellenére a nyári fölmelegedés szélsőségei csak kevéssel maradnak el Alföldünk forró nyarú DK-i részei mögött, azonban az éjszakai lehülés még nyáron is jelentős, ez nagyban mérsékli nyári hőségperiódusait. A nyári napok száma É-on 70 alatt marad, D-en viszont eléri a 80-at. Évente 10-20 hőségnap bekövetkezésére számíthatunk. A hűvösebb éghajlatnak megfelelően ősszel a hőmérséklet napi közepe már október 10-15 között 10 C0 alá süllyed, s az első őszi fagy is ebben az idószakban jelentkezik. Rá kell még mutatnunk arra a Tiszántúl nagy részére jellemző sajátosságra, mely a Nyírség területén is érvényesül, hogy bár a tél jóval keményebb, mint hazánk középső és Ny-i tájain, télen egyes időjárási helyzetekben a nyugati országrészhez képest mégis jóval enyhébb időjárás alakul itt ki, mint azt az éghajlati átlagok alapján várnánk. Ez akkor következik be, amikor az Adria felöl ciklon halad át a Kárpátmedence fölött, mert ez esetben a Tiszántúlon délies áramlással enyhe szubtrópusi légtömegek haladnak É felé, míg a Dunántúl területére a ciklon hátoldalán hideg levegő áramlik be. Ilyen időjárási helyzet során bekövetkezó gyors átmeneti enyhülés alkalmából szélső esetben elófordulhat, hogy a Tiszántúl K-i részén 12-15C0-kal melegebb van, mint a Dunától Ny-ra fekvő területeken. Természetesen ekkora hőmérsékleti kontraszt csak ritkán alakul ki, arra azonban minden télen átlag 4-5 napon számíthatunk, hogy a hőmérséklet napi közepe a Tiszántúl K-i részén legalább 4°-kal magasabb, mint az ország Ny-i, egyébként jóval enyhébb telű területén. Uralkodó szele a DNy-i és ÉK-i. Országunk szeles tájaihoz tartozik, mivel az ÉK-i hidegbetörések fő útvonala itt halad keresztül, alátámasztva az ÉK-i szelek nagy gyakoriságát. A DNy-i szelek nagyobb gyakorisága önnan származik, hogy NyÉNy-i irányítás esetén a Dévényi kapun át nagy sebességgel behatoló áramlás az országban szétterülve a Tiszántúl K-i részén DNy-i irányból fúvó szélként jelentkezik. A DNy-i és ÉK-i szelek gyakoriságát az Északkeleti-Kárpátok és az Alföld ÉK-i pereme között kialakuló hegy-völgyi szélrendszer is növeli, mely vizsgálataink szerint derült anticiklonális időjárási helyzet esetén alakul ki. A nappali, hegyek felé fújó szél a DNy-i, éjszaka a hegyekről a síkságra tartó áramlás pedig az ÉK-i irányok gyakoriságának megnövekedésében jut kifejezésre. Csapadéka ÉK felé növekszik, itt már az Északkeleti-Kárpátok hatása észlelhető. Legszárazabb részein 550 mm körül van a csapadék évi összege, É-on viszont már 600-650 mm közt változik. Csapadékjárására erős júniusi maximum (65-77 mm) és januári minimum (28-35 mm) jellemző. Az őszi másodmaximum gyengén fejlett. É-i részén viszonylag gyakoriak a pusztító felhőszakadások. Csapadékjárásának egyik jellemző vonása a tavasz eleji szárazság; márciusban a táj középső része hazánk legszárazabb területéhez tartozik. Hóviszonyaira jellemző a hótakarós napok ÉK felé növekvő aránylag magas száma (átlagban 35-45 nap), a hóréteg átlagos vastagsága azonban nem túl nagy. A hideg tél ellenére gyakori a hóréteg többszöri eltűnése és újraképződése, amiben nagy szerepet játszik az itt elég gyakori szeles napsütéses téli időjárás hópusztító hatása. Hófúvások a táj szeles jellege miatt gyakran keletkeznek. Az évi átlagos vízhiány mértéke D, DK felé haladva rohamosan növekszik, és a táj átmenet a kedvezőbb vízellátottságú ÉK-i peremrész és az Alföld középső szárazabb tájai között. Az évi vízhiány É-i részén csak 75 mm, míg D-i peremén már meghaladja a 125 mm-t.

16

Vízrajz Az Alföldnek ez a természetföldrajzi összetevői szerint egységes tája sajátos centrifugális vízhálózattal rendelkezik, ahol a vízfolyások sugarasan a peremterületek felé irányulnak. A vízválasztó Hajdúhadház-Nyíradony-Nyírbátor-Nyírmada-Záhony vonalán húzódik. A befogadók körkörösen helyezkednek el. A mai lefolyásirányok az Éi és K-i oldalon inszekvens jellegűek. Az itteni vyízfolyásoknak időszakos jellegük miatt eróziós tevékenysége csekély. A mai vízfolyások nagyobbrészt mesterséges csatornák, melyekkel az egykori völgyek pangó vízállásait, láposodásnak indult részleteit igyekeztek lecsapolni. A terület vízháztartása a lefolyásra nem kedvező. A csapadék sokévi átlaga 550-600 mm között van, amiból a természetes párolgás több mint 500 mmt felemészt. Így a lefolyás fajlagos értéke 0,5-1,5 l sec. -1 km2-1 , D-ról É-nak haladva. Az évi átlagos lefolyási tényező 5 -10 %-os. A helyi vízfolyásokban és a csatornákban így csak a tavaszi hóolvadás idején és csapadékos években lehet víz. A vízfolyások, ill. csatornák esése általában 0,2-1 %. Árhullámok alkalmával a felszín laza építőanyagaiból sok a lerakódás. Emiatt a csatornákat időnként tisztogatni kell. A hordalék kémiai jellege hasonló a Felső-Tisza hordalékáéhoz, hiszen részben a Nyírség is abból épült fel. A Lónyay-csatorna - az észak-nyírségi vizek fő levezetője - a biokémiai oxigénigény szerint kissé szennyezett (BOI5 = 10 mg 1-1), míg az oxigénfogyasztás alapján már a szenynyezett kategóriába tartozik (O2 = 12-25 mg l-1). Felszíni vízfolyások Lónyay-csatorna. A nyírségi vízválasztótól É-ra a korábbi lefolyásiránnyal szemben ellenesésűvé vált völgyek nagyrészt kitöltődtek, részekre darabolódtak. Emiatt a csapadékos években felemelkedő talajvíz az elszigetelt, lefolyás néküli völgyszakaszokban időszakos állóvizeket, ún. nyírvizeket hozott létre, melyek sokáig gátolták a terület mezőgazdasági hasznosítását. A múlt század végi belvízmentesítés során az É felé futó nagyobb völgyekben IX-ig sorszámozott, főfolyásoknak nevezett csatornákat létesítettek; melyekhez egy-egy csatornafürt kapcsolódik. Hosszuk 32-35 km között van, 300-400 km2-nyi vízgyűjtő területtel. Az egyes főcsatornák vagy főfolyások vizét a Nyírség és a Rétköz peremén futó Lónyay-csatorna szedi össze. A múlt század nyolcvanas éveiben épült ki. Tekintélyes vízgyűjtő területéről (1960 km2 csak vízszegény erecskék csordogálnak a gyüjtőcsatornákhoz, melyek nyaranta teljesen ki is száradhatnak. A Lónyaycsatorna Vencsellőnél folyik a Tiszába. Vízgyűjtők A Kraszna vízgyűjtő területe a Nyírség ÉK-i részén kb. 700 km2. Időszakos patakjai D-ról É felé haladva: Károlyi-forrás (25,5 km, 112 km2), Bodvai-patak (38,5 km, 218 km 2), Meggyes-Csaholyi-folyás (21 km, 133 km2). A vízgyújtő É-i harmada vízfolyás nélküli terület. A Berettyó vízgyűjtő területe a Nyírség DK-i része. Mivel ez a terület D felé lejt, „nyírvizeit" D-i irányban a Berettyóhoz vezettik le. A csatornarendszer az I. sz. főfolyással (46 km, 280 km2 a Kálló-főcsatorna derecskei ágához, a ÍI. sz. főfolyás (68 km, 641 km2) a főcsatorna konyári ágához csatlakozik. A Kálló-főcsatorna tájunktól D-re éri el a Berettyót. E terülét még szárazabb és a csatornák vízhozama is kisebb, mint a Lónyay-csatorna rendszerében. Ehhez a vízgyűjtőhöz tartozik a Penészlek környéki kb. 100 km2-nyi terület is, melynek lefolyása a határon túl vezet az Érhez s azon át a Berettyóhoz. A Hortobágy-Berettyó vízgyüjtője a Nyírség DK-i része (Kondoros, Köselyen). Állandó vízfolyási e terület tud fenntartani. A Nyírség buckás felszínének vannak minden vízfolyást - még mesterségest is 17

nélkülöző lefolyástalan területei. Ilyen a Kraszna bal partjának torkolati szakasza (227 km2), a Tisza bal oldalán a Vásárosnamény-Záhony közötti 190 km2, valamint a Lónyay-csatorna torkolata és Rakamaz közötti mintegy 206 km2-nyi terület. Állóvizek A Nyírség területe hajdan gazdag volt állóvizekben, mert az elgátolt völgyek lefolyástalan medencéket alkottak. E völgyek tósorozatait azonban a csatornák sorra felfűzték és levezették. Nagy részük helyét ma már az eke és az idő el is tüntette. Ma 17 többé-kevésbé állandó természetes állóviz van a Nyírség területén. Közülük hatnak a terjedelme 5-20 ha, négyé pedig a 20 ha-t is meghaladja (Királytelki-tó 23 ha, Nyíregy-háza mellett két tó 33 és 47 ha). A legnagyobb az újfehértói Nagyvadas, 124 ha felülettel. Ezek a területi adatok azonban nagyon relatív értékűek, mert a vizfelület a vízháztartás éghajlati tényezőinek járása szerint erősen ingadozik. A mélység általában nem haladja meg az 1 m-t (a Nagyvadasé pl. csak 60 cm). A lefolyástalanok általában erősen szódás vízűek, és visszahúzódó peremükön a sziksó kicsapódik. A természetes eredetű állóvizek közül egyesek -pl. a Vajai-tó, Bátorligeti-síkláp, kállósemjéni Nagy-Mohos- a pollenvizsgálatok szerint feltűnően régi múltra tekintenek vissza. Nyílt vizük nagy részét már elvesztették és láppá alakultak, de mélységük ma is meghaladja a 2 m-t. Nyíregyházától É-ra üdülőtelep létesült a Sós-tó (8,2 ha) mellett. Az állóvizek másik csoportja a Tisza menti morotváké. Számuk 14. Hatnak a felszíne az öt hektárt, egyé Tiszaadony mellett a 29 ha-t is meghaladja. Az e csoportba tartozó állóvizek mélysége ma is jelentékeny. Feltöltődésük a vízi-mocsári növényzet organogén szukcessziójától igen lassan halad. A kis terjedelmű mesterséges állóvizek közül az egyik a Nyíregyháza melletti Sós-tó (4,5 ha), a másik a debreceni Nagyerdő fürdótava. A nagykállói halastó 23 ha felszü. Felszín alatti vizek A talajviszonyok tekintetében a Nyírség domborzati szigete alatt a talajvíztükör fekvése nem egyenletes. A kutatások arra mutatnak, hogy a magasabban fekvő pannon rögök felett mélyebben helyezkedik el a talajvíz, mint ott, ahol az ilyen pannon aljzat hiányzik. Magasan maradt pannon rögsorozat húzódik Debrecentól É-ra a Tisza Vencsellő-Rakamaz közötti szakaszáig, valamint ÉK-en Nyírbátor-Záhony között. Itt a talajvizet átlagosan 6-10 m között, vagy még ennél is mélyebben találjuk Záhony felé haladva. A Nyírség É-i részének középső harmadában és D-en Debrecentől az országhatárig 3 m-nél sekélyebben áll a talajvíz. Annál különösebb ez, mert vízzáró réteg csak ritkán mutatható ki alatta. Az átlagos talajvízszinttől a talajvízállás sokszor eltér. Megfigyelhetjük a talaj-víztükör ingadozását évi menetben, valamint a csapadékos és száraz évek idősora szerint is. A Nyírség kiemelt helyzete miatt ugyanis a felszín közeli talajvíztartó rétegek kizárólagos utánpótlási forrása a csapadék. Mutatja ezt a talajvízszint október és május közötti emelkedése, azután az őszi süllyedése. Az ingadozás mértéke - eltekintve a peremfolyók tetemesebb leszívó hatásától - nem jelentős, általában csupán 2-3 m. A sekély talajvízállású területeken azonban csapadékos években így is eléggé megközeliti, a völgyekben pedig el is éri a felszínt. A csatornáktól felfűzött tavak ilyen talajvízszivárgásokból táplálkoztak. A Nyírség egésze általában vízszegény. A vízháztartási körülmények miatt az évi talajvízforgalom nagyon csekély, mindössze 1,7 l sec. -1 km2-1. Ennél nagyobb vízkivételi lehetőség csak Kisvárda és Záhony között lehetséges, ahol az Ős-Bodrog-ágak hordalékkúpjának rétegei a felszín közelében maradtak. 18

A talajvízben oldott sók alföldi viszonylatban alacsony értéke is bizonyíték a csapadékutánpótlás mellett. Uralkodóan 500-1000 mg 1-1 sótartalmú vizek jellemzik a Nyírséget. Csak egyes pangó vizű öblözetekben találunk nagyobb töménységet. A táj talajvize kalcium-hidrogén-karbonátos, de a magas talajvizú sávban a nátrium is kiterjedten jelentkezik. Ez a helye a Nyírség szikes foltjainak, amiknek oka itt a kellő lefolyás hiánya, a talajvíz bepárolódása. A kisebb sótartalomból a talajvíz mérsékelt összes keménysége adódik. Legalacsonyabb értékeket a magas talajvízállású területeken találunk, amelyeket nagyobbrészt mésszegény homokfelszínek takarnak (15 n.k.f. alatt). A mély talajvizú foltokon már valamivel keményebbek a vizek (15-25 n.k.f. között). Az átlagos szulfáttartalom a magas talajvizű sávokon 60 mg 1-1 alatt, máshol 60-300 mg l-1 között van. A Nyírségben a talajvíz gyér előfordulása valamint a fertőződési lehetőségek magyarázzák az artézi kutak nagy számát (több mint ezer). Azonban ezek vízhozama sem nagyon bőséges, mert a Nyírség belsejében is folytatódó durvább folyóvízi rétegek a terület felemelkedése során feldarabolódtak, összefüggésüket a peremi vízvezető rétegekkel elveszítették, és így belőlük sok vizet nem kaphatnak. A finomabb anyagú pannon üledékek természetesen még vízszegényebbek. A fúrások ezért általában a negyedkori rétegekben állapodnak meg. Ezek mélysége É-on 70-100 m, Debrecen Mérkvállaj vonalától D-re 150-200 m között van. Az átlagos vízhozam - éppen a szerkezeti vízutánpótlási viszonyok miatt - csupán 75 1 p -1 kutanként. Kicsi a fajlagos vízhozamérték is, 40 1 p. -1. A viszonylag nagy km2-enkénti feltártságot (18 1 p. -1 km2-1) a kutak nagy száma okozza. Az észak-nyírségi terület jobb vízvezető és vízellátottságú mélyebb rétegeiben természetesen a kutak átlagos és fajlagos vízhozama is meghaladja a terület átlagát. A táj rétegvizeinek összes keménysége meglehetósen magas. A 12-18 n.k.f. közötti vizek előfordulása 44 %-os, a 8-12 n.k.f. közöttieké 24 %-os, a 18 n.k.f. felettieké 21 %-os. Ugyan-csak kedvezőtlen a magas vastartalom is. A táj egészét felépítő folyók felszin alatti kusza mederhálózata miatt 0,5 mg/1-nél nagyobb a vastartalom a kutak 84 %-ában. A negyedkori rétegekbe mélyített kutak vizének kémiai jellege túlnyomórészt kalciumhidrogénkarbonátos, de a pannóniai rétegeket elérőké már nátriumkloridos. Ásványvíznek minősülő termális vízfeltárások vannak Debrecen és Nyíregyháza mellett. Vízhasznosítás és a vízviszonyokat befolyásoló társadalmi beavatkozások A múlt század végétól belvízlevezetésre eddig 2400 km-es csatornahálózatot építettek, de még mindig merülnek fel további igények. A főcsatornákat mintegy 100 km hosszan töltések kísérik. Az aktív vízgazdálkodási berendezések száma - az ivóvízszolgáltatást biztosítókon kívül - még csekély. Az egész tájra jellemző vízhiányt enyhítő öntözéssel 1964-ben alig néhány 100 ha-on találkoztunk. Ennek kiterjesztése nagyon kívánatos volna, legalább a rendkívül értékes és népgazdaságilag is fontos nyírségi gyümölcstermelő körzetekben. A gravitációs vízkivételeknek azonban útját állja a felszín kedvezőtlen orográfiai helyzete, valamint a rendelkezésre álló kisvízhozamoknak a már berendezett öntözött területekre történt lefoglaltsága. Így a lehetőségekhez képest fel kell tárni a talaj- és rétegvízöntözés, valamint a csapadéktározás lehetőségeit, mely költségesebb ugyan a felszíni vízkivételnél, de mégis sokszorosan megtérül, ha helyes agrotechnikával és mezőgazdasági kultúrával párosul. A Nyírség É-i és ÉK-i peremterületein kb. 4500 ha felületen lehetséges csókutas öntözés. A Nyírség a laza homoktakaró miatt talajeróziótól erősen veszélyeztetett terület. A 350 000 ha-ra becsült erodált talajfelszín lepusztítását túlnyomóan a defláció végzi. 19

Növényvilág Pleisztocén térszínén eredetileg lápokkal, mocsarakkal, a magasabb buckatetőkön homokpusztagyepekkel tarkított, nyílt tölgyerdők, ill. nyírfában gazdag zárt erdőségek tenyésztek. Helyükön azóta uralkodóvá váltak a szántóterületek, de maradványaik - a félkultúr rétekkel és legelőkkel együtt - sokban megőrizték az ősi növényzet jellemvonásait, maradványképviselőit, így ezek alapján a múltról képet alkothatunk. A terület az Alföld flóravidék Nyírségense flórajárásába tartozik. A nedvestől szárazig terjedő termőhelyeken fellépő változatos növénytársulásait zömmel az európai elterjedésű flóraelemek alkotják, de mésztelen talajú pusztai gyepjeit, pusztai tölgyeseit gyakran keleti kontinentális (Pulsatilla patens, Thymus glabrescens, Seseli annuum, Veronica incana stb.), pontusi (Echium rubrum, Polygonum arenarium, Bulbocodium vernum stb.), szubmcditerrán (Saxifraga bulbifera, Teucrium cha-maedrys, Asperula cynanchica stb.), vagy acidofil déli növények (Spergula pentandra, Minuartia viscosa stb.) is színezik. Láperdeiben, láprétjein és magassás társulásaiban az Alföldön ritka cirkumpoláris fajok (Thelypteris palustris, Menyanthes trifoliata, Carex fusca, C. panicea) és boreális reliktumok (Ligularia sibirica, Calamagrostis neglecta, Trollius europaeus, Comarum palustre) emlékeztetnek az eljegesedések idejének növényzetére. Pannóniai bennszülött fajok pusztagyepjeiben a magyar (Dianthus pontederae) és a kései szegfű (D. serotinus), a homoki vértő (Onosma arenarium v. tuberculatum), szikesedő rétjein a Cirsium brachy cephalum, Aster tripolium ssp. pannonicus. Szubendemikus fajai a magyar kökörcsin (Pulsatilla hungarica, a Bodrogközben is) és a debreceni csormolya (Melampyrum nemorosum ssp. debreceniense; Ócsán is). Az ősi pleisztocén folyómedrek, holtágak biogén feltöltődésének állomásai a higrofil társulások. A hínártársulások közül legszebb és legelterj idtebb a tündérrózsa hínár (Nymphaeetum alboluteae), amely rendesen a többi hínártársulással is komplexet alkot (pl. kállósemlyéni Mohos-tó). A szukcesszió következő lépcsőjét az egykor nagyobb kiterjedésű nádasok jelentik. Gyakoriak bennük a gyékény (Typha angustifolia, T. latifolia) és káka (Schoenoplectus lacristris) állományok. Jellemző fajok: Urtica kioviensis, Calamagrostis canescens stb.). Híres a kállósemjéni Mohos-tó ingólápja, amely egyik végén rögzített lebegő nádsziget, sok tőzegpáfránnyal (Thelypteris palustris). Természetvédelmi terület. A feltöltődés következő állomását a magassás társulások (pl. Caricetum acutiformis -ripariae) alkotják. Szépek a Nyírség ősi zsombékosai (pl. Bátorliget). Alkotójuk leggyakrabban a zsombéksás (Carex elata), kísérője a mocsári kocsord (Peucedanum palustre) és más mocsári elemek (Lythrum salicaria, Iris pseudacorus stb.). Egy boreális elterjedésű faj, a zsombékoló lápi nádtippan (Calamagrostis neglecta) alkotja a másik zsombék társulást (Calamagrostetum neglectae hungaricum) Halápon és Bátorligeten. Ebben a névadó fűféle mellett jellemző faj a villás sás (Carex pseudocyperus). Talajvíztől kissé magasabb fekvésű helyeken a zsombékost gyakran a rostostövű sás (Caricetum appropinquatae) alkotja jellemző lápréti elemekkel (Cirsium rivulare, Juncus atratus, Carex panicea stb.). Különösen a két első zsombékoshoz jellegzetes semlyék társulások (Cqrici-Menyanthetum, Caricetum inflatae-vesicariae) csatlakoznak gyakran vidrafűvel (Menyanthes), ill. cirkumpoláris sásokkal. A zsombékosoktól a fűz- és nyírlápon, valamint a tölgy-szil ligeten át a gyöngyvirágos tölgyeshez vezet a szukcesszió egyik útja. A náddal átszótt fűzlápok (Calamagrosti Salicetum cinereae) helyenként boreális reliktumfajokat (hamuvirág: Ligularia sibirica: Bátorliget, hazánkban csak itt; füles fűz: Salix aurita: Nyírbakta) rejtegetnek. Olykor 20

komplexet képeznek a festői nyírlápokkal (Salici pentandrae-Betuletum pubescentis, Bátorliget). E komplexben a molyhos nyír (Betula pubescens) alatt a lápi-mocsári növények (Thelypteris palustris, Calamagrostis canescens stb.) mellett ritka boreális jellegű reliktum-fajok tenyésznek (babér fűz: Salix pentandra, a szegélyező lápréten zergeboglár: Trollius europaeus - egyedülálló előfordulás az Alföldön és Angelica palustris: hazánkban csak a Nyírségben). A lápnövényzet - együtt a ligetekkel, ezüsthársas gyöngyvirágos tölgyesekkel - leggazdagabban és legszebben Bátorligeten (Apor-liget) maradt fenn. Ma az egész komplex természetvédelmi terület. A Nyírségben végzett pollenanalitikai vizsgálatok (Bátorliget, Kiskálló, Nyíregyháza-Újfehértó, Döge) szerint a mai lápok medrében általában a fenyő-nyír-fázis harmadik, negyedik szakaszában indult meg az elláposodás, a pleisztocén lápokkal a kontaktus tehát bizonnyal megvolt. A pollenspektrumok azonban vértő (Onosma arenarium v. tuberculatum), szikesedő rétjein a Cirsium brachy-cephalum, Aster tripolium ssp. pannonicus. Szubendemikus fajai a magyar kökörcsin (Pulsatilla hungarica, a Bodrogközben is) és a debreceni csormolya (Melampyrum nemorosum ssp. debreceniense; Ócsán is). Az ősi pleisztocén folyómedrek, holtágak biogén feltöltődésének állomásai a higrofil társulások. A hínártársulások közül legszebb és legelterj idtebb a tündérrózsa hínár (Nymphaeetum albo-luteae), amely rendesen a többi hínártársulással is komplexet alkot (pl. kállósemlyéni Mohos-tó). A szukcesszió következő lépcsőjét az egykor nagyobb kiterjedésű nádasok jelentik. Gyakoriak bennük a gyékény (Typha angustifolia, T. latifolia) és káka (Schoenoplectus lacistris) állományok. Jellemző fajok: Urtica kioviensis, Calamagrostis canescens stb.). Híres a kállósemjéni Mohos-tó ingólápja, amely egyik végén rögzített lebegő nádsziget, sok tőzegpáfránnyal (Thelypteris palustris). Természetvédelmi terület. A feltöltődés következő állomását a magassás társulások (pl. Caricetum acuti-formisripariae) alkotják. Szépek a Nyírség ősi zsombékosai (pl. Nyírhéltek, Bátorliget). Alkotójuk leggyakrabban a zsombéksás (Carex elata), kísérője a mocsári kocsord (Peucedanum palustre) és más mocsári elemek (Lythrum salicaria, Iris pseudacorus stb.). Egy boreális elterjedésű faj, a zsombékoló lápi nádtippan (Calamagrostis neglecta) alkotja a másik zsombék társulást (Calamagrostetum neglectae hungaricum) Halápon és Bátorligeten. Ebben a névadó fűféle mellett jellemző faj a villás sás (Carex pseudocyperus). Talajvíztől kissé magasabb fekvésű helyeken a zsombékost gyakran a rostostövű sás (Caricetum appropinquatae) alkotja jellemző lápréti elemekkel (Cirsium rivulare, Juncus atratus, Carex panicea stb.). Különösen a két első zsombékoshoz jellegzetes semlyék-társulások (Cqrici-Menyanthetum, Caricetum inflatae-vesicariae) csatlakoznak gyakran vidrafűvel (Menyanthes), ill. cirkumpoláris sásokkal. A zsombékosoktól a fűz és nyírlápon, valamint a tölgy-szil ligeten át a gyöngyvirágos tölgyeshez vezet a szukcesszió egyik útja. A náddal átszőtt fűzlápok (CalamagrostiSalicetum cinereae) helyenként boreális reliktumfajokat (hamuvirág (Ligularia sibirica) Bátorliget; füles fűz (Salix aurita) Nyírbakta) rejtegetnek. Olykor komplexet képeznek a festői nyírlápokkal (Salici pentandrae-Betuletum pubescentis). E komplexben a molyhos nyír (Betula pubescens) alatt a lápi-mocsári növények (Thelypteris palustris, Calamagrostis canescens stb.) mellett ritka boreális jellegű reliktum fajok tenyésznek (babér fűz: Salix pentandra, a szegélyező lápréten zergeboglár: Trollius europaeus, és az Angelica palustris). A lápnövényzet együtt a ligetekkel, ezüsthársas gyöngyvirágos tölgyesekkel leggazdagabban és legszebben Bátorligeten maradt fenn. Ma az egész komplex természetvédelmi terület.

21

A Nyírségben végzett pollenanalitikai vizsgálatok (Bátorliget, Kiskálló, Nyíregyháza, Újfehértó, Döge) szerint a mai lápok medrében általában a fenyó-nyír-fázis harmadik, negyedik szakaszában indult meg az elláposodás, a pleisztocén lápokkal a kontaktus tehát bizonnyal megvolt. A pollenspektrumok azonban egyöntetűen azt is mutatják, hogy a mogyorófázis száraz kontinentális klimájában a lápok időlegesen kiszáradhattak, és ez megingatja a maradványfajok egyhelyben való posztglaciális folytonosságát. A mogyorófázisbeli „menedékhelyek" (esetleg Ecsedi-láp, Szernye, de nem elképzelhetetlen a Nyírségben sem) kiderítése további kutatás feladata. Ősi, feltöltődött medrek mentén találjuk meg a Nyírségben szórványosan a kőris-szil ligeteket (Fraxino pannonicae-Ulmetum pannonicum). Legszebb állományaik ma Halápon, Bátorligeten és a Fényi-erdőben vannak. Fái (kocsányos tölgy, mezei szil, magyar kőris, hárs: Tilia cordata stb.), cserjéi (kutyafa, kányafa, veresgyűrű, tatárjuhar) alatt hegyvidéki, bükkös-gyertyános fajokban is igen gazdag aljnövényzet (Isopyrum thalictroides, Ranunculus cassubicus, Lathyrus vernus, Galium odoratum, Mercurialis perennis, Campanula trachelium, Lilium martagon, Listera ovata, Carex pilosa, Carex digitata stb.) virul. A lecsapolások utáni talajvízszint leszállása következtében sokfelé átalakultak szárazabb gyöngyvirágos tölgyessé (Convallario-Quercetum Nyíregyháza: Nagyerdő; Baktalórántháza, Fényi-erdő, Debrecen, Hadház, Téglás, Nagycsere, Haláperdei, Guthi-erdő, Bagaméri-erdő stb.). Az elterjedt gyöngyvirágos tölgyes uralkodó fája a kocsányos tölgy, mellette gyakori a mezei szil, mezei juhar és a rezgő nyár is. Jellemző lehet ezekre az erdőkre a vad cseresznye, lokálisan az ezüst hárs (debreceni Nagy-erdő, Bátorliget stb.) és hegyi szil, olykor a nyír (pl. Tornyospálca). Cserjeszintjükben a mogyoró, fagyal és a veresgyűrű som uralkodik. A gyöngyvirágos tölgyesek gyepszintjében a gyöngyvirág mellett salamonpecsétek, tüdőfüvek, kontyvirág stb. a leggyakoribbak (Convallaria majalis, Polygonatum multiflorum, P. latifolium, Brachypodium silvaticum, Arum maculatum, Bulbocodium vernum, Muscari botryoides, Astragalus glycyphyllus, Pulmonaria mollissima stb.). Gyertyános-tölgyes (Querco robori-Carpinetum) nagyobb kiterjedésben a Nyírségben csak a Baktalórántházierdőben fordul elő. A szukcesszió másik útja a zsombékosoktól és magassásrétektől a mohában gazdag láprétek és a mohaszegény mocsárrétek felé vezetett. Ezek eredetileg beerdősödtek (Fraxino-UlmetumConvallario-Quercetum), újabb állományaikat, melyek többnyire az erdőirtások helyén másodlagos kiterjedésűek, a kaszálás tartja fenn. Elterjedt mocsárrét a fehér tippanos (Agrostetum albae hungaricum). Értékes kaszáló a tarka virágokban gazdag (Ranunculus acris, Trifolium pratense, Lychnis floscuculi, Chrysanthemum leucanthemum stb.) réti csenkeszes (Festucetum pratensis hungaricum). A buckaközi lapályok legelterjedtebb lápi társulása a kékperjés láprét (Molinietum coeruleae). A kékperje mellett gyepjét sások, füvek (Carex fusca, C. panicea, Poa trivialis stb.) alkotják. Az egyhangú zöld gyepbe élénk színeket visznek jellemző fajai (Sanguisorba officinalis, Angelica palustris, Succisa pratensis, Cirsium rivulare, Dianthus superbus, Veratrum album stb.). Debrecen és Hajdúsámson között a montán növényfajokban gazdag rostostövú sás láprétjének (Caricetum appropinquatae-echinatae) foltjai is tenyésznek. Állományai azonban egyre inkább eltűnőben vannak. A homokbuckák nyílt erdői a homokkötés menetében szerepet játszó társullsok egymásutánjában alakultak ki. A primér vagy másodlagos futóhomokon az előőrs mohok, zuzmók (Syntrichia, Cladonia) után az egyéves homoki gyep jelenik meg (Brometum tectorum), melyben a fedélrozsnok és a csillagpázsit (Bromus tectorum, Cynodon dactylon) 22

uralkodnak, jellemzői - mint a Duna-Tisza közén is - a homoki keserűfű (Polygonum arenarium), seprőfű (Kochia arenaria), berzedt rozsnok (Bromus squarrosus) stb. Az évelő, nyílt homokpusztagyepet a Nyírség mésztelen, helyenként kovárványos - tehát jobb vízgazdálkodású - homokján, buckatetőin a hüvelyes csenkesz és ezüstperje mészszegény homokpuszta-társulása (Festuco-Corynephoretum tibiscense) képviseli. (Gyepképző fajok a Corynephorus canescens, Festuca vaginata, Potentilla arenaria stb., gyakori a Jasione montana, Rumex acetosella, Alyssum montanum ssp. gmelini, Anthemis ruthenica) Idővel a gyep mély, humuszos talajú homokpusztarétté zárul (Astragalo-Festucetum sulcatae tibiscense), amelyekből jó talaj miatt csak hírmondókat hagyott a szántóföldi kultúra. Gyepalkotó a pusztai csenkesz (Festuca sulcata) és lokálisan a déli élesmosófű (Chrysopogon gryllus). A zárt homokpusztarét jellemző fajai között sok szép tavaszi virágunkat (Pulsatilla hungarica, Veronica incana, Adonis vernalis, Cytisus ratisbonensis stb.) megtalálhatjuk. A sztyepfoltok beerdősülése során az első erdei társulások a pusztai tölgyesek (FestucoQuercetum roboris tibiscense). Képviselői ma is sokfelé (Debrecen, Haláp, Hajdúbagos, Szentannapuszta, Bátorliget, Fényi-erdő) megtalálhatók. Uralkodó fája a kocsányos tölgy, alárendelt szerepet játszanak a rezgő nyár, vadkörte (Pyrus pyraster), lokálisan az ezüst hárs és nyír. A cserjeszintben galagonya és fagyal uralkodik. Gyepszintjében a tömeges füzek és sások (Festuca sulcata és F. valesiaca, Poa angustifolia, Carex praecox) mellett jellemzőek a déli (Saxifraga bulbifera Lychnis coronaria, Allium sphaerocephalum) és a keleti (Peucedanum cervaria, Yerbascum phoeniceum, Iris aphylla ssp. hungarica, Scorzonera purpurea, Crepis praemorsa) elemek. Erdéllyel közös a bihari csormolya (Melampyrum bihariense). Buckatetőkön levő állományai a lecsapolások óta jelentősen leszállt talajvízszint miatt nehezen újulnak. Mind a homokpusztarétek, mind a pusztai tölgyesek degradációja kiterjedt homoki legelők kialakulásához (Potentillo-Festucetum pseudovinae) vezetett. Ebben a ma igen elterjedt társulásban, helyenként nagy gazdagságban, újra tért nyernek az erdós-sztyep elemek. Botanikailag híres a nyírbátori homoki legelő, ahol tavasszal 3 kökörcsinfaj is él egymás mellett (a bennszülött Pulsatilla hungarica mellett a Pulsatilla grandis és a keleti P. patens). Ugyanitt nyáron a szalmagyopár (Helichrysum arenarium) és a pontusi kígyószisz (Echium rubrum) teszilc színpompássá a képet. A pusztai és gyöngyvirágos tölgyes termőhelyek és homoki gyepek fásítására gyakran használtak akácot. Ezért az akácosok a Nyírségen igen elterjedtek, ma már szinte hozzátartoznak a táj képéhez. Nyírség legmélyebb részein - kis foltokban - kotus és meszes szódás (szoloncsák) szikes talajokon sótűrő, sókedvelő növénytársulások is élnek. Legelterjedtebb a sziki sásrét (Agrosti-Caricetum distantis) sok őszi rózsával, tófenekeken a bajuszpázsitos (Crypsidetum), tóparton ritkán magyar palka (Acorelletum) képez gyepet. Jellemző szikfok társulás a mézpázsitos (Puccinellia-Chenopodium botryoides assz.), a kiemelkedő padkákat pedig a cickafarkos és ürmös szikespuszta társulásai (Achilleo- és Artemisio-Festucetum) borítják. Talajok A domborzati viszonyok és a homok szemcsenagyság szerinti eloszlása, valamint a hidrológiai viszonyok jelentős mértékben hatottak a nyírségi talajképződésre. A Debrecen-Mátészalka közötti vízválasztótól D-re erősebben tagolt a homokterület. A buckák közötti laposok ÉK-ról DNy felé haladva kiszélesednek. A buckák homokja általában durvaszemű, míg a laposok alapkőzete inkább iszapos homok. A vízválasztótól 23

É-ra eső terület K-i felében a relatív magasságkülönbségek a D-ivel szemben valamivel kisebbek, a buckasorok egymáshoz közelebb esnek, és a közöttük húzódó laposok is keskenyebbek és nagy általánosságban É-D-i irányban húzódnak. Az É-i terület Ny-i felén a relatív magasságkülönbségek még kisebbek, és nagy általánosságban K-ról Ny felé lejtő síknak tekinthető. Természetesen ez csak nagy általánosságban van így, mert több helyen, pl. Kállósemjén-Nagykálló vonalától É-ra a buckák közel kerülnek egymáshoz és összefüggő homokhátat alkotnak. E két homokterület között a homokszemcse nagyság szerinti eloszlásában is mutatkozik különbség. Míg a Ny-i, síkabb terület homokja áltatában 0,1 mm vagy ez alatti, addig K-i felében a homok szemcsenagysága 0,1-0,2 mm. Ezek a különbségek a homok mélyebb rétegeiben elmosódnak, a finomabb homokok alatt a durvább szemcsenagyságú homok is megtalálható. Az É-i terület laposainak talajképző kőzete inkább iszapos homok, de az altalaja mindig durvább szemű éles homok. A Nyírségben a természeti tényezők hatásától függően nem mindenütt alakultak ki jellegzetes profillal rendelkező talajok. Általában a következő talajok előfordulásával számolhatunk. Futóhomokok Jellegtelen váztalajok, melyeken a talajképződés éppen a gyakori mozgás következtében nem indulhatott meg. Ahol pedig az emberi beavatkozás megkötötte még nem volt elég idő ahhoz, hogy a talajképződésnek valamilyen jellemvonásai fellelhetők lennének, legfeljebb a legfelső szántott réteg nagyon gyenge humuszosodása figyelhető meg. Kémiai tulajdonságukat tekintve - származásuknak megfelelően - gyengén savanyúak, pH értékük 6,6 körüli. A futóhomokok legnagyobb részben a Nyírség D-i részén fordulnak elő, de az É-i területen is számottevőek, főleg az erősebben buckás helyeken. Kovárványos barna erdőtalajok Szénsavas meszet nem tartalmazó homokon alakultak ki, melyek huzamosabb ideig állottak erdőborítás alatt. Szelvényükben a felhalmozódási szint nem egységes, hanem szalagokra bontott. Ezek a népies nyelven elnevezett kovárvány csíkok. A ritmikus kicsapódás hatására kialakult vasas szintek 15-20 cm-re követik egymást és vastagságuk 1-3 cm, de lehetnek vastagabb rétegek is. A csíkozottság a szelvényben általában 2-3 mig terjed. A csíkok fentről lefelé kb. a szelvény közepéig vastagodnak, majd a középtől ismét vékonyodnak. Kémhatásuk 6,5 körüli. Savanyúsági viszonyaik sem eredményeznek nagy hidrolitos savanyúságot. Feltalajuk általában kevés humuszt tartalmaz, ritkán haladja meg az 1-2%-ot. A Nyírség É-i részén nagy kiterjedésben találhatók (Nyírlugos), míg a D-i részen nem annyira jelentősek. Réti homoktalajok A homokvonulatok közötti laposokban, iszapos homokon alakultak ki. Humuszban (23%) és tápanyagokban elég gazdagok. Vastagságuk 30-80 cm között változik. Szénsavas mésztartalmuk a felszínen 3 - 7 %, míg az anyakőzetben 15 %-on felüli, de előfordulnak mésziszapszerű kiválások is a humuszréteg alatt. A felszínhez közel mész- és vaskonkréciók is gyakran találhatók, melyek sok helyen padokká állanak össze. E tekintetben a Nyírség É-i és D-i részének réti talajai jól elválaszthatók egymástól, mert az említett mészkőpados és gyepvasérces réti talajok csak a Dél-Nyírségben fordulnak elő. A Nyírség D-i részén a parabolabuckák szárnyai által bezárt laposok talajai is a réti talajokhoz tartoznak. Ezek azonban szénsavas meszet nem tartalmaznak és alapkőzetük 24

nem iszapos, hanem a dombokról lehordott durvaszemű homok. Jóval kevesebb szervesanyagot tartalmaznak, mint az előbbi típusos réti talajok. Színük is inkább szürkés, mint szürkésfekete. Réti csernozjomok A Nyírségnek a Rétköz felé eső részén, a réti talajoknál valamivel magasabb térszíni fekvésű, enyhén hullámos síkon képződtek. Talajképző kőzetük vízi eredetű iszapos finom homok. Kialakulásuk folyamán réti talajképződési szakaszon mentek át. Általánosságban ezek a talajok semleges kémhatásúak, ill. kevés szénsavas meszet tartalmaznak. Humusztartalmuk 2-3 % körüli, humuszréteg vastagságuk 40-70 cm között váltakozik. Előfordulnak még a réti talajok között lápos réti talajok és szoloncsákos szikes talajok. Ezeknek az elterjedése azonban jelentéktelen. Ugyanígy megtalálhatók egyes helyeken csernoajom jellegű homokok is. Ezek előfordulása sem jelentős. A Nyírségben egyik fontos megoldandó feladat a nagy kiterjedésű futóhomoknak a megkötése és megjavítása. Az eddigi eredmények - pl. a futóhomokon telepített gyümölcsösök és szőlők, majd szántóföldi művelés alá vett, és zöld- és istállótrágyázással, valamint műtrágyával kezelt homokok - azt mutatják, hogy e talajok meghódításának útja helyes, és nagy termések elérésére alkalmasak. A Nyírség laposabb területein, a lápos réti, réti és réti csernozjom talajokon a zöldségtermesztés eléggé elterjedt. Továbbfejlesztésére több helyen a vízrendezési kérdések megoldása szükséges. Meg kell említeni a táj öntözési lehetőségeit, melyek a termelésfejlesztés újabb útjait jelölik meg‖.

25

III.1.2. 641. szántóföldi kisparcellás műtrágyázási tartamkísérlet, Örbottyán (DunaTisza közi Hátság) Domborzat Marosi és Szilárd (1967, 1969), valamint Marosi és Somogyi (1990) azt írja ―a Hátság 7400 km2-nyi területe a kutatók túlnyomó többségének véleménye szerint a Duna (felsőpliocén) pleisztocén kori nagy hordalékkúpjának maradványa. Alaktani határa Ny-on a Dunamentisíkság ártéri felszíne, K-en a Tisza ártere, É-on a Gödöllői-dombság és a Tápió-Zagyva hordalékkúp-síksága; D felé éles határ nélkül érintkezik a Bácskai löszös hátsággal. A felszín felépítésében túlnyomórészt laza, vizet áteresztő eolikus üledékek vesznek részt, mert a Duna a hordalékkúpot legalábbis az utolsó interglaciális óta eróziós tevékenységével már nem alakította. Nagy foltokban félig kötött homokbuckák és még nagyobb kiterjedésű vékony homoktakarók váltakoznak homokos lösszel, löszös homokkal fedett táblaszerű térszínekkel. A közöttük hosszan elnyúló mélyfekvésű laposokban különböző vizet át nem eresztő üledékek (réti agyag, lápi agyag, réti mészkő, mésziszap, iszapos lösz) helyezkednek el. Durvább homokos kavics a felszínen csak a Pesti-síksági hordalékkúppal határos sávban fordul elő. A hordalékkúp hátság nagyobb részét folyami homok, homokos iszap és agyag építi fel, az eolikus üledékeket pedig átalakult, löszszerű kőzetek és futóhomokok képviselik. A szél az utolsó periglaciális és a holocén száraz periódusaiban a hordalékkúp laza anyagú felszínén a folyóvízi üledékeket jelentős vastagságban áttelepítette. A Hátság területén levő artézi kutak és olajfúrások adatainak tanúsága szerint a hordalékkúp anyaga Ny-ról K felé, ill. ÉNy-ról DK felé vályúszerűen egyre jobban kivastagszik, de finomabbá is válik. A felsőpannóniai üledékekre települt felsőpliocén és pleisztocén dunai hordalék Vecsés-Nagykőrös-Kecskemét-Kiskunfélegyháza-Szeged irányában tölcsérszerűen kitáguló és 400-800 m-nyire mélyülő depressziót tölt ki. A lerakott üledék függőlegesen (és vízszintesen) finomabb (vizet át nem eresztő iszap és agyag), valamint durvább (víztározó homok, alárendelten kavicsos homok) rétegcsoportok többszöri ismétlődéséból áll, úgy, hogy az egyes rétegcsoportok 3-4-szer ismétlődve alulról fölfelé finomodnak. A rétegcsoportok DDK felé általában vastagodnak, mégis alkalmasnak látszanak a többszáz m-es posztpannónia hordalékésszlet tagolására is. A nagykőrösi olajfúrások által 200-300 m mélységben harántolt rétegeket, kvarckavicsainak görgetettségi foka és kőzettani összetétele alapján a Pesti-síkság pleisztocén eleji hordalékkúp-teraszanyagával hozhatjuk párhuzamba. Fejlődéstörténet A Duna alföldi hordalékkúpjának fejlődéstörténetével és kialakulásmenetének magyarázásával is, mintegy száz esztendő óta, sok szakember foglalkozott. Az egyik vélemény az volt, hogy a Duna az egész pleisztocén folyamán a mai É-D-i irányú völgyében folyt, és csupán a felsőpliocénban folyhatott át DK-i irányban a mai Hátság területén. A másik vélemény megegyezik abban, hogy területünk a Duna (felsőpliocén) pleisztocén kori hordalékkúpja. Harmadik vélemény szerint a Duna-menti-síkság csupán jelenkori, tehát a Duna a Hátság területét az egész pleisztocén folyamán alakította. Az általánosabb vélemények és az újabb adatok szerint a Duna átfolyása a Hátság területén az utolsó glaciálisban már valószínűleg megszünt. Erre bizonyíték, hogy a Duna jelenlegi széles, hordalékkúp-szerűen épülő É-D-i irányú völgyében utolsó glaciális kori terasz mutatható ki. A Duna-Tisza közi Hátság fejlődéstörténetét őslénytani és teraszmorfológiai adatok alapján a Pesti-síkság felszínén levő idősebb hordalékkúpteraszokkal való összefüggésben lehet rekonstruálni. 26

A Duna Alföld peremi hordalékkúpjának fejlődésével az utóbbi években a kutatók részletesen foglalkoztak. E hatalmas hordalékkúp mező Csömör-CinkotaRákoskeresztúr-Vecsés-Inárcs vonalában, DK-i irányban húzódik át a mai Duna-Tisza közi Hátság területére. Hasonlóan DK-i futásirányúak a különböző Duna-teraszok is, tehát még a második ármentes, felsőpleisztocén eleji terasz is rányomult a Hátság felszínére. A legidősebb kavicshordalékkúp Vecsés-Inárcs tájékától egyre mélyebbre süllyed, és Nagykőrös-Kecskemét között 160-300 m mélyen már anyaga is mindinkább finomabbá, homokos aprókaviccsá válik. Ez a hordalékkúp kavicsot lerakó Duna a Pesti-síkságon a Gödöllői-dombság (Örbottyán) nagy részét is felépítő ún. keresztrétegzett homokot rombolta, és kialakította a dombság éles peremét. Ezt az eróziós folyamatot időben tartóssá tette a Vecsés-Kecs-kemét-Kiskunfélegyháza tengelyű süllyedés, amely a felsőpliocén-alsópleisztocén határán feléledt tektonikus mozgásfázis idejére rögzíthető. A Pesti-síkságról a Duna-Tisza közi Hátság felszínébe átmenő és a felszín alá süllyedő Duna-teraszok arra utalnak, hogy a Hátság területének jó része a pleisztocén utolsó interglaciálisáig a Duna hordalékfelhalmozó tevékenységének uralma alatt volt. Az utolsó interglaciálisban a Duna, az eddigi adatok szerint, már jelenlegi É-D-i irányú völgyében tevékenykedett. Az utolsó glaciálisban a szárazon maradt hordalékkúp felszínen futóhomokmozgás és löszképződés vált jellegzetessé. Az uralkodó ÉNy-i szél a Hátság felszíni homokanyagából ÉNy-DK-i irányú hosszanti mélyedéseket fújt ki, hasonló irányú hosszanti garmadabuckákat halmozott fel, a szélbarázdák között pedig hosszanti homokgerincek maradtak vissza. Máshol nagy kiterjedésű buckacsoportok alakultak ki, melyek kiterjedt lapos medencéket gátolnak el. Felszínalaktan A Duna-Tisza közi Hátságon ma felszínen levő üledékek egy bizonyos mélységig nem közvetlenül a Duna folyami lerakódásai, hanem nagyobb részben futóhomok, kisebb részben homokos lösszerű üledékek. A futóhomokot a szél a Duna hordalékkúp anyagából halmozta át a würm periglaciális klímafázisaiban és a jelenkorban. Ezeknek az üledékeknek a vastagsága meghaladhatja a 20-40 m-t is, hiszen a Duna jelenlegi völgyében az ugyanilyen korú folyami üledékek vastagsága is eléri a 20-60 m-t. Ennek értelmében és az üledékek elemző vizsgálata alapján a Duna-Tisza közén DK-nek tartó merev vonalú keskeny mélyedéseket nem tarthatják régebbi Duna ágaknak, mint azt korábban többen gondolták. A Duna folyami üledékei jóval mélyebben feksze-nek. Továbbá ezek a DK-i irányú völgyek olyan keskenyek (20-200 m), hogy nem képzelhetők el Duna-ágaknak, s a bennük található homok jelentős része futóhomok. A futóhomokra mésziszap, ill. réti agyag, réti mészkő települ. Ebból is látszik, hogy lassan folyó, időnként stagnáló vizek alakították ki, melyek a Duna-Tisza köze vízválasztójáról DK-nek, a Tisza, ill. ÉNy-nak, a Duna felé tartottak. Képződésük már a pleisztocénban megindult, mert helyenként a felső-pleisztocén mélyedések lösszel is betemetődtek. A löszleplek követik a hajdani térszín hullámosságát. KecskemétLajosmizse környékén pedig az ilyen lösszel kitöltött mélyedésekben szikes tavak sorakoznak egymással párhuzamosan. Az újabb természetföldrajzi vizsgálatok alapján (fúrásadatok, szelvények, továbbá az üledékek elemző tanulmányozása) megállapítható volt, hogy a pleisztocénban, ill. a pannon után lerakódott üledékek vastagsága lényegesen nagyobb mértékű, mint azt korábban feltételezték. Budapest környékén a pleisztocén rétegsor 10-20 m, Kecskemét-Kiskunfélegyháza között 250-300 m, tovább DK felé 400-500 m vastag. 27

A Duna-Tisza közi Hátság több kisebb, egymástól eltérő jellegű geomorfológiai körzetre tagolódik, bár köztük éles határt vonni nagyon nehéz. A hordalékkúp É-i részén, a Pesti-síkság D-i teraszos vidékétől egészen a Tisza mentéig ÉNy-DK-i csapással széles sávban vonul a Vecsés-Pilis-Cegléd környéki homoklepel. Felszíne gyakran félig kötött homokformákkal, hosszanti vízlevezető laposokkal és elgátolt mélyedésekkel tagolt. É-i határa a Gödöllő-Monori-dombság D-i lábánál húzódó mélyedés, ill. a ceglédi Gerje tágas, vizenyős laposa. D felé éles határ nélkül megy it a Kecskemét környéki homokos lösztakaróba. Nagykőrös-Törtel vonalától K-re a lepelhomok egységes felszínét a Kőrös-ér menti és a Kocsér környéki nagy kiterjedésű szikes laposok mozaikszerűen szaggatják meg. Pesterzsébet és Inárcs között, majd a Cegléd-Csemópusztai homokbuckás vidékek területén a legváltozatosabb a felszín. Itt nyers homok van a felszínen, máshol kötött homok, ill. a mély fekvésű laposokban réti agyag és szikes talajok fordulnak elő. A Cegléd-Abonyi-síkság a Gerje-patak laposától É-ra, a Gödöllő-Monori-dombság DK-i elvégződésétól a Perje-patak vízgyűjtője mentén a Tiszáig húzódik mint a Duna-Tisza közi Hátság peremi kiskörzete. A Tápió-Zagyva lapályától egy hosszú, keskeny, ÉNyDK-i vonulású parti dünesor különíti el. A mélyfekvésű, csaknem asztal simaságú felszínt termékeny csernozjom, réti csernozjom és foltokban vizenyős réti talajok borítják. Abony környékén a régi elhagyott morotvák kusza hálózata és csernozjommal fedett parti dünék jellegzetesek. Az izolált morotva és holtág szakaszokat a ZagyvaTápió hajdani folyása maradványainak tartják. A felszín alatti folyóvízi képződményekről is kimutatták, hogy a Zagyva vízgyüjtő területéről származnak. A Kecskemét környéki homokos lösztakaró tulajdonképpen Lajosmizse-NagykőrösKecskemét-Kiskunfélegyháza határaiban ÉNy-DK-i irányú ékszerű sávban fut ki a Tisza árteréig. A felszíne nem egyenletesen sík, mert gyakoriak az apró, időnként tavakkal kitöltött mélyedések és tágas, szikes laposok, különösen Kiskunfélegyházától KDK-re (Fehér-tó, Kónyaszék, Szentpéteri-tó stb.). Lajosmizse-KecskemétKiskunfélegyháza között pedig az ÉNy-DK-i csapású fosszilis hosszanti homokbuckákat 1,5-2 m vastag löszköpeny borította be. Az ezek közötti lapos, ovális alakú kis medencékben szikes tavak egész láncolata sorakozik ma is (Csirke-tó stb). Kialakulásukat eltérő módon értelmezik: deflációs mélyedések, széllyukak, löszkarsztos jelenségnek, kriokarszt eredetűek. A tágas, szikes laposok iszapos lösze és mésziszapja vizet záró, míg a valamivel magasabban fekvő lösz, homokos lösz és löszös homoktakaró vizet áteresztő. Ezek alatt általában 1,5-3,0 m mélyen futóhomok telepszik. A homokos, iszapos lösztakarótól D-re, KiskunmajsaJászszentlászló és Szeged között ÉNy-DK-i irányban a Majsa-Dorozsmai kiterjedt homokhát húzódik. Egyhangúságát a szabályosan ÉNy-DK-i csapású, a Tisza völgyéig kifutó hosszanti, enyhe mélyedések mésziszapos és szikes laposai teszik kissé változatossá. A lepelhomok helyenként a réti mészköves, mésziszapos alapzatú, mélyebb fekvésú felszíneket beborítja. A réti mészkő karbonáttartalma talajvizekben csapódott ki. Az altalaj magas karbonáttartalma kitünő termőhelyet biztosít az értékes őszibarack kerteknek SzatymazDorozsma határában. Ezt a kultúrát ki lehetne terjeszteni az egész dél-kiskunsági lepelhomok vidékre, mivel az altalaj és a klimatikus viszonyok erre sokfelé kedvezőek. A belterjesebb mezőgazdálkodás érdekében a hosszanti, részben szikes-vizenyős laposok további lecsapolása is szükséges lenne.

28

A Duna-Tisza közi Hátság Ny-i nagyobb részén az egymással közel párhuzamos elrendeződésű homokbucka-csoportok és a közöttük elhelyezkedő elgátolt nagyobb mélyedések, laposok jellemzőek. Ez tulajdonképpen a Kiskunság-Bácskai homokbuckás vidék. Ny-i pereme a Dunamenti-síksággal érintkezik. Attól csak szakaszonkint különül el éles határral, mert pereme csipkézett, és a magasabb helyzetű buckás felszínekbe alacsony fekvésű laposok öblösödnek be. A legnyugatibb buckás vonulat a Duna árteréhez kapcsolódó -ártéri talapzaton ülő- parti dünecsoportok halmaza. A legészakibb parti dünesorozat Alsónémedi-Sári között egy keskeny földnyelv, amely leválasztja a Dunamenti-síkságról az Ócsa-Sári közötti lápi és réti agyagos, vizenyős turjánokat. Ettól D-re ugyancsak ártéri talapzaton alakult ki az a Felsőpeszér-pusztai, közel 15 km hosszú, ÉÉNy-DDK-i csapású parti dünesziget, amely a Gyón-Tatárszentgyörgy közötti hasonló csapásirányú, hatalmas, zsák formájú, vizenyős lapost rekeszti el az ártértól. A legkiterjedtebb és legváltozatosabb félig kötött homokformákat Szabadszállás-Fülöpszállás-Soltszentimre K-i határában követhetjük a Dunaártér és a Kolon-tó-Nádas-rét több mint 20 km hosszú mélyedései között. A soltszentimrei Bikatorok (126 m) nyáras-borókás homokbuckái helyenként még ma is mozgásban vannak. A homokvidék nagyobb része szőlőtelepítésre, ill. erdősítésre vár. A legdélibb ártéri alapzatú parti düne-csoport Kiskőrös és Kecel között vonul, elkülönítve és helyenként betakarva a Csukás-tó tőzeggel, kotuval bélelt laposát. Bár a parti dünecsoportok általában É-D-i vonulatban helyezkednek el, az egyes buckasorok és a közöttük húzódó szélbarázdák az ÉNy-DK-i irányú uralkodó széliránynak megfelelően rendeződtek el. A parti dünesorozaton belül, az elgátolt nagy laposoktól K-re következik a második homokbucka vonulat Gyón-Tatárszentgyörgy-Kerekegyháza határában; K felé a Cegléd környéki lepelhomok-, ill. a Kecskemét környéki homokos lösztakaróval szomszédos, D felé az ágasegyházi-izsáki buckacsoporthoz kapcsolódik. Ez a helyenként kietlen, csak foltokban erdőfedte, nyáras-borókás ligetekkel félig megkötött buckacsoport K felé az ágasegyházi-orgoványi Nagyrét ÉP-Ny-DDK-i csapású elgátolt lapos medencéjére bukik le hirtelen. Az izsák-orgoványi szikes-mésziszapos lapostól D-re a bócsai Tolvajos-erdő hatalmas buckacsoportja következik, majd a Soltvadkert-Kiskunhalas-Kecel közötti három nagyobb buckacsoporttal zárul a kiskunsági futóhomokbuckák második É-D-i irányú vonulata. A harmadik vagy belső vonulatot a kerekegyházi-ágasegyházi-orgoványi-bócsaitázlári laposoktól K-re ugyancsak É-D-i irányban, de egyre szélesebb mezőben követhetjük a Helvécia, Jakabszállás és a bugaci Nagyerdő egymástól eléggé messze eső buckacsoportjaiban. Ezeket széles laposok és lepelhomokok választják el egymástól. Ez a vonulat a Duna-Tisza köze két legnagyobb területű és legösszefüggőbb homokbuckacsoportjával zárul: a Tázlár-Bodoglár környéki és a Kiskunhalas-Harkapuszta vonalában elgátolt medencétól D-re levő Zsana-Pusztamérges környéki kettős patkó alakú hatalmas buckacsoporttal. Mindkettő területén nagyon sok ÉNy-DK-i irányban húzódó buckasor és hasonló csapású széles, vizenyős lapos figyelhető meg. Mindezek a buckavidékek részben erdősítésre, továbbá terepegyengetéssel egybekötött gyümölcs és szőlőtelepítésre várnak. A második, de különösen a harmadik Duna-Tisza közi homokbucka vonulat D-i része mezőgazdaságilag az országnak kevésbé hasznosított területei közé tartozik. Mivel az éghajlata gyümölcstermelésre előnyös, kívánatos lenne a terület belterjesebb kihasználása. Ez a munka az utóbbi években helyenként nagyarányú gyümölcs és főleg szőlőtelepítéssel meg is indult.

29

Éghajlat A táj jelentős É-D-i kiterjedése visszatükröződik az éghajlati elemek átlagaiban, elsősorban a hőmérsékletben, és azt eredményezi, hogy a terület négy éghajlati körzetbe sorolható (D-en meleg, mérsékelten száraz, forró nyarral, középütt meleg, száraz, mérsékelten forró nyarú, továbbá meleg, száraz, forró nyarú, É-on pedig meleg, mérsékelten száraz, mérsékelten forró nyarú). Felhőzetének évi átlaga 55 % körül változik, Ny-i fele borultabb mint a K-i. Ez egész éven át jellemzi. Napfényben gazdag. A táj D-i fele országunk napsütésben legkedvezőbb területeihez tartozik, itt a napsütés évi összege meghaladja a 2100 órát, É-i felén is csak valamivel marad a napfénytartam évi összege a 2000 óra alatt. Főként a nyári hónapok bőséges napfényellátottsága szembetűnő, míg télen a viszonylag gyakori ködképződés miatt nincsen előnyösebb helyzetben Alföldünk egyéb tájaival szemben. Hőmérsékletében jól visszatükröződik a táj jelentékeny É-D-i kiterjedése. Január középhőmérséklete É-on -2 C 0 alá süllyed, míg D-i részén -1,5 C 0 körül változik. Gyakoriak a kemény fagyok, s Kecskeméten két ízben is mértek -30 C 0 alatti hőmérsékletet (-32,2 C 0 1942. január 24-én, s ugyancsak -32,2 C 0 1929. február 11én). A téli napok átlagos száma D-en 25-30, É-i részén 30- 35 között változik. A tavasz a táj D-i, DK-i részén korán köszönt be, itt a hőmérséklet napi közepe már április 5-10 között 10° fölé emelkedik, É-on április 10-15 között halad át e küszöbértéken. Az utolsó tavaszi fagy április 10-15 között lép fel átlagosan, azonban a rossz hővezető homoktalaj fölött még májusi éjszakákon is a talajmenti 0-50 cm-es légrétegben erős fagy alakulhat ki. Kecskeméti megfigyelések szerint pl. minden ötödik évben számíthatunk májusi fagyra, s ebben a hónapban ismételten előfordult már - 3 C 0 -os fagy is a talaj fölött 2 m magasságban. DK-i részén júliusban a középhőmérséklet 22 C 0 fölé emelkedik, és ez a rész országunk legforróbb nyarú területeihez tartozik. É-on a nyári hőség valamivel mérsékeltebb, július középhőmérséklete ezen a területen 21,5 C 0 körüli. A nyári meleg DK felé történő fokozódása visszatükrözódik abban is, hogy a nyári napok száma a Kiskunfélegyházától D-re eső területen 85 fölé emelkedik, ami a hazánkban előforduló maximális érték közelébe esik. Ugyanakkor É-i részén számuk 75-85 között változik. A hőségnapok száma hasonló térbeli eloszlásban 20-30. Ősszel a hőmérséklet napi középértéke É-i részén október 15-20, D-en október 20-25 között süllyed 10 C 0 alá, és a gyorsan lehülő homoktalaj miatt az első őszi fagy É-on és középső részén már október 15-20 között beköszönt, ám D-i részén csupán október 25-31 között van az első fagy átlagos időpontja. Éghajlatának egyik legjellegzetesebb vonása a levegő alacsony páratartalma. A homoktalaj s a jelentős területet elfoglaló kopár felületek párologtatása ugyanis alacsony. A levegő kiszáradása nagymértékű. Nyáron és ősszel az aránylag magas hőmérsékletnek megfelelő párabefogadó képesség itt elégül ki legszűkösebben országunk területén, a relatív nedvesség értékei itt a legalacsonyabbak. Az uralkodó szel ÉNy-i. A szél átlagos sebessége a táj É-i felén kisebb, mivel ezen a részen az Északiközéphegység már bizonyos szélvédelmet nyújt. A gyorsan kiszáradó homoktalaj miatt főként tavasszal gyakoriak a homokverések, melyek nagy károkat okozhatnak a mezőgazdasági kultúrákban. A csapadék évi összege 550 mm, Ny-i fele valamivel több csapadékot kap, míg K-en 550 mm alatt marad az évi összeg. Legcsapadékosabb hónap a június (55-70 mm), legszárazabb a 30

január (25-30 mm). Novemberben másodmaximum jelentkezik a csapadék évi járásában. Ez a szubmediterrán jelleghez hasonló évi csapadékjárás a táj középső részén annyira jellegzetes, hogy az évek 35 %-ában kimutatható, és gyakoribb mint a kontinentális évi menet. Tele hóban viszonylag gazdag; a hótakarós napok átlaga 35-40 között változik; gyakori a tartós hótakaró (Kecskeméten 83 nap a hóval borítottság maximális tartama), amiben nagy szerepe van annak, hogy a gyorsan lehúló homoktalajon már korán fekve marad a hó. A hótakaró átlagos vastagsága Alföldünk többi tájaihoz képest nagyobb. Vízellátottsága a gyorsan kiszáradó talaj, a kevés csapadék és a forró nyár miatt nagyon kedvezőtlen. Az évi átlagos vízhiány 150 mm-re tehető, sőt DK-i szegélyén, Kiskunfélegyháza térségében eléri a 175 mm-t. A vízhiány csak DNy-i részén, a Bácskai löszös hátsággal határos peremén enyhébb; itt évi átlagban 100-125 mm között változik. Vízrajz Kiemelt helyzete, éghajlati viszonyai és felépítése következtében a Hátság felszíni vizekben szegény. Fejlődéstörténeti okok miatt felszíne DK-nek lejt. Ezért a Duna és a Tisza közötti vízválasztó a Hátság Ny-i pereméhez közel fut. Emiatt valamennyi helyi vízfolyás a Tisza felé igyekszik. Kivétel az Ócsa-Kecel-Jakabszállás közötti hajdan lefolyástalan terület, amit ma belvízcsatornák a Duna felé csapolnak le. A nagy vastagságú, laza negyedkori üledékekből épült térszínen állandó vízű források nincsenek. A táj vízmérlegét alakító tényezők közül a csapadékszélső értékei 500-600 mm között mozognak. Az evapotranspiráció átlagos értéke is 500-550 mm között van (csaknem maradéktalanul fel is emésztené ezt a csapadékmennyiséget, ha a párolgás maximumának időszakában hullana). A fajlagos lefolyás így a táj nagy részén 1 1 sec.-1 km2-1 alatt marad, sőt Cegléd-Kecskemét-Kiskunfélegyháza vonalától ÉK-re 0,5 1 sec.-1 km2-1 alá csökken. Így a lefolyási tényező is igen alacsony, 3-5 % közötti. Az időszakos vízfolyások völgyei széles, lapos mélyedésekként tagolják a hullámos felszínt. A reliefenergia gyenge. A legtöbb lapos völgyelés fenekén mesterséges (ásott) meder gyűjti össze a lefolyó vizeket, és vezeti ún. főgyújtő csatorná kon át a Tiszába. Ezáltal e vizek levonulási útvonala és ideje jelentékenyen megrövidült, és nem akadályozzák az elöntésüktól mentesített terület mezőgazdasági megművelését. A Duna-Tisza közi Hátság időszakos vizei mészben és nátriumsókban nagyon gazdagok. Ennek oka a hasonló sókban bővelkedő dunai hordalékanyagból felépült térszín. A buckák, homokgerincek közötti laposokban visszamaradó pangó vizek bepárlódása miatt nagy mennyiségben marad vissza a feldúsult meszes és szódás iszap. Ezért kiterjedt mésziszapos laposok és vak szikek jelzik a vízállásos helyeket és kísérik az időszakos vízmedreket. A Hátság vízmedrei tekintélyesebb víztömegeket általában csak a tavaszi hóolvadáskor vezetnek. Ennek oka nem az olvadó hó különben is általában szerény (6-7 cm vastag) mennyisége, hanem az őszi-téli csapadéktól időnként magasra emelkedő talajvízállás. Emiatt a tavasz elején rövid időre megnövekszik a lefolyási tényező helyi értéke, és mind az olvadó hóból, mind az ez időszaki esőkből jóval tekintélyesebb hányad kerül lefolyásra, mint az ismertetett vízháztartási viszonyok mellett különben várható. Felszíni vízfolyások A felszíni vízfolyásokat a Gerje-Perje főcsatorna, a Kőrös-ér, a Dongér főcsatorna, az Algyői főcsatorna, a Paphalmi főcsatorna és a Kőröséri főcsatorna alkotja. A Gerje-Perje főcsatorna a hajdani vízfolyás medrében ásott gyűjtőcsatorna. Két fő ága közül a Perje az É-i. Régebbi térképeken Krakó-csatornának is nevezték. Tószeg alatt egyesül a Gerjével. 31

A Gerje fő ága Pilis alatt a Cserhát legdélkeletibb nyúlványaiból ered. A Perje felvétele után Tiszavárkony felett éri el a Tiszát. A két főcsatorna 477 km hosszú csatornahálózat vizeinek is közös levezetője. A Kőrös-ér, Nagykőröstől ÉNy-ra több ágból ered. Régi feljegyzések szerint állandó vizét az ottani homoki erdők kiirtása után, a XVIII. sz. elején vesztette el. Ma egy 223 km-es összhoszszúságú belvízi csatornahálózat fő levezetője. A Tiszát Vezsenynél éri el. Maximálisan 8 m3 sec.-1 vízszállításra van méretezve. A Dongér főcsatorna a Kecskemét-Kiskunhalas-Kiskunfélegyháza közötti terület vizeit több főgyűjtőcsatorna szedi össze. A nevezetesebbek É-ról D felé haladva: Alpár-Nyár-lőrinci csatorna, Csukás-ér, Gátér, Félegyházi-vízfolyás. Ezeket a Kiskunhalastól É-nak tartó Dongérrel egyesülő Fehértó-Sóstó-főcsatorna gyűjti össze. A Dongér a Fehértó-Sóstófőcsatorna torkolatától 14 km-re, Baksnál éri el a Tiszát. Mivel vízgyűjtőjének a DK-i peremén folyik, mellékcsatornái ÉNy-ról érkeznek. Zömmel az 1940-1942. évi szokatlanul nedves évek bel- és vadvízáradásainak levezetésére épültek. A belvízi csatornahálózat együttes hoszsza 538 km. A szomszédos belvízi öblözetek összekötő csatornákon át árapasztó szerepet töltenek be. Ugyanilyen célt szolgál az Alpári Holt Tisza az Alpár-Nyárlórinci-öblözet, továbbá a Fehér-tó-Sóstó, meg a pálmonostori Péteritó vizenyős semlyékje a Csukás-ér-Gátér- Félegyházi-vízfolyás számára. Az Algyői főcsatorna a Kiskunmajsa-Dorozsma közötti terület belvizeit vezeti le a szegedi Fehér-tóba és azon keresztül a Tiszába. Vízgyűjtője több öblözetből tevődik össze, melyeknek belvizeit egy-egy gyűjtőcsatorna szedi össze. Az Algyói-főcsatorna a DorozsmaMajsai- (42,6 km) és a Domaszéki-főcsatorna (33, 7 km) egyesüléséből keletkezik. Eredetét az előbbitől számítják. Az egyesüléstől m4-g 17 km-t tesz meg a Fehér-tavon it a Tiszáig. A tó felett vizvezető képessége S m3 sec.-1, alatta 17 m3 sec.-1. Az egyes öblözetek csatornái tiltók és zsilipek útján kapcsolódnak egymáshoz. Összhosszúságuk 444 km. Áradások alkalmával a csatornák vízvezető képességét meghaladó víztömegeket az egyes semlyékekben tárolják. Legnagyobb tározó a Fehér-tó. A Paphalmi főcsatorna a Szegedtől Ny-ra elterülő terület vizeinek levezetője a Gyálaréti Holt-Tiszához. A Madarásztói és a Széksóstói főcsatorna egyesüléséből ered. Utóbbit tekintik forráságának. A mellékcsatorna hálózat hossza 278 km. A Kőröséri főcsatorna a Kiskunhalastól D-re fekvő terület vizeit vezeti le. Jugoszláviában, Adorjánnál éri el a Tiszát. Magyar területen 189 km csatornahálózat kapcsolódik hozzá, ahol 1,5 m3 sec.-1, torkolatánál 25 m3 sec.-1 vizet képes levezetni. Állóvizek A helyi domborzat következménye, hogy a Duna-Tisza közi Hátságon nedves években számtalan - jobbára lefolyástalan - kis állóvíz tükre csillog. Különösen régebben volt jellemző ez a kép. A homokbuckák és gerincek közti mélyedéseket, az ún. semlyékeket nedves években azonban közvetlenül nem a csapadék, mint inkább a felemelkedő talajvíz tölti meg. Mivel e tavakat felszíni hozzáfolyás nem táplálja, egy szárazabb évszak vagy néhány száraz év elegendő a kiszáradásukhoz. Eltűnésüket elősegítette a társadalmi beavatkozás is, mely a belvízlevezető csatornák sok száz km-es hálózatával elsősorban az időszakos tavakat igyekezett vízmentesíteni. Kivételek azok az állóvizek, melyeket gyakorlati okokból, tárolásra, haltenyésztésre vagy egyéb vízhasználati módok elősegítésére mesterségesen látnak el vízzel. A Hátság területén 46 db 5 ha-nál nagyobb felületű állóvíz van. Közülük 42 természetes, nagyrészt deflációval keletkezett semlyék. A mesterséges tavak - számszerint 4 - víztárolók és egyben halastavak.

32

Felszín alatti vizek A Magyar Állami Földtani Intézet síkvidéki földtani felvételezései és kútkataszterei nyomán meglehetősen aprólékosan ismert a talajvíztükör elhelyezkedése, noha az azt irányító folyamatok minden részlete még nem egészen világos. A táj É-i peremén a löszfedte GödöllőCeglédi-dombság nyúlványaiban 5 - 6 m az átlagos talajvízmélység. Ettól D-re egy 3 m feletti talajvízállású öblözet következik, amely Pilistól kezdve tölcsérszerűen szélesedik ki a Tiszavölgy irányába. ÉNy-DK-i csapásiránya világosan mutatja a szerkezeti tényezőkkel való összefüggését. Majd Ócsa-Nagykőrös-Kiskunfélegyháza háromszögében ismét egy mélyebb, 36 m közötti talajvízállású zóna következik az előbbi szerkezeti irányt követve. Ettól D-re a Hátság Ny-i peremén, Kerekegyháza és Kiskunhalas között találunk csak 3 m-nél mélyebb átlagos talaj-vízállású foltokat, míg attól K-re a terület túlnyomó részén 3 m felett van a talajvíz. Az átlagos talajvízállás azonban a nedves és száraz évektól függően jelentősen változik. Ez a mezőgazdaságot súlyosan érintő problémákat vet fel. A talajvíz tavaszi emelkedése és őszvégi süllyedése jellemző. Csapadékdús években a talajvíz megközelítheti és elérheti a felszínt, ami a mélygyökerű fás növényzet elhalását okozza. Különösen alacsony talajvízállás a gazdasági növények teljes pusztulásával jár. Leggyakoribbak a vadvízkatasztrófák É-on az ÖrkényTiszakécske, délebbre pedig az Ágasegyháza-Kiskunfélegyháza-Kiskunhalas közötti területen. A felszínre törő talajvíz a buckasorok közötti vápákban áramlik a lejtésiránynak megfelelően ÉNy-ról DK felé, tehát a Hátság DK-i részét árasztja el a leghuzamosabban. Azért itt a legsűrűbb a levezetésére létesített csatornahálózat. A Hátság domborzati és vízháztartási viszonyaiból következik, hogy a talajvíz mennyisége csekély. Kivétel az Ágasegyháza-Jakabszállás-Bugac közötti öblözet, ahol egy pleisztocén végi Duna-meder viszonylag durvább töltelékanyaga bőségesen tartalmaz talajvizeket. Ettól D-re, Jászszentlászló-Szank-Kiskunmajsa-Pusztamérges-Ásotthalom környékén viszont a sekély mélységű ásott kutak vízoszlopmagassága alig 1 m. A fenti öblözet kivételével mennyiségileg jelentősebb értékek még Örkény-Cegléd-Kecskemét között találhatók. Kecskemét környékén 8-15 m mély kutakból tapasztalati eljárással 150-200 1 p-1 vízhozamokat is kitermelnek. Itt tehát bizonyos, meghatározott keretek között alkalom nyílik kutakból történő öntözésre is. Ilyen jellegű talajvízfelhasználásnak ott a víz minősége sem áll útjában, ami a Hátság egészét tekintve ritka kivétel. Átlagban 900 mg 1-1 a sótartalom, az összes keménység pedig eléri a 30 n. k. f-ot is. A szulfáttartalom kb. 50 %-ban 60 mg l-1 alatti, 50 %-ban 60-300 mg 1-1 közötti. A nátrium értéke helyenként jóval meghaladja a kalcium és magnézium együttes összegét, tehát a szikes jelleg erősen kiütközik. Uralkodó a kalcium hidrogénkarbonátos, de kiterjedt felszíneken a nátrium hidrogénkarbonátos talajvíz is. Általában a csekélyebb vízkészletű területeket a magasabb sókoncentráció jellemzi. Az évi talajvízforgalomra vonatkozóan a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet számításai állanak rendelkezésre. Ezek szerint 54 000 m3 km3-1 az évenként átlagosan a talajvízállás középvonala fölé emelkedő vízmennyiség. Ez megfelel 1,7 1 sec.-1 km2-1 folyamatos vízsugárnak. E mennyiség tartós kitermelése természetesen megbontja az ez idő szerinti egyensúlyi állapotot és hatásai jelenleg még kellően nem vizsgáltak. Rétegvizek Általában rétegvizekből sokkal kedvezőbb a táj vízellátása, mint talajvízből. A felszín alatt nagyobb mélységben jó vízvezető és víztároló, durva homokos és kavicsos rétegek húzódnak, melyek vizét megfelelő kivitelű fúráshálózattal hasznosítani lehet. Vízzel legjobban ellátottak a Hátság ÉNy-i részei és az innen DK-nek kifutó hajdani 33

Duna-medrek sávjai. Közülük a legszélesebb és a legjelentősebb a víztartalék a Vecsés-Cegléd-Kecskemét-Lakitelek-Kiskun-félegyháza irányában húzódó vápában. A terület kb. 2500 nyilvántartott artézi kút alapján öt vízföldtani egységre osztható. A felszíni kb. 15-20 m-es réteg alatt, amelyben a sókoncentráció a párolgás miatt magas, általában tűrhető sókoncentrációval jellemezhető rétegek következnek. Az öntözésre is hasznosítható víztartó réteg alsó határa egybeesik a pleisztocén szárazföldi folyami rétegek alsó határával. Mélyebben, a beltengeri-tavi üledékben ismét nagy a sókoncentráció. A kémiailag kedvező összetételű rétegvizet tartalmazó üledékek a Hátság Ny-i, ÉNy-i peremén kb. 20-100 m, Cegléd-Fülöpszállás-Kiskunhalas vonalától DK-re 20-150 m, Lakitelek-Jakabszállás-Kiskunmajsa vonalától DK-re pedig 20-250 m közötthelyezkednek el. A Duna-Tisza közi Hátság rétegvizeinek keménysége általában 10-15 n.k.f. között van. A vastartalom területenként és kutanként változik. Kb. 50 %-ban eléri a 0,5 mg/1-t. Általában a jó vízvezető, durva homokos, kavicsos mederlerakódások fokozott vastartalmúak. A természetes vízviszonyok szinte maradéktalanul átalakultak a társadalmi-gazdasági szükségszerűség következtében. A lefolyási viszonyok megjavításával lényeges változás következett be a vízmérleg átalakulásában. A csatornahálózat kiépítésével megnőtt a helyi párolgással szemben a lefolyó hányad. A vízmérleg további módosulását eredményezte a szükséges talajvédelmi munkák és öntözési feladatok megvalósítása. A Hátság területén az OVF adatai szerint kb. 70 000 ha-t sújt a laza homokfelszínen a defláció (homokverés). E terület erdővel, kertészeti és gyümölcskultúrákkal, valamint más homokkedvelő, mélygyökerű növényzettel való megkötése a felszín természetes vízgazdálkodásának további megváltozását eredményezheti. A terület kiemelt helyzete és felszíni vizekben való csekély ellátottsága következtében nehezen öntözhető. Ennek ellenére 1964-ben már közel 30 000 ha állt öntözés alatt. Természetesen megnehezíti az öntözést egyebek mellett a laza homokfelszín is, amely a szokásosnál jóval nagyobb öntözési normákat tesz szükségessé. A Hátság belsejében az öntözővíz beszerzésének egyedüli gazdaságos módja kutakból lehetséges. Erre azonban a talajvízviszonyok általában nem, a rétegvízviszonyok pedig csak helyenként nyújtanak lehetőséget. A jól elhatárolt, durva homok és kavics kitöltésű hajdani medrekben tárolt víztömegből oly tekintélyes mennyiség nyerhető, ami számításba jöhet öntözés céljára is. Az öntözésnek azonban újabb akadálya, hogy e területen az átlagosnál gyorsabban nő a mélységgel a hőmérséklet. A kedvező összetételű jelentősebb víztartó rétegek viszont még a táj ÉNy-i részén is 140-170, 200-230 és 290-300 m között helyezkednek el a felszín alatt. Az adott 10/15-17 m-es geotermikus gradiens mellett kútöntözésre így csak a felső vízadó szintek jöhetnek számításba (pl. a Nagykőrösi Konzervgyár Ceglédi úti telepén a 156-171 m között megcsapolt víztartó réteg 2400 1 p-1 hozamú kutat táplál. Hőfok: l70). A távlati tervekben összesen mintegy 360 000 ha öntözhető terület szerepel, melynek vízellátását előzőleg meg kell oldani. Az ismertetett vízellátási körülmények számos további gyakorlati kérdést vetnek fel a lakosság ivóvízellátása, az iparivíz beszerzése, a városok csatornázása és a szennyvízlevezetés szemszögéból is, melyek megoldásán az illetékes vízügyi szervek szakemberei az Országos Vízgazdálkodási Keretterv kidolgozásával fáradoznak. Növényvilág A táj nagyjából egybeesik az Alföld flóravidék (Eupannonicum) Duna-Tisza közi flórajárásával (Praematricum s. str.). Túlnyomórészt szántókkal, kertgazdgságokkal, virágban gazdag rétekkel, legelőkkel tarkított homoki kultúrtáj, melynek nagyobb buckarendszerei még őrzik az ősi növényzet: a pusztai erdők és hcmok-pusztai gyepek jellegzetes erdős-sztyep maradványait. D-i részéhez a Bácskai löszös hátság csatlakozik, 34

amelynek homokterületein a növényzet a Duna-Tisza közihez hasonló.A higro- és mezofil növénytársulásokban az európai flóraelemcsoport képviselői uralkodnak. A xeroterm nyílt erdőknek, pusztai gyepeknek kontinentális (Adonis vernalis, Astragalus austriacus, Euphorbia sequeriana, Peucedonum arenarium, Alyssum tortuosum, Helichrysum arenarium, Gypsophila paniculata, Carex humilis, Secale silvestre stb.), pontusi (Astragalus asper, A. varius, Syrenia cana, Achillea kitaibeliana, Tragopogon floccosus stb.) és pontusi-mediterrán elemek (Ranunculus illyricus,Eryngiumcampestre, Erysimum diffusum stb.) adnak K-i, DK-i színezetet. A D-i szubmediterrán elemek képviselői (Alkanna tinctoria, Fumana pro-cumbens, Anthericum liliago) is jelen vannak. Sajátos színt jelentenek a Közép-hegységből a jégkorok után leereszkedett növények, a Thlaspi jankae, Centaurea sadleriana, Dianthus serotinus, D. pontederae stb. A flórajárás bennszülött fajai a Dianthus diutinus, a Festuca stricta var. hungarica; a Kis-alfölddel közös a Colchicum arenarium. Ritka reliktum páfrány Kiskunhalas tölgyesében a nemrég felfedezett Botrychium virginianum var. hungaricum. Az alföldi jégkorszak végi klíma- és vegetáció változásokra nevezetes bizonyítékok a kiskunfélegyházi cirbolyafenyő és vörösfenyő maradványok. A Rákos-patak talpának pollendiagramjában a nagy tömegú Pinus pollen a fenyő-nyír fázist bizonyítja. Ugyanitt a nagymértékű bükkfázisbeli tőzegképzódés a lápnövényzet jelentős felvirágzására utal. A vegetációtörténet egyébként nagy vonalakban megegyező az Alföld többi pleisztocén térszínének növénytakaró változásaival. Ennek eredményeképpen alakult ki a lápokkal, mocsarakkal, sztyepfoltokkal tarkított tölgyerdővidék, a táj utolsó természetadta képe. Ebből erdőirtások, legeltetés, lecsapolások és egyéb emberi tényezők alakították ki a mai kultúrtájat. E tényezők a homok és a növényzet harcában gyakran az előbbit segítették, s másodlagosan homokpuszták jöttek létre, melyeken az eredeti homokpusztai flóra kiterjeszkedett. A homokkötés menetében jól elénk tárul a növénytársulások egymásutánja. A szabad, meszes homokon elsőnek virágtalan növények: zuzmók (Cladonia furcata, C. magyarica, C. foliacea, Parmelia conspersa var. pulvinaris) és mohák (Synrichia ruralis, Tortella inclinata) jelennek meg, amelyeket aztán az egyéves homoki gyep (Brometum tectorum secaletosum) követ. Ebben egyéves növények (Bromus tectorum, B. squarrosus, Secale silvestre, Tragus racemosus, királydinnye: Tribulus terrestris ssp. orientalis; Corispermum fajok stb.) uralkodnak. Mind a mohák, zuzmók, mind az egyéves homoki gyep már fékezik a homok mozgását, megindítják a biológiai mállást. Ennek során tápanyagaik gazdagítják a talajt, amely így már alkalmas lesz igényesebb növényzet megtelepedésére. Hamarosan meg is jelenik az évelő füvekből álló homokpusztagyep (Festucetum vaginatae danubiale). Ebben a gyepképző szubendemikus magyar csenkesz (Festuca vaginata) és a kontinentális deres fényperje (Koeleria glauca) mellett a déli-kontinentális csikófark (Ephedra distachya), a kontinentális kék szamár-kenyér (Echinops ruthenicus), pontusi (Astragalus varius, Tragopogon floccosus), bennszülött (Sedum hillebrandi, Dianthus diutinus) és szubendemikus fajok (Gypsophila arenaria) jellemzőek. Május vége felé a legszebb a homokpusztagyep. Ekkor hajladozó árvalányhajat (Stipa pennata) lenget a szél, virágzanak a homoki cickafark (Achillea kitaibeliana) kör alakú párnái, és a Nap felé tárja sárga virágait a szélnek kitett, meleg lejtőkön a naprózsa (Fumana procumbens). Ekkor kezd virágzani a szürkezöld, földreterült hajtású, kékvirágú báránypirosító (Alkanna tinctoria) is. Tavasz végén, ill. nyár elején nyílik a fehér szegfű (Dianthus serotinus), ősszel pedig a homoki kikerics (Colchicum arenarium). E társulás típusa buckatetőkön és -lejtőkön fordul elő, ahol 2,5 m-nél mélyebben van a talajvízszint. Homoki kákás (Holoschoenus romanus), serevényfüzes (Salix ros-marinifolia) változata már mélyebben fekvő, nedvesebb (talajvíz 1,5-2,5 m) termőhelyet jelez. 35

A buckatetőkön, helyenként a kilúgozás folytán (egykori erdő) a mésztartalom csökkent (pl. Pusztavacs, Nagykőrös); itt lép fel a mészkerülő homokpusztagyep (FestucoCorynephoretum danubiale). Ebben is él Festuca vaginata, de uralkodó az atlanti ezüstperje (Corynephorus canescens), a kontinentális homoki seprőfű (Kochia laniflora). Jellemző a kékcsillag (Jasione montana) és a juhsóska (,R, umex acetosella) fellépése. A homokpusztagyep még nem alkot zárt növénytakarót, de életműködése és évelő füvei föld feletti és földbeli részeinek elhalása eredményeként az igényes, zárt homokpusztarét (Astragalo-Festucetum sulcatae danubiale) megjelenése után viszonylag rövidesen humuszban, tápanyagokban gazdag mezőségi talaj alakul ki. A színes virágokban (Festuca sulcata, Stipa pennata, S. capillata, Chrysopogon gryllus, Astragalus exscapus, A. asper, Iris humilis ssp. arenaria stb.) gazdag homokpusztarét jellegzetes sztyepmozaikként illeszkedik a homok változatos vegetációjába. Gyepjeivel ritkán találkozunk, mert vagy beerdősült, vagy feltörték, vagy homoki legelővé (Potentillo-Festucetum pseudovinae) degradálódott. A beerdősülés kezdeti szakaszán a boróka (Juniperus communis), a fehérnyár (Populus alba), ill. a galagonya (Crateagus monogyna) stb. játszanak szerepet, majd a kocsányos tölgy (Quercus robur) megjelenésével kialakul a buckalejtőkön, ritkán a tetőkön is a pusztai tölgyes (Festuco-Quercetum roboris danubiale). Lombkoronaszintjében ritkán (Csévharaszt, Nagykőrös) a molyhos tölgy (Quercus pubescens) is fellép, a cserjeszintben mint mezofil lomberdei fajok a fagyal (Ligustrum vulgare), mogyoró (Corylus avellana), veresgyúrú som (Cornus sanguinea), kecskerágó (Euonymus europaea) jelentkezik. Gyepszintben a kontinentális Festuca sulcata, a Poa pratensis ssp. angustifolia, P. nemoralis, Polygonatum odoratum stb. jelentősek. Degradációja részben borókások, részben az elterjedt törpe nyárfaerdők (Populus alba-, P. canescens) kialakulásához vezet. A mélyebb, talajvízhez közelebbi (-2 m) térszineken a szukcesszió fide homokpusztagyep (Festucetum vaginatae danubiale salicetosum rosmarinifoliae), mocsár és láprétek közbeiktatásával a zárt, árnyas gyöngyvirágos tölgyesekig (Convallario-Quercetum roboris danubiale) jut el. Az uralkodó kocsányos tölgy mellett rezgőnyár (Populus tremula), mezei szil (Ulmus minor), helyenként nyír (Betula pendula) látható. Dús cserjeszintjében mogyoró, kutyafa (Frangula alnus) stb. jellemzőek. Árnyék- (Polygonatum latijolium, Convallaria majalis, Brachypodium silvaticum, Stachys silvatica, Salvia glutinosa) és fénykedvelő fajok (Lithospermum purpureo-coeruleum, Doronicum hungaricum) a gyepszint jellemzői. A gyertyános tölgyest (Querco robori-Carpinetum hungaricum) csak maradványfoltok (Pusztavacs, Csévharaszt) képviselik. A terület legmélyebb térszínein a nedves rétek szukcessziója tölgy-kőris-szil liget (Fraxino pannonicae-Ulmetum hungaricum) kialakulásához vezet. A lombkoronaszintben rezgőnyár (Populus tremula), a gyepszintben posványsás (Carex acutiformis) stb. utalnak a víz jelenlétére. E társulás kevésszámú állományai (Pusztavacs, Csévharaszt) a talajvízszint süllyedése miatt a gyöngyvirágos tölgyesek felé mutatnak átmenetet. A társadalmi beavatkozás a növénytársulások egymásutánját erősen befolyásolja. Az erdőirtásokon újra indul a szukcesszió, a legeltetés lerontja az eredeti gyepeket, az erdőket, és kialakítja a homoki legelőket. A kaszálás állandósítja a réteket. A talajvíz szintjének süllyedése (Átok-csatorna) kiterjeszti a buckatetők edafikus sztyepfoltjait, és gátolja a pusztai tölgyesek felújulását. A homokpusztai növényzet legszebb maradványai Bugacon, Bodogláron, Bócsán, Jánoshalma megyehatáron, Csévharaszton, Kunbaracson, Tatárszentgyörgyön és Dabason díszlenek.

36

Ahol a talajvíz még közel van a felszínhez, elsősorban a buckaközi lapályokban, zsombékosok (Caricetum elatae, a semlyékekben Thelypteris palustris), sásrétek (Caricetum acutiformisripariae), virágban gazdag (Yeratrum album, Orchis laxiflora ssp. palustris, O. incarnata, Iris sibirica stb.) láprétek (Molinietum coeruleae, ritkán Schoenetum nigricantis pannonicum) és nagy kiterjedésű kaszálók (Festucetum pratensis hungaricum) találhatók. Az időszakosan túlzottan átnedvesedő buckaközi laposok, mélyedések szódában gazdag szoloncsák talaján sókedvelő és sótűrő növényzet él. Legelterjedtebb a sziki sásrét (Agrosti-Caricetum distantis), tömeges őszi díszük a sziki őszirózsa (Aster tripolium ssp. pannonicus). Májusban a szikfokon (Lepidio-Puccinellietum limosae) a pozsgás zsázsa (Lepidium cartilagineum) messzire fehérlik, vaksziken (Lepidio-Camphorosmetum annuae) a bárányparéj (Camphorosma annua) elfekvő szára vöröslik. A Duna-Tisza közi Hátság É-i felében a Gödöllő-Ceglédi-dombság lealacsonyodó részét (Monor-Pánd-Albertirsa-Ceglédbercel környéke) Mende-Monor vonalától D-re már az Alföldhöz, ill. a Praematricum flórajárásába vonjuk. Ez a tájrész mind geomorfológiailag, mind növényföldrajzilag a Mezőföldhöz hasonló jellegű. Ezt indokolja, hogy a terület a Kiskunság és Tápióvidék tipikus alföldi homoktájai közé ékelve, jellegzetesen alföldi klímájú, és az Alföld legszárazabb, legszélsőségesebb központi részének határára esik. Talajai mezőségibe átmenő talajok. A tájrész lösz-sztyeprétje a mezőföldi lösz-sztyeprétekkel egyező összetételű (jellemző és gyakori pontusi fajai közül a következőket említhetjük: Ajuga laxmannü, Cytisus austriacus, Euphorbia pannonica, Taraxacum serotinum, Silene longiflora, Viola ambigua). Általánosan elterjedt a löszpusztai törpemandulás cserjés (Amygdaletum nanae). Zonális erdeje a tatárjuharos lösztölgyes, amely itt is jellegzetes összetételben alakult ki. Az előbbi háttal szemben (ahol a talajvíz 20 m-nél is nagyobb mélységben van), továbbá a Tiszáig a talajvíz közeli szikesedő löszös területek (éppúgy mint Kecskeméttől és Kiskunfélegyházától K-re is) növényföldrajzilag eltérő jellegűek (az egykori löszpusztákon itt is nőtt a Salvia nutans, a szolonyec típusú szikesek növényzete közeledik a tiszántúliakéhoz). Talajok A Hátság uralkodó talajképzó kőzete a Duna hordalékanyagából kifújt és átrendezódött homok, helyenként a pleisztocén kori löszös üledék. A domborzati formák és a talajvízviszonyok a talajok kialakulása szempontjából meghatározóak. A Hátságon az alábbi főbb talajtípusok alakultak ki. Futóhomok váztalajok Eléggé nagy területet foglalnak el a Hátság felszínéből azok a homokbuckák, amelyek még most is érintetlen, ősi természetes formájukban maradtak meg. Felszínükön folyamatos talajképződés nem indulhatott meg. Még ma is könnyen mozgó, egészen laza, jellegtelen homoktalajok. Színük világossárga vagy szürkéssárga. Szénsavas meszet igen, szervesanyagot azonban egyáltalán nem vagy egészen elenyészően keveset tartalmaznak. Meg kell különböztetni a homokbuckás területektől azokat a futóhomokokat, amelyek alacsonyabb fekvésű sík területen helyezkednek el, és mezőgazdasági művelés alatt állanak. A növénytermesztés szempontjából ezeknek a laza homok-lepleknek a hasznosítása egyrészt a felszínhez közel elhelyezkedő talajvizek következtében, másrészt a homok kétrétegűsége miatt kedvezőbb. Az utóbbiak az ún. lepelhomokos területek, melyek úgy keletkeztek, hogy a valamikori humuszos, réti talaj felszínt a futóhomok különböző vastagságban beborította. Az eltemetett humuszos és több finom alkotórészt tartalmazó rétegek kedvező vízgazdálkodási tulajdonságai a lepelhomokokat mezőgazdasági művelésre alkalmasabbá tették. 37

Barnaföldek Kisebb foltokban találhatók a Hátság É-i részén. Nagy részük már mezőgazdasági művelés alatt áll, így a felső kilúgozási szintjük több-kevesebb szervesanyagot tartalmaz. Rozsdabarna felhalmozódási szintjük alatt szénsavas meszet tartalmazó sárga homok helyezkedik el. Csernozjom jellegű homokok Általában 1,5-2 % szervesanyagot tartalmazó humuszos homoktalajok. Humuszrétegvastagságuk változó, 30-70 cm körüli. Leginkább ott képződtek, ahol a homokba finomabb alkotórészek is bekeveredtek. Szénsavas meszet a humuszréteg is tartalmaz. Mészlepedékes csernozjomok Kecskemét-Kiskunfélegyháza vidékének löszös és Nagykőrös, valamint Kiskőrös, Soltvadkert környékének homokos-löszös üledékein képződtek. Humuszréteg vastagságuk változó, humusztartalmuk 2-2,5 %. Szénsavas mésszel telítettek. Vízgazdálkodásuk igen jó. A vizet jól vezetik és igen jó víztartó képességűek. A Hátság legjobb termékenységű talajainak tekinthetők. Réti talajok A homokbuckák közötti laposok iszapos-homokos anyakőzetén alakultak ki, időszakos felszíni vagy felszín közeli talajvizek és dús növényzet hatása alatt. Humuszos szintjük általában 30-50 cm vastag feketésszürke-szürkésfekete iszapos vályog, mely csak kevés szénsavas meszet tartalmaz. Az alatta következő 20-30 cm-es réteg már világosabb színű, kevesebb szervesanyaggal és a szénsavas mész feldúsul. Ez a réteg szürke, szürkésfehér mésziszapos homokba megy it, amit több helyen réti mészkő helyettesít. Lápos réti talajok Olyan laposokban, amelyeket állandóan felszíni vizekborítottak, a lápi növényzet került túlsúlyba, és a részben elbomlott vagy el nem bomlott szervesanyag felhalmozódása következtében kotus, tőzeges talajok keletkeztek. A lecsapolás után a felszíni vizek eltüntek és a talajvíz is lejjebb szállt. Ennek következtében ezeken a területeken erősebb réti talajképződés indult meg. A homokhátak közötti laposokban a réti és lápos réti talajok mellett gyakoriak kisebb-nagyobb foltokban a különböző rétegben káros nátriumsókat tartalmazó szoloncsákok és szoloncsák-szolonyecek, továbbá a szolonyeces réti talajok, ahol a káros nátriumsók a felszín közeli rétegekben helyezkedtek el. A löszös üledékeken kialakult mészlepedékes csernozjom területek laposaiban szoloncsákos-szolonyec talajok képződtek, ahol a legfelső talajrétegben is számottevő mennyiségű oldható só fordul elő, amellett kifejezett tömör „B‖ szintjük van. A Duna-Tisza közi homoktalajok termékenységének növelése többféleképpen is lehetséges. A Hátság nagy kincse sajátos vízrendszere, mely helyenként szinte korlátlan mennyiségű és aránylag könnyen hozzáférhető vizet tud adni a mezőgazdaságnak. A csőkutas öntözés kiterjesztése nagymértékben elősegítheti a rossz termékenységű homoktalajok jobb kihasználását. A homokok termékenysége növelésének másik módja az aljtrágyázás, melynek segítségével a mélyebb rétegekben jobb körülményeket teremthetünk a növényi gyökerek 38

számára. A Duna-Tisza közi Hátság talajtípusainak megoszlása korántsem olyan kedvezőtlen, ahogy az a köztudatban szerepel. A tápanyagban gazdag csernozjom és erdőtalaj féleségek együttesen u.i. több mint 52 %-kal szerepelnek a táj összterjedelmében. A kiterjedt futóhomokos területnek a tápanyag csekélysége mellett a kis víztartó képesség és a vízellátás hiányossága a fő hibája. A terület domborzati jellege, környezetéhez viszonyítva kiemelt helyzete miatt a kívülről történő öntözóvíz bevezetés költséges. Így elsősorban a helyenként rendelkezésre álló talaj- és még inkább az egykori Duna-medrekben tárolt rétegvizekre kell támaszkodni az öntözésnél, amit a csőkutas öntözőmódszerek gazdaságossága fényesen igazol. A vízbeszerzési nehézségek indokolják, hogy a táj szikeseinek természetes úton, felületi átmosással való javítása nehezen vihető keresztül, így egyéb módszerekkel kell azt elősegíteni. Annál kedvezőbb a helyzet a buckasorok közötti mélyedések réti talajainak a termelésbe állításakor, amihez a lecsapolás fokozása, bár a szikesedés előidézésének veszélye mellett könnyen elvezet‖.

39

III.1.3. A17. szántóföldi kisparcellás OMTK műtrágyázási tartamkísérlet, Nagyhörcsök (Mezőföld) Domborzat Marosi és Szilárd (1967, 1969), valamint Marosi és Somogyi (1990) alapján ―a Mezőföld az Alföld legnyugatibb középtája. Már átmenet a Dunántúli-dombság felé. ÉNy-on Érdtól Balatonfűzfőig a Dunántúli-középhegység nagytájával határos, tovább a Balaton K-i partvidéke övezi, majd Siófoktól Szekszárdig a Sió választja el Külső Somogytól és a Tolnai-dombságtól, K felé pedig 50-60 m magas meredek peremmel szakad le a Dunamenti-síkságra. Területe kereken 4400 km2. Felépítésében felsőpannóniai homokosagyagos beltavi és felsőpliocén homokos-kavicsos folyóvízi rétegeken kívül főleg pleisztocén folyóvízi, hullóporos, lejtőlemosásos és szoliflukciós képződmények, kisebb felületeken pedig holocén szélfújta és ártéri üledékek vesznek részt. A fedő negyedkori üledékes takaró alól a harmadkor végi kőzetek csak kisebb foltokban bukkannak a felszínre. Nagyobb felszíni kiterjedésben a Balatontól ÉK-re fordulnak elő. Utóbbi területen néhány kicsiny paleozóos sasbérc is megjelenik (Polgárdi környéki rögök). Ezekből építőanyagot bányásznak. Ugyancsak építkezési célokra használhatók fel a Mezőföld különböző részein feltárt és még feltárható kavicsos-homokos üledékek, az agyag és löszféleségek pedig a téglagyártás alapanyagai. A Sárrét területén réti mészkő és helyi vonatkozásban még ma is jelentős mennyiségű tőzegkészlet áll rendelkezésre. Fejlődéstörténet A pannóniai beltó a középsőpliocénban fokozatosan visszahúzódott a Mezőföld területéről. Az egykori partingadozások emlékei azok a pannóniai üledékek közé települt sötét mocsári rétegek, amelyek főként a Balatonakarattya környéki feltárásokban tanulmányozhatók. A pannóniai tengerfenék kiemelkedése nem volt egyenletes. A terület É-i része magasabbra emelkedett és a Mezőföld fő vonásaiban ÉNy-ról DK felé enyhén lejtő, kezdetben alig feldarabolt táblává alakult. Ennek a felszínnek a formálásában a pliocén végén a felületi lepusztulás játszotta a legnagyobb szerepet. A felületi és kisebb részben vonalas erózió a Mezőföld északabbi részeit tekintélyes mértékben letarolta és nagy mennyiségű anyag hordódott D, DK felé, a süllyedő Alföld irányába. A pliocén végén pleisztocén elején alakult ki az a nagyméretű, hosszanti, DNy-ÉK-i csapásirányú süllyedék, amely Dél-Zalától a Felső-Kapos mentén az Alföldre is áthúzódott. A süllyedék Dél-Mezőföldre eső részletének űledékeit tárták fel a medinai, kajdacsi, alsótengelici mélyfúrások. A 100 m vastagságot meghaladó folyóvízi üledéksor arról tanúskodik, hogy a pleisztocén elején ebbe a süllyedékbe szállították hordalékukat a Dunántúli-középhegység, főleg a Móri-árok felől lefutó vízfolyások. A pliocén végi felszínfejlődést felváltó pleisztocén eleji folyóvízi eróziós tevékenység szerkezeti vonalakhoz igazodott. Ugyanis a mezőföldi táblát jelentős szerkezeti mozgások érték; ÉÉNy-DDK-i és erre merőleges irányú törésvonalak mentén feldarabolódott. Az egyes tábladarabok különböző mértékben kiemelkedtek, mások lesüllyedtek. A felszíni kép azonban még nagymértékben különbözött a maitól. A fő felszínformáló tényező a pleisztocén humidusabb időszakaiban a folyóvízi erózió maradt; a mai eróziós pályák-azonban még nem alakultak ki. A DK-i irányba tartó nagyobb vízfolyások szertekalandozó ágaikkal a süllyedő területeken hordalékkúpokat építettek, a kisebb mellékvizek völgyeiben azonban főleg a glaciálisok nyári félévében az areális erózió dolgozott, a lejtőket pedig a szoliflukció formálta. A legnagyobb kiterjedésű hordalékkúpot az Ős-Sár-víz építette, amelynek tengelye 40

Székesfehérvár, Aba, Sárkeresztúr, Németkér vonalában húzódott a Duna-Tisza köze irányába. A mezőföldi kutatások számos pleisztocén eleji folyóvölgy- és hordalékkúp rendszer felismeréséhez vezettek. Már a pleisztocén első felében is a folyóvízi tevékenységgel párhuzamosan, főleg a Mezőföld DK-i területein került sor jégkorszaki löszképződésre. A lösz és a homok ma is párhuzamos, pásztás elrendeződésű. Ennek oka, hogy a szerkezeti irányokhoz kapcsolódó folyóvizek pályáin a homokos hordalékkúp-feszínen később a szél munkája nyomán futóhomok, a köztes, folyóvíztől kevésbé háborgatott felszíneken, a szél lebegtetett hordalékának lerakódási helyén pedig löszös üledék keletkezett. Főként az uralkodó széliránnyal függ össze, hogy a legvastagabb a löszös rétegsor a középtáj K-i, DK-i részén. Hazánk legidősebb löszképződményei a Duna mentéről, a mezőföldi peremről ismeretesek. Az újpleisztocénban azután már a Mezőföld tekintélyes részén a löszképződés vált uralkodóvá és a korábbi folyóvízi üledékeket is jórészt különböző vastagságú lösztakaró fedte be. A pleisztocénban periglaciális folyamatok hatására a lösztakaró tekintélyes része a lejtőkön áthalmozódott a mélyebb szintek irányába; a lejtőlemosásos és szoliflukciós folyamatok nagy mennyiségű és kiterjedt lejtőüledékek, főként rétegzett lösz kialakulását eredményezték. A lösszel és különféle lejtőüledékkel el nem fedett dél-mezőföldi hordalékkúp maradványok és az újpleisztocén folyóvízi teraszok finomabb, homokos anyaga volt az alapja a pleisztocén végi és főként óholocén boreális időszaki futóhomok-képződésnek. Az újpleisztocén elején végbement tekintélyes mértékű szerkezeti mozgások hatására fő vonásaiban már kialakult a Mezőföld maihoz hasonló arculata. Ekkor vált el éles, magas peremmel a terület a Dunamenti-síkságtól, ez idő tájt emelkedtek ki a ma is tájképformáló rögsorok, tábladarabok és hátak, és velük egyidőben alakultak ki mai helyükön a Duna nagyobb mezőföldi mellékvölgyei: a Benta, a Szentlászló-víz, a Váli-víz, a Sárvíz és a Sió völgye, továbbá mai alakjukat nyerték el a jelentősebb süllyedékterületek, főként a Dunántúli-középhegység előterében. A deráziós völgyek kialakulásának is ez a fő időszaka. A holocén kori felszínváltozásokat főként a nagyobb völgyek alluviális völgy-síkjainak kialakulása, futóhomokformák képződése, továbbá a löszmélyutak, kisebb destrukciós löszformák, vízmosások, aszóvölgyek, dellék kialakulása, valamint a lejtők helyenként erős letarolása jellemzi. A Mezőföld domborzata korántsem egységes. Egyéni morfológiai sajátságai alapján több geomorfológiai alkörzetre és kiskörzetre tagolódik. A legváltozatosabb É-Mezőföld morfológiai arculata. Ez az egész Mezőföld legmagasabbra kiemelt (230-250 m a t.sz.f.) és aprólékosan feldarabolt területe, ahol a reliefenergia km2-enként számos esetben a 100 m-t is meghaladja. Felszínének nagyobb része féloldalasan és aszimmetrikusan kiemelt, vetődésekkel, szubszekvens völgyelésekkel és medencékkel felszabdalt, lösztakarta eróziósderáziós halomvidék. DK felé lejtősödő felszínét ÉNy-DK-i irányú újpleisztocén szerkezeti vonalak mentén kialakult, széles völgytalpú, jelentős (50-80 m) mélységű eróziós-teraszos völgyek szelik keresztül. A legváltozatosabb a Szentlászló-víz és a Benta-patak völgye közti terület. Ennek É-i részét vetődésekkel tagolt, DK felé kibillent, pleisztocén kavicstakarós pannóniai rögdarabok (Pusztazámor-Sóskút környéki rögök), eróziósderáziós tanúhegyek, reszekvens vízfolyások völgyelései és kisebb süllyedékek (Tárnoki-völgy-medence) jellemzik. Az eróziós tanúhegyektól DK felé a lösztakaró fokozatosan kivastagodik, és az eróziós halomvidék a Duna mentén gyengén hullámos felszínű löszplatóban végzódik el. Ez a löszplató és a féloldalasan kibillent, átmosott lössszel takart Érd-Battai pannóniai tábla szerkezeti vonal mentén 70-80 m magas, alámosott meredek peremmel szakad le a Duna völgyére. A keskeny löszplatót a Szentlászló-víz, ill. a Benta-patak völgye felé hosszú, enyhe löszlejtő szegélyezi. A 41

lejtőkön napjainkban is hatékony a talajpusztulás. A Szentlászló és a Váli-víz völgye által közrefogott területet elsősorban a nagymértékű felületi letarolódás és a mikrotektonikus feldaraboltság jellemzi. Az újpleisztocénban felújult vetődésekkel felszabdalt, denudált pannóniai felszínt kisebb-nagyobb süllyedékek tagolják. A süllyedékek között helyenként energikus vetősíkok mentén keskeny, sasbércszerű pannóniai rögdarabok (alcsúti Réz-hegy 217,7 m, Szalánka-hegy 236,9 m) emelkednek ki. Felszínüket felsőpliocén-alsópleisztocén édesvízi mészkő fedi. A jól tagolt eróziósderáziós halomvidék DK felé fokozatosan elkeskenyedő löszplatóban folytatódik, és az adonyi alluviális síkság felé a Duna által alámosott meredek peremmel végződik el. Éghajlat A Mezőföld éghajlata is átmeneti az Alföld, a Dunántúli-középhegység és a Dunán-túli dombság között. Ez az átmeneti jelleg abban jut kifejezésre, hogy területén két nagy éghajlati körzet, a meleg és mérsékelten meleg találkozik. K-i része meleg, mérsékelten száraz, mérsékelten forró nyarú, míg Ny-i területein a mérsékelten meleg, mérsékelten száraz, enyhe telű körzet sajátosságai érvényesülnek. A felhőzet évi átlaga 50-56 % között váltakozik, sőt DK-i részén 50 % alá süllyed. A borultság területi eloszlásában tehát a felhőzet mennyiségének ÉNy-DK-i irányú csökkenése mutatható ki, és ez főként a nyári félévben jellegzetes, amikor az uralkodó ÉNy-i légáramlás miatt a Dunántúliközéphegység által keltett léghullámok leszálló ágának felhőoszlató hatása élesen kirajzolódik. A csekély borultság miatt a napsütés bőséges, az évi összeg 2000 óra fölé emelkedik. Ennek ellenére a téli hónapok napfényben viszonylag szegényebbek, ami elsősorban a Séd és a Sárvíz völgyében kialakuló gyakori sugárzási ködök rovására írható. Tele mérsékelten hideg, sőt Ny-i peremén viszonylag enyhe; januári középhőmérséklete 1,5 és -2 C0 között váltakozik, a téli hideg Ny-ról K felé haladva fokozódik. A téli napok száma 25-30, és térbeli eloszlásuk hasonló jellegű, mint a téli hőmérsékleté; számuk K felé növekszik. Tavasszal a hőmérsékleti görbe emelkedő ága április 10-15 között halad át a 10 C0-os napi középértéken, és az utolsó tavaszi fagy is ebben az időközben jelentkezik. A nyári meleg Ny-ról K felé fokozódik, és tekintve, hogy télen a hőmérséklet Ny-ról K felé csökken, a hőmérsékleti kontinentalitás jellegzetes K felé történő növekedését tapasztalhatjuk, ami a középtáj átmeneti helyzetéből következik. Júliusi közép hőmérséklete 21-21,5 C0 közé esik; átlagosan 70-80 nyári nap és 15-25 hőségnap bekövetkezésére számíthatunk a nyári hónapok során. A nyári és hőségnapok száma a hőmérsékletnek megfelelve Ny-ról K felé növekszik. Ősszel a hőmérséklet napi közepe október 20-25 között süllyed 10 C0 alá, az első őszi fagy átlagosan október 25-31 között jelentkezik. Uralkodó szele az ÉNy-i, mely a Bakony és Vértes közötti csatornában felerősödve nagy erővel lép ki a Mezőföld területére. A Balatonnal határos Ny-i peremén a tó által keltett tavi szárazföldi cirkuláció is kialakul a nyári évszak derült anticiklonális szakaszaiban; ilyenkor nappal a tó felől fúvó nyugatias, éjszaka a víz felé tartó keleties szelek dominálnak a part közeli néhány km szélességú sávban. A Mezőföld hazánk határozottan száraz középtájai sorába tartozik, a csapadék évi összege DK-en helyenként az 500 mm-t sem éri el, ÉNy-i peremén és D-i, DNy-i határán, a Külső-Somoggyal és a Tolnai-dombsággal határos részeken azonban már megközelíti a 600 mm-t. A csapadékeloszlásban kirajzolódik a Vértes-Velencei-hegység 42

esőárnyéka, ami főként nyáron érvényesül, amikor csapadékot hozó időjárási helyzeteink túlnyomórészt ÉNy-i áramlással járnak. Ennek tulajdonítható, hogy júniusban hazánk egyik legszárazabb területe a Mezőföldön alakul ki, a Balaton K-i partját és a Csepel-sziget D-i részét összekötő vonal mentén, és legcsapadékosabb hónapként május szerepel, szemben az Alföld többi táján mutatkozó kifejezetten júniusi csapadékmaximummal. Legkevesebb csapadékot januárban kap, és a szélsőséget jelentő havi összegek (30-35, ill. 55-65 mm) közötti különbség nem túl nagy, ami a csapadék viszonylag egyenletes éven belüli eloszlására utal. Az őszi másodmaximum jól felismerhető különösen a Vértes-Velencei-hegység D-i előterében tekintve, hogy D-i áramlással járó őszi esőzéseink idején ez az oldal bő csapadékot kap. Hóban különösen D-i része szegény, itt a hótakarós napok száma csak 30-35. É-on valamivel tartósabb a hóréteg, telente átlagban 35-40 napon át borítja hótakaró a talajt. A kevés csapadék és a K felé fokozódó nyári meleg következtében K-i részén súlyos vízhiány mutatkozik, melynek értéke évi átlagban 125-150 mm-re tehető; Ny-i fele vízellátottság szempontjából valamivel kedvezőbb, itt az átlagos évi vízhiány 75-100 mm között változik. Vízrajz A Dunántúli-középhegység előtere, a Duna és a Sió-völgy közötti terület vízfolyásai konzekvensen lejtenek ÉNy-DK-i irányban. A vízáteresztő laza anyagokból épült felszín, a mérsékelt reliefenergia, a kevés csapadék, az evapotranspiráció magas értéke és a kultúrnövényzet túlnyomó uralma nyilvánul meg a vízmérleg alakulásában. Az átlagos évi lefolyási tényező kicsi: 8 -10 %, azaz 44 - 60 mm. A fajlagos lefolyás ennek megfelelően 1,5-1,8 1 sec. -1 km2-1. Így érthető a terület gyér vízhálózata, amelynek állandó vizű tagjai mind átfolyó jellegűek. A táj határain belüli vízfolyások kivétel nélkül időszakosak. Az átfolyó vizek a Dunántúli-középhegységnek a Mezőfölddel ÉNyról határos tagjaiból erednek (a Benta-patak és a Szentlászló-víz a Garecséból, a Válivíz és a Császár-víz a Vértesból, a Sárvíz forráspatakjai pedig a Bakonyból). A Balaton lefolyó vizeit elszállító Sió a Mezőföld tájhatára Külső-Somogy és a Tolnai-dombság felé, a Duna pedig K-en az Alföld többi tájai felé teremt kapcsolatot. A vízfolyások a laza, fiatal üledékekkel borított felszínen, ahol a lejtők pusztulása erős, nem alakíthattak ki mély völgyeket. A fő befogadók szerkezeti vonalaktól irányított eróziós völgyek, melyek helyenkint vetőnyalábok közötti árkos süllyedék formájában helyezkednek el. Jó példa erre a Váli-völgy, de főleg a Sár-víz völgye. Az ÉNy-DK-i lejtésirányú völgyhálózatra merőlegesen helyezkedik el a Középhegység DK-i lábánál létrejött peremsüllyedék-sorozat. A Mezőföld kivétel az általános szabály alól, hogy a vízfolyások a legerősebb eróziót a nagyesésű felsőszakaszukon fejtik ki. Az ide érkező vizek ui. túlnyomóan mészkőból és dolomitból épült térszínen erednek, ahol a felszíni erózió mérsékelt, és így durva hordalékuk is kevés. Ellenben a Mezőföldön a felszínt fedő laza üledékeket az időszakos nagy csapadékok eróziója erősen pusztítja és nagy tömegben szállítja a vízfolyásokba. Azért itt sok a finom hordalék. A vízben oldott anyagok kémiai jellege ugyancsak a vízgyűjtők felépítésének következtében kalcium- és magnézium hidrogénkarbonátos. Felszíni vízfolyások A Sió-Sárvíz-rendszertől K-re a Dunáig néhány olyan patakot találunk összesen kb. 1900 km2 -nyi mezőföldi vízgyújtő területtel, melyek vizüket közvetlenül a Dunába 43

szállítják. Ezek sorában a legészakibb a Benta-patak. Forráságai a Zsámbéki-medencét környező magaslatokból erednek. A Benta nevet Biatorbágytól viseli a patak, ahol két főága, a Békás-és Kígyós-patak egyesül. A vízfolyás felső szakaszán az esés 800/00, a középső szakaszán 4-180/00, míg az alsószakaszon 20/00 alá csökken. Vízjárását a szélsőségek jellemzik, bár ezt a mellette létesített halastavak (Bia, Etyek, Imány mellett) jelentősen mérsékelik. A fajlagos vízszállítás sokévi átlaga 2,4 1 sec. -1 km2-1 . E lefolyási érték azonban csak a Mezőföld határán kívüli források hozamának köszönhető. A Mezőföld területén csak az Etyek és Sóskút környéki rögök szarmata takarójának peremén csapolja meg egy-két csekély vízhozamú forrás a sekélykarszt víztükrét. A Váli-víz a Szentlászló-vízzel vagy Vértes-patakkal együtt Sina-telepnél éri el a Dunát. A Szentlászló-víz a Gerecsében ered, a névadó tető D-i lábánál (634 m). A Héreg-Tarjánimedencén áthaladva Bicskétől D-re ér a Mezőföldre, ahol két halastavat táplál. A keskeny, hosszú vízgyűjtőjű patak egész mezőföldi szakaszán nem kap mellékvizet. Ennek ellenére a lejtőkön lefutó hóolvadék-és nyári záporvizek heves vízjárást idéznek elő. A Mezőföld állóvizei között ki kell emelni a Velencei tavat. Növényvilág A Mezőföld növényföldrajzi szempontból kétségkívül az Alföld flóravidékébe (Eupannonicum), mégpedig annak Duna-vidéki flórajárásába (Praematricum) tartozik. Bár a Mezőföld térszíne az Alföld többi részénél magasabb, mégis, jórészt alföldi klímája, kiterjedt csernozjom talajai és természetes növénytakarójának töredékei alapján az alföldi erdős-sztyep zóna elválaszthatatlan része, a Velencei-hegység-Tétényi-fennsík vonaláig. A Mezőföldet eredetileg, legalábbis potenciálisan, mintegy kétharmad részben erdős-sztyep és zárt erdő boríthatta; löszön és homokon egyaránt. Központi részén, ahol az alföldi száraz-kontinentális éghajlat kifejezettebb, már csak egyharmad részben tételezhetünk fel potenciálisan erdőt a löszön. A rekonstrukcióban történeti adatok aligha lehetnek segítségünkre, mert az erdők kiirtása ezen a területen sokkal régebbre nyúlik vissza. Itt is valószínű, hogy a posztglaciális xeroterm sztyepfázis után a természetes beerdősödés folyamatát akadályozta, ill. korlátozta a társadalom. II. József korában a Mezőföldön már alig található erdő, viszont a feltöretlen legelőgyepek aránya jelentős volt. A máig fennmaradt fák és erdős-sztyep növények kíséretében előforduló természetes erdőfoltok a fenti megállapítás közvetlen bizonyítékai. Hasonlóan közvetlen bizonyíték az, hogy a mezőföldi csernozjom talajok dinamikájában -bár kis terjedésben, foltosan- számos helyen felismerhető az egykori erdőtakaró hatása. A Mezőföld nagy részére jellegzetes löszhátak termékeny talajai, mint az Alföld más részein is, ma szinte teljes egészükben mezőgazdasági művelés alatt állanak. Mégis mint magasabban maradt térszínen, nagyobb reliefenergia mellett nagyobb mértékben alakulhattak ki meredek lösz- vagy pannóniai agyaglejtő peremek, mint az Alföld más részein. Ha a túlzott legeltetés folytán ezek nem degradálódtak az ősi löszvegetáció jó megörzői. Különösen kiemelkedő ebből a szempontból a Mezőföldnek a Duna-völgy árterére szakadó meredek fala Érdtól a Sió torkolatvidékéig. Az őstörténeti földvárak rézsűin is eredetibb a növényzet. A legújabb kutatások legelőször itt tisztázták a lösz erdős-sztyep eredeti növénytakarója teljes szukcesszió-sorozatát. A csupasz löszfalak iniciális stádiuma után kialakuló első növénytársulás a löszfalak felső peremén a seprőfüves (Agropyro-Kochietum prostratae). A növényzet csak félig borítja a felszínt és a talaj is fejletlen. Uralkodó és jellemző növénye a félcserjés, eurázsiai-turáni-orientális, félsivatagi Kochia prostrata. Közben csak nagyon laza gyepet alkot a kontinentáliseurázsiai taréjos búzafű (Agropyron cristatum). Jellemző az ürömfajok helyi, tömeges 44

fellépése. Kiugróan extrazonális és posztglaciális reliktum jellegű növénytársulás, amely a Fekete-tenger környéki sztyep-és félsivatagi zóna felől legnyugatabbra itt maradt fenn. A Kisalföldön már hiányzik, a Bécsi-medence peremén és a Mühlvier-tel löszén csupán töredékek találhatók. Ahol a talajpusztulás már nem olyan nagymértékű és a talajképződési folyamat a csernozjom kialakulásáig vezethet a löszfal pereme nyilt növénytársulásának helyébe a majdnem teljesen záródó gyepű löszpusztarét lép (Salvio-Festucetum sulcatae). Gyepképző fajai mellett (Festuca sulcata, Stipa capillata, Agropyron intermedium, Chrysopogon gryllus) tömegesen jelennek meg nyáron a. Cytisus austriacus, Euphorbia pannonica, Jurinea mollis, Salvia nemorosa, ősszel pedig az Aster linosyris, Aster amellus. Jellemző növényei mind pontus-pannóniai flóra-elemek (Silene longiflora, Viola ambigua, Ajuga laxmanni, Taraxacum serotinum, Serratula radiata stb). Legnevezetesebb az Alföld más részeiről már kipusztult, de a kenesei magas partfalon még fennmaradt aralo-kaspi-pontusi posztglaciális löszpuszta reliktum, a tátorján (Crambe tataria). A glaciális löszpuszta maradványjellegű belső-ázsiai Eurotia ceratoides egyetlen hazai lelőhelye is ide esik. Az alföldi löszpuszta-rétet sok közös elem kapcsolja össze az erdélyi Mezőség sztyeprétjeivel és a Magyar-középhegység pusztafüves lejtőjével. Ezzel szemben az alföldi homok-pusztarét elsősorban a dunántúli dolomit sziklafüves lejtőivel és nyilt dolomit-sziklagyepével van szorosabb florisztikai és genetikai kapcsolatban. A lösz erdős-sztyepjének egyik legjellemzőbb növénytársulása a törpeman-dulás-cserjés (Amygdaletum nanae), amely egykor főként a löszpuszta erdejét szegélyezte, de ma csak határmezsgyéken és dombokon vagy szőlőteraszokon található. A legfeljebb 1 m magasra növő törpemandulát helyettesítheti a szintén törpe növésű csepleszmeggy (Prunus fruticosa). A társulásban sztyeprét-fajok keverednek a kontinentális tölgyes erdők erdős-sztyep fajaival, vagy általában a mészkedvelő és száraz tölgyesek fajaival. Tipikus kontinentális-síksági növénytársulás, amely azonban a Középhegység lábára fölfekvő lösztakarón a lejtőkre is felhúzódik. A Dunántúli-középhegység mezőföldi szegélyén, a Déli-Bakonyban, a Budaihegységben peremi állománytöredékei a karsztbokorerdők szegélyéhez csatlakoznak. A lösz szukcessziós-sorozatának záró növénytársulása az alföldi magasabb löszhátak zonális erdeje, a tatárjuharos löszpusztai tölgyes (Acero tatarici-Quer-cetum ornetosum). A Mezőföldön ma már csak utolsó kis állománytöredékeit lehet megtalálni. Jellemző, hogy a löszhátak utolsó maradványtölgyei mindig molyhos tölgyek, míg a homoki erdőkben a kocsányos tölgy az egyeduralkodó. A mezőföldi homokterületek növényzete a Duna-Tisza közi Hátság növényzetével megegyező. Az eredeti növénytakaró maradványai itt jobban megtalálhatók, mint a löszön. A bevezető vagy másodlagosan kialakult rozsnok társulás (Brometum tectorum secaletosum) után itt is a nyílt meszes homokpusztagyep (Festucetum vaginatae danubiale) alakult ki jellegzetes fajaival együtt (Festuca vaginata, Koeleria glauca, Gypsophila paniculata, Peucedanum arenarium, Dianthus serotinus, Sedum hillebrandü, Fumana vulgaris, Alyssum tortuosum, Tragopogon floccosus, Alkanna tinctoria, Centaurea arenaria assp. tauscheri). Egykori erdőtakaró hatására utalnak a mészkerülő homokpusztagyep foltjai (Festuco-Corynephoretum danubiale). A zárt homokpusztarétek ma jórészt degradált legelők. Egyik legjellegzetesebb, máig fennmaradt kontinentális fajuk a koratavaszi Crocus variegatus. A buckaközök mélyedései felé való átmenetben gyakori az élesmosófű-fácies (AstragaloFestucetum sulcatae chrysopogonosum). A homokpuszta itt is fehérnyáras bozóttal indul a beerdősödés felé boróka nélkül. A homoki tölgyesek (Festuco-Quercetum roboris és Convallario-Quercetum roboris) zárják mint zonális társulások a homokon a szukcessziósort. Florisztikailag részben a Duna-Tisza közi megfelelő társulásoknál is gazdagabbak 45

(pl. a szub-mediterrán Oryzopsis virescens, Smyrnium perfoliatum). A homokhátak közötti, a felszínhez közelebb kerülő talajvízszintű mélyedésekben, Németkér határában, az alföldi gyertyános tölgyes (Querco robori-Carpinetum) kis foltjai is fennmaradtak (Asperula odorata, Stachys silvcrtica). A Sárvíz régi árterén ma már az egykori ártéri és mocsárréteket és a Sárrét tőzeges rétlápját lecsapolták és feltörték. A mocsár- és lápvilág a múlté. A mocsár-rétek megegyezők lehettek az alföldiekkel (így az Armoracia macrocarpa jelenléte Kislángnál is), míg a láprétek inkább dunántúli jellegűek (pl. Seslerietum coeruleae a Sárréten). Az árterek peremén és a hínáros-nádas Velencei-tó partvidékén a szikes talajokon alföldi jellegű sziki, főként szoloncsák, részben szoloncsákos-szolonyec növényzet alakult ki (így Sárkeresztúr, Sárszentágota, Sárbogárd, Rétszilas, Diny-nyés-Velence határában). A növénytársulások azonosak a Dunamenti-síkságon és a Duna-Tisza közén említettekkel. Az Alföld többi szikesével szembeni florisztikai különbségként mindössze az atlantimediterrán jellegű Glaux maritima említhető. Az ártéri ligeterdők utolsó töredékeit az egykori nagybirtokok parkjai őrizték meg (pl. Martonvásár, Dég, utóbbi helyen Allium ursinum is). Talajok Első áttekintésre a középtáj talajtakarója főleg csernozjom és csernozjom jellegű talajokból áll. Ha azonban részletesebb képet akarunk magunknak alkotni az egységes kép felbomlik apró mozaikokra, melyek egyes kövei között lényeges eltérések vannak. Az uralkodó talajtipus a mészlepedékes csernozjom, melynek első, hazánkban feltalált szelvényét a szomszédos Tolnai-dombságon, Nagyszékely határában írták le 1950-ben (Marosi és Szilárd, 1967). Ezt a talajtípust találjuk több-kevesebb változatban mindenütt, ahol a talajképző kőzet vastag lösz, és ahol a terület a talajvíz hatása alól mentes. Amint a talajvizek hatása a közelmúltban, vagy a jelenben szerephez jut, vagy a talajképződés közvetlenül a harmadkori agyagon indul meg, a csernozjom helyett réti csernozjom keletkezik. Erre jó példa a Lepsény határában levő feltárás, ahol a lösz vastagsága nem haladja meg az 1-2 m-t, és alatta harmadkori kövületek törmelékeit tartalmazó, víz által szállított iszapos-homokos rétegek vannak, melyekben a lösz anyaga szintén előfordul, de kisebb mennyiségben. Ezeknek a löszöknek és a tiszta pannóniai agyagoknak tulajdonsága, hogy montmorillonit jellegű agyagásványokat tartalmaznak, és ezért erősen duzzadók. Ezért a beázáskor levegőtlen körülmények alakulnak ki, aminek következményeként fekete humuszanyagok képződnek, és a vas egy része is szabaddá válik (Stefanovits, 1956). A tiszta pannóniai agyagon talált szelvények szurokfekete színűek, mint azt a Balatonkenesei TSz dombtetőn fekvő, tehát víz által nem befolyásolt földjein láthatjuk. Ezek a talajképző kőzet összetétele által előidézett változások teszik nehézzé a talajviszonyok átfogó, egyértelmű jellemzését, és ez az oka annak is, hogy a martonvári kísérletek talaját egyik szakember csernozjomnak vagy erdőmaradványos csernozjomnak, a másik réti csernozjomnak, míg a harmadik réti talajnak vagy humuszkarbonát talajnak véli, aszerint, hogy a feltárt szelvény alatt milyen vastag a lösztakaró és mennyi pannóniai anyag keveredett a löszbe (Szűcs, 1963). A pannóniai üledékek hatása a középtáj É-i részein érezhető elsősorban, mert DK felé a löszréteg vastagsága mindjobban nő. A talajképző kőzet azonban nem mindenütt lösz. A régi folyómedrek mentén felhalmozott homok anyaga sok helyen tisztán megmaradt, 46

gyakran a lösz anyagával keveredett, és löszös homok, homokos lösz jött létre. Általános törvényszerűségként megállapíthatjuk, hogy minél homokosabb a talajképző kőzet, annál inkább hajlik a talajképződés iránya az erdőtalajok felé. Ezért a dunaföldvári homokháton, a paksi homokháton a löszperemek mészlepedékes csernozjomja mellett előfordulnak a csernozjom barna erdőtalajok, csernozjom jellegű homokok és a barnaföldek homokos altípusa, a rozsdabarna erdőtalaj. A paksi homokhát legmagasabb térszínén löszön is előfordul a barnaföld. A homokterületek talajviszonyait tarkítja még a futóhomok is, mely elsősorban a paksi homokháton, az Ős-Sárvíz hordalékkúpján és a mai Sárvíz mentén jellegzetes. A homokterületek erdőtalajain kívül a buckák közötti mélyedésekben, az elhagyott folyóvölgyekben nagy kiterjedésben jelennek meg réti talajképződmények is. Minél mélyebbek ezek a völgyek, annál gyakoribb bennük a láposodás és az ennek hatására képződött lápos réti talajok, kotus és tőzeges láptalajok előfordulása. A réti talajképződés legjellemzőbb területe a tájat ÉNy-DK-i irányban ketté szelő Sárvíz völgyében van. Itt a réti talajoknak igen széles skálája található, a réti csernozjom talajoktól kezdve a lápos réti és a szolonyeces réti, sőt a szolonyec és szoloncsák talájokig. A szikesedés ugyan csak a völgyben és ott is csupán foltszerűen jelentkezik, azonban jellegzetes szikes szelvények is előfordulnak. Ezek keletkezését a hazai szikesek képzódéséhez hasonlóan a hidrológiai viszonyokra kell visszavezetnünk. Míg azonban az Alföld nagy folyóinál, a széles völgyekben vagy tulajdonképpen jellegzetes völgyalakulat nélkül lefutó folyók árterületén a szikesek keletkezésének törvényszerúségei a nagyobb távolságok, a nagy kiterjedésű szikes területeken belül előforduló sok variáció miatt nehezen olvashatók le, a dunántúli keskenyebb völgyekben a törvényszerúségek élesek, és kis területen jelentkeznek. Itt jól látható, hogy a magasabb löszpartok alól származó talajvizek a felszínhez közelebb kerülve, a talajképződésre hatással vannak, és előidézve a levegőtlen viszonyokat, majd a száraz időszakokban a felfelé irányuló vízmozgást, részben sóforrásként, részben a szikesedés okaként lépnek fel. A Sárvíz völgyét ÉNy felé követve a Fejér megyei Sárrét területére jutunk, ahol a láposodás a fiatal süllyedéket teljesen feltöltötte. A Mezőföld talajainak hasznosítására vonatkozóan megállapítható, hogy a homokos vidékeken, az erdőtalajokon és a csernozjom jellegű homokokon a gyümölcstermesztés és a szőlő foglalja el a legnagyobb területet. Nagy szerep vár a talajvédelemre. Nem annyira a víz, hanem a defláció elleni védekezést kell megvalósítani. A réti és szikes területeken a múltban elsősorban kaszálók és legelők voltak, de az utóbbi évtizedekben mind nagyobb területet törtek fel. Megkísérelték a rizstermesztést, majd a zöldségtermesztést. Az máris biztosan látható, hogy a réti területek fejlesztése az öntözéses gazdálkodás keretében lesz a leggazdaságosabb is legeredményesebb. A táj löszterületein, a csernozjom talajokon szántóföldi művelés, a kedvező éghajlati és talajviszonyok következtében igen széles skálájú növénytermesztés folyik. E vastag humuszrétegű, jó szerkezetű talajok művelésével nincs különösebb probléma. Időbeni korlátozások csak ott jelentkeznek, ahol a pannóniai üledékek anyaga is szerephez jut a szántott rétegben, mert ezek kedvezőtlen vízgazdálkodása csak szűk nedvességhatárok között teszi lehetővé a jó talajmunka elvégzését‖.

47

IV. KUTATÁSI EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK 1961 és 2012 KÖZÖTT IV.1. NY-1. SZÁNTÓFÖLDI KISPARCELLÁS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET, NYÍRLUGOS IV.1.1. A csapadékváltozékonyság és a N-műtrágyázás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére 1963 és 1972 között Szakirodalom értékelése A jövő tervezésének a globális klímaváltozás az egyik legvitatottabb kérdése napjainkban. Az utóbbi 100 évben jelentősen változtak hazánk klímaviszonyai is. Különösen az időjárási anomáliák száma és rendszeressége növekedett (Láng, 1993, Kádár et al. 2012). A természeti csapások közül az aszály és a túlzott csapadékbőség következtében kialakuló belvíz okozza a legnagyobb károkat (Gyuricza és Birkás, 2000). Kováts et al., 1985; Csathó et al., 1991; Kádár, 1992; Kádár és Szemes, 1994; Márton, 2000abc; László et al., 2001; László és Jose, 2001; Márton, 2001ab szerint szoros a kapcsolat az "évhatás" és a növények tápanyagellátottsága között. Régóta ismeretes az a megfigyelés, hogy az évjárat nagyobb (t ha-1-ban kifejezett) különbségeket hoz létre egy-egy termesztett növény átlagtermései között, mint egy adott éven belül az eltérő trágyázási szintek (Németh, 1975). A kedvezőtlen vízellátás más tápelemekkel összefüggésben megváltoztatja a nitrogén érvényesülését és a Nműtrágyázás hatékonyságát. Aszályos helyzetben a magas nitrogén szinteken fellépő nagy sókoncentráció miatt terméscsökkenésre számíthatunk (Debreczeni és Debreczeniné, 1983). Antal (1973) a nitrogéntrágyázás hatékonyságát befolyásoló tenyészidő alatti kritikus időpontok csapadékosságának és a homoktalajok kedvezőtlen vízgazdálkodásának jelentőségére hívja fel a figyelmet, rozs és burgonya esetében. Egerszegi (1958) a homoktalajok javításának fontosságát hangsúlyozza ebből az aspektusból. Kádár et al., (1984) kiegyensúlyozatlan PK, ill. NK kezelések mellett tapasztalt rozs monokultúrában igen kifejezett „évhatást‖ 1% körüli humusztartalmú, felvehető foszforral és káliummal gyengén ellátott homoktalajon. A NPK ellátás a legnagyobb hozamokat eredményezte és mérsékelte az évhatást. Győrffy (1988) összefoglalva az 1983. aszályos év NPK elemekre vonatkozó, tartamkísérletekre alapozott tapasztalatait megállapítja: „Az aszály mérséklés egyik alapvető tényezőjének tehát a jó tápanyagellátás tekinthető‖ (Harnos, 2007; Hea et. al. 2012., Rajendra, 2004; Varga-Haszonits és Varga, 2005; Jolánkai, 2005; Kismányoky, 2005; Bírkás et al., 2007; Kádár és Márton, 2007; Kádár et al., 2000, 2007, 2012; Láng et al., 2007; Márton, 2008abcd; Márton, 2012; Laszlo et al. 2011., Min et al., 2010; Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc). A klímaváltozás növénytáplálásra és ezen keresztül a termésre gyakorolt hatását rövid távú, néhány éves megfigyelésekben nem lehet elemezni megnyugtató pontossággal. Hosszútávú tartamkísérletek hiányában ezért számos összefüggés még tisztázatlan. Intézetünk azonban rendelkezik az ilyen irányú kutatásokhoz szükséges tartamkísérleti háttérrel. Hazánk egyik legnagyobb kiterjedésű homoktalaj övezetében (Nyírség) Nyírlugoson működik az 1962- ben beállított 40 éves műtrágyázási kísérletünk. Az első 10 év eredményeit és az alkalmazott agrotechnikát Láng (1973) a „Műtrágyázási tartamkísérletek homoktalajokon‖ c. doktori értekezésében, a kísérlet 30 éves összefoglaló eredményeít Kádár és Szemes (1994) a „A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve‖, továbbá Hepp (1992) a „Homoktalajokon, szántóföldi növényekkel végzett hazai tartamkísérletek eredményeinek ismertetése 1950-1990‖ c. munkájában ismertette. Az ebben a közleményben bemutatásra kerülő rozs kutatási eredmények hazai és nemzetközi viszonylatban is újnak számítanak. A kísérletek értékelése során az időjárási anomáliák, -elsősorban a csapadék mennyiség, eloszlás-, a rozs nitrogén ellátottsága és a termés összefüggéseinek analízise volt a fő cél. 48

Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A tartamkísérletet savanyú homokos kovárványos barna erdőtalajon, 1962-ben Láng István azzal a céllal állította be, hogy vizsgálja a különböző agrotechnikai beavatkozások (műtrágyázás, fajta, szántási mélység, elővetemény) hatását a nyírségi homoktalaj termékenységére, ill. az ott termesztett két alapvető szántóföldi növény, a burgonya és a rozs termésére. A kísérleti telep talajtérképét Stefanovits 1966-ban készítette el. A talaj agrokémiai összetételét: pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.2-0.4, humusz 0.4-0.9 %, összes N 20.6-48.0 mg kg-1, AL-P2O5 20-66 mg kg-1, AL-K2O 20-100 mg kg-1 értékek jellemzték Láng 1973-évi adatai alapján. A területen szervestrágyázást utoljára 1960. Őszén alkalmaztak 31 t ha-1 mennyiségben. A kísérlet 2 x 16 x 4 = 128 kezelést tartalmazott, 4 ismétlésben spit-split-plot (többszörösen osztott) elrendezésben, 512 parcellával. A parcellák mérete 10 x 5 = 50 m2 (nettó parcella = 30 m2) volt. A N, P, K, Mg kezeléseket és azok kombinációit az 1. táblázat mutatja be. 1. táblázat A kísérlet N, P, K, Mg kezelései és azok kombinációi 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelések (kg ha-1 év-1) Kontroll N1 = 30 P = 48 (P2O5) N2 = 60 K = 80 (K2O) N3 = 90 Mg = 15 (MgO) N, P, K, Mg kombinációk Kontroll N1 N2 N3 N1P N2P N3P N1K N2K N3K N1PK N2PK N3PK N1PKMg N2PKMg N3PKMg A műtrágyákat 25%-os pétisó, 18%-os szuperfoszfát, 40%-os kálisó, valamint technikai minőségű magnéziumszulfát (keserűsó) alakjában juttatták ki. A PK trágyákat évente, ősszel szántás előtt, a N és Mg sókat pedig tavasszal hóolvadás után, március 15-30. között adagolták. Az őszi rozs vetésére minden második év szeptemberében, vagy októberének elején került sor burgonya elővetemény után. Az aratást első évben kézzel, majd a későbbi években parcellakombájnnal végezték. A csapadék adatok vizsgálatában a Nyírlugosi Állami Gazdaságban regisztrált havi mennyiségek (mm) szerepelnek. Értékeléseimben Harnos 1993ban ismertetett „csapadékhiány határérték‖-eit vettem alapul a következő módon: - aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20%-kal marad el a sokéves átlagtól, -aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = a csapadék mennyisége az adott időszakban legalább 30%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -aszályos hónap = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A túlzott csapadékbőség meghatározásánál ugyanazokat az értékeket tekintettem érvényesnek mint az aszálynál, de ellenkező előjellel. Száraz periódusok fogalma alatt Gyuricza és Birkás (2000) határértékeit fogadtam el, miszerint az adott időszakot vizsgálva az 10-20%-kal kevesebb csapadékot jelent a sokévi átlaghoz viszonyítva. 49

A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát variancia analízissel, a csapadékmennyiségek és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (Sváb, 1979; Sváb, 1981) SPSS (2000) programcsomag segítségével értékeltem. Kísérlet ereményei Rozsra specifikus csapadékhiány és aszályindex (“RONAI”) határértékek kidolgozása Kidolgozásra és bevezetésre kerültek a rozsra specifikus csapadékhiány határértékek az alábbiak, valamint a rozsra specifikus aszályindex (―RONAI‖) határértékek a 60. táblázat (melléklet) szerint. -aszályos hónap a rozs vetése előtt (augusztus) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -aszályos rozs vegetáció (szeptember-július) = a csapadék mennyisége az adott időszakban legalább 30%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -aszályos időszak a rozs betakarítása idején (július) = a csapadék mennyisége a betakarítás hónapjában legalább 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -egymás utáni aszályos hónapok száma a rozs vegetációjában (szeptember-július), -egymás utáni aszályos hónapok száma a rozs kísérleti években (szeptember- augusztus), -ariditási jellemző (AJ) = átlagos (ÁT), aszályos (A), csapadékbő (B). A kísérleti évek időjárásának értékelése A vizsgált időszakban lehetőség nyílt átlagos, aszályos és csapadékbő évjáratok megfigyelésére. A klímaváltozás részletes vizsgálatakor a rozs különböző fenofázisaiban előforduló időjárási anomáliák elkülönítése volt a cél. A 2. táblázat a kísérleti évek havi csapadék mennyiségeit mm-ben, a 3. táblázat a havi csapadékmennyiségek sokévi átlagtól való eltéréseit %-ban és azok ariditási jellegét szemlélteti. Az eredményekből azt látható, hogy mindössze egy kísérleti év (1965-1966) felelt meg a sokévi átlagnak. További egy évet (1969-1970) csapadékbőség, 3 évet (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972) aszály jellemzett. A téli félévekben az átlagostól két félév különbözött (4. táblázat). Csapadékbőség jelentkezett 1965-1966-ban és aszály 1971-1972-ben. A nyári félévekben aszály uralkodott döntően. Az öt félévből egy átlagos (1965-1966), egy csapadékbő (1969-1970) és három aszályos (19631964, 1967-1968, 1971-1972) volt. Igy a nyári félévek ariditása, ill. csapadékbősége határozta meg főként a kísérletek „évhatásáit‖. Az egyes hónapok időjárása is nagy változékonyságot mutatott. A termesztési éveket az aszályos hónapok jellemezték elsődlegesen. A legaszályosabb évben; 1963-1964-ben a 4 átlagos mellett 6 volt ilyen jellegű és 2 csapadékbő. Ennek ellenkezője volt tapasztalható az 1969-1970-es csapadékbő évben, ahol aszályos hónap a 7 átlagos és az 5 csapadékbő mellett nem fordúlt elő. A rozs vetését megelőző, augusztus hónapokban is többnyire aszályhatás mutatkozott. Az öt esetből 1-ben átlagosnak, 3-ban aszályosnak és 1-ben csapadékbőnek felelt meg az időjárás. A vegetációs időszakok (szeptember-július) csapadékviszonyai a nyári félévekét tükrözték (1 átlagos, 3 aszályos, 1 csapadékbő). Betakarításokkor a sokévi átlagosnak megfelelő eső hullott. Az aszályt, a 50

csapadékbőséget ill. az időjárás szélsőségeit nemcsak a féléves, ill. éves csapadékok határozzák meg, hanem az egymást követő száraz és csapadékbő hónapok gyakorisága is. A kísérleti évek között különösen aszályosnak mondható a fentiekkel egybehangzóan az 19631964-es év, mivel a vegetációban 3, éves viszonylatban 4 egymást követő hónap is aszályos volt. Különösen csapadékos az 1969-1970-es kísérleti év, mert a vegetációban 4 csapadékos hónap követte egymást. A csapadékingadozás hatása a rozs termésére trágyázás nélkül Az 5. táblázat a termés és az időjárási anomáliák összefüggéseit mutatja átlagos, aszályos és csapadékbő évjáratokban trágyázás nélkül. A 0.5-1.0 %-os humusztartalmú, fevehető foszforral és káliummal gyengén ellátott savanyú homokon a trágyázatlan kontroll parcellák termése alacsony, 1.5 t ha-1 körüli volt. A minimális 1970 évi 1.47 t ha-1 termést a maximális 1966 évi 1.63 t ha-1 alig haladta meg. Az öt kísérleti év eredményei arra utalnak, hogy a sokévi átlagosnak megfelelő 1966 évhez viszonyítva trágyázás nélkül az aszályos (1964, 1968, 1972) és a csapadékbő (1970) években sem csökkentek jelentősen a termések. A csapadékingadozás hatása a rozs termésére gyenge N-ellátásnál A 30 kg ha-1 N-trágyázás hatására a termések javúltak és 2.35-2.77 ha-1 között ingadoztak (5. táblázat). A kísérletekben szereplő itt nem közölt NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk sem eredményeztek bizonyítható terméstöbbletet. Az időjárási anomáliák hatása kifejezett volt. Az átlagos évjárat hozama több mint 1 t ha-1-ral múlta felül a kontroll parcellák termését. Az aszályos és a csapadékbő éveknél ezek az értékek 0.84 és 0.88 t ha-1-t mutattak. Az átlagos évjárathoz viszonyítva így az időjárási anomáliák mintegy 26 és 23%-os közel azonos terméscsökkentő hatása volt megfigyelhető. Az éghajlatingadozás hatása a rozs termésére közepes N-ellátásnál A 60 kg ha-1 N-trágyázás a terméseket megközelítően a kontroll kétszeresére növelte (5. táblázat). A minimális hozam hasonlóan a gyenge N-ellátáshoz 2.5 t ha-1 körül alakúlt. A maximális meghaladta a 3.0 t ha-1-t. A talaj gyenge foszfor, kálium és magnézium ellátottsága miatt jelentkezett a kísérletek más NP, NPK és a NPKMg kezeléseinek szignifikáns terméstnövelő hatása az önálló N- trágyázással szemben. Az évjárathatások itt határozottabban jelentkeztek. Átlagos évjáratban ennek a kezelésnek a kontrollhoz hasonlított termésnövelő hatása meghaladta az 1.5 t ha-1-t. Ez a különbség aszályos évben 1.36 és csapadékbő évben 1.14 t ha-1-ra csökkent. Az aszályos évjárat terméscsökkentő hatása 26 %ről 15%-ra mérséklődött a gyenge N-ellátottságéval szemben. A csapadékbőség tovább növelte a trágyázási kezelések közötti különbségeket és 29%-kal csökkentette a hozamokat az átlagos évjáratéhoz viszonyítva. Terméscsökkentő hatása az aszályénak kétszeresére nőtt. Az éghajlatingadozás hatása a rozs termésére jó N-ellátásnál A legnagyobb hozamok a 90 kg ha-1 N-trágyázásnál mutatkoztak (5. táblázat). A maximális termések meghaladták a 3.5 t ha-1-t, amely megközelítően másfélszerese a jelenlegi országos átlagnak (2.3 t ha-1, FAO., 2001), bizonyítva a rozs termesztésében rejlő kiaknázatlan lehetőségeket. Az önálló nitrogénkezeléseket a kedvezőtlen ökológiájú években (aszály, csapadékbő) stagnálás, sőt bizonyos esetekben a terméscsökkenés jellemezte. A minimális termések szintje (2.51 t ha-1) ezek ellenére sem csökkent az országos alá.

51

2. táblázat A sokéves átlag, a kísérleti évek és a rozs (Secale cereale L.) fenológiai fázisainak csapadékmennyiségei (mm) 1963 és1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Fenofázis Csírázás Kelés Bokrosodás

Szárbaind. Virágzás Érés Teljes érés -

Hónap

Sokévi átlag (D1) Szeptember 43 Október 36 November 44 December 41 Január 30 Február 28 Március 26 Április 38 Május 52 Június 77 Július 94 Augusztus 58 Teny.idő ö. 509 Elt. + - (mm) Évi összes 567 Elt. + - (mm) -

1963-1964 40 57 13 45 5 27 45 39 15 37 5 25 328 -181 353 -214

1965-1966 34 1 112 91 28 29 19 15 62 91 87 97 569 60 666 99

Kísérleti évek 1967-1968 34 21 18 51 26 42 14 27 40 24 43 29 340 -169 369 -198

52

1969-1970 41 15 42 41 45 31 47 76 88 156 86 53 668 159 721 154

1971-1972 14 28 25 24 22 22 18 26 93 35 49 22 356 -153 378 -189

Átlag (D2) 33 24 42 50 25 30 29 37 60 69 54 45 452 -57 497 -70

D1 - D2 -10 -12 -2 9 -5 2 3 -1 8 -8 -40 -13 -57 -70 -

3. táblázat A kísérleti évek csapadékmennyiségeinek a sokéves átlagtól való eltérései (%) és csapadékellátottsági jellemzői (CSEJ) 1963 és 1972 között a rozs (Secale cereale L.) különböző fenológiai fázisaiban (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Fenofázis

Hónap

Kísérleti évek 1963-1964 1965-1966 1967-1968 1969-1970 % AJ % AJ % AJ % AJ Csírázás Szeptember -7 ÁT -21 ÁT -21 ÁT -5 ÁT Kelés Október 58 B -97 A -42 ÁT -42 ÁT November -71 A 155 B -59 A -5 ÁT December 10 ÁT 122 B 24 ÁT 0 ÁT Bokrosodás Január -83 A -7 ÁT -13 ÁT 50 B Február -4 ÁT 4 ÁT 50 B 11 ÁT Március 73 B -27 ÁT -46 ÁT 81 B Szárbaind. Április 2 ÁT -61 A -29 ÁT 100 B Virágzás Május -71 A 19 ÁT -23 ÁT 69 B Érés Június -52 A 18 ÁT -69 A 103 B Teljes érés Július -95 A -8 ÁT -54 A -9 ÁT Augusztus -57 A 67 B -50 A -9 ÁT Tenyészidő -36 A 12 ÁT -33 A 31 B Év -38 A 18 ÁT -35 A 27 B Kísérleti év jellege Aszályos Átlagos Aszályos Csapadékbő Megjegyzés: CSEJ (csapadékellátottsági jellemző): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő

53

Átlag 1971-1972 % AJ -67 A -22 ÁT -43 ÁT -42 ÁT -27 ÁT -21 ÁT -31 ÁT -32 ÁT 79 B -55 A -48 ÁT -62 A -30 A -33 A Aszályos

% AJ -23 ÁT -33 ÁT -5 ÁT 22 ÁT -17 ÁT 7 ÁT 12 ÁT -3 ÁT 15 ÁT -10 ÁT -43 ÁT -22 ÁT -11 ÁT -12 ÁT Átlagos

4. táblázat A kísérleti évek időjárási rendellenességeinek gyakorisága, csapadékellátottsági jellemzői (CSEJ) 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Anomáliák 1963-1964 ÁT A 4ÁT 6A 2B A A A 8ÁT 3A

1965-1966 B ÁT 7ÁT 2A 3B B ÁT ÁT 9ÁT 2B

Kísérleti évek 1967-1968 ÁT A 7ÁT 4A B A A A 9ÁT 2A

1969-1970 ÁT B 7ÁT 5B ÁT ÁT B 7ÁT 4B

Összes 1971-1972 A 3ÁT A B A ÁT 3A B 8ÁT 3A B 33ÁT 15A 12B A ÁT 3A B ÁT 3ÁT 2A A ÁT 3A B 11ÁT 44ÁT 5A 6B

Téli félév (október-március) I. Nyári félév (április-szeptember) II. Hónapok (szeptember-augusztus) III. Vetés előtti hónap (augusztus) IV. Betakarításkor (július) V. Vegetációban (szeptember-július) VI. Egymás utáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július) VII. Egymás utáni hónapok száma a kísérleti 8ÁT 4A 12ÁT 9ÁT 3A 12ÁT 12ÁT 53ÁT 7A évben (szeptember-augusztus) VIII. Kísérleti évek jellege (szeptemberA ÁT A B A ÁT 3A B augusztus) IX. Megjegyzés: Csapadékellátottsági jellemző (CSEJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. 1963. -ban a vetést megelőző augusztus hónap csapadéka 25 mm, ez -57%- al volt kevesebb (A) mint a sokévi átlag ugyanezen hónapjában (58 mm).

54

ÁJ ÁT A ÁT A ÁT A ÁT ÁT A

5. táblázat A rozs (Secale cereale L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései különböző N-ellátottságok esetén átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) N kg ha-1

Termés t ha –1

0 30 60 90 SzD5% Átlag

1.63 2.77 3.23 3.64 0.36 2.82

I.

II.

Anomáliák az időjárásban III. IV. V. VI. Átlagos évjárat (1965-1966)

B

ÁT

2A3B

ÁT

B

VII.

VIII.

IX.

2B

ÁT

ÁT

A

A

A

A

B

4B

ÁT

B

ÁT

Aszályos ávjárat (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972) 0 30 60 90 SzD5% Átlag

1.51 2.35 2.87 3.11 0.31 2.46

ÁT

A

A

A

A

Csapadékbő évjárat (1969-1970) 0 1.47 30 2.35 60 2.61 ÁT B 5B ÁT ÁT 90 2.51 SzD5% 0.3 Átlag 2.24 Megjegyzés: A jelzések azonosak a 4. táblázatéval

55

A sokévi átlagosnak megfelelő időjárás hatására a kezelések átlagát tekintve 3.0 t ha-1 fölé emelkedett a termés, 100%-kal meghaladva a kontroll parcellákét. Az időjárási anomáliák terméscsökkentő hatása tovább erősödött. Aszályos évben 20, a csapadékbőben 48%- kal csökkent a hozam az átlagos évihez viszonyítva. A túlzott csapadék károsító hatása másfélszereződött a közepes ellátottsághoz viszonyítva. A természetes csapadék, N-adagok és a termés kapcsolata Megállapítható, hogy a csapadékmennyiség és a termés mennyisége között a nitrogén adagjaitól függő, általában szoros másodfokú összefüggések tapasztalhatók. A legkedvezőbb, 4.0 t ha-1 körüli terméseket a 430-500 mm közötti természetes csapadék tartomány mutatja. Az 500 mm felettiek erőteljesen csökkentették a termést. A regresszióanalízisekben elsősorban a nitrogén és a vegetációbani csapadék mennyiségek határozták meg döntően a rozs termését. Az itt bemutatott savanyú homokos kovárványos barna erdőtalajon kapott eredmények felhívják a figyelmet a homoktalajok talajtani sajátságai miatt fellépő fokozott ökológiai érzékenységére. Az ilyen típusú homokokon ugyanis a fejlődésük során a futóhomok rétegek közé néhány cm vastag vasas-agyagos vízzáró rétegek rakódhatnak le amelyek megakadályozhatják a csapadék mélyebb zónákba történő gyors beszivárgását, javítva ezzel a növénytermesztés lehetőségeit (Stefanovits, 1966, 1975; Kádár és Szemes, 1994; Mazsolán szóbeli közlése: 2001). Kísérleti eredmények összefoglalása Nyírlugoson savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon 1962-ben beállított műtrágyázási tartamkísérlet 5 évében (1964, 1966, 1968, 1970, 1972) vizsgáltuk a csapadékmennyiség és a N-műtrágyázás hatását a rozs termésére. A talaj agrokémiai paramétereit: pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.2-0.4, humusz 0.4-0.9 %, összes N 20.6-48.0 mg kg-1, AL-P2O5 20-66 mg kg-1, AL-K2O 20-100 mg kg-1 értékek jellemzték. A 2 x 16 x 4 = 128 kezelés, 4 ismétlésben, többszörösen osztott elrendezésben 512 parcellával szerepelt. A nitrogént 0, 30, 60, 90., a foszfort 48 (P 2O5), a káliumot 80 (K2O) és a magnéziumot 15 (MgO) kg ha-1-os adagokban alkalmazták. A vizsgálataim főbb eredményeit az alábbiakban foglalom össze: 1. Rozsra specifikus csapadékhiány és aszályindex (“RONAI”) határértékek kidolgozása és bevezetése. 2. A hagyományos és a rozsra specifikus csapadékhiány értékek alapján átlagos (1966), aszályos (1964, 1968, 1972) és csapadékbő (1969/1970) évek voltak elkülöníthetők. 3. Trágyázás nélkül az időjárási anomáliák (aszály, csapadékbőség) ellenére sem adódtak szignifikáns terméskülönbségek (átlagos év: 1.63 t ha-1, aszályos év: 1.51 t ha-1, csapadékbő év: 1.47 t ha-1). 4. Gyenge, 30 kg ha-1 N- ellátásnál a termések 2.35-2.77 t ha-1 között változtak. Az átlagos évjárat hozama több mint 1 t ha-1-ral múlta felül a kontroll parcellákét. Az aszályos és csapadékbő években 26 és 23%-kal csökkent a termés. 5. Közepes, 60 kg ha-1 N- trágyázás a terméseket megközelítően a kontroll kétszeresére növelte. Az aszályos évjárat károsító hatása 26 %-ről 15%-ra mérséklődött a gyenge Nellátottságéval szemben. A csapadékbőség 29%-kal csökkentette a hozamokat. 6. A 90 kg ha-1 N-ellátottságoknál átlagos évben a termések meghaladták a 3.5 t ha-1-t. 56

Aszályos évben átlagosan 20, a csapadékbőben 48%- kal csökkent a termés a normál évhez viszonyítva. 7. A vegetáció alatti csapadékmennyiségek és a termés között a nitrogén adagjaitól függő általában szoros másodfokú összefüggések voltak kimutathatók. A legkedvezőbb, 4.0 t ha-1 körüli terméseket a 430-500 mm közötti természetes csapadéktartomány mutatta. Az 500 mm felettiek erőteljes terméscsökkenést okoztak.

57

IV.1.2. A csapadékváltozékonyság és a PKMg-műtrágyázás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére különböző nitrogén szinteken 1963 és 1972 között Szakirodalom értékelése A jövő megítélésében, tervezésében jelenleg a fenntartható mezőgazdaság, a globális klímaváltozás és a környezetvédelem kérdése foglalkoztatja leginkább az emberiséget. Ezek között is kiemelkedő jelentőségű a globális klímaváltozás problémája, amely maga után vonja a Föld időjárási viszonyainak, ökológiai potenciáljának kedvezőtlen alakulását. Az utóbbi fél évszázadban jelentősen megváltoztak hazánk klímaviszonyai is. Különösen az időjárási anomáliák száma és rendszeressége növekedett, súlyos károkat okozva a mezőgazdaságnak (Láng, 1993). Számos tudományos munka szerint ezek a jelenségek elsősorban a légkör felmelegedésére vezethetők vissza. Az alapfolyamatok lényegét és változékonyságát tudományosan talán George Hadley angol kutató fogalmazta meg először az 1730-as években. A témával kapcsolatban a nemzetközi irodalomhoz hasonlóan hazánkban is számos tudományos munka látott napvilágot ezideig. Rácz (1999) 400 éves visszatekintést ad a "Climate History of Hungary Since 16th Century: Past, Present and Future" c. közleményében légkörünk állapotára vonatkozóan. Az 1600-as évektől kezdődő elemzésében megállapítja, hogy jelentősen emelkedett az átlaghőmérséklet, különösen az 1850-es évektől kezdődően. Ezzel az időszakkal közel egybeesik Bocz (1993) azon közlése is miszerint: "Irodalomból ismert az 1863-as pusztító aszálykár, amikor a Velencei és a Fertő tavak is kiszáradtak. Gyakori, ill. hosszantartó száraz periódust jegyeztek fel az évkönyvek az 1790- es évek végén és az 1800- as évek első felében (1790, 1794, 1797, 1801, 1802, 1803, 1805, 1811, 1819, 1822, 1830-1832, 1836, 1841, 1846, 1852, 1857, 1858, 1861, 1862, 1863)". Az 1980-as évek elején, 1983- ban bekövetkezett különösen aszályos év hívta fel ismét a tudósok és a gyakorlati gazdák figyelmét ennek jelentőségére (Győrffy, 1988; Győrffy és Sváb, 1993; Láng, 1993). Bocz 1993-ban definiálja a globális és a helyi felmelegedés fogalmát valamint a hazai helyzetképet. A "Vízellátottsági és Öntözési Jelzés" c. folyóirat 1993. november havi (Záró) jelzésében így ír: "Világszerte a legkülönbözőbb tudományos szervezetek, bizottságok sokoldaluan, de egyértelműen, számszerüen bizonyítják a Föld globális felmelegedésének növekvő trendjét, amely módosíthatja a korábbi évszázadokban kialakult Föld légkörének nagy térségi szezonális mozgásrendszerét, ill. bizonyos térségek éghajlatát. Az idén 1993-ban, már április második felében betört a déli szubtrópusi légáramlat, s az évszakra jellemző enyhébb napi hőmérsékleti átlagot +3 - +6 fokkal megnövelte, ami május hónapban is végig folytatódott". Mészáros arról számol be 1996-ban, hogy az elmúlt évtizedekben az éghajlatváltozások kérdése egyre inkább az érdeklődés előterébe került és egyes modelszámítások szerint a jövő század végére globálisan +2 - +6 0C-os átlagos hőmérséklet emelkedés várható. Bocz 2001. évi adatai azt mutatják, hogy hazánk vízellátottsága az utóbbi fél évszázadban jelentősen romlott. A nyári időszakban az aszály az Alföldről előbb átterjedt a Dunántúli tájakra majd az egész oszág területére is. A vízellátottsági hiány szélső értékei 1981-1989-ig 114-264 mm, 1990-2000- ig 139-333 mm között változott. A két évtized szélsőértékeit összehasonlítva a fokozódás mértéke -25 - -69 mm. Az évszázad legaszályosabb évei közé tartozó 2000. év vízellátottsága -198 mm és -348 mm-re emelkedett. A növénytermesztésnek sajátos jellemzője az, hogy összefüggésben a termesztéstechnológiákkal nagymértékben függ a klimatikus adottságoktól (Ruzsányi, 1996). A természeti csapások közül az aszály és a túlzott csapadékbőség következtében kialakuló belvíz okozza a legnagyobb károkat (Gyuricza és Birkás, 2000). Szélsőséges ökológia mellett 58

fokozódik a csapadék mennyiségének és eloszlásának a növénytáplálásban, ill. a termések limitálásában betöltött szerepe. Kádár et al., 1984; Kováts et al., 1985; Csathó et al., 1991; Kádár, 1992; Kádár és Szemes, 1994; Márton, 2000abc; Márton, 2001ab szerint ugyanis különösen szoros a kapcsolat az "évhatás" és a növények tápanyagellátottsága között. Németh (1975) azt írja, hogy "Régóta ismeretes az a megfigyelés, hogy az évjárat nagyobb (t/ha-ban kifejezett) különbségeket hoz létre egy - egy termesztett növény átlagtermései között, mint egy adott éven belül az eltérő trágyázási szintek". Ez a megállapítás a tartamkísérletekre is érvényes (Láng, 1971; Sarkadi et al., 1984, 1985; Sarkadi és Balla, 1990). A kedvezőtlen vízellátás csökkenti a tápelemek érvényesülését, a műtrágyázás hatékonyságát. Erős vízhiány, aszály esetén legyen bár optimális mennyiségű tápanyag a talajban, a növény a tápanyagokat nem tudja hasznosítani. Magas nitrogén szinteken a talajoldat bepárlódása, ill. az ennek következtében fellépő nagy sókoncentráció miatt terméscsökkenésre számíthatunk (Debreczeni és Debreczeniné, 1983, 1994). Megerősítik ezt a tapasztalatot Csathó (1989) tartamkísérletekben kapott eredményei. Antal 1973-ban a nitrogéntrágyázás hatékonyságát befolyásoló tenyészidő alatti kritikus időpontok csapadékosságának és a homoktalajok kedvezőtlen vízgazdálkodásának jelentőségére hívja fel a figyelmet, rozs és burgonya esetében (Harnos, 2007; Rajendra, 2004; Varga-Haszonits és Varga, 2005; Jolánkai, 2005; Kismányoky, 2005; Bírkás et al., 2007; Kádár és Márton, 2007; Kádár et al., 2012; Láng et al., 2007; Márton, 2008abcd; Márton, 2012; Laszlo et al. 2011., Kádár, 2011; 2012ab; 2013abc). A foszfor trágyázás a kalászos gabonafélék fokozottabb aszálytűrésével, a termésingadozások mérséklődésével jár együtt. A P kedvező hatása a tenyészidő lerövidülésével, a korábbi éréssel magyarázható (Cserháti-Kosutány, 1887; Láng, 1971; Kádár et al., 1984). Több ezer szabadföldi P és K trágyázási kísérletben vizsgálta Gericke (1949, 1950) az éves csapadékmennyiség és a P, ill. K hatások összefüggéseit. Gabona, burgonya, cukorrépa és takarmányrépa kísérletekben a foszfornál 600-800 mm, a K-nál 500-1000 mm tartományokban a magasabb csapadékszinteken kapott nagyobb foszfor és kálium hatásokat. Javuló vízellátással a P-hatások növekedése erőteljesebb volt mint a káliumé. Előfordulhat, hogy szárazabb években nagyobb PK adagok hatására kapunk nagyobb termést alacsonyabb termésszinteken. Ez a kapcsolat extrém aszályos években felborulhat (Csathó et al., 1991). Kádár et al., (1984) kiegyensúlyozatlan PK, ill. NK kezelések mellett tapasztalt rozs monokultúrában igen kifejezett évhatást 1% körüli humusztartalmú, felvehető foszforral és káliummal gyengén ellátott homoktalajon. Az NPK ellátás a legnagyobb hozamokat eredményezte és mérsékelte az évhatást. Eredményeiket talaj és növényvizsgálatokkal is alátámasztották. Káliummal Barber (1960) a legnagyobb %-os hatásokat a szárazabb, ill. Az extrém csapadékos nyarú években kapta kukorica kísérleteiben. Győrffy (1988) összefoglalva az 1983. Aszályos év NPK elemekre vonatkozó, tartamkísérletekre alapozott tapasztalatait megállapítja: „Az aszály mérséklés egyik alapvető tényezőjének tehát a jó tápanyagellátás tekinthető‖. A túl sok, vagy a túl kevés víz a talajban környezetvédelmi szempontból is káros lehet a tápelemek, elsősorban a nitrogén és a kálium kimosódása ill. bekoncentrálódása miatt (Kádár, 1992; Kádár és Szemes, 1994; Németh, 1995, 1996). Az aszály és a túlzott csapadékbőség tér és idő függő ezért lehetőség van a problémák megelőzésére és kezelésére. Az erre irányuló felkészülést országosan kiemelt mezőgazdasági feladatként kell számontartani. A kutató fejlesztő munkát elsősorban a megelőzés módszereinek feltárására kell öszpontosítani a folyamatos alkalmazkodás lehetőségének megteremtése érdekében (Kovácsné és Fekete, 1995). 59

A gyors és változékony ökológiai folyamatok növénytáplálásra és ezen keresztül a termésre gyakorolt hatását rövid távú, néhány éves megfigyelésekben nem lehet kimérni megnyugtató pontossággal. Megbízható tartamkísérletek hiányában ezért e területen még számos összefüggés tisztázatlan. Az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézetben rendelkezésre állnak olyan nagyértékű műtrágyázási tartamkísérletek, amelyek lehetővé teszik az ilyen irányú kutatásokat. Az alábbiakban bemutatásra kerülő rozs kutatásokra a növény jelentősége, a klímaváltozással kapcsolatban felmerült problémák újszerűsége és az kísérleti hátterének megléte késztetett bennünket. A rozs termeszthetősége, hozamai és hasznosíthatósága alapján az egyik fontos gabonafélénk. Gyökerének jó tápanyagfeltáró képességénél fogva még a gyenge homokon is megterem (Bauer, 1975). Területe Közép-Európában és hazánkban közel 6.5 millió és 94 ezer ha, termésátlaga 2.3 és 2.5 t ha-1 (FAO, 2000, 2003, 2004; Lőkös, 2000). Genetikai potenciálja lehetővé teszi az 5-6 ha-1- os hozamok elérését. Termesztése a jövőben még jelentősebbé válhat, mivel lisztje a búzáé mellett igen ízletes közkedvelt kenyér alapanyag. Ezek alapján indokolt a növény ökológiai és trágyázási igényeinek részletes kutatása. A kísérletek értékelése során az időjárási anomáliák, -elsősorban a csapadék mennyisége, eloszlása-, a tápanyagellátottság és a termés összefüggéseit vizsgáltam. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A kísérlet és az alkalmazott vizsgálati módszerek, valamint a rozsra specifikus csapadékhiány és aszályindex (―RONAI‖) határértékek kidolgozásának leírását lásd az 5.1.1.2. és az 5.1.1.3.1. fejezetekben. Kísérlet ereményei A kísérleti évek időjárási viszonyainak értékelése A rozs termesztése során hazánk hőmérsékleti adottságai kedvezőek, ezért a csapadék mennyisége és eloszlása tekinthető főként terméslimitáló tényezőnek (Láng, 1976). A kísérleti évek havi csapadék adatai alapján a vizsgált időszakban lehetőségem nyílt átlagos, aszályos és csapadékbő évjáratok megfigyelésére. Az évhatás részletes vizsgálatakor a rozs különböző fenofázisaiban előforduló kedvezőtlen, terméstbefolyásoló időjárási anomáliák elkülönítése volt a célom. Ennek tudományosan is megalapozott, komplex vizsgálata nem régi múltra tekint vissza Magyarországon. A 2. táblázat a kísérleti évek havi csapadék mennyiségeit mm-ben, a 3. táblázat a havi csapadékmennyiségek sokévi átlagtól való eltéréseit %-ban és azok ariditási jellegét szemlélteti különös tekintettel a rozs fenológiai fázisaira. Az eredmények azt mutatják, hogy mindössze egy kísérleti év (1965-1966) felelt meg a sokévi átlagnak. További egy évet (19691970) csapadékbőség, 3-at (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972) aszály jellemzett. A téli félévekben az átlagostól két félév különbözött (4. táblázat). Csapadékbőség jelentkezett 19651966-ban és aszály 1971-1972-ben. A nyári félévekben aszály uralkodott döntően. Az öt félévből egy átlagos (1965-1966), egy csapadékbő (1969-1970) és három aszályos (19631964, 1967-1968, 1971-1972) volt. Megállapítottam, hogy a nyári félévek ariditása, ill. csapadékbősége határozta meg főként a kísérletek évhatásáit. Az egyes hónapok időjárása is nagy változékonyságot mutatott. A termesztési éveket az aszályos hónapok jellemezték elsődlegesen. A legaszályosabb évben, 1963-1964 a 4 átlagos mellett 6 volt aszályos és 2 60

csapadékbő. Ennek ellenkezőjét tapasztaltam az 1969-1970- es csapadékbő évben, ahol aszályos hónap a 7 átlagos és az 5 csapadékbő mellett nem fordúlt elő. A rozs vetését megelőző, augusztus hónapokban is többnyire aszályhatást állapítottam meg. Az öt esetből 1ben átlagosnak, 3-ban aszályosnak és 1-ben csapadékbőnek felelt meg az időjárás. A vegetációs időszakok (szeptember-július) csapadékviszonyai a nyári félévekét tükrözték (1 átlagos, 3 aszályos, 1 csapadékbő). Betakarításokkor a sokévi átlagosnak megfelelő eső hullott. Az aszályt, a csapadékbőséget ill. az időjárás szélsőségeit nemcsak a féléves, ill. éves csapadékok határozzák meg, hanem az egymást követő száraz és csapadékbő hónapok gyakorisága is. A kísérleti évek között különösen aszályosnak mondható a fentiekkel egybehangzóan az 1963-1964-es év, mivel a vegetációban 3, éves viszonylatban 4 egymást követő hónap is aszályos volt. Különösen csapadékos az 1969-1970-es kísérleti év, mert a vegetációban 4 csapadékos hónap követte egymást. A kísérleti évek évjáratát sorrendben a nyári félévek, a vegetációs időszakok és a vetést megelőző hónapok csapadékai határozták meg elsődlegesen. Az évjárat és a tápanyagellátás hatása a rozs termésére trágyázás nélkül A rozs az egyik legreakcióképesebb növény a gabonák között, mert igen érzékenyen reagál a termesztés feltételeire. Annak ellenére, hogy gyökérzete jó tápanyagfeltáró képességgel rendelkezik a kiegyensúlyozott, harmónikus tápelemekkel való ellátást hálálja meg. Ha a számára kedvező NPK trágyázás hasonló ökológiával párosúl termése vetekedhet az őszi árpáéval, esetenként az őszi búzáéval is. A 6. táblázat (melléklet) a termés és az időjárási rendellenességek összefüggéseit mutatja átlagos, aszályos és csapadékbő évjáratokban trágyázás nélkül. Adataiból az alábbi fontosabb következtetések vonhatók le. A 0.5-1.0 % körüli humusztartalmú, fevehető foszforral és káliummal gyengén ellátott savanyú homokon a trágyázatlan kontroll parcellák termése alacsony, 1.5 t ha-1 körül alakúlt. Az előforduló időjárási anomáliák ellenére a terméseket viszonylag nagy stabilitás jellemezte. A minimális 1968. és 1972. 1.43 t ha-1 termést a maximális 1964. évi 1.67 t ha-1 alig haladta meg. Az öt év eredményei arra utalnak, hogy a sokévi átlagosnak megfelelő 1966. évhez képest trágyázás nélkül az aszályos (1964, 1968, 1972) és a csapadékbő (1970) években sem csökken jelentősen a termésszint. Ebben valószínűleg a rozs intenzív tápanyagfeltáró és felvevő képessége mellett nagy szerepet játszott a burgonya itt biometriailag nem számszerűsíthető kedvező elővetemény hatása is. Az évjárat és a tápanyagellátás hatása a rozs termésére gyenge tápanyagellátásnál Ezt az ellátottsági szintet a 30 kg ha-1 N-trágyázás és a nitrogén P, K, Mg kombinációi jelentették. A kedvezőbb tápláltság hatására a hozamok javúltak és 2.01-3.04 ha-1 között változtak (7. táblázat, melléklet). A kezeléshatások között nagy eltéréseket nem tapasztaltam. A kísérletek teljes NPKMg kombinációi sem eredményeztek bizonyítható terméstöbbletet a többihez hasonlítva. A műtrágyázás instabilitási faktora kedvezőtlenül alakúlt a kísérleti évek eredményeinek nagy (0.5-1.0 t ha-1) szórása miatt. Az időjárási anomáliák hatása kifejezett volt. A trágyázási kezelések átlagában különösen az átlagos évjárat hozama múlta felül több mint 1 t ha-1-ral a kontroll parcellák termését. A csapadékbő és az aszályos éveknél ez az érték 0.88 és 0.84 t ha-1-t mutatott. Az átlagos évjárathoz viszonyítva így az időjárási anomáliák mintegy 10 és 14%-os közel azonos terméscsökkentő hatása vált megfigyelhetővé.

61

Az évjárat és a tápanyagellátás hatása a rozs termésére közepes tápanyagellátásnál A 60 kg ha-1 N-trágyázás és kombinációi a terméseket közel a kontroll kétszeresére növelték (8. táblázat, melléklet). A minimális hozam hasonlóan a gyenge tápanyagellátáshoz 2 t ha-1 körül alakúlt. A maximális azonban meghaladta a 3.5 t ha-1-t. A talaj gyenge foszfor, kálium és magnézium ellátottsága miatt jelentkezett a NP, NPK és a NPKMg kezelés szignifikáns terméstnövelő hatása az önálló N-kezelésekkel szemben. A NK-hatás nem volt kifejezett a rozs kisebb kálium igénye miatt. A NP, NK, NPK és NPKMg kombinációk között bizonyítható különbségek nem adódtak. A termések instabilitása (kezelések évenkénti szórása: 0.7-1.3 t ha-1 között) fokozódott. Az évjárathatások határozottabban jelentkeztek. A kiegyensúlyozott ökológia,- csapadékellátás hatására átlagos évjáratban a trágyázási kezelések termésnövelő hatása meghaladta az 1.5 t ha-1-t. Ez a különbség aszályos években 1.36 és csapadékbő évben 1.14 t ha-1-ra csökkent. Az aszályos évjárat károsító hatása némiképpen, 14 %-ről 8%-ra mérséklődött a gyenge tápanyagellátottságéval szemben. A csapadékbőség, valószínüleg a gyökérzet kedvezőtlen oxigénellátottsága miatt tovább növelte a trágyázási kezelések közötti különbségeket és 20%-kal csökkentette a hozamokat az átlagos évjáratéhoz viszonyítva. Károsító hatása az aszályénak háromszorosára növekedett. Az évjárat és a tápanyagellátás hatása a rozs termésére jó tápanyagellátásnál A legnagyobb hozamokat a 90 kg ha-1 N-trágyázás és kombinációi biztosították (9. táblázat, melléklet). A maximális termések elérték a 4.0 t ha-1-t, amely több mint másfélszerese az országos átlagnak (2.5 t ha-1), bizonyítva a rozs genetikei potenciáljában és termesztésében rejlő kiaknázatlan lehetőségeket. Az önálló nitrogénkezelések és kombinációik hatását a kedvezőtlen ökológiájú években (aszály, csapadékbő) stagnálás, sőt bizonyos esetekben terméscsökkenés jellemezte. A minimális termések szintje ezek ellenére sem csökkent az országos alá. Az instabilitási faktor trendje tovább nőtt (kezelések évenkénti szórása: 1.0-1.8 t ha-1 között). A sokévi átlagosnak megfelelő időjárás kedvezően alakította a termését. A trágyázási kezelések átlagát tekintve 3.5 t ha-1 fölé emelkedett, 123%-kal meghaladva a kontroll parcellákét (10. táblázat, melléklet). Az ökológiai anomáliák terméscsökkentő hatása tovább erősödött. Aszályos évben 17, a csapadékbőben 52%-kal csökkent a hozam az átlagos évihez viszonyítva. A túlzott csapadék károsító hatása több mint megduplázódott a közepes ellátottsághoz képest. A N, NP, NK, NPK kezelésekkel szemben a NPKMg táplálás lehetővé tette mindkét időjárási anomália hatásának jelentős mértékü csökkentését (11., 12. táblázat, melléklet). Az NPK kezelés -21%-os aszályos és -39%-os csapadékbő évjáratú értékei a NPKMg trágyázásnál -4 és -11%-ra mérséklődött, bizonyítva a magnézium egyaránt kedvező aszály és csapadékbőség rezisztencia fokozó (növekvő klorofill termelés, aktivitás) hatását. Az aszály mellett a túlzott csapadékbőség akkor hat a rozs esetében terméscsökkentő tényezőként ha a vízbefogadását gátló tömörödött réteg található a talajban. A kísérleti talajunk mint azt már az „Anyag és módszer‖ fejezetben említettük homokos kovárványos barna erdőtalaj volt. A mésztelen homokok eme altípusánál fejlődésük során a futóhomok rétegek közé az altalajban néhány cm vastag vasas-agyagos rétegek rakódnak le. Ezek a kovárványos csíkok kedvezően befolyásolják a szelvények víz- és tápanyaggazdálkodását (Kádár et al., 1984). Összefüggő nagy kiterjedésű záróréteget alkotva azonban kedvezőtlen hatásúk is jelentkezhet mert gátolhatják a víz mélyebb talajrétegekbe való szivárgását. Eredményeim ezt a jelenséget látszanak igazolni mivel a túl csapadékbő évben jelentős terméscsökkenést tapasztaltam. A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK és NPKMg tápláltságok és a rozs termése közötti összefüggéseket regresszióanalízisekkel 62

ellenőríztem. Az eredményeket a 13., 14. táblázat (melléklet) és az 1. ába szemlélteti. Megállapítható, hogy a csapadékmennyiség és a termés mennyisége között a nitrogén adagjaitól, ill. A NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros másodfokú összefüggések tapasztalhatók. A legkedvezőbb, 4 t ha-1 körüli terméseket a 400-500 mm közötti tartományban kaptam. A vegetációs csapadékmennyiségek, NPKMg tápláltságok és a rozs termése közötti modell eredményeit az 1. ábra szemlélteti.

1. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, NPKMg tápláltságok és a rozs termése közötti összefüggések 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) 63

Az 500 mm feletti túlzott csapadékok erőteljesen csökkentették a termést. A regresszióanalízisekben elsősorban a nitrogén, a nitrogén kezeléskombinációi és a vegetációbani csapadék mennyiségek határozták meg döntően a rozs termését. Meg kell jegyeznem továbbá, hogy ezen a talajon az átlagosnál több csapadék terméscsökkentő hatása mellett környezetvédelmi problémákkal is párosulhat a nitrogén és a kálium talajból való kimosódása révén. Kísérleti eredmények összefoglalása Savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon, az Észak-Kelet Magyarország-i nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérlet 5 évében (1964, 1966, 1968, 1970, 1972) vizsgáltam a csapadék mennyiség és a N, P, K, Mg műtrágyázás hatását a rozs termésére. A talaj agrokémiai paramétereit: pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.2-0.4, humusz 0.4-0.9%, összes N 20.6-48.0 mg kg-1, AL-P2O5 20-66 mg kg-1, AL-K2O 20-100 mg kg-1 értékek jellemzték Láng 1973. évi adatai alapján. A 2 x 16 x 4 = 128 kezelés, 4 ismétlésben, split-split-plot (többszörösen osztott) elrendezésben 512 parcellával szerepelt. A nitrogén 0, 30, 60, 90., a foszfor 48 (P2O5), a kálium 80 (K2O) és a magnézium 15 (MgO) kg ha-1-os adagokban 25%- os pétisó, 18%-os szuperfoszfát, 40%-os kálisó, valamint technikai minőségű magnéziumszulfát (keserűsó) alakjában került kijuttatásra. A PK trágyákat évente ősszel szántás előtt, a N és Mg sókat pedig tavasszal hóolvadás után adagolták. A rozs vetésére minden második év szeptemberében, vagy októberének elején került sor burgonya (fajták: Gülbaba, Aranyalma) elővetemény után. A főbb eredményeket, megállapításokat az alábbiakban ismertetem: 1. Az „általános‖ (Harnos, 1993) és a rozsra specifikus csapadékhiány és aszályindex (“RONAI”) határértékek (Márton, 2002a) alapján átlagos (1965-1966), aszályos (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972) és csapadékbő (1969-1970) évjáratokat határoztam meg. 2. Megállapítottam, hogy a kísérletek évhatását elsősorban a nyári félévek, a vegetációs időszakok és a vetést megelőző hónapok csapadékviszonyai határozták meg döntően. 3. Trágyázás nélkül az időjárási anomáliák (aszály, csapadékbőség) ellenére sem adódtak szignifikáns terméskülönbségek (átlagos év: 1.66 t ha-1, aszályos év: 1.51 t ha-1, csapadékbő év: 1.47 t ha-1). 4. Gyenge (N: 30 kg ha-1+NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápanyagellátásnál a termések 2.01-3.04 ha-1 között változtak. A nagy (0.5-1.0 t ha-1) szórások miatt a műtrágyázási hatások instabililak voltak. Az átlagos évjárat hozama több mint 1 t ha-1- ral múlta felül a kontroll parcellákét. A csapadékbő és aszályos években 10 és 14%-kal csökkent a termés. 5. Közepes (N: 60 kg ha-1+NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) trágyázáskor az átlagos évhatásra a maximális termés meghaladta a 3.5 t ha-1-t. Kimutatható volt a NP, NPK és a NPKMg kezelések szignifikáns termésnövelő hatása az önálló N-trágyázással szemben. A termések instabilitása kifejezetten növekvő tendenciát (0.7-1.3 t ha-1) mutatott. A csapadékbő évjáratban az aszálykárt háromszoros mértékben meghaladóan, 20%-kal csökkent a hozam. 6. A növények jó (N: 90 kg ha-1+NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápelemellátottságoknál átlagos évben a termések meghaladták a 3.5 t ha-1-t. A nitrogénkezelések és P, K, Mg kombinációik hatását a kedvezőtlen ökológiájú években (aszály, csapadékbő) stagnálás és terméscsökkenés jellemezte. A termések instabilitása tovább fokozódott (1.0-1.8 t ha-1). Aszályos évben 17, a csapadékbőben 52%-kal csökkent a termés. A N, NP, NK, NPK kezelésekkel szemben a NPKMg táplálás mindkét időjárási anomália 64

károsító hatásának jelentős mértékü csökkentését eredményezte. A NPK kezelések -21%-os aszályos és -39%-os csapadékbő évjáratú kárértékei a kegészítő magnézium trágyázás hatására -4 és -11%-ra mérséklődött. 7. A vegetációbani csapadékmennyiség és a termés között a nitrogén adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros másodfokú összefüggéseket kaptam. A legkedvezőbb, 4 t ha-1 körüli termések a csapadék 400-500 mm- es mennyiségei között jelentkeztek. Az 500 mm felettiek erőteljes terméscsökkentő hatásúak voltak.

65

IV.1.3. A csapadékváltozékonyság és a NPKMg-műtrágyázás hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére 1962 és 1973 között Szakirodalom értékelése A mindenkori ökológia határozza meg döntően a mezőgazdaság fenntarthatóságát és produktivitását. Napjainkban a környezet szennyeződése miatt a globális klímaváltozás vált az emberiség legjelentősebb problémájává beleértve hazánkat is (Bocz, 2001). Ennek egyik kiváltó oka a levegő széndioxid koncentrációjának állandó növekedése lehet. Houghton et al., (1990) szerint az emberi tevékenység hatására az iparosítást megelőző, 18.-ik század 280 ppm-es értéke exponenciális növekedést mutatva jelenleg eléri a 370 és a 21.- ik század végére a 600 ppm- es értéket. Mitra (1999) és Uprety (1999) adatai azt mutatják, hogy átlagosan 1.5 ppm az éves CO2 növekmény, amely jelentősen hozzájárul főként a nappali hőmérséklet emelkedéséhez és a Föld légkörének általános melegedéséhez. Barrow et al., (2000) megállapítják, hogy Európa átlagos léghőmérséklete 1961-től 1990- ig +1.5 - +2.3 0Cal emelkedett. A csapadék mennyiségének változását a téli időszakban +0.4 - +3.6%- ban, a nyári időszakban -0.5 - +3.7%-ban határozták meg. A fent említettek jól szemléltetik azt, hogy a globális klímaváltozás hatására ki nem számítható módon alakúlhatnak az egyes időjárási elemek, közöttük elsősorban a csapadék mennyisége és annak eloszlása (Márton, 2001b). Így napjainkban az aszályos periódusok túlzottan csapadékbőbe csaphatnak át természeti katasztrófákkal limitálva a termelés lehetőségeit (Gyuricza és Birkás, 2000). Az időjárás és a termés kapcsolatának („évjárathatás‖) kutatása közel egy évszázada kezdődött. Smith (1903, 1920) munkásságát kell megemlíteni elsősorban. Jelentősnek számítanak Fisher (1924) eredményei is. A közelmúltban ismertetett tudományos tanulmányok többsége elsősorban a klímaváltozás és a mezőgazdaság, ill. a növénytermesztés kapcsolatával foglalkozik (Adams et al., 1990; Russel és Jennifer, 1990; Rosenzweig és Parry, 1994; Harrison és Butterfield, 1996; Rajendra, 2004; Varga-Haszonits és Varga, 2005; Jolánkai, 2005; Kismányoky, 2005; Bírkás et al., 2007; Kádár és Márton, 2007; Kádár et al., 2012; Láng et al., 2007; Márton, 2012; Laszlo et al. 2011., Kádár, 2011; 2013abc; Kádár et al., 2012). Napjaink egyik legjelentősebb munkáját e témában Downing et al., (2000) jelentették meg „Climate Change, Climatic Variability and Agriculture in Europe‖ címmel. Könyvükben tudományosan mutatják be Európa helyzetét. Az angliai klíma és talaj rendszert vizsgálja valamint a jövő feladatait taglalja a DETR (Department of the Environment, Transport and the Regions) (2001) „The draft soil strategy for England - a consultation paper‖ című összefoglaló dolgozatában. Hazánkban a konkrét vizsgálatokat Berényi indította el az 1930-as években. Az egész ország területére kiterjedő kutatásáiban a csapadék mennyiségének tulajdonított meghatározó szerepet (Berényi, 1956). Eredményi szerint a természetes vízellátottság a termések nagyságát 55-75%- ban határozta meg bizonyítva ezzel a csapadék alapvető jelentőségét. Hasonló megállapításra jutott Szász 1971-ben. 1981-ben ez a szerző felhívja a figyelmet a kvantitatív becslések jelentőségére is. A termesztett növényeink (különösen a kis hasznosan tározott vízmennyiséggel rendelkező homoktalajokon) eltérő módon reagálnak az ökológia kedvezőtlen hatásaira. Csapadékmentes időszakban ez fokozott aszályérzékenységet, nedves időszakban aerációs problémákat jelenthet (Várallyay, 1984). Antal (1973); Kádár et al., (1984); Horváth és Márton (1985); Kováts et al., (1985); Csathó et al., (1991); Lásztity (1991); Kádár (1992); Kádár és Szemes (1994); Jolánkai et al., (1999); Márton (2000ab, 2001ab) szerint különösen szoros a kapcsolat 66

az "évhatás" és a növények tápanyagellátottsága (Harnos, 2007; Varga-Haszonits, 2005; Rajendra, 2004; Jolánkai, 2005; Kismányoky, 2005; Bírkás et al., 2007; Kádár és Márton, 2007; Kádár et al., 2012; Láng et al., 2007; Márton, 2008abcd; Márton, 2012; Laszlo et al. 2011., Kádár et al., 2012), ill. termése között. A burgonyáról bővebben A burgonya általános elterjedéséhez több mint 200 év volt szükség. Termelését az 15. táblázat szemlélteti. 15. táblázat A burgonya (Solanum tuberosum L.) termesztése szubarktikus-mérsékelt égövön (Márton 2004*) Sorszám Ország Terület Termés Összes term. M ha t ha-1 Mt 1. Kína 4.2 15.2 64.1 2. Oroszország 3.3 10.3 34.5 3. India 1.3 18.6 25.0 4. Lengyelország 1.2 17.1 20.4 5. Egyesült Államok 0.5 40.2 20.2 6. Ukrajna 1.6 8.5 13.5 7. Németország 0.3 39.0 10.9 8. Hollandia 0.2 45.6 7.7 9. Anglia 0.2 40.0 6.6 10. Franciaország 0.2 40.3 6.5 11. Kanada 0.2 24.6 4.0 12. Románia 0.3 13.6 3.8 13. Spanyolország 0.1 26.1 3.0 14. Japán 0.1 29.9 2.9 15. Brazília 0.2 18.2 2.8 16. Argentína 0.08 27.3 2.1 17. Olaszország 0.08 24.3 2.0 18. Kazahsztán 0.2 9.8 1.6 19. Ausztrália 0.04 29.8 1.3 20. Portugália 0.09 14.7 1.3 21. Finnország 0.03 25.0 0.8 22. Magyarország 0.05 17.8 0.8 23. Ausztria 0.03 26.6 0.7 24. Norvégia 0.02 25.0 0.4 Szubarktikus-mérsékelt 14.5 24.5 236.9 25. Világ 19.3 16.0 308.2 *FAO 2001 évi adatokra alapozva. M=millió Kína (4.2 M ha) és Oroszország (3.3 M ha) a legnagyobb területen burgonyát termelő ország (15. táblázat). Öket követi Ukrajna, India és Lengyelország. A termésátlag Hollandiában 45 t ha-1 fölé emelkedik, Franciaországban az USA-ban, Angliában 40 t ha-1, Japánban és Ausztráliában 30 t ha-1 körüli. A világ burgonyaterméstömegének 77%-a az égöveken terem. Az összes termelés tekintetében Kína, Oroszország, India, Lengyelország és az USA halad az élen. A termesztett burgonya fajtarendszertanát 5 alfajra (convarietas) tagolják: 67

Solanum tuberosum convarietas tuberosum (sárga héj): Hollandia, Lengyelország, Németország, Magyarország, Oroszország, USA, Kanada, Brazília, Solanum tuberosum convarietas rubrum (vöröslő héj): Hollandia, Lengyelország, Németország, Magyarország, Oroszország, USA, Kanada, Brazília, Solanum tuberosum convarietas violaceum (ibolyás-kékes héj): Bolovia, Brazília, Peru, Chile, Solanum tuberosum convarietas bicolor (héj- sárgás kékesibolyás foltokkal): Brazília, Peru, Chile, Solanum tuberosum convarietas fragarinum (vörösfoltos sárga héj): Peru, Chile. Általában a párás mérsékelten meleg, nem túlságosan száraz, csapadékos éghajlatot kedveli (Anglia, Franciaország, Hollandia, Németország, Lengyelország, Oroszország, Kanada, Egyesült Államok). A talajban nem nagyon válogatós. Laza, savanyú homokon is megterem. Bőséges terméssel hálálja meg azonban a könnyű jó víz-, levegő-, hő és tápanyaggazdálkodású vályogot és csernozjomot. Bármilyen elővetemény után jól fejlődik, ha az nem hagy maga után sok a talajban lebomlani nem képes szervesanyagot, és a talaj időben, jó minőségben előkészíthető utána. Tűri a monokultúrát, ezért önmaga után is termeszthető. Könnyen beilleszthető a különböző növénytermesztési rendszerekbe. Jó előveteménye más növényeknek. A nagy burgonyatermések elérésének egyik alapvető követelménye a jó minőségű, egyöntetű, egészséges (vírusmentes) vetőgumó. A 6-8 cm mélységű ültetést 8-10 0C-os talajhőmérsékletnél kezdik (április eleje, április közepe) 70-75 cm sor és 25-35 cm tőtávolsággal amely 1750 és 2625 cm2 tenyészterülettel 38 és 57 ezer tőszámot jelent ha-ként. A vetőgumó átlagos mennyisége ekkor 3 t körüli. Gépi ültetéskor (Anglia, Hollandia, Németország, Magyarország, Egyesült Államok, Kanada) az ültetéssel egymenetben alakítják ki az elsődleges, vagy ―primér‖ bakhátakat. Ezt követően 5-10 nap múlva végzik a 26-30 cm magas, 910-1130 cm2 keresztmetszetű másodlagos, vagy ―szekunder‖ bakhátak elkészítését. Kézi ültetéskor ezeket kapával alakítják ki, vagy gépi töltögetéssel (Lengyelország, Románia, Ukrajna, Kína, India, Oroszország, Kazahsztán, Brazília, Argentína, Ausztrália). A betakarítás kézi eszköze a kapa (Lengyelország, Románia, Ukrajna, Oroszország, Kína, India, Brazília, Ausztrália). Gépibetatkarításkor a két (1. menet: földből kiemelés és lerakás., 2. menet: felszedés és szállítás: Lengyelország, Románia, Ukrajan, Kazahsztán, Kína) és az egymenetes (burgonya kombájn: földből kiemelés, tisztítás, felrakás és szállítás: Anglia, Hollandia, Franciaország, Németország, Portugália, Spanyolország, Ausztria, Magyarország, Olaszország, Egyesült Államok, Kanada) megoldás az általános. A burgonya egyike azoknak a kultúráknak amelyek érzékenyen reagálnak a vízellátás kedvezőtlen hatásaira (Márton, 2000abc). Ez a növény jelenleg a gyökér gumósok egyik legjelentősebbike hazánkban. Vetésterülete 2000- ben a világon 18.8 millió, hazánkban 45000 ha, összes termése 311 és 0.8 millió t, átlagtermése 16.6 és 17 t ha-1 a FAO (2000) adatai szerint. A világtermésátlag mintegy csak egyhatoda a 85-100 t ha-1-os genetikai terméspotenciálnak (Evans, 1977). Cooke (1981) arról számol be, hogy Angliában a "Blueprint" rendszerben (magasszintü termesztéstechnika) elérték a 90 t ha-1 gumótermést kísérleti és üzemi területeken egyaránt. Általában a párás, mérsékelten meleg éghajlatot kedveli. Vízigénye nagy ezért a szárazságot nem tűri mert gyökerei nem hatolnak mélyen a talajba. Jó vízgazdálkodású talajon azonban helyes trágyázással, talajelőkészítéssel és ápolással kedvezőtlen csapadékeloszlású évben is viszonylag jó termést érhetünk el. Gumókötéskor a nagy meleg különösen szárazsággal párosúlva erőteljesen csökkenti a 68

termés mennyiségét és minőségét. Villax (1937) így ír a burgonya éghajlat igényéről: „A burgonya inkább a kissé csapadékosabb éghajlat növénye. A szélsőséges száraz éghajlatot nem bírja el és kissé szárazabb fekvésben jó sikerrel csak akkor termeszthető, ha a talaj elég televényt tartalmaz, jó vízfogó képességű, elég jó erőben is van és ha a talaj nedvességével tud takarékoskodni a gazda‖. Láng (1976) erről hasonlóan vélekedik. Továbbá megállapítja, hogy a burgonya termesztésére az egész ország területe megfelelő. A gumók átlagosan 25 % szárazanyagot (döntően keményítő) és 75 % vízet tartalmaznak. Az irodalom ezért egyaránt hangsúlyozza a burgonya kifejezett víz és trágya igényességét (Burton, 1966; Antal 2000). Becslések szerint egy nitrogénnel, foszforral és káliummal közepesen ellátott talajon 30 t ha-1 gumótermés eléréséhez 23 t vízre, 150 kg N- re, 120 kg P2O5- ra és 250 kg K2O- ra van szükség hektáronként (Márton, 2000a). Víz- és tápelemigénye különösen fokozottá válik az intenzív szervesanyag képződés időszakában, ill. a virágzással kezdődő gumófejlődés során. Hazai országos felvételezések szerint (MÉM NAK 1979, 26 termőhely) a burgonya szárazanyag- gyarapodásának közel felét (47 %) a virágzás ideje alatt regisztrálták (Németh és Fridrich, 1979; Biczók et al., 1984). A talajban felvehető formában lévő tápelemek összefüggésben a vegetációs időszak ökológiai adottságaival kedvezően avagy kedvőzőtlenül befolyásolhatják a termés mennyiségét. Az általános vélemény szerint a N-ellátás különösen fontos a lombfejlődés és a gumószám kialakulásakor, a vegetáció első felében. Túlsúlya viszont túlzott vegetatív fejlődést, csökkent betegségellenállóságot és kései érést idézhet elő. Ezenkívül rontja a minőséget és a tárolhatóságot. A P-ellátás növelése általában kisebb terméstöbblettel jár, sietteti az érést, javítja a minőséget és ellensúlyozhatja az egyoldalú N- túlsúly káros hatásait. A K- ellátás növeli a gumók tömegét és keményítő %-át javítva ezzel a minőséget. Egyoldalú túlsúlya viszont a N-túlsúlyhoz hasonlóan negatív következményekkel járhat, különösen a KCl forma alkalmazásakor (Grábner, 1935, 1948; Prajisnyikov, 1965; Black és White, 1973; Németh, 1975; Radics, 1994). Loch (1999) szerint a magnézium kedvezően befolyásolhatja a fotoszintézist, a termés mennyiségét és minőségét. Legkedvezőbb a növény számára a harmónikus NPK ellátás. Szemes et al., (1984) adatai azt mutatják, hogy a legjobb NPK műtrágyázás 2.5-szeres termésnövekedést idézett elő a trágyázatlanhoz hasonlítva. Az ökológiát is figyelembe vevő fenntartó, a talaj termékenységét megőrző trágyázásnál a gumótermésbe épült és a tábláról elvitt tápelemek mennyisége lehet irányadó (BeckerDilligen, 1934; Mándy és Csák, 1965; Varis, 1970; Perrenoud, 1983; László et al., 2001ab). Az irodalom számos hivatkozást tartalmaz a témával kapcsolatban. Ennek ellenére az egymást követő gyors ökológiai változások ismeretének és a tartamkísérletek meglétének hiányában kevés a megbízható tudományosan is megalapozott szakismeret. Az ilyen irányú komplex kutatásokat tette lehetővé a Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézetének gondozásában működő (hazánk egyik legnagyobb kiterjedésű homoktalaj övezete, -Nyírség- Nyírlugos), Láng által 1962-ben beállított 39 éves kísérlet adatbázisa. Az első 10 év eredményeit Láng (1973) doktori értekezésében, a 30 éves összefoglaló következtetéseket Kádár és Szemes (1994) a "A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve", továbbá Hepp (1992) a "Homoktalajokon, szántóföldi növényekkel végzett hazai tartamkísérletek eredményeinek ismertetése 1950-1990" c. könyveikben ismertették. Ebben a dolgozatban bemutatásra kerülő burgonyakutatásokon keresztül a növény, a klímaváltozások és az Intézet tartamkísérleti hátterének jelentőségét kívánjuk hangsúlyozni.

69

Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A kísérlet leírását az 5.1.1.2. fejezetben ismertettem. A csapadék-műtrágyázás-termés összefüggésanalízisekhez Harnos 1993-ban ismertetett „csapadékhiány határérték"-eit vettem alapul: - aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20%-kal marad el a sokéves átlagtól, - aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = a csapadék mennyisége az adott időszakban legalább 30%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, - aszályos hónap = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát variancia analízissel, a csapadékmennyiségek és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (Sváb, 1979; Sváb, 1981) SPSS (2000) kompjuteres program segítségével értékeltem. Kísérlet ereményei Burgonyára specifikus csapadékhiány és aszályindex („BUNAI”) határértékek kidolgozása Kidolgozásra és bevezetésre kerültek a burgonyára specifikus csapadékhiány határérték az alábbiak, valamint a burgonyára specifikus aszályindex (―BUNAI‖) határértékek a 61. táblázat (melléklet) szerint. - aszályos hónap a burgonya ültetése előtt (március) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 47%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, - aszályos burgonya vegetáció (április-szeptember) = a csapadék mennyisége az adott időszakban legalább 28%- kal kevesebb mint a sokévi átlag, - aszályos időszak a burgonya betakarítása idején (szeptember) = a csapadék mennyisége a betakarítás hónapjában legalább 40%- kal kevesebb mint a sokévi átlag, - egymás utáni aszályos hónapok száma a burgonya vegetációjában (április-szeptember), - egymás utáni aszályos hónapok száma a burgonya kísérleti években (október-szeptember). A kísérleti évek időjárási viszonyainak értékelése A vizsgált 9 kísérleti év (1962-1963, 1964-1965, 1966-1967, 1968-1969, 1970-1971, 19721973, 1974-1975, 1976-1977, 1978-1979) havi csapadék adatai alapján lehetőség volt átlagos, aszályos és csapadékbő évjáratok meghatározására. Az évhatás részletes elemzésekor a burgonya különböző fenofázisaiban előforduló kedvezőtlen, terméstbefolyásoló időjárási anomáliák elkülönítése volt a fő cél. Az ilyen jellegű jelenségek tudományos komplex analízise burgonya jelzőnövénnyel jelenleg újnak számít úgy hazai mint nemzetközi viszonylatban. Az 16. táblázat a havi csapadékmennyiségek sokévi átlagtól való eltéréseit %70

ban és azok ariditási jellegét szemlélteti, hangsúlyozottan a burgonya fenofázisaira. Az értékelések eredményei azt mutatták, hogy egy kísérleti év aszályos (1972-1973), egy csapadékbő (1964-1965) volt és 7 megfelelt a sokévi (30 év) átlagosnak (1962-1963, 19661967, 1968-1969, 1970-1971, 1974-1975, 1976-1977, 1978-1979). A téli félévekben az átlagostól öt félév különbözött. Az 1962-1963, 1966-1967, 1976-1977, 1978-1979 éveket csapadékbőség az 1972-1973-at az aszály jellemezte.

71

16. táblázat Csapadékeltérések a sokévi átlagtól (%), időjárási anomáliák és ariditási jellemzők (AJ) a kísérleti években 1962 és 1979 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Periódusok

1.

2.

3.

4.

I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX.

204 -223 -2 79 3 -37 -2

157 161 27 -7 -13 27 27

192 -207 -1 -21 -13 -35 -1

-47 -118 -14 -43 5 -20 -14

Kísérleti évek 5. 6. 7. Csapadékeltérések a sokévi átlagtól (%) -59 -285 82 -17 -56 -23 -6 -20 5 -46 -89 4 -64 -72 -15 -3 -3 0 -6 -20 5

Átlag 8.

9.

363 -26 15 107 8 -8 15

184 -106 1 79 -90 -12 1

Időjárási anomáliák gyakorisága, ariditási jellemzők (AJ) 4. 5. 6. 7. 8. ÁT ÁT A ÁT B ÁT ÁT ÁT ÁT ÁT 8ÁT-3A-B 6ÁT-4A-2B 7ÁT-5A 7ÁT-4A8ÁT-A-3B B ÁT ÁT A ÁT B ÁT A A ÁT ÁT ÁT ÁT ÁT ÁT ÁT 2ÁT-3ÁT 2A 4ÁT-2A 6ÁT 4ÁT

88 -68 -3 7 -28 -13 -3

Összes AJ 4ÁT-A-4B ÁT 7ÁT-2A ÁT 59ÁT-28AÁT 21B IV. B 5ÁT-A-3B ÁT V. A 6ÁT-3A ÁT VI. ÁT 7ÁT-2A ÁT VII. 3ÁT 27ÁT-8AÁT 2B VIII. 3B2B-2ÁT 4ÁT-2A 2ÁT-3ÁT2ÁT-2ÁT-2A 2ÁT-2A-4ÁT4A-7ÁT 3ÁT-3B2ÁT-3ÁT 46ÁT-14AÁT 3ÁT-2A 3ÁT 2A 4ÁT 4B IX. ÁT B ÁT ÁT ÁT A ÁT ÁT ÁT 7ÁT-A-B ÁT Kísérleti évek: 1. = 1962-1963, 2. = 1964-1965, 3. = 1966-1967, 4. = 1968-1969, 5. = 1970-1971, 6. = 1972-1973, 7. = 1974-1975, 8. = 1976-1977, 9. = 1978-1979. Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (Október-Március), II. = Nyári félév (Április-Szeptember), III. = Hónapok (Október- Szeptember), IV. = Ültetés előtti (Március) hónap, V. = Betakarításkori (Szeptember) hónap, VI. = Vegetáció (Április-Szeptember), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (Április-Szeptember), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (Október-Szeptember), IX. = Kísérleti évek jellege (Október-Szeptember) I. II. III.

1. B A 4ÁT4A-4B B ÁT A 3ÁT-2A

2. ÁT ÁT 5ÁT2A-5B ÁT ÁT ÁT 2B-2ÁT

3. B A 7ÁT3A-2B ÁT ÁT A 2A

72

9. B ÁT 7ÁT-2A-3B

17. táblázat A burgonya (Solanum tuberosum L.) termése és az időjárási rendellenességek, ariditási jellemzők (AJ) összefüggései trágyázás nélkül, gyenge (N1), közepes (N2) és jó (N3) tápanyagellátottságnál különböző évjáratokban 1962 és 1979 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti Év

Kezelés N1

Termés t ha –1 N2

N3

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

8.8 12.8 14.2 14.0 15.6 16.4 1.4 13.6

8.8 13.1 15.4 15.3 17.8 17.8 1.4 14.7

8.8 13.2 15.3 15.2 17.4 18.4 1.4 14.7

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

6.0 11.4 14.4 11.2 16.6 16.3 0.9 12.7

6.0 11.6 15.3 14.6 19.2 18.2 0.9 14.2

6.0 11.6 15.6 14.8 21.0 19.1 0.9 14.7

Kontroll N NP NK 2. NPK NPKMg SzD5% Átlag Kísérleti évek átlaga Évjárat SzD5%

6.8 10.8 11.9 10.5 11.4 11.4 1.1 10.5 12.3 1.3

6.8 12.2 15.5 13.2 15.3 15.8 1.1 13.1 14.0 1.3

6.8 15.1 18.5 16.7 19.3 19.4 1.1 16.0 15.1 1.3

1., 3., 4., 5., 7., 8., 9.

Rendellenességek az időjárásban V. VI.

I.

II.

III. Átlagos évjárat

IV.

VII.

VIII.

IX.

B

ÁT

7ÁT-3A-2B

ÁT

ÁT

ÁT

3ÁT-A

5ÁT-A-B

ÁT

A

A

ÁT

4ÁT-2A

2ÁT-2A-4ÁT-2A

A

ÁT

ÁT

ÁT

2B-2ÁT

2B-2ÁT

B

Aszályos évjárat

6.

A

ÁT

7ÁT-5A

Csapadékbő évjárat

ÁT

ÁT

5ÁT-2A-5B

-

Kísérleti évek: 1. = 1962-1963, 2. = 1964-1965, 3. = 1966-1967, 4. = 1968-1969, 5. = 1970-1971, 6. = 1972-1973, 7. = 1974-1975, 8. = 1976-1977, 9. = 1978-1979. Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (Október-Március), II. = Nyári félév (Április-Szeptember), III. = Hónapok (Október- Szeptember), IV. = Ültetés előtti (Március) hónap, V. = Betakarításkori (Szeptember) hónap, VI. = Vegetáció (Április-Szeptember), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (Április-Szeptember), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (Október-Szeptember), IX. = Kísérleti évek jellege (Október-Szeptember) 73

18. táblázat A műtrágyázás termésnövelő hatása %- ban burgonya (Solanum tuberosum L.) jelzőnövénynél átlagos, aszályos és csapadékbő évjáratokban 1962 és 1979 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelés Átlagos (ÁT)

Évjárat Aszályos (A)

Kontroll*

100

100

Csapadékbő (B) 100

Különbség (D) ÁT-A ÁT-B

N1 N1P N1K N1PK N1PKMg SzD5% Átlag

54 71 69 88 98 17 76

37 73 35 100 96 11 68

30 43 27 37 37 13 35

-17 2 -34 12 -2 -6 -8

-24 -28 -42 -51 -61 -4 -41

N2 N2P N2K N2PK N2PKMg SzD5% Átlag

58 86 84 114 114 17 91

40 84 76 131 119 11 90

47 87 59 84 90 13 73

-18 -2 -8 17 5 -6 -1

-11 1 -25 -30 -24 -4 -18

N3 N3P N3K N3PK N3PKMg SzD5% Átlag

59 84 83 110 122 17 92

40 88 78 153 130 11 98

82 123 101 133 134 13 115

-19 43 -5 43 8 -6 6

23 39 18 23 12 -4 23

Évjárat SzD5% 16 86 X átlag * Kísérleti évek átlaga

16 85

16 74

-1

-12

A nyári félévekben döntően a sokévi átlagnak megfelelő időjárás uralkodott. A 9 félévből 7 átlagosnak (1964-1965, 1968-1969, 1970-1971, 1972-1973, 1974-1975, 1976-1977, 19781979) és kettő aszályosnak (1962-1963, 1966-1967) adódott. Az egyes hónapok időjárása is nagyon változékony volt. A kísérleti éveket 28 aszályos, 21 csapadékbő és 59 átlagos hónap jellemezte. Az aszályos évben, 1964-1965 a 7 átlagos mellett 5 volt csapadékhiányos. Ellenkező trend uralkodott az 1964-1965-ös csapadékbő évben, ahol 5 csapadékos, 5 átlagos és 2 aszályos hónap fordúlt elő. A burgonya ültetését megelőző, március hónapokban többnyire átlagos hatások állapíthatók meg. A kilenc esetből 5-ben átlagos, 1-ben aszályos és 3-ban csapadékbő volt az időjárás. A vegetációs időszakok (április-szeptember) 74

csapadékviszonyai a nyári félévekét tükrözték (2 aszályos, 7 átlagos). Betakarításokkor 2 év kivételével (aszályos szeptember: 1970-1971, 1978-1979) a sokévi átlagnak megfelelő csapadék esett. Az időjárási szélsőségeket alapvetően nemcsak a féléves, ill. éves csapadékmennyiségek határozzák meg, hanem az egymást követő száraz és csapadékbő hónapok előfordulása is. Az aszályos 1972-1973 kísérleti év vegetációs időszakában 4 átlagos, 2 aszályos a csapadékbő 1964-1965 év ugyanebben a periódusában 2 csapadékbő és 2 átlagos időjárású hónap követte egymást. Hasonlóan alakúltak ezek az anomáliák egész évre kiterjedően is. Az aszályos 1972-1973 kísérleti évben 2 átlagos, 2 aszályos, 4 átlagos, 2 aszályos a csapadékbő 1964-1965 évben 2 csapadékbő és 2 átlagos időjárású hónap következett egymás után. A kísérleti évek jellegét döntően: a téli félévek, az ültetést megelőző hónapok, a vegetációs időszakok, a nyári félévek és a betakarítási hónapok csapadék mennyiségei határozták meg. Az évjárat és a tápanyagellátás hatása a burgonya termésére trágyázás nélkül A burgonya az egyik legtápanyagigényesebb kultúra. Trágyázása, ill. tápanyagellátása alapvetően meghatározza a termés nagyságát mivel gyökérzete tápanyagfeltáró képességgel szinte alig rendelkezik. Csak a számára legkedvezőbb harmonikus nitrogén, foszfor, kálium és magnézim táplálkozás biztosítja az ökonómiailag is elfogadható termésszeinteket, minőséget. Ilyen tápláltsági állapot és elegendő csapadék esetén termése megközelítheti a genetikailag potenciális 100 t ha-1-t. A 0.5 % körüli humusztartalmú, fevehető foszforral és káliummal gyengén ellátott savanyú homokon a trágyázatlan kontroll parcellák termése 3.6 és 14.4 t ha -1 között változott, a kísérleti évek átlaga 8.3 t ha-1 volt (17. táblázat). Az előforduló időjárási anomáliák hatására a terméseket nagy instabilitás (szórás: 3.6 - 14.4 t ha-1) jellemezte. A minimális 1978-1979 évi 3.6 t ha-1 gumó termést a maximális 1976-1977 évi 14.4 t ha-1 4 szeresen múlta felül. A kilenc év eredményei az mutatták, hogy a sokévi átlagosnak megfelelő évekhez képest trágyázás nélkül az aszályos (1972-1973) és a csapadékbő (1964-1965) években jelentősen, mintegy 2.0-2.8 t ha-1- al (8 ismétlés átlaga) csökkentek a termésszintek. Ezek az eredmények bizonyítják a burgonya indikátor jellegét az időjárási tényezők, elsősorban a csapadék mennyiségének és eloszlásának tekintetében. Az évjárat és a gyenge tápanyagellátás hatása a burgonya termésére Ezt az ellátottsági szintet az 50 kg ha-1 N-trágyázás és a nitrogén P, K, Mg kombinációi jelentették. A kedvezőbb tápláltság hatására a hozamok jelentősen 5.0 t ha-1- al javúltak és 10.5 - 16.6 t ha-1 között változtak (17. táblázat). A kezeléshatások nagy eltéréseket mutattak. A kísérletek NPK kombinációi bizonyítható terméstöbbletet eredményeztek a többihez hasonlítva. Az NPKMg teljes kezelések nem szignifikánsan növelték a termést. A műtrágyázás stabilitási faktora kedvezőbben alakúlt a terméseredmények csökkenő (10.5-16.6 t ha-1) szórása miatt. Az időjárási anomáliák hatása kifejezett volt. A trágyázási kezelések átlagában az aszályos évjárat hozama 8 t ha-1- ral múlta felül a kontroll parcellák termését. Az átlagos és a csapadékbő éveknél ez az érték 5.8 és 4.4 t ha-1-t mutatott. Az átlagos évjárathoz viszonyítva így az aszályos évben mintegy 67%-os termésnövekedés a csapadékbőben az átlagossal közel azonos hatás vált megfigyelhetővé. Az évjárat és a közepes tápanyagellátás hatása a burgonya termésére A 100 kg ha-1 N-trágyázás és kombinációi a terméseket közel a kontroll kétszeresére növelték (17. táblázat). A minimális hozamok hasonlóan a gyenge tápanyagellátáshoz 11 t ha-1 körül alakúltak. A maximális túllépte a 19 t ha-1-t. Szignifikáns szintet (1.3 t ha-1) meghaladó volt a 75

NP, NPK és a NPKMg kezelések terméstnövelő hatása az önálló N-kezelésekkel szemben. A NK- hatás nem volt kifejezett a burgonya nagy kálium igénye miatt. A NP és a NK kombinációk között jelentős különbségek nem adódtak. A maximális terméseket ezen az ellátottsági szinten a NPK és a NPKMg kezelések mutatták. A termések instabilitása (szórás: 11.6-19.2 t ha-1) a gyenge ellátottságéhoz hasonlóan alakúlt. Az évjárathatások a jobb tápláltság hatására kiegyenlítettebben jelentkeztek. Az átlagos évjáratban a trágyázási kezelések termésnövelő hatása meghaladta az 7 t ha-1-t. Ez a különbség az aszályos évben megközelítette a 10 t ha-1-t a csapadékbő évben 7.6 t ha-1 volt. A csapadékhiányos évjáratban a NPKMg trágyázás hatására 13%-al nőtt a gumótermés a gyenge tápanyagellátottságúéval szemben. A csapadékbőség 9%-al csökkentette a trágyázási kezelések eredményeit az átlagos évjáratéhoz viszonyítva. Terméscsökkentő hatása mérsékelten jelentkezett. Az évjárat és a jó tápanyagellátás hatása a burgonya termésére A legnagyobb hozamokat a 150 kg ha-1 N-trágyázás és kombinációi adták (17. táblázat). A maximális termés elérte a 21.0 t ha-1-t amely 7 t ha-1-al haladta meg az 1976-1979 évek közötti országos átlagot (14.03 t ha-1) ezzel bizonyítva azt, hogy a burgonya jelentős terméstöbblettel hálálja meg a jó tápanyagellátást. Az önálló nitrogénkezelések hatását a sokévi átlagosnak megfelelő évben a stagnálás, az aszályos évben az átlagoshoz viszonyítva 12%-os csökkenés a csapadékbőben 14%-os növekedés jellemezte. A minimális termés szintje (11.6 t ha-1) az országosé alatt maradt. Az instabilitási faktor trendje (szórás: 11.6-21.0 t ha-1) megközelítette a gyenge tápanyagellátottsági szintűét. A trágyázási kezelések átlagát tekintve a termés 16 t ha-1 fölé emelkedett, 100%-kal meghaladva a kontroll parcellákét. A csapadékbő és aszályos évjáratok terméscsökkentő hatása ezen az ellátottsági szinten nem jelentkezett. Aszályos évben 3, a csapadékbőben 12%-kal nőtt a hozam az átlagos évéhez viszonyítva. A csapadékbő év pozitív hatása közel 24%-al haladta meg a közepes ellátottságúét. A N, NP, NK trágyázással szemben az NPK táplálás lehetővé tette mindkét időjárási anomália hatásának jelentős mértékü csökkentését. Az NPK kezelés 104%-os átlagos, 128%-os aszályos, 85%-os csapadékbő évjáratú értékei az NPKMg trágyázásnál 111, 115 és 87%-nak adódtak (18. táblázat), itt nem bizonyítva a magnézium kedvező aszály és csapadékbőség- rezisztencia fokozó hatását. Az aszály mellett a túlzott csapadékbőség akkor hat a növényeknél terméscsökkentő tényezőként ha a vízbefogadását gátló tömörödött réteg található a talajban (Gyuricza és Birkás, 2000; Márton, 2001b). A kísérlet talaja mint az már az "Anyag és módszer" fejezetben említésre került homokos kovárványos barna erdőtalaj. A mésztelen homokok ezen altípusánál fejlődésük során a futóhomok rétegek közé az altalajban néhány cm vastag vasasagyagos rétegek rakódnak le (Kádár et al., 1984). Ezek összefüggő nagy kiterjedésű záróréteget alkotva kedvezőtlen hatásúak is lehetnek mert gátolhatják a víz mélyebb talajrétegekbe való szivárgását (Mazsolán: szóbeli közlés, 2001). Az itt bemutatott trágyázás nélküli és közepes ellátottsági eredmények ezt a jelenséget látszanak igazolni mivel a túl csapadékbő évben a burgonya jelentős terméscsökkenését tapasztaltuk amelyet csak a legnagyobb adagú NPKMg kezelések ellensúlyoztak. A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK, NPKMg tápláltságok és a burgonya termése közötti összefüggések modell eredményeit a 2. ábra szemlélteti. Megállapítható, hogy a csapadék és a termés mennyiségek között a nitrogén adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros másodfokú összefüggések tapasztalhatók, hasonlóan a kísérlet rozs jelzőnövénnyel 1962 és 1972 között kapott eredményeihez (Márton, 2001b). A maximálishoz (21 t ha-1) közeli termések a 280-330 mm közötti tartományban jelentkeztek. A 400 mm feletti túlzott csapadékok erőteljesen csökkentették a termést. 76

20 18 16

Termés (t/ha)

14 12 10 8 6 4 2 0 200 250 300 350 400 450 500 550 600 Csapadék (mm) Kontroll NP NPK

N NK NPKMg

2. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK, NPKMg tápláltságok és a burgonya termése közötti összefüggések regresszióanalízissel 1962 és 1979 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a kísérletekben elsősorban a nitrogén, a NP, NK, NPK, NPKMg tápelemkombinációk, valamint a vegetációbani csapadék mennyiségek határozták meg alapvetően a burgonya termését.

77

Kísérleti eredmények összefoglalása Savanyú, homokos, kovárványos, barna erdőtalajon a nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérlet 9 termesztési évében (1962-1963, 1964-1965, 1966-1967, 1968-1969, 1970-1971, 1972-1973, 1974-1975, 1976-1977, 1978-1979) vizsgáltuk az időjárási anomáliák elsősorban a csapadék mennyiségének, eloszlásának és a N, P, K, Mg műtrágyázás hatását a burgonya termésére. A kísérlet talaját pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.2-0.4, humusz 0.4-0.9 %, összes N 20.6-48.0 mg kg-1, AL-P2O5 20-66 mg kg-1, AL-K2O 20-100 mg kg-1 értékek jellemzték. A 2 x 2 x 16 = 64 kezelést 8 ismétlésben split-split-plot elrendezésben 512 parcellával állították be. A nitrogént 0, 50, 100, 150, a foszfort 48 (P2O5), a káliumot 150 (K2O) és a magnéziumot 30 (MgO) kg ha-1-os adagokban 25%-os pétisó, 18%-os szuperfoszfát, 40%-os kálisó és technikai minőségű magnéziumszulfát (keserűsó) formájában juttatták ki. A PK trágyákat évente ősszel szántás előtt, a N és Mg sókat tavasszal adagolták. A burgonyát (fajta: Gülbaba, Aranyalma) 70 x 40 cm-es sor és tőtávolságra (0.28 m2 tenyészterület) kézzel ültették. A termesztésnél a hagyományos technológiát alkalmazták. A főbb eredmények és megállapítások az alábbiakban mutathatók be: 1. Burgonyára specifikus csapadékhiány határértékeket határoztam meg az alábbiak szerint: - aszályos hónap a burgonya ültetése előtt (március) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 47%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, - aszályos burgonya vegetáció (április-szeptember) = a csapadék mennyisége az adott időszakban legalább 28%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, - aszályos időszak a burgonya betakarítása idején (szeptember) = a csapadék mennyisége a betakarítás hónapjában legalább 40%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, - egymás utáni aszályos hónapok száma a burgonya vegetációjában (április-szeptember), - egymás utáni aszályos hónapok száma a burgonya kísérleti években (október-szeptember). 2. Az "általános" (Harnos, 1993) és a burgonyára specifikus csapadékhiány határértékek alapján aszályos (1972-1973), csapadékbő (1964-1965) és átlagos (1962-1963, 1966-1967, 1968-1969, 1970-1971, 1974-1975, 1976-1977, 1978-1979) évjáratok voltak meghatározhatók. 3. A kísérletek évhatásait elsősorban a téli félévek, az ültetést megelőző hónapok, a vegetációs időszakok, a nyári félévek és a betakarítási hónapok csapadék mennyiségei jellemezték. 4. Trágyázás nélkül a sokévi átlagosnak megfelelő évekhez képest az aszályos (1972-1973) és a csapadékbő (1964-1965) években 2.0-2.8 t ha-1 -al csökkent a termésszint. 5. Gyenge (N: 50 kg ha-1 + NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápanyagellátásnál a trágyázási kezelések átlagában különösen a csapadékhiányos évjárat hozama múlta felül 8 t ha-1-ral a kontroll parcellák termését. Az átlagos és a csapadékbő éveknél ez az érték 5.8 és 4.4 t ha-1-t mutatott. Az átlagos évjárathoz viszonyítva az aszályos évben mintegy 67%-os termésnövekedés a csapadékbőben az átlagossal közel azonos hatás vált megfigyelhetővé. 6. Közepes (N: 100 kg ha-1 + NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) trágyázáskor a maximális terméseket ezen az ellátottsági szinten a NPK és a NPKMg kezelések mutatták. Az évjárathatások a jobb tápláltság hatására kiegyenlítettebben jelentkeztek. A átlagos évjáratban a trágyázási kezelések termésnövelő hatása meghaladta az 7 t ha-1-t. Ez a különbség az aszályos évben megközelítette a 10 t ha-1-t a csapadékbő évben 7.6 t ha-1-ra csökkent. 7. A növények jó (N: 150 kg ha-1 + NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápelemellátottságánál a trágyázási kezelések átlagát tekintve a termés 16 t ha-1 fölé 78

emelkedett, 100%-kal meghaladva a kontroll parcellákét. A csapadékbő és aszályos évjáratok terméscsökkentő hatása ezen az ellátottsági szinten nem jelentkezett alátámasztva ezzel a műtrágyázás kedvező időjárást kompenzáló hatását. Aszályos évben 3, a csapadékbőben 12%kal nőtt a hozam az átlagoshoz viszonyítva. A csapadékbő év pozitív hatása közel 24%-al haladta meg a közepes ellátottságét. 8. A vegetációbani csapadékmennyiségek és a termések között a nitrogén adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros másodfokú összefüggések adódtak. A maximálishoz (21 t ha-1) közeli termések a 280-330 mm közötti tartományban jelentkeztek. A 400 mm feletti csapadékok erőteljesen csökkentették a termést.

79

IV.1.4. A csapadékváltozékonyság és a NPKMg-műtrágyázás hatása a búza (Triticum aestivum L.) termésére 1973 és 1990 között Szakirodalom értékelése A mezőgazdasági termelés szinvonalát és stabilitását nagymértékben az ökológiai feltételek határozzák meg. Ezeknek globális változásai az agroökológiai potenciál és a növénytermesztés fokozott érzékenységét okozzák. A globális felmelegedés maga után vonja a regionális csapadékképződés, eloszlás kedvezőtlen alakulását (aszály, túlzott csapadékbőség) és bizonytalan előrejelezhetőségét. Hazánkban is ez történt már az 1850-es évektől kezdődően (Rácz, 1999), ill. történik ma is felbecsülhetetlen károkat okozva a népgazdaságnak. A természetes csapadék hatása ugyanis elérheti a terméstkialakító tényezők összhatásának akár 75 %-át is (Berényi, 1956). A búza termesztésével összefüggésben Röszler (1910) például így ír az 1860-as évek időjárásáról: „Érdekes világot vet erre öreg alföldi gazdák ama vissszaemlékezése, hogy a 60-as években egyszer a nagy szárazság miatt jóformán semmi termés sem volt az Alföldön‖. Ezt követően az 1980-as évekig tapasztalt aszályos időszakok is rányomták bélyegüket a termésszintek alakulására, amelyen csak az időközben meghonosított külföldi és a hazánkban nemesített új fajták, a modernizálódó agrotechnika, műtrágyázás és öntözés javított jelentősebben (1.0 és 4.0 t ha-1 közötti termések). Láng (1976) is kiemeli az időjárás terméstmeghatározó szerepét („Az évről évre változó időjárás is jelentősen befolyásolja a termés mennyiségét és minőségét‖). Döntőnek tartja a májusi és a juniusi csapadékot („Minnél rosszabbul gazdálkodik a talaj az őszi, téli csapadékkal, annál fontosabb a jó termés érdekében a csapadékos május és junius eleje‖). A közelmúltban az 1983 évi aszály okozott jelentős károkat az őszi búza termesztésben. Tapasztalatai tanulságosak voltak a kutatók és a termesztők számára egyaránt. Számos fontos következtetés fogalmazódott meg. Ezek közül kiemelhető Győrffy és Sváb (1993) megállapítása: „Az elmúlt évtizedek csapadék alakulásából várható, hogy a száraz periódus fokozódik, vagy legalábbis tartós lesz a közeljövőben (Harnos, 2007; Varga-Haszonits és Varga, 2005; Jolánkai, 2005; Kádár et al. 2012; Láng et al., 2007; Laszlo et al. 2011). Ez természetesen nem jelenti azt, hogy nem lesznek kivételesen nedves évek is. Lényegében arról van szó, hogy a közeljövőben a száraz évek valószínűsége növekszik, a nedves éveké pedig várhatóan csökken‖. Ez az előrejelzés valósággá vált, s az elmúlt évtizedben sorozatban voltak aszályos évek. Az 1992. évi újra figyelmeztetett a szántóföldi termelés időjárástól függő nagy kockázatára. Napjainkban (Bocz, 2001., Kádár, 2011; 2013abc; Kádár et al., 2012) adatai támasztják alá hazánk csapadékellátottságának jelentős romlását. A búzáról bővebben A búza termesztésének jelentősége az utóbbi években egyre nő a kedvező táplálkozásélettani (humán táplálékként) és takarmányozási (kiváló szénhidrát-, fehérje-, bioenergia transzformációs jellemzők) mutatói miatt. Termesztését a 19. táblázat ismerteti. Kína, India, USA és Oroszország együttes vetésterülete 90 M ha. Ez több mint 40%-a a világ és több mint 55%-a az égövek búza vetésterületének. Meg kell említeni még Ausztráliát (12.5 M ha), Kanadát (11.0 M ha) és Kazahsztánt (10.8 M ha). A termésátlagok 1.2 és 8.7 t ha-1 között változnak. A világ összes éves búzatermelésének 50%-át, az égövekének 63%-át Kína, India, USA, Oroszország és Franciaország adja. Jelentősebb termelők még Ausztrália, Németország, Kanada, Ukrajna, Argentína, Kazahsztán és Anglia. A búzatermesztés növekvő trendjének értékelésekor hangsúlyozni kell azt, hogy ma a növény a kitűnő ökológiai adaptációs képessége miatt a világ szántóterületének akár 80%-án is termeszthető lenne. Termesztése, a termesztés gépesítése és a termés feldolgozása nem igényel nagy tőkebefektetést. 80

19. táblázat A búza (Triticum aestivum L.) termesztése szubarktikus-mérsékelt égövön (Márton 2004*) Sorszám

Ország

Terület M ha 1. Kína 24.4 2. India 25.0 3. Egyesült Államok 19.7 4. Oroszország 20.9 5. Franciaország 4.8 6. Ausztrália 12.5 7. Németország 2.9 8. Kanada 11.0 9. Ukrajna 6.9 10. Argentína 7.1 11. Kazahsztán 10.8 12. Anglia 1.6 13. Lengyelország 2.6 14. Románia 2.5 15. Olaszország 2.3 16. Magyarország 1.2 17. Spanyolország 2.2 18. Brazília 1.7 19. Ausztria 0.3 20. Hollandia 0.1 21. Japán 0.2 22. Finnország 0.2 23. Norvégia 0.01 24. Portugália 0.2 Szubarktikus-mérsékelt 161.1 25. Világ 213.8 *FAO 2001 évi adatokra alapozva. M=millió

Termés t ha-1 3.8 2.7 2.7 2.2 6.6 1.8 7.9 1.9 3.1 2.5 1.2 7.1 3.6 2.8 2.8 4.3 2.3 1.9 5.2 8.7 3.7 3.4 4.7 6.6 3.9 2.7

Összes term. Mt 93.5 68.5 53.3 46.9 31.7 23.8 22.9 21.3 21.3 17.8 12.9 11.6 9.4 7.0 6.5 5.2 5.0 3.2 1.5 1.1 0.7 0.5 0.3 0.1 466.0 582.7

A szélsőséges időjárási adottságok mellett fokozódhat a tápanyagellátás szerepe (Egerszegi, 1958; Antal, 1973; Láng, 1973; Németh, 1975; Várallyay, 1984; Kováts et al., 1985; Kádár, 1992; Ruzsányi, 1996; Németh, 1996; Gyuricza és Birkás, 2000; Márton, 2001ab, 2002abcde). Győrffy és Sváb (1993) elemezve az 1983. évi aszály hatásait azt állapítja meg, hogy: „Az 1983. évi aszály nem okozott katasztrófát, s ennek döntő oka az elmúlt évtized trágyázási rendszerében keresendő, hogy sikerült megfelelően ellátni a talajainkat tápanyaggal‖. Győrffy (1988) szerint az aszálymérséklés egyik alapvető tényezőjének a jó tápanyagellátás tekinthető. A trágyázás ugyanis nagyobb mértékben növeli a produkciót mint a vízigényt (Ruzsányi, 1996). Ennek eredményeként javul a vízhasznosulás és csökken a fajlagos vízfogyasztás. A tápelemek hiánya és túlzott bősége egyaránt rontja az említett jellemzőket és így fokozza az aszályérzékenységet.

81

Az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet több mint 40 éve folytat kutató munkát műtrágyázási tartamkísérletekben. Az ezekben nyert adatbázisok, eredmények lehetővé teszik a vázolt kérdések egzakt kutatását. A bemutatásra kerülő új eredményeket Magyarország egyik legnagyobb kiterjedésű homoktalaj régiójában, -Nyírség- Nyírlugoson működő, Láng (1973) által 1962-ben beállított 40 éves N, P, K, Ca és Mg műtrágyázási tartamkísérletben nyertük. Meg kell említenünk, hogy e kísérlet jelentőségét és értékét nagymértékben növeli az, hogy a megközelítően 2.5 millió hektár hazai homokterületeinkre és a három makro (N, P, K) és két mezo (Ca, Mg) elemre vonatkozóan ad hasznosítható tudományos eredményeket, kiegészítve ezzel a főként NPK-ra alapozott tartamkísérleti kutatásokat. Az első 10 év eredményeit Láng (1973), a 30 éves összefoglaló eredményeket Kádár és Szemes (1994) ismertette. Az őszi búza a legfontosabb kenyérgabonánk ezért indokoltnak tartjuk a növény termesztését érintő ökológia-trágyázás-termés rendszer részletes kutatását. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A kísérlet és az alkalmazott vizsgálati módszerek altalános leírását lásd a 5.1.1.2. fejezetben. Ebben a fejezetben azokat a főbb jellemzőket ismertetem amelyek az általános leírástól eltérnek. A műtrágyázási tartamkísérlet 1962-től kezdődően Nyírlugoson savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon napjainkban is működik. Azzal a céllal került beállításra, hogy vizsgálják a műtrágyázás, a fajta, a szántási mélység és az elővetemény hatását a nyírségi homoktalaj termékenységére és az ott termesztett két legfontosabb szántóföldi növényfaj a burgonya és a rozs termésére. A kísérleti telep talajtérképét Stefanovits (1966) készítette el. A kísérlet beállításakor 1962ben a talaj mechanikai összetételét 70-85%-ban a 0.25-0.05 mm-es finomhomok, 5-15%-ban a por és az iszap, 5-10%-ban az agyagfrakció jellemzi. A „B‖ és a „C‖ szint kovárványcsíkokkal tagolt, ahol a tápanyag és a vízgazdálkodást meghatározó kolloidok részaránya elérheti a 12-17%-ot. A Ca++ 60-80, a Mg++ 20-30%-át képezheti a kicserélhető kationoknak. A K és a Na részaránya néhány %- ban határozható meg. A talaj adszorpciós kapacitása (T- érték) kicsi, 4-10 mgeé 100 g-1. A kovárványcsíkos szintekben a T-értéke 1521 mgeé 100 g-1-ot is elérhet a nagyobb agyagtartalom miatt. A kísérlet beállításkori 50-80%os bázistelítettsége a 80- as évek végére 30-50%- ra süllyedt Várallyay (1994) adatai szerint a szántott rétegben. Mélyebben ennek 60-90% körüli értéke érdemben nem változott. A kísérlet 1980-ig 2 x 16 x 4 = 128 kezelést tartalmazott, 4 ismétlésben split-split-plot (kétszeresen osztott) elrendezésben, 512 parcellával. 1980-tól a kezelések száma 32, az ismétléseké 4, az összes parcellák száma 128, faktoriális véletlen blokk rendszerben. A parcellák mérete 10 x 5 = 50 m2 volt. A kezeléseket és azok kombinációit a 20. táblázat adatai mutatják be. Az ebben a munkában bemutatott búzakísérletek (1974, 1976, 1978, 1980, 1982 = Mv-4 fajta és 1989, 1990 = Mv-15 fajta) vetésére burgonya (1973, 1975, 1977, 1979), csillagfürt (1981), dohány (1988) és búza (1989) elővetemények után került sor. A csapadék hatásvizsgálatokban az OMI Nyíregyháza, Napkor állomáson mért adatok szerepelnek.

Az évhatások elemzésekor Harnos (1993) csapadékhiány (%) értékeit vettem figyelembe a 82

következő módon: Időszak

Sokéves átlag*

Eltérés a sokéves átlagtól % Mm Év (október-szeptember) 622 20 124 Nyári félév (április-szeptember) 368 30 110 Téli félév (október-március) 254 30 76 Hónap 52 50 26 *Sokéves átlag (1884-1983=100 év) 8 mérőállomás (Budapest, Debrecen, Keszthely, Mosonmagyaróvár, Nyíregyháza, Pécs, Szeged, Szombathely) átlagában Az az aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20%kal, aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = 30%-kal, aszályos hónap = 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. 20. táblázat A kísérlet N, P, K, Mg kezelései és azok kombinációi 1962 és 1980 között, valamint 1980 után (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelések 1962 és 1980 között Kontroll N1 = 30 P = 48 (P2O5) N2 = 60 K = 80 (K2O) N3 = 90 Mg = 15 (MgO) N, P, K, Mg kombinációk Kontroll N1 N2 N3 N1P N2P N3P N1K N2K N3K N1PK N2PK N3PK N1PKMg N2PKMg N3PKMg

Szintek Kontroll 1 2 3

N 0 50 100 150

Kezelések 1980-tól P2O5 0 60 120 180

K2O 0 60 120 180

MgCO3 0 140 280 0

A kísérleti évekre vonatkozó országos termésátlagokat a FAO (2002) adatbankja szolgáltatta. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát varianciaanalízissel (Sváb, 1981; MANOVA), a csapadékmennyiségek és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (SPSS, 2000) határoztam meg. Kísérlet ereményei 83

Búzára specifikus csapadékhiány és aszályindex (“BÚNAI”) határértékek kidolgozása Kidolgozásra és bevezetésre kerültek a búzára specifikus csapadékhiány határérték a 21. táblázat, valamint a búzára specifikus aszályindex (―BÚNAI‖) határértékek a 62. táblázat (melléklet) szerint. Az az aszályos hónap az őszi búza vetése előtt (augusztus) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%-kal, aszályos őszi búza vegetáció (szeptemberjúlius) = 30%-kal, aszályos időszak az őszi búza betakarítása idején (július) = 50%- kal kevesebb mint a sokévi átlag. Egymás utáni aszályos hónapok száma az őszi búza vegetációjában (szeptember-július) és a kísérleti évben (szeptember-augusztus). Csapadékossági jellemző (CSJ) = átlagos (ÁT), száraz (SZ), aszályos (A), csapadékos (CS), csapadékbő (B). A túlzott csapadékbőség meghatározásánál ugyanazokat az értékeket tekintettük érvényesnek mint az aszálynál, de ellenkező előjellel. Száraz periódusok fogalma alatt Gyuricza és Birkás (2000) paramétereit fogadtuk el, „miszerint az adott időszakot vizsgálva az 10-20%-kal kevesebb csapadékot jelent a sokévi átlaghoz viszonyítva‖. 21. táblázat Őszi búzára specifikus csapadékhiány értékek Időszak

Sokéves átlag*

Eltérés a sokéves átlagtól % Mm Év (október-szeptember) 586 20 117 Nyári félév (április-szeptember) 353 30 106 Téli félév (október-március) 233 30 70 Hónap 49 50 25 Vetés előtti hónap (augusztus) 68 50 34 Vegetáció (szeptember-július) 518 30 155 Betakarítás hónapja (július) 64 50 32 *Sokéves átlag (1901-1950=50 év) Nyíregyháza, Napkor mérőállomáson A kísérleti évek időjárásának értékelése A különböző évjárathatások részletes elemzésekor az őszi búza fenofázisaiban előforduló időjárási anomáliák meghatározása és azok termésbetbefolyásoló hatásainak számszerűsítése volt a fő cél. A kísérleti évek havi csapadékmennyiségeit a búza különböző fenofázisaiban mm-ben a 22. táblázat, a havi csapadékmennyiségek sokévi átlagtól való eltéréseit %-ban és azok csapadékossági jellegét a 23. táblázat szemlélteti. Az eredményekből megállapítható az, hogy három kísérleti év (1978, 1982, 1989) felelt meg a sokévi átlagnak. Egy évet szárazság (1974), két évet (1976, 1990) aszály és 1 évet csapadékosság (1980) jellemzett. A téli féléveket együttesen a szárazság (1980, 1982) és az aszály (1974, 1976, 1978, 1989, 1990) határozta meg. A nyári félévek időjárását közel azonos arányban (2 : 2 : 3) az átlagos (1974, 1982), az aszályos (1976, 1990) és a csapadékbő (1978, 1980, 1989) klíma alakította ki. Igy a téli félévek szárazsága (20%) és aszályossága (44%) mellett a nyári félévek ariditása, ill. csapadékossága döntötte el a kísérletek fő évhatásáit. A vizsgált kísérleti években a sokévi átlagosnak megfelelő (57%) és az időjárásukban rendellenes hónapok közel azonos (43%) gyakorisággal fordultak elő. A legaszályosabb évben, -1990- az 1 átlagos mellett 3 volt száraz, 7 aszályos, és 1 csapadékos. A csapadékosnak számító 1980 évben is gyakoriak voltak a száraz és az aszályos hónapok, ahol a 4 száraz mellett kettő aszályosnak adódott.

84

22. táblázat A sokéves átlag, a kísérleti évek és a búza (Triticum aestivum L.) fenológiai fázisainak csapadékösszegei (mm) 1973 és 1990 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Fenofázis Csírázás Kelés

Bokrosodás

Szárbaind. Virágzás Érés Teljes érés -

Hónap

Szept. Október Nov. Dec. Január Február Március Április Május Június Július Aug. Teny. idő ö. Elt. + - (mm) Évi összes Elt. + - (mm)

Sokévi átlag (D1) 43 36 44 41 30 28 26 38 52 77 94 58 509 567 -

1973197 11 32 16 9 25 21 0 5 75 176 59 53 429 -80 482 -85

19751976 33 45 6 46 22 0 39 28 42 42 26 10 329 -180 339 -228

19771978 42 16 49 29 17 31 15 51 105 87 147 34 589 80 623 56

85

Kísérleti évek 197919811980 1982 4 82 15 42 38 17 25 93 22 23 17 5 45 20 48 37 80 23 125 97 170 58 85 59 589 497 80 -12 674 556 107 -11

19881989 69 11 13 47 12 19 21 87 83 93 105 34 560 51 594 27

19891990 17 13 37 6 13 24 3 50 56 29 33 17 281 -228 298 -269

Átlag (D2)

D1 - D2

37 25 25 36 19 17 20 44 66 93 85 42 467 -42 509 -58

-6 -11 -19 -5 -11 -11 -6 6 14 16 -9 -16 -42 -58 -

23. táblázat Csapadékeltérések a sokévi átlagtól (%), időjárási anomáliák és ariditási jellemzők (AJ) a kísérleti években 1962 és 1990 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) AnomáLiák

1.

2.

3.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

I. II.

-49 -6

A ÁT

-21 -45

SZ A

-25 27

SZ CS

III. IV. V. VI.

-15 -9 -37 -16

SZ ÁT SZ SZ

-40 -83 -72 -35

SZ A A A

10 -41 56 16

CS SZ B CS

VII.

2A2SZ2A

3SZ

2SZ

VIII.

2A2SZ2A

3SZ2A

2SZ

Kísérleti évek 4. 5. % AJ % AJ Félévek időjárása -17 SZ -8 ÁT 30 B 4 ÁT Hónapok időjárása 19 CS -2 ÁT 47 CS 2 ÁT 81 B -38 SZ 16 CS -2 ÁT Hónapok száma 2A4SZ3B 2A4SZ3B

-

Átlag 6.

7.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

-39 40

A B

-54 -37

A A

-30 2

A ÁT

5 -41 12 10

ÁT SZ CS CS

-47 -71 -65 -45

SZ A A A

-10 -28 -9 -8

SZ SZ ÁT ÁT

2A2S Z1B 2A2S Z1B

A

2A2SZ2B2CS

2A2A2A

2A2SZ2B2CS

2A2A3A

Évjárat IX. Száraz Aszályos Csapadékos Csapadékos Átlagos Átlagos Aszályos Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, SZ = száraz, B = csapadékbő, CS = csapadékos. I. = Téli félév (Október-Március), II. = Nyári félév (Április-Szeptember), III. = Hónapok (Október-Szeptember), IV. = Ültetés előtti (Március) hónap, V. = Betakarításkori (Szeptember) hónap, VI. = Vegetáció (Április-Szeptember), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (Április-Szeptember), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (Október-Szeptember), IX. = Kísérleti évek jellege (Október-Szeptember)

86

A

Száraz

24. táblázat Az őszi búza (Triticum aestivum L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései különböző tápanyagellátottságoknál (Nyírlugos, 1973-1990) Kísérleti Év

Kezelés

Termés t ha –1

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

1.8 2.7 3.3 2.7 3.5 4.1 0.9 3.0

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

1.1 1.5 1.7 1.4 1.9 1.8 0.4 1.6

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

1.7 2.1 3.0 1.9 3.2 3.2 0.1 2.6

I.

II.

III.

SZ

CS

ÁT

IV. Átlagos évjárat

V.

Anomáliák az időjárásban VI. VII.

VIII.

IX.

SZ

ÁT

1A1SZ1B1CS

1A1SZ1B1CS

ÁT

A

A

3A2SZ

5A2SZ

A

SZ

SZ

2A2SZ2A

2A2SZ2A

SZ

Csapadékbő évjárat 0.8 1.2 1.7 1.7 1978., 1980. 2.2 SZ CS CS ÁT B 2.3 0.9 1.7 Kísérleti évek SzD5% 0.6 Kísérleti évek átlaga 2.2 A ÁT SZ SZ ÁT Megjegyzés: ÁT, A, B, SZ, CS, I., II., III., IV., V., VI., VII., VIII., IX. jelzések azonosak a 23. táblázatéval

CS

1A3SZ2B

1A3SZ2B

CS

A

A

SZ

1982., 1989.

SZ

Aszályos évjárat

1976., 1990.

A

A

SZ

A

Száraz évjárat

1974.

A

ÁT

SZ

ÁT

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

87

ÁT

Az őszi búza vetését megelőző, augusztus hónapokban is többnyire százazságot és aszályt rögzítettünk (86%). A hét esetből 2 száraz, 4 aszályos és 1 volt csapadékos. A vegetációs időszakok (szeptember-július) csapadékviszonyaiban a sokévi átlagosnak megfelelőek domináltak (4 átlagos, 3 aszályos). Betakarításkor az esetek 30%-ban átlagos, 14-14%-ban száraz-aszályos és 42%-ban csapadékbő időszakok váltották egymást. Az időjárási anomáliák szélsőségeit az egymást követő száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő hónapok gyakorisága is mutatja. A kísérleti évek között különösen aszályosnak mondható a fentiekkel egybehangzóan az 1990 év, mivel a vegetációban 2 x 2 egymást követő hónap volt aszályos. A száraz 1974 évben 1 x 2 száraz és 2 x 2 aszályos hónap fordúlt elő. A csapadékos 1980 kísérleti évben az 1 x 2 aszályos és az 1x4 száraz hónapos összefüggő időszakot csak 1 x 2 csapadékbő követte. A kísérleti évek évjáratát fontossági sorrendben a téli-, nyárifélévek és a vegetációs időszakok csapadékmennyiségei határozták meg elsődlegesen. Az őszi búza évjárat-tápanyagellátás-termés rendszer összefüggései A 24. táblázat a termés, a N, P, K, Mg táplálás és az időjárási rendellenességek kapcsolatait szemlélteti átlagos, száraz, aszályos és csapadékos évjáratokban összefoglalóan. A tápanyagellátás és a búza termése átlagos évjáratokban A 0.7% körüli humusztartalmú, felvehető foszforral és káliummal gyengén ellátott savanyú homokon a trágyázatlan kontroll parcellák termése 1.6 t ha-1 szinten stabilizálódott az átlagosnak megfelelő három kísérleti év átlagában (25. táblázat, melléklet). Az előforduló időjárási anomáliák mellett a terméseket nagy szignifikáns műtrágyahatások jellemezték. A minimális 2.3 t ha-1 terméstömeget a maximális 3.7 t ha-1 másfélszeresen haladta meg (országos átlag 4.8 t ha-1). A N, NP és a NK-műtrágyázás mintegy 1.0 t ha-1 hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez viszonyítva. A búza termése csak a teljes NPK (3.4 t ha-1) és a NPKMg (3.7 t ha-1) kezelésekkel volt fokozható gazdaságosan. A tápanyagellátás és a búza termése száraz évjáratban Az átlagosnál kedvezőtlenebb csapadékellátást a búza kisebb hozamokkal jelezte (26. táblázat, melléklet). A kontroll parcellák termése az átlagos évjáratokéhoz (1.6 t ha-1) hasonlóan alakult (1.7 t ha-1). A trágyázási szintek minimális termése 1.9, a maximális 3.2 t ha-1 (országos átlag 3.8 t ha-1) volt. A N, NP és NK kezelésekben 12%- os károsító hatást rögzítettünk. A NPK és NPKMg adagok hatására azonos 3.2 és 3.2 t ha-1 termések adódtak, amelyek 10% elmaradást mutattak az átlagosnak megfelelő évek eredményeitől. A tápanyagellátás és a búza termése aszályos évjáratokban A természetes csapadék hiánya az aszályos évjáratokban drasztikus szignifikáns termésdepressziót okozott (26. táblázat, melléklet). A trágyázás nélküli területek termése (1.1 t ha-1) mintegy 30% csökkenést mutatott az átlagos évjáratokéhoz (1.6 t ha-1) viszonyítva, mutatva ezzel a búza különös aszályérzékenységét. A különböző trágyázási szintek között a minimális termés 1.4 a maximális 1.9 t ha-1 volt (országos átlag 4.5 t ha-1). Az egyoldalú N és a hiányos NP és NK ellátottságoknál is jelentkezett a vízhiány negatív hatása (N = 1.5, NP = 1.7, NK = 1.4 t ha-1). Ezekben a kezelésekben átlagosan 41% volt a terméskiesés az átlagosnak megfelelő évekhez hasonlítva, amelyet a NPK és a NPKMg trágyázások (NPK = 1.9, NPKMg = 1.8 t ha-1) még 7%-al tovább fokoztak (48%).

88

A tápanyagellátás és a búza termése csapadékos évjáratban A csapadékos évben az aszálykárt meghaladó mértékben csökkentek a hozamok (27. táblázat, melléklet). A műtrágyázás nélküli parcellák (0.3 t ha-1) 81%-al termettek kevesebbet mint az átlagos évjáratokban (1.6 t ha-1). Ez a depresszív hatás mintegy 51%-al volt nagyobb az aszályosokénál. A trágyázási szintek termései 0.8 és 1.4 t ha-1 között változtak (országos átlag 4.5 t ha-1). A hiányos műtrágyázáskor (N = 0.9, NP = 1.1, NK = 0.8 t ha-1) 64%-al volt kevesebb a betakarítható termés. A teljes NPK (1.2 t ha-1) és a magnéziummal kiegészített NPKMg (1.4 t ha-1) kezeléseknél 63%-os negatív hatás volt meghatározható. Évjáratok gyakorisága és azok változásai a tartamkísérlet 39 évében A fentebb ismertetett búza kísérleti eredményeink objektívebb értékelhetősége érdekében vizsgáltuk a tartamkísérlet 39 évének évjáratait, ill. azok változásait. A tartamkísérlet első 19 éve (1962-1981) alatt mért csapadékadatok és az azokból számolt évhatások azt mutatják, hogy 26%-ban átlagos, 21%-ban száraz, 32%-ban aszályos és 5%-ban csapadékos évjáratok fordultak elő. A kísérlet második 20 évében (1982-2001) 15%-kal nőtt az átlagos, -52%-kal csökkent a száraz, 56%-kal nőtt az aszályos és -20%-kal csökkent a csapadékos évek gyakorisága. Összességében megállapítható az, hogy a kísérlet 39 éve alatt az időjárás jelentős mértékben aszályosodott (56%), miközben némiképpen nőtt az átlagos (15%), csökkent a csapadékos (-20) és jelentősen csökkent a száraz évek (-52) előfordulása. Ami az egyes évjáratok várható valószínűségét illeti eredményeink alapján úgy tűnik, hogy az aszályosodási folyamat a jövőben is folytatódni fog, amely a kielégítő növénytáplálás ellenére jelentős (több mint 1.0 t ha-1) terméskiesést (átlagos évjárat: 2.8 t ha-1-aszályos évjárat: 1.6 t ha-1=1.2 t ha-1) eredményezhet a búza termesztésében. A N, P, K és Mg tápelemek termésnövelő hatásait %-ban átlagos, aszályos száraz és csapadékos évjáratokban 1973 és 1990 között a 28. táblázat (melléklet), az időjárási rendellenességek átlagos évjárathoz viszonyított termésbefolyásoló hatását %-ban különböző tápanyagszinteken a 29. táblázat (melléklet) szemlélteti. A vegetációs csapadékmennyiségek hatása a búza termésére különböző N, P, K és Mg tápláltságoknál A tenyészidőszakok csapadékmennyiségei, a N, NP, NK, NPK és NPKMg tápláltságok és az őszi búza termése közötti kapcsolatrendszer regresszióanalízis eredményeit az 3. ábra szemlélteti. Megállapítható, hogy a csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő (0: R = 0.5949***, nitrogén: R = 0.5734***, NP: R = 0.7635***, NK: R = 5357**, NPK: R = 0.6710***, NPKMg: R = 0.7055***) másodfokú szignifikáns összefüggések a meghatározók. A legmagasabb korrelációs együttható 0.1%- os megbízhatósági szinten (R = 0.7635***) a NP kombinációnál jelentkezett feltehetően a talaj eredeti alacsony foszfor ellátottsága miatt. Ugyanezen kezelés teljes determinációs koefficiense (R2 = 0.5829) azt mutatta, hogy a tenyészidőben lehullott csapadék 58%-ban határozta meg a búza termését. Ez az érték a kísérlet átlagára vonatkozóan 42%. Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei (egyenletek első differenciál hányadosa) és az ezekhez rendelhető szemtermés tömegek 449-495 mm és 1.7-3.4 t ha-1 között változtak (0 = 449, 1.7 N = 457, 2.1 NP = 457, 2.8 NK = 495, 2.4 NPK = 470, 2.9 NPKMg = 474, 3.4 kezelések átlaga = 467 mm, 2.5 t ha-1). Az 5%-os minimum és maximum szélsőértékek: 0 = 427, 1.6 és 471, 1.8 nitrogén = 434, 2.0 és 480, 2.2 NP = 434, 2.7 és 480, 2.9 NK = 470, 2.2 és 520, 2.5 NPK = 445, 2.8 és 491, 3.0 NPKMg = 450, 3.3 és 498, 3.6 kezelések átlaga = 89

443 mm, 2.4 t ha-1 és 490 mm, 2.7 t ha-1-nak bizonyúltak. A tartamkísérlet 39 éves éghajlati adatbásisa alapján a különböző tápláltságokhoz tartozó csapadék optimum intervallumokba sorolható kísérleti évek %-os előfordulása: kontroll 18, nitrogén 15, NP 15, NK 13, NPK 18, NPKMg 13, kezelések átlaga 21% volt.

4

3,5

3

Termés (t/ha)

2,5

2

1,5

1

0,5

0 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Csapadék (mm)

Kontroll

N

NP

NK

NPK

NPKMg

3. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK, NPKMg tápláltságok és a búza termése közötti összefüggések regresszióanalízissel 1962 és 1979 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos)

90

Az éghajlat fentebb bemutatott változásait figyelembevéve (aszályosodás) arra a következtetésre juthatunk, hogy a jövőben ezen csapadék optimumok előfordulása és az optimális termések elérésének lehetősége is csökkenni fog. Megemlítjük, hogy számítottuk az optimális csapadékmennyiségek 1 mm-re eső szemtermés tömegét. A kezelésektől függően ezek az értékek 3.7 és 7.2 kg ha-1 (0 = 3.7, N = 4.6, NP = 6.1, NK = 4.8, NPK = 6.2, NPKMg = 7.2, kezelések átlaga = 5.4 kg ha-1) között alakúltak. Megállapítható volt az, hogy a N = 24, NP = 65, NK = 28, NPK = 67, NPKMg = 95 és a kezelések átlaga esetében 46%-kal hasznosúlt jobban a természetes esővíz mint a trágyázatlan területeken. Kiemeljük a kiegészítő magnéziumtrágyázás pozitív hatását, ahol a teljes NPK ellátáshoz hasonlítva az 17%-os (1.0 kg ha-1 mm-1) terméstömeg növekedést eredményezett. A hazai és a nemzetközi vonatkozásban is újnak számító eredményeink a különböző évjáratok-, átlagos-, száraz-, aszályos-, csapadékos és a N, P, K, Mg műtrágyázás százalékban számszerűsített és t ha-1-ban is kifejezett hatásait mutatják be az őszi búza termésére, amelyek jó támpontul szolgálhatnak a mai korszerű szaktanácsadásban, a mezőgazdasági termelésben és a tervezésben egyaránt. Kísérleti eredmények összefoglalása Homokos savanyú kovárványos barna erdőtalajon, a nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérlet 7 évében értékeltük a csapadékmennyiség és a N, P, K, Mg műtrágyázás hatását az őszi búza termésére. A talaj agrokémiai paramétereit pH (H2O) 5.9, pH (KCl) 4.7, hydrolitos aciditás 8.4, hy1 0.3, humusz 0.7%, összes N 34, AL-P2O5 43, AL-K2O 60 mg kg-1 értékek jellemezték. A kísérlet 1962-től 1980-ig 2 x 16 x 4 x 4 = 512, 1980-tól 32 x 4 = 128 parcellát tartalmazott kétszeresen osztott és faktoriális véletlen blokk elrendezésben. A bruttó parcellák mérete 10 x 5 = 50 m2 volt. 1980-ig a nitrogén 45, foszfor 24 (P2O5), kálium 40 (K2O), magnézium 7.5 (MgO), 1980-tól a nitrogén 75, foszfor 90 (P2O5), kálium 90 (K2O) és a magnézium 140 (MgCO3) kg ha-1 év-1 átlagos adagokban került kijuttatásra. A főbb eredményeink és megállapításaink az alábbiak: 1. A búzára specifikus csapadékhiány határértékek kerültek kidolgozásra és bevezetésre. 2. Az „általános‖ (Harnos, 1993) és az őszi búzára specifikus csapadékhiány határértékek alapján átlagos (1978, 1982, 1989), száraz (1974), aszályos (1976, 1990) és csapadékos (1980) évjáratokat regisztráltunk. 3. Átlagos évjáratokban a kontroll parcellák termése 1.6 t ha-1 szinten stabilizálódott. A trágyázási kezelésekben a minimális 2.3 t ha-1 terméstömeget a maximális 3.7 t ha-1 több mint másfélszeresen haladta meg. A N, NP, NK táplálás 1.0 t ha-1 körüli főterméknövekményt eredményezett a kontrollhoz viszonyítva. A búza termése csak a teljes NPK és a NPKMg kezelésekkel volt fokozható gazdaságosan. 3. Szárazságkor trágyázás nélkül az átlagos évhatáshoz (1.6 t ha-1) hasonló (1.7 t ha-1) hozam adódott. A N, NP, NK kezeléseknél 12, a NPK, NPKMg adagoknál 10% volt a károsodás mértéke. 4. Aszálykor a kontroll területek szemtermése mintegy 30%- kal volt alacsonyabb mint az átlagos évjáratoké. Az egyoldalú N és a hiányos NP, NK kombinációknál 41% volt a kiesés, amelyet a NPK, NPKMg adagok még 7%-kal tovább fokoztak (48%). 5. Csapadékos évben az aszálykárt meghaladó mértékben csökkent a hozam. A műtrágyázás nélküli parcellák több mint 80%-kal termettek kevesebbet mint az átlagos évhatásnál. A kedvezőtlen növénytápláláskor (N, NP, NK) 64%-kal volt kevesebb a betakarítható főtermés. A teljes NPK és a NPKMg kezeléseknél kissé mérsékelt, 63%-os negatív hatás volt megállapítható. 91

6. A vegetációs csapadékmennyiség, a N, P, K, Mg tápláltság és a termés kapcsolatrendszerben a tápláltságtól függő másodfokú összefüggések voltak meghatározók (0: R = 0.5949***, nitrogén: R = 0.5734***, NP: R = 0.7635***, NK: R = 5357**, NPK: R = 0.6710***, NPKMg: R = 0.7055***). Az optimális csapadékmennyiség 1 mm-re eső szemtermés tömege a trágyázásoktól függően 3.7 és 7.2 kg ha-1 (0 = 3.7, N = 4.6, NP = 6.1, NK = 4.8, NPK = 6.2, NPKMg = 7.2, kezelések átlaga = 5.4 kg ha -1) között változott. A N = 24, NP = 65, NK = 28, NPK = 67, NPKMg = 95 és a kezelések átlaga esetében 46%-kal hasznosúlt jobban a természetes csapadék mint a trágyázatlan területeken. A kiegészítő magnéziumadag 17%-os (1.0 kg ha-1 mm-1) terméstömeg növekedést eredményezett a teljes NPK tápelemellátáshoz hasonlítva.

92

IV.1.5. A csapadékváltozékonyság és a NPKCaMg-műtrágyázás hatása a tritikále (x Triticosecale W.) termésére 1990 és 2001 között Szakirodalom értékelése Az adott klíma meghatározza a különböző termőhelyek ökológiai potenciálját ezen keresztül az ott termeszthető növények körét és a termesztés eredményességét. A napjaink csapadékviszonyaiban tapasztalható rendellenességek elsősorban az aszályos és a túlzottan csapadékos periódusok gyakoriságának növekedésében jelentkeznek. Mindkettő károsan befolyásolja a szántóföldi növénytermesztést és annak tervezhetőségét. Különösen így van ez az ökológiailag sérülékeny (homoktalaj) régiókban. Ezek a kedvezőtlen jelenségek Magyarországon is tapasztalhatók. Az 1900-as évek első felétől a téli, az 1950-es évektől a tavaszi, az 1980-as évektől a nyári és az 1950-es évektől napjainkig az őszi csapadék fokozatosan csökken (Rácz, 1999). Ezt a trendet igazolja az 1983. évi kiemelkedően aszályos időjárás, amely jelentős károkat okozott hazánk növénytermesztésében. Győrffy és Sváb (1993) megállapítja: „Az elmúlt évtizedek csapadék alakulásából várható, hogy a száraz periódus fokozódik, vagy legalábbis tartós lesz a közeljövőben. Ez természetesen nem jelenti azt, hogy nem lesznek kivételesen nedves évek is. Lényegében arról van szó, hogy a közeljövőben a száraz évek valószínűsége növekszik, a nedves éveké pedig várhatóan csökken‖. Márton (2002e) a nyírlugosi tartamkísérlet 39 évének csapadékváltozásait értékelve arra a következtetésre jut, hogy a tájkörzet időjárása jelentős mértékben aszályosodott (56%), miközben némiképpen nőtt az átlagos (15%), csökkent a csapadékos (-20) és jelentősen csökkent a száraz évek (-52) előfordulása. Megállapítható az, hogy az utóbbi fél évszázad csapadékellátottsága jelentősen romlott (Harnos, 2007; Kádár et al., 2012; Láng et al., 2007; Márton, 2012; Laszlo et al. 2011., Kádár et al., 2012). A természetes csapadék mint a legfontosabb klíma elem (terméstkialakító hatása Berényi (1956) szerint elérheti a 70-75 %-ot) mellett a növények tápagyagellátása a másik döntő terméstmeghatározó faktor. Az említett tényezők szoros kölcsönhatásban vannak egymással, amellyel kapcsolatban számos tudományos munka látott napvilágot (Cserháti és Kosutány, 1887; Kenneth és Jerry, 1971; Láng, 1973; Várallyay, 1984; Kováts et al., 1985; Kádár, 1992; Kádár és Szemes, 1994; Németh, 1996; Márton, 2000a). Ennek ellenére tartamkísérletek hiányában napjainkban sem rendelkezünk a kölcsönhatás korrekt konkrét növénykultúrákra meghatározott, számszerűsített hatásainak és azok előrejelezhetőségének ismeretével. Az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézet 40 éve folytat kutató munkát a nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérletben. Az első 10 év eredményeit Láng (1973), a 30 éves összefoglaló eredményeket Kádár és Szemes (1994), az ötven éves eredményeket Kádár, Szemes, Loch és Láng ismertette 2011-ben. A kísérlet 29. évétől (1991) kezdődően triticale jelzőnövénnyel dolgoztak. Ebben a munkánkban az utolsó 11 év kutatási eredményeit értékeljük a csapadékellátottság és a N-, P-, K-, Ca-, Mg műtrágyázás kölcsönhatásának szemszögéből. A triticale az egyik legperspektívikusabb, a búza és a rozs keresztezéséből előállított (n = 21, hexaploid) gabonahibrid. Egyesíti magában a két szülőfaj tulajdonságait. A búzánál igénytelenebb mert jobban bírja a mostohább környezetet: hideg klíma, laza talaj (Láng, 1976). A terméssel felvett tápanyagok tekintetében igényessége a rozshoz áll közelebb Kádár (1997) és Antal (2000) szerint. A növény további nagy előnye, hogy a lisztharmat és a gabonarozsda nem károsítja. Elsősorban takarmánynak termesztik, bár kenyérnek is kiváló, 93

mert mind a búzánál, mind a rozsnál több fehérjét tartalmaz. Jó homokon mindkét szülőfajnál többet terem. Nagyobb méretű termesztése az 1960-as években kezdődött. Jelenleg 4 kontinensen (Európa, Ázsia, Ausztrália, Amerika) mintegy 3 millió ha-on termelik 3.8 t ha-1 termésátlaggal. Hazánkban termőterülete 100000 ha körül mozog és az országos termésátlag 3.3 t ha-1 volt 2001.-ben (FAO., 2002, 2003, 2004). Ezen adatok ismeretében indokoltnak tartjuk a növény termesztését meghatározó ökológia-trágyázás-termés rendszer részletes kutatását. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A Láng (1973) által 1962-ben savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon beállított nyírlugosi műtrágyázási kísérlet az egyik legrégebbi (40. év 2002.-ben) tartamkísérletünk. A talaj agrokémiai paramétereit a következők jellemezték Láng (1973) adatai alapján: pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.2-0.4, humusz 0.4-0.9%, összes N: 20.6-48.0 mg, AL-P2O5: 20-66 mg, AL-K2O 20-100 mg kg-1. A kísérlet kezeléseit és azok kombinációit (kg ha-1 év-1) 1990 és 2001 között az 30. táblázat szemlélteti. 30. táblázat A kísérlet kezelései és azok kombinációi (kg ha-1 év-1) 1990 és 2001 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelések Szintek N P2O5 K2O CaCO3 MgCO3 Kontroll 0 0 0 0 0 1 50 60 60 250 140 2 100 120 120 500 280 3 150 180 180 1000 -

N1 N1P N1K N1PK N1PKCa N1PKMg N1PKCaMg

N, P, K, Ca, Mg kombinációk Kontroll N2 N2P N2K N2PK N2PKCa N2PKMg N2PKCaMg

N3 N3P N3K N3PK N3PKCa N3PKMg N3PKCaMg

A talaj mechanikai összetételét 70-85%-ban a 0.25-0.05 mm- es finomhomok, 5-15%-ban a por és az iszap, 5-10%-ban az agyagfrakció jllemzi. A „B‖ és a „C‖ szint kovárványcsíkokkal tagolt, ahol a tápanyag- és a vízgazdálkodást meghatározó kolloidok részaránya elérheti a 1217%-ot. A Ca++ 60-80, a Mg++ 20-30%-át képezheti a kicserélhető kationoknak. A K és a Na részaránya néhány %-ban határozható meg. A talaj adszorpciós kapacitása (T-érték) kicsi, 410 mgeé 100 g-1. A kovárványcsíkos szintekben a T-értéke 15-21 mgeé 100 g-1-ot is elérhet a nagyobb agyagtartalom miatt. A kísérlet beállításkori 50-80%-os bázistelítettsége a 80-as évek végére 30-50%-ra süllyedt Várallyay (1994) adatai szerint a szántott rétegben. Mélyebben ennek 60-90% körüli értéke érdemben nem változott. Ugyanezen idő alatt a talaj eredeti 5.0 körüli pH (KCl)-ja a trágyázatlan parcellán 4.6, míg a trágyázottan 3.9-re csökkent 94

(Kádár és Szemes, 1994). A triticale kísérletekben a kezelések száma 32, az ismétléseké 4, az összes parcellák száma 128, faktoriális véletlen blokk elrendezésben. A parcellák mérete 10 x 5 = 50 m2. A műtrágyákat 28%-os mészammonnitrát, 18%-os szuperfoszfát, 60%-os kálisó, 95%-os mészkőpor és 18%-os dolomitpor formájában évente alkalmazták. A nitrogént felefele arányban megosztva ősszel és tavasszal, a P-, K és Mg trágyákat ősszel szántás előtt adagolták. 1997 őszén a P-, K-, Ca és Mg trágyákat 4 évre előre jutatták ki. A talajvíztükör a felszín alatt 2-3 m mélységben található. A csapadék összefüggésvizsgálatokhoz az OMI Nyíregyházai (Napkor) állomásán mért adatok nyújtottak alapot. Az évhatások elemzésekor Harnos (1993) csapadékhiány (%) értékeit vettük figyelembe a következő módon: Időszak Sokéves Eltérés a sokéves átlagtól átlag* % Mm Év (október-szeptember) 622 20 124 Nyári félév (április-szeptember) 368 30 110 Téli félév (október-március) 254 30 76 Hónap 52 50 26 *Sokéves átlag (1884-1983=100 év) 8 mérőállomás (Budapest, Debrecen, Keszthely, Mosonmagyaróvár, Nyíregyháza, Pécs, Szeged, Szombathely) átlagában Az az aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20%kal, aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = 30%-kal, aszályos hónap = 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. A kísérleti évekre vonatkozó országos termésátlagokat a FAO (2002) adatbázisából nyertük. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát varianciaanalízissel (MANOVA), a csapadékmennyiség és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (SPSS, 2000) értékeltük. Kísérlet ereményei Tritikáléra specifikus kidolgozása

csapadékhiány

és

aszályindex

(“TRNAI”)

határértékek

Kidolgozásra és bevezetésre kerültek a tritikáléra specifikus csapadékhiány határérték az alábbiak, valamint a tritikáléra specifikus aszályindex (―TRNAI‖) határértékek a 63. táblázat (melléklet) szerint. -aszályos hónap a vetés előtt (augusztus) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%-kal, aszályos vegetáció (szeptember-július) = 30%-kal, aszályos időszak a betakarítás idején (július) = 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag -egymás utáni aszályos hónapok száma a vegetációban (szeptember-július) és a kísérleti évben (szeptember-augusztus) -évjárat jellemző (AJ) = átlagos (ÁT), száraz (SZ), aszályos (A), csapadékos (CS) csapadékbő (B). A túlzott csapadékbőség meghatározásánál ugyanazokat az értékeket tekintettük érvényesnek 95

mint az aszálynál, de ellenkező előjellel. Száraz periódusok fogalma alatt Gyuricza és Birkás (2000) paramétereit fogadtuk el, „miszerint az adott időszakot vizsgálva az 10-20%-kal kevesebb csapadékot jelent a sokévi átlaghoz viszonyítva‖. A kísérleti évek időjárásának értékelése A csapadékadatok elemzésekor a tritikále különböző fenofázisaiban előforduló anomáliák meghatározása és azok terméstbefolyásoló hatásainak számszerűsítése volt a fő célom. A havi csapadékmennyiségeket a 31. táblázat (melléklet) és azok sokévi átlagtól (Nyíregyháza, 1951től 1980-ig) való eltéréseit %-ban és azok ariditási jellegét az 32. táblázat (melléklet) mutatja be. Az „általános‖ (Harnos, 1993) és a tritikáléra specifikus csapadékellátottsági értékek alapján három átlagos (1991, 1995, 2000) és a változó időjárási feltételek miatt egy száraz (1993), három aszályos (1992, 1994, 1996), három csapadékos (1997, 1998, 2001), egy csapadékbő (1999) évjárat volt rögzíthető. A téli féléveket a szárazság (1994) és az aszály (1991, 1992, 1993, 1995, 1996, 1997, 1998) határozta meg. Ezektől csak három csapadékbő félév (1999, 2000, 2001) különbözött. A nyári félévek időjárását, kivéve az 1993 évi átlagos és a 2001 évi csapadékos félévet közel azonos arányban (4:5) az aszályos (1992, 1994, 1996, 2000) és a csapadékbő klíma (1991, 1995, 1997, 1998, 1999) alakította ki. A vizsgált kísérleti években az átlagosnak megfelelő, a száraz és a csapadékos hónapok hasonló gyakorisággal (3:4:4) fordúltak elő. A vetést megelőző, augusztus hónapokban is többnyire szárazság és aszály volt kimutatható (-35%). A tizenegy esetből 3 száraz, 5 aszályos és csak 3 volt csapadékos. A vegetációs időszakokban (szeptember-július) az átlagoshoz hasonló arányban (4 : 3 : 4) volt meghatározható a különböző anomáliák (szárazság+aszály, csapadékos+csapadékbő) jelenléte. Betakarításkor az esetek 46%-ban aszályos és száraz időszakok váltották egymást. A csapadék anomáliák szélsőségeit az egymást követő száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő hónapok gyakoriságával is jellemeztük. A száraz évjáratú 1993 év vegetációjában 1 x 3 száraz, 1 x 3 aszályos és 1 x 2 csapadékbő hónap fordúlt elő. Különösen aszályosnak mondható az 1992 év, mivel mind a vegetációban, mind éves viszonylatban 1 x 2 száraz és 1 x 5 aszályos hónap követte egymást. A csapadékbő 1999 évben 1 x 2 csapadékos és 1 x 2 csapadékbő hónap volt kimutatható. A kísérleti évek évjáratát sorrendben a nyári- félévek (38%), a téli félévek (-25%), és a vetés előtti hónapok jellege (35%) határozta meg elsődlegesen. Évjárat - tápanyagellátás - termés rendszer összefüggési Hazánkban a triticale országos termésátlaga 3.0 t ha-1 körül stabilizálódik mivel a termesztése elsősorban ott jöhet szóba ahol a talajadottságok az őszi búzának nem felelnek meg teljesen. Ha azonban számára kedvező helyre kerül és a NPKCaMg táplálása valamint a csapadékellátása harmónikus a termése elérheti a 8 t ha-1-t (Kádár et al., 1999). A 33ab. táblázatok a termés, a N-, P-, K-, Ca-, Mg tápláltság és a csapadékanomáliák összefüggéseit szemléltetik átlagos, száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő évjáratokban. Tápanyagellátás - termés átlagos évjáratokban A 0.7 % körüli humusztartalmú, felvehető foszforral és káliummal gyengén ellátott savanyú homokon a trágyázatlan kontroll parcellák termése alacsony 1.4 t ha-1 szintet mutatott. A terméseket a sokéves átlagnak (551 mm) közel megfelelő éves csapadék mennyiségek (1991: 543, 1995: 520 és 2000: 528 mm) mellett nagy szignifikáns tápelemhatások jellemezték a növekvő műtrágyaadagok és a növények kedvező vízellátása következtében. A minimális 1.9 t ha-1 terméstömeget a maximális 4.0 t ha-1 kétszeresen haladta meg (orsz. átlag: 3.2 t ha-1). 96

33a táblázat A tritikále termése és az időjárási rendellenességek összefüggései különböző tápanyagellátottsági szinteken átlagos, száraz és aszályos évjáratokban 1990 és 2001 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Évek

1991., 1995., 2000.

Kezelés

Termés t ha-1

Kontroll N NP NK NPK NPKCa NPKMg NPKCaMg SzD5% Átlag

1.4 1.9 3.2 2.4 3.3 3.9 3.8 4.0 1.4 3.0

Kontroll N NP NK NPK NPKCa NPKMg NPKCaMg SzD5% Átlag

1.2 1.3 1.5 1.3 1.7 1.1 1.4 1.3 0.3 1.4

Kontroll N NP NK NPK NPKCa NPKMg NPKCaMg SzD5% Átlag

0.9 1.7 2.1 1.9 1.9 2.1 2.1 2.0 0.8 1.8

I.

II.

III.

2A1B

1A2B

3ÁT

IV. Átlagos évjárat

Rendellenességek az időjárásban V.

2A1CS

VI.

VII.

VIII.

IX.

2ÁT1A

3ÁT

2A2CS4B

2A2CS4B

ÁT

SZ

ÁT

3SZ3A2B

3SZ3A2B

SZ

1SZ2A

2SZ1A

2ÁT2SZ12A

2ÁT2SZ13A

A

Száraz évjárat

1993.

A

ÁT

SZ

A

Aszályos évjárat

1992., 1994., 1996.

1SZ2A

3A

3SZ

1SZ1A1CS

Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, SZ = száraz, A = aszályos, CS = csapadékos, B = csapadékbő. I. Téli félév (október-március), II. Nyári félév (április-szeptember), III. Hónapok (szeptember-augusztus), IV. Vetés előtti hónap (augusztus), V. Betakarításkor (július), VI. Vegetációban (szeptember-július), VII. Egymás utáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. Egymás utáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus).

97

33b táblázat A tritikále termése és az időjárási rendellenességek összefüggései különböző tápanyagellátottsági szinteken csapadékos és csapadékbő évjáratokban (Nyírlugos, 1990-2001) (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Évek

Kezelés

Csapadékos évjárat Kontroll N NP NK 1997., NPK 1998., 2001. NPKCa NPKMg NPKCaMg SzD5% Átlag Csapadékbő évjárat Kontroll N NP NK 1999. NPK NPKCa NPKMg NPKCaMg SzD5% Átlag

Termés t ha-1

I.

II.

III.

Rendellenességek az időjárásban IV. V.

1.2 2.2 3.0 2.7 3.9

2A1B

2B1CS

3CS

1SZ1A1CS

B

B

CS

SZ

VI.

VII.

VIII.

IX.

1ÁT2B

3CS

10A6CS2 B

10A6C S2B

CS

SZ

B

2CS2B

2CS2B

B

5.1 4.9 5.2 1.1 3.6 1.4 2.1 2.8 2.5 3.1 4.2 3.9 3.8 1.2 3.0

Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, SZ = száraz, A = aszályos, CS = csapadékos, B = csapadékbő. I. Téli félév (október-március), II. Nyári félév (április-szeptember), III. Hónapok (szeptember-augusztus), IV. Vetés előtti hónap (augusztus), V. Betakarításkor (július), VI. Vegetációban (szeptember-július), VII. Egymás utáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. Egymás utáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptemberaugusztus), IX. Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus). 98

A N-, NP és a NK műtrágyázás mintegy 1.0 t ha-1 hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez viszonyítva. A triticale termése a teljes NPK (3.3 t ha-1), a NPKCa (3.9 t ha-1), a NPKMg (3.8 t ha-1) és a NPKCaMg (4.0 t ha-1) kezelésekkel volt fokozható ökonómikusan bizonyítva a harmónikus tápláltság és vízellátottság terméstfokozó pozitív hatását. Tápanyagellátás - termés száraz évjáratban A természetes csapadék sokévi átlaghoz hasonlított éves hiánya (sokévi átlag: 551 mm száraz évjárat 1993: 492 mm = 59 mm) szignifikáns termésdepressziót okozott. A trágyázás nélküli területek termése (1.2 t ha-1) átlagosan mintegy 14%-os csökkenést mutatott az átlagos évjáratokéhoz (1.4 t ha-1) viszonyítva. A különböző trágyázási szintek között a minimális termés 1.1 t a maximális 1.7 t ha-1 volt (országos átlag: 2.7 t ha-1). Az egyoldalú N és a hiányos NP és NK ellátottságoknál is jelentkezett a vízhiány depresszív (oldott állapotban lévő könnyen felvehető tápanyagok arányának csökkenése) hatása (N = 1.3 t ha-1, NP = 1.5 t ha-1, NK = 1.3 t ha-1). Ezekben a kezelésekben átlagosan 45 % volt a terméskiesés az átlagosnak megfelelő évekhez hasonlítva, amelyet a NPK-, NPKCa-, NPKMg és a NPKCaMg trágyázások (NPK = 1.7 t ha-1, NPKCa = 1.1 t ha-1, NPKMg = 1.4 t ha-1, NPKCaMg = 1.3 t ha-1) még 22%-al tovább fokoztak. Tápanyagellátás - termés aszályos évjáratokban A kontroll parcellák termése (0.9 t ha-1) az átlagos évjáratokéhoz (1.4 t ha-1) viszonyítva mintegy 0.5 t ha-1-al elmaradt, 36 %-ban határozva meg a terméskiesést. A trágyázási szintek minimális termése 1.7 t, a maximális 2.1 t ha-1 (országos átlag: 3.0 t ha-1) volt. A N-, NP és NK kezelésekben 24%-os károsító hatást rögzítettünk. A NPK-, NPKCa-, NPKMg és a NPKCaMg kombinációk (NPK = 1.9 t ha-1, NPKCa = 2.1 t ha-1, NPKMg = 2.1 t ha-1, NPKCaMg = 2.0 t ha-1) hatására 46%- os termésdepresszió mutatkozott. A száraz és az aszályos években a műtrágyázás mintegy 62 %-os kármérséklő (terméskiesés) hatását regisztráltunk (növények kedvezőbb energiahasznosítása) a sokévi átlagosnak megfelelő évjáratokat alapulvéve. Tápanyagellátás - termés csapadékos évjáratokban A műtrágyázás nélküli parcellák (1.2 t ha-1) 14%-al termettek kevesebbet mint az átlagos évjáratokban (1.4 t ha-1). Ez a negatív hatás megegyezett a száraz évjáratokéval és mintegy 22%-al volt kisebb az aszályosokénál. A trágyázási szintek termései 2.2 t és 5.2 t ha-1 között változtak (országos átlag: 3.1 t ha-1). A hiányos trágyázáskor (N = 2.2 t ha-1, NP = 3.0 t ha-1, NK = 2.7 t ha-1) az átlagos évekkel közel azonos volt a betakarítható termés. A teljes NPK (3.9 t ha-1) és a kalciummal, magnéziummal kiegészített NPKCa, (5.1 t ha-1), NPKMg (4.9 t ha-1), NPKCaMg (5.2 t ha-1) kombinációknál a kedvezőbb csapadékellátás hatására átlagosan 31%-os pozitív temésnövelő hatás adódott. Tápanyagellátás - termés csapadékbő évjáratban A trágyázási szintek termései 2.1 t és 4.2 t ha-1 között alakultak (országos átlag: 2.7 t ha-1). A tápanyagellátás nélküli (1.4 t ha-1), a hiányos műtrágyázású (N = 2.1 t ha-1, NP = 2.8 t ha-1, NK = 2.5 t ha-1) és a teljes NPK (3.1 t ha-1), a kalciummal, a magnéziummal kiegészített NPKCa, (4.2 t ha-1), NPKMg (3.9 t ha-1), NPKCaMg (3.8 t ha-1) parcellákon az átlagos évjáratokéval közel azonos volt a betakarítható termés. 99

A vegetációbani csapadékmennyiség hatása a termésre különböző N-, P-, K-, Ca és Mg tápláltságoknál A vegetációs csapadékmennyiségek, a NPKCaMg tápláltságok és a triticale termése közötti kapcsolatrendszer regresszióanalízis eredményeit a 4. ábra szemlélteti.

6

5

Termés (t/ha)

4

3

2

1

0 300

350

400

450

500

550

600

650

Csapadék (mm)

Kontroll

N

NP

NK

NPK

NPKCa

NPKMg

NPKCaMg

4. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK, NPKMg tápláltságok és a tritikale termése közötti összefüggések regresszióanalízissel 1962 és 1979 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) 100

Az ábrán jól látható, hogy a csapadékmennyiség és a termés között a kezelésektől, ill. a kombinációktól függő másodfokú (R: 0 = 0.3455**, N = 0.2779+, NP = 0.4722***, NK = 0.3739***, NPK = 0.6311***, NPKCa = 0.6673***, NPKMg = 0.6734***, NPKCaMg = 0.6232***) összefüggések a meghatározók. Az 5.0-6.0 t ha-1 körüli maximális termések az 550-600 mm közötti tartományban, 580 mm-nél (8.6-10.3 kg főtermés 1 mm-1 természetes csapadék) jelentkeztek. Ez alatt és e felett jelentős mértékben csökkent a szemtermés. Eredményeink a különböző évjáratok: átlagos-, száraz-, aszályos-, csapadékos-, csapadékbő és a N-, P-, K-, Ca és Mg műtrágyázás számszerűsített hatásait mutatják be a triticale termésére. Ezek jó támpontúl szolgálhatnak a mai korszerű kutatásban, oktatásban, szaktanácsadásban, mezőgazdasági termelésben és a tervezésben egyaránt. Kísérleti eredmények összefoglalása Nyírségi savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon beállított műtrágyázási és meszezési tartamkísérlet tizenegy évében (1990-2001) értékeltük a csapadékmennyiség és a N-, P-, K-, Ca-, Mg műtrágyázás hatását a triticale termésére. A termőhely talajának agrokémiai paraméterei: pH (H2O): 5.9, pH (KCl): 4.5, hydrolitos aciditás: 8.4, hy1: 0.3, humusz: 0.5%, CEC: 5-10 mgekv 100 g-1, összes: N: 34 mg, AL-P2O5: 43 mg, AL-K2O: 60 mg kg-1 a szántott rétegben. A művelt réteg mind az öt makroelemben (N-, P-, K-, Ca-, Mg) szegény. A talajvíz 2-3 m mélységben helyezkedik el. A triticale kísérletekben a kezelések száma 32, az ismétléseké 4, az összes parcelláké 128, faktoriális véletlen blokk elrendezésben. A parcellák mérete 10 x 5 = 50 m2. Kezelésekként a nitrogén 0, 50, 100, 150 kg, a foszfor (P2O5) és a kálium (K2O) 0, 60, 120, 180 kg, a kalcium (CaCO3) 0, 250, 500, 1000 kg és a magnézium (MgCO3) 0, 140, 280 kg ha-1 adagokban került kijuttatásra évente. A nitrogént fele-fele arányban megosztva ősszel és tavasszal, a P-, K-, Ca és Mg trágyákat ősszel szántás előtt adagolták 28%-os mészammonnitrát, 18%-os szuperfoszfát, 60%-os kálisó, 95%-os mészkőpor és 18%-os dolomitpor formájában. 1997 őszén a P-, K-, Ca és Mg trágyákat 4 évre előre adták ki. A főbb eredmények és megállapítások az alábbiak: 1. A tritikáléra specifikus csapadékellátottsági értékeket határoztunk meg az alábbiak szerint: -aszályos hónap a vetés előtt (augusztus) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%- kal, aszályos vegetáció (szeptember-július) = 30%-kal, aszályos időszak a betakarítás idején (július) = 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag -egymás utáni aszályos hónapok száma a vegetációban (szeptember-július) és a kísérleti évben (szeptember-augusztus) -évjárat jellemző (AJ) = átlagos (ÁT), száraz (SZ), aszályos (A), csapadékos (CS) csapadékbő (B). 2. Az „általános‖ (Harnos, 1993) és a specifikus csapadékellátottsági értékek alapján átlagos (1991, 1995, 2000), száraz (1993), aszályos (1992, 1994, 1996), csapadékos (1997, 1998, 2001) és csapadékbő (1999) évjáratokat rögzítettünk. 3. A kísérletek évhatását a téli félévek, a nyári félévek, a vetés előtti hónapok csapadékmennyisége, a kritikus egymás utáni hónapok gyakorisága a vegetációban és a kísérleti évben jellemzők alakították ki döntően. 4. Az átlagos évjáratokban a trágyázatlan kontroll parcellák termése alacsony (1.4 t ha -1) szinten realizálódott. A trágyázási kezelésekben a minimális 1.9 t ha-1 terméstömeget a maximális 4.0 t ha-1 többmint kétszeresen haladta meg. A N-, NP és a NK műtrágyázás 101

átlagosan mintegy 1.0 t ha-1 hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez viszonyítva. A triticale termése csak a teljes NPK (3.3 t ha-1) és annak kalciummal, magnéziummal kiegészített kombinációival (NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg) volt növelhető (3.9 t ha-1) ökonómikusan. 5. Szárazságban és aszályban a kontroll területek termése 14 és 36%- al csökkent az átlagos évjáratokéhoz viszonyítva. Az egyoldalú N és a hiányos NP és NK kezeléseknél 45 és 24 % volt a terméskiesés, amelyet a NPK-, NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg adagok még 22 és 22 %-al fokoztak. 6. A csapadékos évjáratban trágyázás nélkül 14%-al csökkent, egyoldalú (N) és hiányos (NP-, NK) táplálásnál nem változott, teljes (NPK) és kiegészített (NPK-, NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg) ellátottságon 31%- al nőtt a termés. Csapadékbő évjáratban az átlagos évjárathoz hasonló hozamok adódtak. 7. A „vegetációs csapadékmennyiség-NPKCaMg tápláltság-termés‖ kapcsolatrendszerben a másodfokú (R: 0,=,0.3455**, N,=,0.2779+, NP,=,0.4722***, NK,=,0.3739***, NPK,=,0.6311***, NPKCa,=,0.6673***, NPKMg,=,0.6734***, NPKCaMg,=,0.6232***) összefüggések voltak meghatározók. Az 5.0-6.0 t ha-1 körüli maximális termések az 550-600 mm közötti csapadéktartományban, 580 mm-nél jelentkeztek. Ez alatt és e felett jelentős mértékben csökkent a szemtermés.

102

IV.1.6. A csapadékváltozékonyság, a meszezés, az NPKMg-trágyázás hatása a tritikále (x Triticosecale W.) termésére és az elemforgalmára 2002 és 2011 között Szakirodalom értékelése A trágyahatások, ill. a növények termése és a csapadékhozamok közötti összefüggéseket vizsgálva Márton (2002a, 2002b, 2002cde) azt találta, hogy mind az átlagostól szárazabb években, mind a túlnedves években csökken a búza, rozs és a tritikále termése. A nedvesebb években bekövetkező terméscsökkenés feltehetően a szártőgombák erőteljesebb fellépésére vezethető vissza. Védekezést a kísérletben nem folytatunk. A %-os termésdepresszió legkisebb a kiegyensúlyozottan táplált NPKCaMg kezelésben mind a száraz, mind a túlnedves évben. A kiegyensúlyozott tápláltság tehát növeli a növények aszálytűrését. A meszezés évezredes gyakorlat a mezőgazdaságban. Már az ókori görögök és rómaiak alkalmazták a márgát anélkül, hogy bővebb ismereteik lettek volna a talaj savanyúságáról. Plinius (i.sz. 23-79) említi: „ Egy másik módszer szerint, amelyet Britanniában és Galliában találtak fel, a földet földdel táplálják. Azzal amit márgának hívnak. Úgy magyarázzák, hogy miként az élő test ereje mirigyeiben, úgy tömörül a márgában a talaj termőereje. Ez a görögök figyelmét sem kerülte el. Van egyáltalán valami, amit Ők ki ne próbáltak volna? Régebben csak kétféle márgát ismertek, de újabban a tudomány előrehaladtával már többfélét ismerünk: van fehér, vörös, galambszürke, agyagos, tőzeges és homokos márga. Mindenféle márgát a már felszántott talaj felületére kell kiszórni, hogy gyógyszerként minél előbb kifejtse hatását. Ezenkívül a föld egy kevés trágyát is elvár.‖ A meszezéssel kapcsolatos ismereteket talán elsőként Thaer (1809) foglalja össze tudományos igényességgel. Megállapítja, hogy a nagy adagban alkalmazott meszezés fizikai hatása nyomán a kötött talajt lazítja, így művelhetőbbé és vízáteresztőbbé válik. A homokok fizikai tulajdonságai szintén javulnak, nő a vízmegtartó képességük, szerkezetességük. Véleménye szerint a meszezés kémiai trágyahatása is kétirányú. Egyrészről gyorsul a mineralizáció, a talaj tápanyagai felvehetővé válnak, másrészről a Ca és a CO2 közvetlenül is tápanyagforrásul szolgál a növény számára. Az égetett mész különösen erősen bontja a humuszt és a talaj ásványi részeit. Jelentős mészhatás a humuszban gazdag savanyú talajokon. A gyakori meszezés ereje azonban trágyázás (istállótrágyázás) nélkül csökken és a talaj gyorsan kimerülhet. Angliában a gazdák felismerték, hogy a meszezést össze kell kapcsolni az istállótrágyá-zással, pillangósok termesztésével, új vetésforgókkal, a belterjesebb gazdálkodással. Szállóigévé vált: „lime and lime without manure will make both soil and farmer poor.‖ Hasonlóképpen az 1800-as évek végén, ill. az 1900-as évek elején a hazai klasszikusok (Cserháti, Kosutány, Gyárfás, Rázsó, ‘Sigmond) is hangsúlyozták, hogy ez a beavatkozás bizonyos termőhelyeken a talaj kimerülését okozhatja és: ,,az apák nagyobb terméseit a fiak és unokák sínylik meg, ha egyidejűleg megfelelő trágyázásról nem gondoskodnak.‖ A két világháború között és azt követően szélesebb körben ismertté váltak a hazai szakemberek előtt azok az alapvető munkák, melyek a talajsavanyúság és a meszezés mélyebb megértését segítették elő. Gedroic (1955) már 1922-ben kidolgozta tanát a talaj adszorpciós komplexumáról és adatokat közölt a növények só- és savtűréséről. Kappen (1929) módszereket ismertet az aciditás-viszonyok jellemzésére. Aslander (1952) kiterjedt kísérleti anyagra támaszkodva feltárja a közeg kémhatása és a tápelemellátottsága közötti összefüggéseket. Bizonyítja, hogy a savanyú reakció önmagában nem ártalmas a növényre. A 103

növények jól fejlődnek erősen savanyú tápoldatban is, amennyiben a közeg tápanyagokban jól ellátott. Különösen a Ca és a P gyengíti, vagy ellensúlyozhatja a savanyodás kedvezőtlen hatását kicsi pH mellett is. Átfogó tenyészedénykísérletek eredményeire támaszkodva igazoltuk e megállapítások helyességét hazai talajon is (Kádár et al., 1987-1988; Kádár és Pusztai, 1997). Itthon is elfogadottá válik, hogy a talaj savanyúságának ismerete (pH) önmagában nem elégséges a meszezés szükségességének elbírálásához. Előtérbe kerül a talajsavanyúság és a meszezés kolloidikai, ioncserén alapuló jelenségekkel való magyarázata. A mészigény becsléséhez az aciditás-viszonyokon túlmenően az adszorpciós tulajdonságokat is figyelembe kell venni (kötöttség, humusztartalom). Egy kolloidokban gazdag talaj mészigénye többszöröse lehet a kolloidszegény homoktalajénak azonos pH-érték mellett is. A talajvizsgálati eredményeket értelmezni, kalibrálni szükséges meszezési kísérletekben, hasonlóan a tápanyagvizsgálatokhoz. A két világháború között szinte még alig állnak rendelkezésre megbízható kísérleti adatok a meszezés hatásáról. Az első nagyobb meszezési kísérleti akciót id. Várallyay (1942, 1943) kezdeményezi Zala és Vas megye barna erdőtalajain. Liebig (1840-1876) könyvének „Ugar‖ c. fejezetében tárgyalja részletesen a meszezés szerepét. Szerinte az ugar, a meszezés és az agyagföld égetése azonos célok és elvek megvalósulását szolgálja. Ezek a beavatkozások kötöttebb talajokon növelik elsősorban a talaj termékenységét az által, hogy mobilizálják a talajásványok (földpátok, Al-szilikátok) és a humusz növényi tápanyagait. Angliai tapasztalataira utalva megemlíti, hogy „Októberben a Yorkshire-i szántóföldek olyanok voltak, mintha hóval lennének borítva. Négyzetmérföldnyi területet lát az ember oltott, vagy a levegőn szétporladó mésszel befedve, ami a nedves téli hónapok folyamán jótékony hatást fejt ki a kötött agyagtalajokra.‖ Oroszország vezető tudósai (Mengyelejev, Engelhart, Kosztücsev, Prjanisnyikov) már az 1800-as évek végén megállapítják, hogy az északi övezet savanyú podzol talajain meszezés nélkül nem alakítható ki racionális mezőgazdasági termelés, érdemi herekultúra, mely megalapozhatja a belterjes gazdálkodást és az állattenyésztést. A tenyészedény, szabadföldi és üzemi kísérletek eredményei szerint a meszezés olyan előfeltétel, mely nélkül nem jöhet létre termékeny, egészséges talaj, talajélet, növényzet, állatvilág és emberi közösségek (Prjanisnyikov, 1965). Avdonyin (1972) közlése szerint a savanyú kémhatás káros hatása nőhet, amennyiben a megvilágítás nem kielégítő. Ilyenkor a redukáló cukrok erőteljesen felszaporodhatnak a növényi szövetekben, mivel gátolt a monoszaharidok átalakulása bonyolultabb szerves vegyületekké. Hasonlóképpen a nem-fehérje nitrogénvegyületek túlsúlya követhető nyomon a fehérjékkel szemben. A megfigyelések szerint a túlzott nedvesség is csökkentheti a növény ellenállását a talajsavanyúsággal szemben. A növények legérzékenyebbek életük első szakaszában mindenféle stresszel, így a túlzott savanyúsággal szemben is. A meszezés kedvező agronómiai és tápanyaggazdálkodási vonatkozásai sokoldalúak lehetnek (Németh és Kádár, 1998). Ismert, hogy a savanyú közegben nő a növények B-felvétele, míg a Mo felvehetősége gátolt. Palaveev és Totev (1983) nem csak a Ca, Mg, P elemeknek tulajdonít kedvező hatást, hanem a Mo-trágyáknak is. A savanyú talajokban nő a Fe, Al, Mn, Zn, Ni stb. fémek oldhatósága, melyek egy szint után mérgezőek lehetnek. Számos kutató tapasztalta, hogy a savanyú kémhatás fokozza az anionok bejutását a növénybe. Így pl. nagyságrenddel módosulhat a 104

foszfát/ammónium aránya a hajtásban. Nőhet a légzés intenzitása, erősödnek a hidrolitikus, ill. gyengülnek a szintetikus folyamatok, csökken a klorofillképződés és a könnyezési nedv mennyisége. A gyengén fejlett növényzet szárazságtűrése is mérséklődik. A talajoldat aktuális savanyúságát a vizes, a potenciális vagy rejtett savanyúságát általában a KCl-os szuszpenzióban mérjük. A pH értékek tájékoztató jellegűek. Minél kisebb a KCl-os pH a vizeshez képest, annál telítetlenebb a talaj. A savanyú talajok vagy mészben szegény alapkőzeten képződnek vagy belőlük a mész már kimosódott. A hidrolitos aciditás y1 a talajsavanyúságnak azon formája, mely elsőnek lép fel ha a talaj mészben elszegényedik. Meghatározása hidrolizáló sóoldattal (n Ca-acetát) való kezelést követően történik Kappen (1929) szerint. A további elsavanyodás során léphet fel a kicserélési savanyúság y2, amely mérésekor semleges n KCl sóoldattal kezeljük a talajt. Utóbbi az Al3+ és főként H3O+ ionok megjelenéséből származik a KCl-os szuszpenzióban. A szabad Al3+ ionok mérgezőek a növényre, meszezéssel oldhatóságuk csökken, kicsapódnak. Ha a talajban nincs feleslegben a CaCO3 és a MgCO3, az elsavanyodás drasztikussá válhat. Győri (1984) szerint Afrikában, Ugandában 1,2 pH értéket is mértek. A talaj pH értéke annak adszorpciós kapacitását is befolyásolhatja. Schofield (1950) nagyobb pH-n nagyobb Tértékeket talált. A változó töltések ugyanis kis pH értékben H+-t kötnek, a kationcserében nem vesznek részt. A nagy pH értéken a H+-t leadják és képessé válnak kationcserére. A kationcserélő kapacitás alapvető fontosságú a tápanyagok megkötése (adszorpciója) és felszabadulása (deszorpciója) tekintetében, így közvetlen kapcsolatban van a növények ionfelvételével, ásványi táplálásával. Kis T-értékű savanyú talajon 2 mgeé 100 g-1 kicserélhető Ca2+ tartalom alatt pl. a Ca nutritív hatása érvényesült. Colwell és Brady (1945) meszezési kísérletében a lucerna termése nem a pH, hanem a kicserélhető Ca függvényében változott. A lucerna viszont közismerten érzékeny a Mn-toxicitásra, mely a pH függvényében alakul. A talajsavanyúság jellemzője az S-érték, (a kicserélhető Ca, Mg, K, Na kationok összege), valamint a T – S = U érték, mely az egy- és kétértékű kationokkal nem lekötött helyet (H+ + Al3+ + Fe2+ + Mn2+) jelöli, tehát a telítetlenséget. Gyakorlatban inkább a V% használatos, mely a bázistelítettségre utal: V = (S x 100) : T, azaz a lehetséges adszorpciós helyek közül mennyi van %-osan egy és kétértékű bázikus kationokkal elfoglalva. A pH, bázistelítettség és mészhatások általában jó összefüggést mutatnak. Pratt és Bair (1962) gyakorlatilag lineáris kapcsolatot talált 30 talajnál. A szerzők hangsúlyozták, hogy a V %-okhoz egy-egy pH intervallum utalható, mert az összefüggést egyéb talajtulajdonságok is befolyásolják. A V érték 20 %-ánál 3,8-4,5 pH; 40 V %-nál 4-5 pH; 60 V %-nál 5-6 pH; 80 V %-nál 6-7 pH; 90 V %-nál 7 körüli pH értéket kaptak. Az egyes műtrágyák savanyító hatása eltérő. Az NH4NO3 savanyúan hidrolizál, tehát savanyít. A N-bőség növeli a növény Ca felvételét és a Ca kimosódását egyaránt. A KCl műtrágya K+ ionjai kicserélik az adszorbeált H+ ionokat, a Clionok pedig a kationok kimosódását segítik elő a talajban. A szuperfoszfátban levő foszfor savanyúan hidrolizál és ezért, valamint a szabad sav tartalma miatt enyhén savanyít. A foszfát ionok ugyanakkor oldhatatlan Fe és Al vegyületeket képeznek és így savanyú közegben csökkentik a Fe és Al toxicitását. Emellett a szuperfoszfát jelentős Ca-forrás a növény számára. Trópusi talajon Birch (1951) azt találta, hogy a szuperfoszfát hatása a bázistelítettségtől függhet. A 60 % alatti V-értékeknél 111%, 60-70 % V-értékeknél 44 % búza szemterméstöbbletet kapott meszezési kísérletben. Csathó (2001) az 1950-1988. években Magyarországon folyt 43 meszezési kísérlet eredményeit feldolgozva azt találta, hogy a mészhatásokat a pH és az y1 értékek jól jellemezhetik. A pH (H2O) 5,5 alatti, ill. pH (KCl) 4,5 alatti talajcsoportban a mészhatások megkétszereződtek átlagosan. A 8 alatti y1 105

talacsoporthoz viszonyítva a 16 feletti y1 talajcsoportban a mészhatások megháromszorozódtak. Nagy y1 értékeket főként az agyagbemosódásos és a kovárványos barna erdőtalajok mutattak. A kompolti tartamkísérlet 30. évében folyt vizsgálataink szerint a 10 évvel korábban végzett 8 t ha-1 őrölt mészkőporral végzett meszezés utóhatása még nyomonkövethető volt. A pH érték 0,6 egységgel volt nagyobb, az y1 értéke pedig 29-ről 20ra csökkent. Legkisebb hajtástömeget a kukorica 4-6 leveles korban nem az abszolút kontroll parcellákon, hanem az egyoldalú N-kezelésben részesült, erősen elsavanyodott (pH (KCl) 3,8) és P-hiányos kezelésben adta. A fiatal hajtás toxicitási tüneteket mutatott, Al, és Fe koncentrációja nagyságrenddel haladta meg a normális összetételt. A meszezés és a Ptrágyázás egyaránt védőhatást mutatott a toxicitással szemben, gátolva az Al felhalmozódását, felvételét a növényben (Kádár és Holló, 2006). Korábban áttekintve a talajsavanyodás helyzetét arra a következtetésre jutottunk, hogy a mésztrágyázás/meszezés mintegy 3 millió ha-t, a hasznosított területünk felét érintheti. Az agronómiai mészigény kb. 1 millió t év-1 CaCO3 mennyiségnek felelhet meg, amennyiben a civilizációs hatásokat (termeléssel előálló növényi felvétel, műtrágyázás és a légköri savterhelés) ellensúlyozni kívánjuk, valamint a már elsavanyodott talajok javítását is célul tűzzük ki egy 20 éves meliorációs program keretében. A meszezőanyag közel ¼-ét dolomitpornak kell alkotnia figyelemmel Nyírség és Somogy Mg-szegény talajaira. Meszezés hiányában a savanyú talajaink termékenysége folyamatosan csökken, a gazdálkodás egyre inkább ráfizetésessé válhat. Pénzben ki sem fejezhető azonban az a kár, mely a talajok ökológiai funkcióit, ill. multifunkcionalitását veszélyezteti (Kádár, 1998ab). Ami a tritikálé hozamait illeti megállapítottuk, hogy trágyázás nélkül ezen a sovány homokon még a kedvező években sem kaphatunk 1 t ha-1 feletti szemtermést. Bár az egyoldalú N-trágyázás relatíve hatékonynak bizonyult, csak a kiegyensúlyozott NPK adagolással sikerült 5 t ha-1 fölé növelni kedvező években a szemtermést, mert a termőhely talaja P-ral és K-mal egyaránt gyengén ellátott. A kedvező évek terméspotenciálját igazán az NPKCa, ill. NPKCaMg kezelés realizálta, amely a talaj savanyúságát megszüntetve egyidejűleg a Ca és Mg elemek pótlásáról is gondoskodott (Kádár, 1999; Kádár et al., 1999, 2004). A kísérlet első 10 évének főbb eredményeit korábban Láng (1972, 1973, 1984) ismertette. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése Hazánk egyik legrégebbi műtrágyázási tartamkísérlete a Nyírségben található, melyet Láng (1963, 1971) állított be savanyú homokos kovárványos barna erdőtalajon. A talaj mechanikai összetételét tekintve a 0.25-0.05 mm finom homok frakció az uralkodó 70-85 %-kal, a por és iszap 5-15 %, míg az agyag 5-10 %-ot ér el a talajszelvényben. A tápanyag- és vízgazdálkodás szempontjából oly fontos kolloidális rész feldúsul a kovárványcsíkokkal tagolt B és C szintekben és elérheti a 12-17 %-ot is. Stefanovits (1966) vizsgálatai szerint a csíkokban a Ca ion a kicserélhető kationok 60-80, míg a Mg ion 20-30 %-át képezheti. A K és Na részaránya mindössze néhány % körüli. A K a szántott rétegben dúsult fel, míg a Na egyenletesen oszlik el a talajszelvényben a kicserélhető kationok között. A talajvízszint 2-3 m mélységben található. A talajok adszorpciós kapacitása (T-érték) a nyírségi kovárványos barna erdőtalajokra jellemzően általában kicsi, 4-10 mgeé 100 g-1. A kovárvánnyal csíkozott szintekben azonban a T értéke 15-21 mgeé 100 g-1 tartományba emelkedhet a nagyobb agyagfrakció miatt. A bázistelítettség 50-80 % között ingadozott a kísérlet beállításakor a 60as évek elején, míg a 80-as évek végén Várallyay (1994) vizsgálatai szerint 30-50 %-ra süllyedt a műtrágyázott szántott rétegben. Az alsóbb talajrétegekben a bázistelítettség érdemben nem változott és 60-90 % körüli maradt. Megemlíthető, hogy ugyanezen idő alatt a talaj eredeti 5.0 körüli pH(KCl) értéke a trágyázatlan parcellán 4.6, míg a műtrágyázotton 3.9 értékre csökkent. 106

Műtrágyázással, elsősorban a N használatával a talaj tovább savanyodott, míg a mérsékelt Ca és Mg adagolás ellensúlyozta e folyamatot. Az együttes CaMg kezelésben a talaj pH(KCl) értéke 5.9-re emelkedett. A humuszban szegény talaj humuszkészletében nem lehetett változást igazolni a kezelések eredményeképpen. A kontroll parcellák 60-70 mg kg-1 ALP2O5, ill. K2O készlete azonban átlagosan megduplázódott a megfelelő kezelésekben és a Pral ill. K-mal gyengén ellátott talaj a hazai szaktanácsadásban kielégítőnek minősülő ellátottsági kategóriába jutott (Kádár és Szemes, 1990, 1994, 2002; Kádár és Vass, 1988). Az első 10 évben a vetésváltás burgonya-rozs, majd ezt követően burgonya - búza volt újabb 8 éven át. A 18. év után megjelent a csillagfürt, napraforgó, sörárpa, dohány és tritikále. A kísérletben 1991. óta tritikále terem monokultúrában. Korábban a burgonya-években a 20, ill. 40 cm-es szántás és a fajta (Korai Gülbaba, Késői Aranyalma) is a vizsgálatok tárgyát képezte. A kezelések száma 32, ismétlések száma 4, az összes parcellák száma 128. Ebből 17 kezelés x 4 ismétlés = 56 parcellát vizsgálunk részletesen, mely lehetővé teszi az 5 vizsgált tápelem hatásának nyomonkövetését. A parcellák mérete 5 x 10 = 50 m2, elrendezésük módja véletlen blokk. A P, K, Ca, Mg trágyákat 5 évenként egyszerre adjuk ki ősszel szántás előtt, míg a N-t megosztva fele-fele arányban ősszel vetés előtt és fejtrágyaként tavasszal juttatjuk ki. Az utolsó, 5 évre szóló előretrágyázás 2002. őszén történt. A trágyaszereket 28 %-os pétisó, 18%-os szuperfoszfát, 60 %-os kálisó, 95 %-os mészkőpor és 15 % Mg-tartalmú dolomitpor formájában alkalmazzuk az 30. táblázatban közöltek szerint. Növényvédelmi beavatkozásokat a kísérletben nem folytatunk, gyomírtást sem végzünk. A parcellák nettó területéről aratáskor 8 - 8 fm, azaz 1-1 m2 területről veszünk mintakévét a termés megállapítása céljából. A szem és a szalma elemzésére 5 évente kerül sor. Ugyanezen években, 5 évente történik talajmintavétel a betakarítást követően a szántott rétegből, 20 - 20 pontminta egyesítésével parcellánként. Laboratóriumi vizsgálatok az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézetében folynak az alább ismertetett módszerekkel: 1. Növény: 0,5 g bemért légszáraz anyaghoz 5 cm3 + cc. HNO3+1 cm3 cc. H2O2 adagolása, majd 15 perces roncsolás a mikrohullámú berendezésben. Elemek mérése ICP készülékkel. A N meghatározásnál 10 cm3 cc. H2SO4 + 2 cm3 cc. H2O2 adagolása az MSZ 20135 (1999) szerint, a módosított Kjeldahl (1891) módszerrel. 2. Talaj: az oldható elemtartalom meghatározásához Lakanen és Erviö (1971) módszerét használtuk. 3. Talaj: pH, y1 , CaCO3, humusz, kötöttség, összes só alapvizsgálatok Baranyai et al. (1987) szerint. 4. Talaj: kicserélhető kationok és a T-érték vizsgálatához 2,5 g talajhoz 30 cm3 1 mol L-1 BaCl2+TEA kirázóoldatot adunk. A 3 órás rázatás után az elemek mérése ICP készülékkel történt az MSZ 08-0214-1: 1978, ill. MSZ 08-0214-2: 1978, ill. Bascomb (1964) szerint. Számítással határoztuk meg az S-értéket, mely a Ca, Mg, K, Na kicserélhető kationok összegét jelenti. A bázisokkal le nem kötött adszorpciós helyek mennyiségét jelöli a T-S különbsége, szintén mgeé 100 g-1 talajra megadva. A V % a bázistelítettségre utal jelezve, hogy a lehetséges adszorpciós helyek közül mennyi van %-osan 1 és 2 értékű bázikus kationokkal elfoglalva: V = S · 100 T-1. A T-érték %-ában kifejezett telítettség tehát a V %. A reciproka viszont a telítetlenséget jelezheti szintén a T-érték %-ában U = 100 - V. Kísérlet ereményei A sokéves átlagokhoz viszonyítva (34. táblázat) viszonylag csapadékosnak minősíthető a tenyészidő alatti összegek alapján az 1999., 2004., 2005. és 2006. év száraznak vagy aszályosnak a 2002. és 2003. év. 107

34. táblázat Csapadék megoszlása: havi, negyedéves, éves és a tenyészidő alatti összegek 1999-2006. években, valamint az 50 éves átlagok, mm (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Év és Időszak Január Február Március Összes

2003 38 49 0 87

Kísérleti évek 2004 33 52 67 152

2005 33 57 15 105

2006 36 32 108 176

50 éves átlagok 29 30 32 91

2002 13 41 31 85

Április Május Június Összes

22 56 45 123

25 25 14 64

40 30 70 140

84 69 53 206

84 105 60 249

44 61 70 175

Július Augusztus Szeptember Összes

6 102 62 170

77 2 56 135

120 72 42 234

95 100 34 229

23 141 6 170

64 68 46 178

Október 28 121 35 0 November 53 39 75 50 December 23 29 46 85 Összes 104 189 156 135 Éves összeg 482 477 682 675 Tenyészidő* 264 255 481 467 * Az október-június hónapok alatt lehullott csapadékösszeg.

32 19 6 57 652 560

51 50 38 139 583 405

A tenyészidő alatti csapadékösszeg a vizsgált 8 év alatt 255 és 560, míg az éves csapadékösszeg 388 és 781 mm között ingadozott. A csapadékbő 1999. évben alaposnak mondható, 2004-ben átlagfeletti, míg 2005-ben és 2006-ban a 8 év legkisebb szemterméseit kaptuk. A szalma termése azonban 2005. évben elérte a 8-9 t ha-1-t, ezzel a 8 évben mért maximumot. A szalma és szem aránya 10 körülire tágult, a vegetatív növényi rész fejlődéséhez ideális, a generatív szemtermés képződéséhez viszont ebben az évben igen rossz körülmények alakultak ki. Normál években a szalma/szem aránya 1-1,5 körüli, sőt 2000-ben 0,8 körüli volt (35. táblázat).

108

35. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a tritikále monokultúra termésére a monokultúra 9-16., ill. a kísérlet 37-44. évében, t ha-1 légszárazanyagban (Kovárványos barna erdőtalaj savanyú homok, Nyírlugos) Kezelés jele Kontroll N1 N2 N3

2002 1,5 2,0 3,4 1,2

2003 1,2 1,2 1,1 0,6

2004 1,8 3,6 3,0 1,1

2005 0,3 0,3 0,4 0,1

2006 0,6 0,4 0,3 0,1

N2P1 N2P2 N2P3

3,9 3,6 3,9

1,1 1,8 1,7

4,0 4,6 5,0

0,5 0,4 0,3

0,3 0,3 0,3

N2K1 N2K2 N2K3

3,3 2,3 2,7

1,1 1,7 1,0

2,2 3,2 2,3

0,2 0,3 0,3

0,2 0,3 0,4

N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2 SzD5% Átlag

4,8 3,7 4,4 5,0 1,5 3,3

1,7 1,8 2,2 2,1 0,6 1,5

4,2 5,6 5,7 6,7 1,5 3,8

0,5 0,9 0,8 0,9 0,2 0,4

0,4 2,1 1,3 1,9 0,7 0,6

Nemcsak a szalma/szem arányt tekintve alakultak ki nagy eltérések. A minimális szemtermés a kontroll parcellán 0,3 t ha-1, míg a maximális 1,8 t ha-1 volt. A szalma 0,7 t ha-1 és 2,5 t ha-1 között ingadozott ugyanitt. Megfigyelhető az utóbbi 5 év során, hogy az egyoldalú N3 kezelésben rendre igazolhatóan csökkent a szemtermés. A tritikále gyakorlatilag kipusztult az erősen elsavanyodott talajon 2005. és 2006. években, amikor csapadékbőség uralkodott. A maximális szemterméseket a teljes NPKCaMg kezelés produkálta 2004-ben, amikor a hozama 6 t ha-1 fölé emelkedett, a teljes földfeletti biomassza aratáskor pedig 13,4 t ha-1 tömeget ért el. Ugyanebben a kezelésben 2006-ban a szem + szalma tömege mindössze 4,4 t/ha mennyiséget tett ki. Összességében és átlagosan a 8 vizsgált évet tekintve a kontroll termését az együttes műtrágyázás + meszezés megháromszorozta. Amennyiben az N3 kezelések terméseit is figyelembe vesszük, a kezelések helyenként 5-szörös különbségeket okoztak az aratáskori hozamokban. A trágyázatlan kontroll talajon mért pH a N-terheléssel 0,8 egységgel csökkent, az N2 és N3 kezelések szántott rétege erősen savanyúvá vált (36. táblázat). Erősen savanyúnak tekinthető az NP, NK, NPK kezelések talaja is. A meszezőanyagokkal történt kiegészítés nyomán a pH mindkét esetben megközelíti a semleges tartományt. Az erősen savanyú kezelések telítetlenségére utal, hogy a vizes és sós pH értékek közötti különbség 1,1 egységet érhet el, míg a közel semleges tartományban ez a különbség 0,3-0,5 egységre mérséklődik.

109

36. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a szántott réteg talajvizsgálati jellemzőire 2006-ban, a kísérlet 44. évében (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) NH4-acetát+EDTA, mg kg-1 P2O5 K2O

Kezelés Jele

pH (H2O)

pH (KCl)

y1 érték

Humusz %

Kontroll N1 N2 N3

5,4 5,0 4,7 4,6

4,3 4,2 3,6 3,5

7,6 9,6 12,6 13,6

0,6 0,8 0,8 0,7

92 85 105 89

67 43 41 44

N2P1 N2P2 N2P3

4,9 4,6 4,7

3,8 3,9 3,9

10,6 11,6 11,6

0,8 0,9 0,8

135 158 191

43 50 41

N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2

4,7 4,9 4,8 4,8

3,7 3,8 3,7 3,8

11,4 10,4 11,1 11,6

0,8 0,7 0,8 0,8

101 92 99 163

56 78 73 67

N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

6,8 6,3 6,7

6,4 6,0 6,2

3,6 4,8 3,8

0,7 0,8 0,7

225 198 220

62 69 65

SzD5% Átlag

0,3 5,2

0,5 4,3

2,1 9,5

0,3 0,8

41 139

12 57

A humusz %-a érdemben nem változik a kezelések hatására. Az NH4-acetát+EDTA oldható P-készlet megkétszereződik a P-trágyázással és a „jó‖ ellátottsági kategóriába kerül. Az oldható K-tartalom ezzel szemben csak mérsékelten változik. A K-hiányos N és NP kezelésekben mintegy 1/3-ával mérséklődik a kontrollhoz viszonyítva, míg a K-adagolással a kontroll szintjén marad. Feltételezhető, hogy a K egy része a szántott réteg alá mosódott ezen a kolloidszegény talajon. A kicserélhető kationok mennyisége bepillantást enged a talajban végbement változások nyomonkövetésében. Az egyoldalú N-trágyázással a Ca2+ 15, Mg 27, K 60%-ára zuhant az N3 kezelésben, a kontrollon mérthez. A relatíve tekintélyes mennyiséget képviselő Al3+ mennyisége nem változott, míg a Fe2+ 72%-kal nőtt ugyanitt. A Na+ mennyiségét a kezelések nem befolyásolták. A P-trágyázás részben ellensúlyozta a Ca2+ talajból való kilúgozását, hiszen szuperfoszfát 18-20 % Ca, 13% S, 9% P, 1-2% Mg és Sr elemkészlettel rendelkezhet vizsgálataink szerint (Kádár 1992). A meszezőanyagok használatával a Ca2+ látványosan, a kontrollon mért érték 2-2,5-szeresére nőtt. Ugyanitt kb. 1/3-ával mérséklődik az Al3+ és Fe2+ mennyisége. A Mg-kezelések jól jelzik a kicserélhető Mg2+ dúsulását, mely a kontrollhoz viszonyítva mintegy a 4-szeres, míg az 110

erősen kilúgozott kezelések talajához képest nagyságrendbelinek adódik. Megemlítjük, hogy a kicserélhető Mn meszezetlen talajon 0,004-0,005 mgeé 100 g-1 mennyiséget jelzett, míg a meszezetlen 0,001 mgeé 100 g-1 körül vagy alatt maradt (37. táblázat). 37. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a szántott réteg kicserélhető kation tartalmára 2006-ban, a kísérlet 44. évében (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Ca2+

Kicserélhető kationok, mgeé 100 g-1 talajban Al3+ Fe2+ Mg2+ K+

Na+

Kontroll N1 N2 N3

0,85 0,41 0,25 0,13

0,63 0,67 0,72 0,68

0,25 0,32 0,40 0,43

0,11 0,08 0,04 0,03

0,15 0,09 0,08 0,09

0,11 0,10 0,11 0,11

N2P1 N2P2 N2P3

0,48 0,36 0,45

0,72 0,74 0,74

0,36 0,39 0,40

0,07 0,04 0,03

0,09 0,11 0,08

0,10 0,11 0,11

N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2

0,17 0,30 0,27 0,38

0,72 0,65 0,71 0,75

0,41 0,37 0,44 0,40

0,03 0,06 0,04 0,05

0,11 0,15 0,15 0,14

0,10 0,11 0,11 0,12

N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

2,18 1,51 2,00

0,40 0,48 0,36

0,15 0,20 0,15

0,05 0,49 0,27

0,14 0,14 0,15

0,11 0,11 0,11

SzD5% Átlag

0,28 0,70

0,08 0,64

0,07 0,33

0,06 0,10

0,03 0,12

0,02 0,11

Kezelés Jele

Megjegyzés: Mn2+ meszezetlen talajon 0,004-0,005 mgeé 100 g-1, meszezetten 0,001 mgeé 100 g-1, vagy méréshatár alatt. A 38. táblázatban megfigyelhető, hogy a T-érték minimumát az erősen kilúgzott N3 kezelésben találjuk, míg a meszezett talajon mérsékelten, de igazolhatóan emelkedik. A kationcserélő kapacitása e kolloidszegény talajnak kicsi, nagyságrenddel kisebb mint pl. a kompolti agyagos vályogon mért 42 mgeé 100 g-1 T-értéknek. Az S-érték 1/3-ára zuhan az egyoldalú N-trágyázással, ill. látványosan nő a meszezőanyagok bevitelével. A T-S értékek tükrözik a talaj savanyodásában előálló változásokat, utalva a fémkationokkal nem lekötött adszorpciós helyekre, valamint az adszorbeált Fe és Al ionok együttes mennyiségére. A bázistelítettség (V %) a kontroll talajon sem haladja meg a 35 %-ot. A műtrágyázás nyomán 12-18 %-ra zuhan ez az érték, tehát az adszorpciós helyek 82-88 %-át döntően a H+, Al3+, Fe2+ ionok töltik be. Mésztrágyázással ez a helyzet megfordul, 60-70 %-ra nő a kívánatos Ca, Mg, K, Na ionok részaránya. Az S-érték %-ában kifejezve a Ca2+ 70-88 %-os 111

túlsúlya helyreáll a meszezés eredményeképpen, mely csupán 32 %-ot tett ki az N3kezelésben. A Mg-kezeléssel a Mg2+ aránya 22%-ot éri el. Megfigyelhető, hogy a Ca2+ túlsúlya nyomán az antagonista K+ és a Na+ ionok, ill. Mg-trágyázás hiányában a Mg2+ ionok részaránya drasztikusan visszaszorul (38. táblázat). 38. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a szántott réteg adszorpciós viszonyaira 2006ban, a kísérlet 44. évében (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Kezelés Jele

Mgeé 100 g-1 T S T-S

V% 2+

Ca

S-érték %-ában Mg2+ K+

Na+

Kontroll N1 N2 N3

3,4 3,4 3,4 3,3

1,2 0,7 0,5 0,4

2,2 2,7 2,9 2,9

35 21 15 12

71 57 50 32

9 11 8 8

12 13 16 22

9 14 22 28

N2P1 N2P2 N2P3

3,7 3,7 3,9

0,7 0,6 0,7

3,0 3,1 3,2

19 16 18

69 60 64

10 7 4

13 18 11

14 18 16

N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2

3,5 3,4 3,6 3,6

0,4 0,6 0,6 0,7

3,1 2,8 3,0 2,9

12 18 17 19

42 50 45 54

8 10 7 7

27 25 25 20

25 18 18 17

N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

3,6 3,8 3,8

2,5 2,2 2,5

1,1 1,6 1,3

69 58 66

88 68 81

2 22 11

6 6 6

4 5 4

SzD5% Átlag

0,4 3,6

0,3 1,0

0,3 2,6

8 28

11 70

5 10

7 12

7 11

A változásokat az NH4-acetát+EDTA oldható elemtartalmak is szemléltetik. A Ca mennyisége 87 és 767 mg kg-1 között ingadozik az N3 és N2P2K2Ca3 kezelések között. Az elsavanyodással megnő a Fe és Al készlete, míg a meszezéssel a kontrollhoz közeli szintre mérséklődik. A Mg-kezelések talajában igazolhatóan többszörösére emelkedik az oldható Mg-tartalom. A Mn, Sr, Co, Ni koncentrációja szintén drasztikusan mérséklődik az egyoldalú N-trágyázással, majd helyreáll a meszezéssel. A Sr mennyiségét a szuperfoszfát adagolása és a meszezés egyaránt növelheti, amennyiben ez az elem jelentős szennyezőként fordul elő mindkét trágyaszerben. Meglepőnek tűnhet a Mn-készlet drasztikus csökkenése a műtrágyázás, ill. az elsavanyodás nyomán. Általában elfogadott, hogy a pH csökkenésével a Mn talajbani mobilitása és a növényi felvétele ugrásszerűen emelkedik (39. táblázat). Megemlítjük, hogy a Cr, B, Cd a meszezett parcellákra tendenciajelleggel növekvő tartalmakat jelzett. Kérdés, hogy mennyiben támasztják majd alá a talajvizsgálati 112

eredményeket a növényelemzés adatai. Nem változott a Na, Ba, Cu, Zn, Pb oldható mennyisége a kezelések függvényében. A Na 14, Ba 7, Cu 3, Pb 1-2, Zn 1, Cr 0,14, B 0,05, Cd 0,02 mg kg-1 átlaggal volt jellemezhető. A 2006-ban aratás idején végzett növényanalízis eredményei szerint az egyoldalúan Ntúlsúlyos, erősen elsavanyodott talajon nőtt a szalma N, K, P, Mn tartalma, míg a Ca és Sr mennyisége lecsökkent. Az NP kezelések tendenciájában a Ca, P, Sr elemek felvételét, míg az NK kezelések a K felvételét serkentették. A meszezett talajon visszaesett a N, K, P, S, Mn elemek beépülése, ill. ezzel egyidejűleg látványosan emelkedett a Ca és Mg készlete. A szalmánál megfigyelt elemtartalom módosulásokat lényegében a szemtermés is tükrözi (40. táblázat). Megemlítjük, hogy 1998-ban, amikor kiugróan nagy szem és szalma terméseket mértünk, a szalma átlagosan 0,8 % N; 0,15 % P; 0,70 % K; 0,10 % Ca; 0,12 % S; valamint 400 Mg, 250 Mn és 25 mg kg-1 Sr készlettel rendelkezett (Kádár et al., 1999). 39. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a szántott réteg NH4-acetát+EDTA oldható elemtartalmára 2006-ban, a kísérlet 44. évében, mg kg-1 (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Kezelés jele Ca Fe Al Mg Mn Sr Co Ni Kontroll N1 N2 N3

238 161 117 87

104 124 158 152

103 123 146 134

28 25 19 18

35 28 16 8

2,2 1,2 0,8 0,4

0,47 0,47 0,30 0,15

0,20 0,16 0,16 0,10

N2P1 N2P2 N2P3

166 143 169

138 147 168

131 139 144

23 20 18

17 13 12

1,2 1,4 1,6

0,32 0,27 0,25

0,15 0,15 0,17

N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2

111 137 116 150

160 142 164 156

142 128 135 136

18 23 18 19

15 17 16 15

0,7 0,7 0,8 1,5

0,27 0,31 0,28 0,29

0,14 0,15 0,15 0,17

N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

767 456 606

111 121 119

103 100 101

22 97 64

36 26 37

2,7 2,9 3,2

0,53 0,35 0,51

0,19 0,18 0,21

SzD5% Átlag

88 244

25 140

15 126

12 29

9 21

0,6 1,5

0,13 0,34

0,04 0,16

Megjegyzés: Na 14, Ba 7, Cu 3, Pb 1-2, Zn 1, Cr 0,14, B 0,05, Cd 0,02 mg kg-1 átlagosan a kezeléstől függetlenül (A Cr, B, Cd a meszezett parcellákon emelkedett tartalmat mutatott tendenciajelleggel).

113

40. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a légszáraz tritikále elemtartalmára aratáskor 2006-ban. (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Kezelések Jele

K

N

Ca %

P

S

Mg

Mn mg kg-1

Sr

0,10 0,11 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 0,10 0,12 0,09 0,09 0,08 0,05 0,05

878 846 613 866 730 748 582 720 605 477 434 603 1392 992

187 359 346 350 358 301 305 403 294 357 314 153 67 27

29 32 23 14 29 36 39 22 18 18 36 33 24 21

Kontroll N1 N2 N3 N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

1,16 1,36 1,28 1,43 1,32 1,26 1,21 1,52 1,60 1,71 1,58 1,17 0,91 0,99

0,7 1,1 1,3 1,5 1,3 1,2 1,3 1,4 1,3 1,2 1,1 0,9 0,6 0,6

0,29 0,31 0,21 0,19 0,30 0,33 0,38 0,22 0,27 0,20 0,28 0,55 0,37 0,46

Szalma 0,21 0,26 0,32 0,35 0,34 0,34 0,36 0,33 0,29 0,31 0,32 0,28 0,24 0,24

SzD5% Átlag

0,22 1,32

0,3 1,1

0,11 0,31

0,07 0,30

0,03 0,09

286 749

87 273

12 27

0,14 0,13 0,11 0,12 0,11 0,12 0,12 0,12 0,12 0,11 0,11 0,12 0,10 0,10

1007 826 764 799 669 722 787 817 765 785 684 938 1245 1127

55 78 92 83 85 88 84 96 85 93 85 41 27 18

3,7 3,8 2,9 1,5 2,8 3,7 4,1 2,4 1,9 2,2 4,0 2,9 2,2 2,1

0,03 0,12

219 852

16 72

1,2 2,9

Kontroll N1 N2 N3 N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca2Mg2

0,58 0,72 0,76 0,75 0,73 0,77 0,74 0,76 0,74 0,68 0,70 0,61 0,58 0,59

1,6 2,0 2,4 2,6 2,4 2,3 2,4 2,4 2,3 2,2 2,1 1,9 1,7 1,6

0,04 0,04 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,04 0,05 0,04 0,04

Szem 0,40 0,43 0,45 0,44 0,45 0,45 0,45 0,46 0,42 0,43 0,41 0,42 0,40 0,42

SzD5% Átlag

0,11 0,69

0,3 2,1

0,01 0,04

0,04 0,43

114

41. táblázat Műtrágyázási és mésztrágya kezelések hatása a légszáraz tritikále elemtartalmára aratáskor 2006-ban. (Kovárványos barna erdőtalaj, savanyú homok, Nyírlugos, Nyírség) Kezelések Jele

Ba

Kontroll N1 N2 N3 N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3 N2P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca3Mg2

23 28 27 23 27 21 23 29 26 26 24 21 10 14

SzD5% Átlag

Zn

B

22 27 27 28 27 20 24 28 26 25 20 15 11 10

Cu Mg kg-1 Szalma 6,4 4,6 8,7 6,5 7,0 6,2 6,5 7,1 7,5 6,0 6,9 6,0 7,0 6,3 8,9 7,6 8,5 6,8 7,5 7,9 6,6 5,7 6,6 4,2 3,7 3,5 3,8 2,5

1,8 1,7 1,4 2,1 1,5 1,4 1,0 1,6 1,7 1,0 1,0 0,7 0,3 0,4

0,9 1,2 1,1 0,9 1,3 1,0 1,3 1,6 1,6 1,5 0,6 0,5 0,4 0,4

354 212 172 210 214 175 204 183 199 166 166 832 706 992

96 197 190 290 206 225 183 295 160 275 144 112 90 63

9 23

10 22

2,6 6,9

1,9 5,8

0,5 1,3

0,5 1,0

244 342

93 180

Kontroll N1 N2 N3 N2P1 N2P2 N2P3 N2K1 N2K2 N2K3 P2K2 N2P2K2Ca3 N2P2K2Mg2 N2P2K2Ca3Mg2

1,9 2,6 2,7 1,5 2,2 1,9 1,7 2,5 2,2 2,5 2,0 0,9 0,2 0,2

40 44 49 50 49 42 45 52 51 50 39 33 31 27

0,4 0,6 0,6 0,4 0,8 0,6 0,8 0,9 0,8 0,8 0,5 0,7 0,6 0,6

Szem 5,0 5,8 5,2 4,8 4,8 4,5 4,6 5,7 5,2 5,5 4,3 4,5 4,8 3,6

-

0,7 0,5 0,5 0,5 0,3 0,5 0,6 0,5 0,4 0,5 0,4 0,1 0,2 0,1

398 140 122 116 238 127 170 129 207 198 129 800 842 1157

10 82 147 179 162 174 144 207 147 164 140 29 10 10

SzD5% Átlag

0,8 1,8

9 43

0,4 0,7

1,0 4,9

-

0,3 0,4

308 341

54 115

115

Pb

Ni

Mo

Co µg kg-1

Összevetve ezeket az adatokat a csapadékbő kistermésű 2006. év eredményeivel arra a következtetésre juthatunk, hogy a töményedési effektus nyomán a Ca 3-szoros, P 2-szeres, K és Mg 1,9-szeres, N kereken 1,4-szeres mennyiségben halmozódott föl a kicsi termés szöveteiben a nagy termésű évhez képest. A Mn és a Sr tartalmak átlagai viszont érdemi különbségeket nem jeleztek. A szemtermés összetétele állandóbb, genetikailag védettebb, hasonló eltérések az évek között az említett ásványi elemek tekintetében nem azonosíthatók. Az extrém módon elsavanyodott N-túlsúlyos kezelésben a kontrollhoz viszonyítva nőtt a Zn, Cu, Co tartalma a szalmában míg a meszezett parcellákon szignifikánsan lezuhant a Ba, Zn, Cu, Co, Pb, Ni elemek mennyisége (41. táblázat). A Mo talajbani felvehetősége viszont a meszezett talajon átlagosan mintegy megnégyszereződött. A szalmánál megfigyelt változások az elemtartalomban többé-kevésbé a szemtermésben is nyomon követhetők. Különösen a Mo/Co aránya jelez drasztikus eltéréseket a pH függvényében: az erősen elsavanyodott N 3 kezelésben 1 alatt marad, a kontroll talajon 40-re, míg az NPKMg kezelésben 84-re emelkedik. A Mo mobilitása, felvehetősége közismerten a meszes talajon kifejezett, míg a Co felvétele a savanyú tartományban. A pH-függő mikroelemek beépülése, azok egymáshoz viszonyított aránya tehát jelentősen változhat a kezelések nyomán. Kísérleti eredmények 2007 és 2011 között Az éves csapadékok minimum és maximum értékei 305 mm-nek és 733 mm-nek adódtak. Az átlagos éves csapadék 550 mm volt. Az átlagos csapadék fölötti évek száma 3, az átlagos csapadék alatti évek száma 2-ben volt meghatározható. Az éves csapadékok 2007 és 2011 között hasonlóan az előző vizsgálataink eredményeihez 30%-os csökkenő tendenciát mutattak. Az összefüggések jellege y = -48,4x + 695 lineáris modellel (R2 = 0,2028) írható le. A szemtermések minimum, maximum és az átlagos értékei 0,4 t/ha-ban, 3,1 t/ha-ban és 1,04 t/ha-ban voltak megadhatók. Az összefüggések y = 0,22x + 0,38 modellel közelíthetők meg 0,2671 R2 értékkel. A modell alapján megállapítható volt az, hogy a 660 mm feletti csapadékmennyiségek a műtrágyakezelések függvényében csökkenő terméseket eredményeztek. Ezzel a tendenciával magyarázható az, hogy 2010-ben a kezelések átlagában a legalacsonyabb termés adódott (0.5 t/ha) a legmagassabb csapadékmennyiség (733 mm) mellett. Kísérleti eredmények összefoglalása A nyírlugosi meszezési és műtrágyázási tartamkísérletben végzett vizsgálataink alapján az alábbi főbb tanulságok fogalmazhatók meg: 1. A tartós N-műtrágyázás nyomán a trágyázatlan kontrollon mért 4,3 pH (KCl) 3,5-re süllyedt, míg az 1 t ha-1 év-1 CaCO3 adagolás eredményeképpen 6,4-re emelkedett a szántott rétegben. Ugyanitt a kicsrélhető Ca2+ 0,13 mgeé 100 g-1 értékről 2,18 mgeé 100 g-1 értékre nőtt. Ezzel szemben az Al3+ 0,68-ról 0,40-re, míg a Fe2+ 0,43-ról 0,15 mgeé 100 g-1-ra süllyedt. A meszezés eredményeképpen a talaj kationcserélő kapacitása (T-érték) 3,3-ról 3,63,8-ra, a kicserélhető bázisok összege (S-érték) 0,4-ről 2,5 mgeé 100 g-1-ra, a bázis-telítettség pedig 12 %-ról 69 %-ra változott. 2. Az NH4-acetát+EDTA oldható elemtartalmak szintén jellemezték a műtrágyázás és a meszezés, ill. talajsavanyodás hatását. Az erősen savanyú talajon mért Ca 87 mg kg-1-ról a meszezés nyomán 767 mg kg-1-ra, Mg 18-ról a Mg-trágyázással 97-re, Mn 8-ról 36-ra, Sr 0,4116

ről 2,7-re, Co 0,15-ről 0,53-ra, Ni 0,10 mg/kg-ról 0,19 mg kg-1-ra emelkedett. 3. A trágyahatások időfüggők. A kísérlet első 10 évében (1963-1972) érdemi trágyahatásokat, ill. terméstöbbleteket csak a N-trágyázás okozott. A második évtizedben (1973-1982) a Nhatások fokozatosan lecsökkentek a trágyázatlan kontroll szintjére. Trágyahatásokat kalászosoknál az együttes NP, kapásnövényeknél az NPK kezelések mutattak. A harmadik évtizedben (1983-1992) a napraforgó és a dohány már meghálálta az NPKCaMg elemek pótlását. A negyedik évtizedben (1993-2002) a tritikále monokultúra termésmaximumai is az NPKCaMg kezeléshez kötődtek. Az utóbbi években (2003-2006. között) az egyoldalúan 100150 kg ha-1 év-1 N-adaggal kezelt talajokon a tritikále gyakorlatilag kipusztult, a talaj extrém módon elsavanyodott és tápelemekben elszegényedett. A talajtermékenység megőrizhető, ha biztosítjuk a feltalajban a 120-150 mg kg-1 AL-P2O5 és AL-K2O tartalmat, ill. 1 t ha-1 év-1 körüli dolomitport alkalmazva fenntartjuk az 5,5-6,0 pH(KCl) értéket és a megfelelő Ntrágyázásról is gondoskodunk. 4. A tritikále szalma és szem termésében nőtt a N, K, P, Mn, Zn, Co elemek mennyisége a kicsi termést adó és erősen savanyú N3 kezelésben, míg a Ca, Sr, Mo koncentrációi lecsökkentek. A meszezés ezzel ellentétes hatást gyakorolt általában. Különösen a Mo felvehetősége nőtt meg, ill. a Co felvehetősége csökkent a szemben egy-egy nagyságrenddel a pH függvényében. 5. Az éves csapadékok 1963 és 2007 között 56%-al, valamint 2007 és 2011 között 30%-al, átlagosan 43%-al csökkentek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel ez a trend a jövőben is folytatódni fog periódikus jelleggel.

117

IV.2. 641. SZÁNTÓFÖLDI KISPARCELLÁS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET, ÖRBOTTYÁN IV.2.1. A csapadékváltozékonyság és az NPK-műtrágyázás hatása a monokultúrában termesztett rozs (Secale cereale L.) termésére 1961 és 2011 között Szakirodalom értékelése Napjainkra az emberi tevékenység okozta klímaváltozás „Global Climate Change‖, ill. a globális felmelegedés „Global Warming‖ az egyik legfrekventáltabb világméretű interdiszciplináris tudományos problémájává nőtte ki magát (Easterling et al., 1999; Barrow et al., 2000; Rajendra, 2004; Láng et al., 2004). Az egyik fő kiváltó ok a légkör CO2 („üvegházhatású gáz‖) koncentrációjának növekedése, amely az iparosítás kezdetekori (18 sz. eleje) 280 mg kg-1-os szintről ma eléri 367-375 mg kg-1-ot (IPCC, 2004, 2007). A globális felmelegedés (+0.6 0C)(Hulme et al., 2002; Láng et al., 2004) következményeként jellemzővé vált a globális csapadékviszonyok kedvezőtlen tér-, és időbeni megváltozása. Egyre gyakoribbá és szélsőségesebbé válnak a csapadék anomáliák amelyek főként sújtó aszályok, vagy árvizek formájában mint természeti katasztrófák jelentkeznek (IPCC, 2004, 2007). A CRED 2004. évi adatai szerint a 20. század 100 legjelentősebb világméretű természeti katasztrófája által okozott kár értéke meghaladja a 630 billió US$-t. Ebből 5 esetben a szárazság negatív hatása közel 18 billió US$-ban (az összes kárérték 3%-a) és 33 esetben az árvíz mintegy 207 billió US$ értékben (az összes kárérték 33%-a) volt meghatározható. 2003ban az EU által közzétett adatok arról számolnak be, hogy a nagymértékű szárazság miatt Olaszországban a búzánál és a kukoricánál 10-10%-al, Németországban a gabonaféléknél 13%-al, Franciaországban a búzánál 19.5%-al és a kukoricánál 25%-al csökkent az összes termés tömege. Ez a kiesés 11 billió EUR-ot jelentett. Hazánkban Rácz (1999) kutatási eredményei azt mutatják, hogy az 1950-es évektől kezdődően jelentős mértékben csökken a csapadékellátottság. Márton hasonló következtetésre jut munkáiban (2002cd, 2004, 2005ab). Megállapítja azt, hogy Magyarország három nagykiterjedésű termesztési tájkörzetében: Nyírség, Mezőföld, Duna-Tisza közi homokhátság 56, 50 és 47%-al nőtt az aszályos évek gyakorisága az utóbbi négy évtizedben. Németh (2004) adatai alapján az aszálykár 1990-ben 30-35, 1992-ben 30, 2000-ben több mint 60, 2002-ben 18 milliárd Ft-ra volt becsülhető. A 2003. évi aszály (hőségrekord és 6 hónapig tartó csapadékhiány) hatására a kalászosgabonák terméstömege (4,2 millió t) 24,7%-al volt kevesebb mint 2002-ben (5,6 millió t). A változó csapadékmennyiségeket és azok eloszlását a különböző növényfajok terméstömegeikben egymástól eltérő módon jelzik (Láng, 1973; Várallyay, 1992; Lásztity et al., 1993; Murray, 1999; Harnos, 2001). Láng (1973) az őszi rozs tekintetében a május-júniusi csapadékösszegeket tartja termésmeghatározónak. Kádár et al., (1984) arról írnak, hogy a monokultúrában termesztett rozs esetében a tenyészidő alatt lehullott csapadék összege és a hozamok, ill. a műtrágyahatások között egyenes összefüggést nem tudtak kimutatni. Szemes (1986) a K-műtrágyázás évhatás csökkentő hatását emeli ki kukorica monokultúrában. Szemes és Kádár (1990) szerint a nyírségi homokon a május-júniusi csapadékmennyiség lehet fontos a kalászos gabonák hozama szempontjából. Az említett szerzők a korai burgonyánál a júniús-július havi csapadék összegeket és azok eloszlását tartják döntőnek a gumótermés mennyiségét illetően. Murray (1999) a rozs jó szárazságtűrését az erőteljes gyökérzetével magyarázza. Márton (2004) elemezve az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet és a FAO (2004) 44-44 éves (1961 és 2004 között) számítógépes csapadék és főtermés adatbázisait azt találta, hogy a maximális termések rozs, burgonya, búza, tritikálé, kukorica és borsó esetében az éves csapadék 543, 579, 548, 541, 555 és 553 mm-es mennyiségeihez köthetők. Ugyanezen kultúráknál az 1 mm-es csapadékváltozás 3.9, 30.1, 8.1, 5.4, 10.2 és 4.4 118

kg terméstömegváltozást (pozitív, ill. negatív) idézett elő hektáronként. A nemzetközi és a hazai szakirodalomban megjelent adatok általában a csapadék mennyiségének és eloszlásának lehetséges hatásait mutatják be a különböző növénykultúrák termésére és nem nyújtanak konkrét adatszerű megbízható felvilágosítást más fontos meghatározó termesztési körülmény hatására, ill. kölcsönhatására mint például a műtrágyázás (Kadar et al. 2012; Láng et al., 2007; Márton, 2008a., Márton, 2012; Laszlo et al. 2011., Kádár, 2011; 2013abc). Az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Kísérleti Telepein több mint 40 éve működnek műtrágyázási tartamkísérletek különböző jelzőnövénnyekkel és megbízható meteorológiai adatgyűjtéssel. Az itt nyert adatbázisok lehetővé teszik az Intézet számára az olyan újtípusú agroökológiai kutatásokat amelyek a klímaváltozással kapcsolatos speciális tudományos problémák megválaszolására irányulnak, így a különböző növényfajok abiotikus csapadékhiány, csapadékbőség, műtrágyázás- stressztűrő képessége. Munkánkban egy 44 éves rozs monokultúrában (MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Örbottyán) kíséreljük meg választ keresni a következő kérdésekre: -a kísérlet 44 éves csapadék adatbankja alapján milyen típusú kísérleti évek különböztethetők meg a sokévi átlagokat (30 év = 1961-1990, Örbottyán) figyelembevéve, -a természetes csapadék éves mennyiségei: hiánya, ill. bősége és a csapadék eloszlása valamint a nitrogén, foszfor, kálium tápelemek és ezek kombinációi mennyiben befolyásolják a monokultúrában termesztett rozs szemtermését (t ha-1) gyengén humuszos karbonátos homoktalajon a sokévi átlagnak (30 év = 1961-1990, Örbottyán) megfelelő és az attól eltérő kísérleti években, -a rozs vegetációjában lehullott összes csapadékmennyiségek (mm) és a N, P, K tápelemek, valamint ezek kombinációi hogyan befolyásolják a főtermés alakulását (t ha-1), - a különböző N, P, K trágyázások és ezek kombinációinak optimális szemtermés tömegei (t ha-1) és az ezekhez köthető optimális vegetációs csapadékmennyiségek (mm) milyen értékekkel jellemezhetők, -hogyan változnak az optimális vegetációs csapadékmennyiségek (maximális terméshez rendelhetők) és a vegetációban lehullott összes csapadékmennyiségek 1 mm-re megadható szemtermés tömegek (kg ha-1) a különböző növénytápláltságoknál, -hogyan változnak a maximális termések 1 kg légszárazanyagának előállításához felhasznált optimális vegetációs csapadékmennyiségek és a vegetációban lehullott összes csapadékmennyiségek (literben) a különböző növénytápláltságoknál, -vajon a jövőben a monokultúrás rozs esetében várhatóan nő, vagy csökken az optimális termések elérésének lehetősége a csapadék-trágyázás rendszerrel összefüggésben, -az eltérő talajtípus és a termesztés módja befolyásolja-e és ha igen milyen mértékben a rozs szemtermésének mennyiségét, ill. versenyképességét az Örbottyáni 6.41-es (meszes homok, monokultúra 1961.-2004 között) és a nyírlugosi Ny-1 jelű tartamkísérlet (savanyú homokos kovárványos barna erdőtalaj, burgonya-rozs bikultúra 1963.-1972. között) eredményei (Márton,2002abe) alapján. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A 6.41 jelű kísérlet 1959 őszén Őrbottyánban meszes homoktalajon azzal a céllal került beállításra, hogy vizsgálják a tartós műtrágyázás dinamikáját monokultúrában rozs jelzőnövénnyel (Láng, 1973). A kísérlet talaja gyengén humuszos karbonátos homok típusba sorolható Stefanovits (1966) szerint. A talaj agrokémiai paraméterei 0.6-1.0% közötti humusztartalommal, 7.5-7.8 pH (H2O), 3-7,% CaCO3 a felszini rétegben, 4-6 mg 100g-1 ALoldható P2O5, 5-10 mg 100g-1 AL-oldható K2O értékekkel jellemezhető. A kalciumkarbonát százalékos aránya mélységi irányban jelentősen növekszik és elérheti a 15-20,%-ot. A talaj 119

mechanikai összetételében a durva homokfrakció dominál. A kolloid részecskék mennyisége 3-4% körül alakul. A kísérletet 10 kezeléssel 5 ismétlésben összesen 50 parcellával latin tégla elrendezésben állították be. A bruttó parcellaméret 35 m2. A kezeléseket az 42. táblázatban mutatjuk be. 42. táblázat A kísérlet N, P, K-kezelései 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Kezelés Kód

N Ősz

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

50 50 50 50 -

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

100 50 100 50 -

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

60 60 60 60 60 60 60 60 60

Kezelés kg ha-1 év-1 P2O5 Tavasz 1.-6. év 50 50 100 50 50 100 7.-25. év 50 50 100 50 50 100 26.-44. év 60 60 60 60 60 60 60 60 60

120

K2O

54 54 54 54 54

80 80 80 80 80

54 54 54 54 54

80 80 80 80 80 80 80 80 80

60 60 120 60 60 120 120

60 120 60 120 60 120

A beállításkor 50 és 100 kg ha-1 nitrogén, 54 kg P2O5 és 80 kg ha-1 K2O adagok kombinációit alkalmazták. 1967. után K és PK alapon is vizsgálták a nitrogén trágyázás hatását. 1986. évet követően egységes nitrogén trágyázás mellett a foszfor és a kálium adagok 2-2 szintjét építették be a kezelésekbe. A műtrágyázást 25%-os pétisó és 34%-os ammóniumnitrát, 17 és 19%-os szuperfoszfát valamint 40 és 60%-os kálisóval végezték. A szuperfoszfát és a kálisó ősszel a szántás előtt került kiszórásra. A nitrogént a kezeléseknek megfelelően alap-, és fejtrágyaként, 1986-tól egységesen fele-fele arányban megosztva adagolták. A kísérletben a hagyományos termesztéstechnológiát alkalmazták és parcellánkénti betakarítást végeztek. Az 1960-as évet vakkísérletként kezelték. 1963. és 1970. években jégverés miatt nem volt értékelhető terméseredmény. A bemutatásra kerülő rozskísérletek csapadék hatásvizsgálataiban a kísérleti telepen mért adatok szerepelnek. Az évhatások elemzésekor Márton (2002e) rozsra specifikus csapadékhiány határértékeit (rozsra specifikus aszályindext (NAI) vettem figyelembe az alábbiak (60. táblázat, melléklet) szerint: -aszályos hónap a rozs vetése előtt (augusztus) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -aszályos rozs vegetáció (szeptember-július) = a csapadék mennyisége az adott időszakban legalább 30%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -aszályos időszak a rozs betakarítása idején (július) = a csapadék mennyisége a betakarítás hónapjában legalább 50%-kal kevesebb mint a sokévi átlag, -egymás utáni aszályos hónapok száma a rozs vegetációjában (szeptember-július), -egymás utáni aszályos hónapok száma a rozs kísérleti években (szeptember- augusztus), -ariditási jellemző (AJ) = átlagos (ÁT), aszályos (A), csapadékbő (B). A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. A kísérleti évekre vonatkozó országos termésátlagokat a FAO (2004) adatbankja szolgáltatta. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát varianciaanalízissel (Sváb 1981, MANOVA), a csapadékmennyiségek és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (SPSS, 2000) határoztuk meg. Kísérlet ereményei A kísérleti évek csapadék anomáliái A monokultúrás rozs fenológiai fázisainak és kísérleti éveinek csapadékmennyiségeit mm-ben 1961. és 2004. között, valamint a sokévi csapadékátlagokat (1961-1990 = 30 év, Őrbottyán) mm-ben a 43. táblázat (melléklet), a kísérleti évek tenyészidőbeni és az éves összes csapadékmennyiségek eltéréseit mm-ben a sokévi átlagtól 1961. és 2004. között a 44. táblázat és a kísérleti évek periódusainak csapadékeltéréseit %-ban a sokévi csapadékátlagoktól 1961. és 2004. között a 45. táblázat (melléklet) mutatja be. A 43. táblázat (melléklet) adataiból megállapítható az, hogy a 44 éves kísérleti időszakban a rozs fenofázisaiban lehullott havi csapadékmennyiségek 0 és 184 mm, az éves csapadékmennyiségek 317 és 1036 mm között 121

változtak. A sokévi átlaghoz hasonlított csapadékeltérések maximális és minimális értékei a rozs tenyészidejére 401 és -267 mm-ben, a kísérleti évekre vonatkozóan 435 és -284 mm-ben voltak meghatározhatók (44. táblázat). A kísérleti évek periódusainak százalékos csapadékeltérései a sokévi átlagtól, hasonlóan a fentebb bemutatott értékekhez igen tág határok között; 649 és -398 % között ingadoztak (45. táblázat, melléklet). 44. táblázat A kísérleti évek tenyészidőbeni és az éves összes csapadékmennyiségeinek eltérései (±) a sokévi átlagtól 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Év

Csapadék (mm) Év Csapadék (mm) Teny.i. * Éves ** Teny.i * Éves ** Eltérés Eltérés Eltérés Eltérés 1961 517 -30 524 -77 1984 431 -116 492 -109 1962 533 -14 535 -66 1985 540 -7 617 16 1964 484 -63 541 -60 1986 382 -165 413 -188 1965 801 254 898 297 1987 538 -9 593 -8 1966 813 266 921 320 1988 378 -169 424 -177 1967 515 -32 522 -79 1989 501 -46 558 -43 1968 354 -193 471 -130 1990 308 -239 326 -275 1969 595 48 637 36 1991 623 76 674 73 1971 491 -56 529 -72 1992 350 -197 350 -251 1972 639 92 785 184 1993 312 -235 317 -284 1973 440 -107 461 -140 1994 581 34 648 47 1974 331 -216 393 -208 1995 442 -105 528 -73 1975 720 173 769 168 1996 455 -92 480 -121 1976 559 12 587 -14 1997 392 -155 398 -203 1977 948 401 1036 435 1998 460 -87 479 -122 1978 571 24 594 -7 1999 665 118 761 160 1979 554 7 594 -7 2000 332 -215 340 -261 1980 591 44 621 20 2001 612 65 631 30 1981 580 33 639 38 2002 361 -186 459 -142 1982 534 -13 570 -31 2003 359 -188 372 -229 1983 446 -101 464 -137 2004 280 -267 347 -254 *Sokévi (30 év = 1961-1990, Őrbottyán) tenyészidőbeni átlag = 547 mm, **sokévi (30 év = 1961-1990, Őrbottyán) átlag = 601 mm. A kísérleti évek periódusainak „NAI‖ mutatóit a 46. táblázat (melléklet) szemléltei. Az adatok azt mutatják, hogy a vizsgált időszakban a sokévi átlagnak megfelelő (a továbbiakban „átlagos‖ évjárat) 12 esetben fordult elő. További hét évet szárazság, tízenhatot aszály, egyet csapadékos és hatot csapadékbőség határozott meg. A kísérletek téli félévei főként csapadékhiányt (NAI = -4.5) mutattak. A nyári félévekben, a kísérleti hónapokban, a vetés előtti hónapokban és a vegetációkban a sokévinek megfelelő (NAI = 0.6, 02, -0.6, 0.3) csapadékviszonyok uralkodtak. A betakarításkori (július) hónapok csapadékosak voltak. Az egymást követő csapadékanomáliákkal terhelt hónapok tekintetében mind a vegetációkban, mind a kísérleti években egyaránt átlagosan két aszályos és két csapadékbő hónap követte egymást (47. táblázat). 122

47. táblázat Kritikus hónapok egymást követő gyakorisága a vegetációban és a kísérleti években 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Év

Gyakoriság

Év

Gyakoriság KHV KHÉ KHV KHÉ 1961 2(-3), 2(5) 2(-3), 2(5) 1984 1962 3(9) 3(9), 2(-9) 1985 1964 1986 2(3) 2(3) 1965 2(5), 2(9) 2(5), 3(9) 1987 2(-6) 2(-6) 1966 2(9) 1988 2(-6) 2(-6) 1967 2(6) 2(6) 1989 2(-8) 2(-8) 1968 1990 1969 1991 1971 2(-8) 2(-8) 1992 2(-4) 2(-4), 2(-9) 1972 2(9) 2(9), 2(9) 1993 2(-9) 2(-9) 1973 1994 1974 1995 1975 2(-9) 2(-9) 1996 1976 1997 2(-6), 2(-9) 2(-6), 2(-9) 1977 2(9), 4(9), 2(2) 2(9), 4(9), 2(2) 1998 2(-9), 2(9) 2(-9), 2(9) 1978 1999 2(9) 2(9) 1979 2(6) 2(6) 2000 2(-9) 2(-9) 1980 2(3), 2(-2) 2(3), 2(-2), 2(-5) 2001 2(-9), 3(9) 2(-9), 3(9) 1981 2(9) 2(9) 2002 1982 2(6) 2(6) 2003 2(3) 2(3) 1983 2(-2) 2(-2), 2(-7) 2004 Megjegyzés: KHV = kritikus egymást követő hónapok száma (db) a vegetációban (szeptember-július), KHÉ = kritikus egymást követő hónapok száma (db) a kísérleti évben (október-szeptember). A tápanyagellátás-termés-csapadék rendszer összefüggései A 48. táblázat (melléklet) a műtrágyázás hatásait ismerteti „átlagos‖, száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő években a monokultúrás rozs szemtermésére. Tápanyagellátás és termés „átlagos” évjáratban A 7.5-7.8 pH (H2O)-jú, 0.6-1.0,% humusz, 3-7,% CaCO3, 4-6 mg kg-1 AL-oldható P2O5 és 510 mg kg-1 AL-oldható K2O tartalmú meszes homoktalajon a sokévi átlaghoz hasonló csapadékviszonyok mellett a trágyázás nélküli parcellák termése 0.8 t ha-1 körül stabilizálódott (8. táblázat). Ez a szint a fent említett talajtulajdonságok és a monokultúrás termesztés együttes hatására többmint kétszer volt alacsonyabb mint a savanyú homokos kovárványos barna erdőtalaju nyírlugosi Ny-1. műtrágyázási tartamkísérlet ugyanezen kezeléseiben burgonya-rozs növényváltás esetén 1962.-1972. között (1.63 t ha-1)(Márton, 2002e), valamint a FAO (2004) által publikált 44 éves hazai országos 1.8 t ha-1-os termésátlag 123

(49. táblázat). Az előforduló anomáliák mellett a nitrogén trágyázás lehetővé tette a termések megkétszerezését (1.8 t ha-1) és az országosnak megfelelő termések elérését, bár ezek is többmint 1.0 t . ha-1-al maradtak el az Ny-1 kísérlet hasonló kezeléseitől (N=3.0 t ha-1). 49. táblázat Magyarország rozstermesztésének főbb paraméterei 1961 és 2004 között a FAO (2004) adatbázisai alapján (Márton, 2004) Év

Paraméterek Terület (ha)* t . ha-1 1961 280 1.1 1962 254 1.0 1963 221 1.0 1964 257 1.1 1965 255 1.2 1966 228 1.1 1967 209 1.1 1968 192 1.3 1969 186 1.3 1970 152 1.1 1971 128 1.4 1972 121 1.4 1973 107 1.7 1974 106 1.7 1975 104 1.4 1976 93 1.7 1977 91 1.6 1978 78 1.8 1979 69 1.3 1980 73 1.9 1981 74 1.6 1982 74 1.6 Átlag Megjegyzés: * 1000 ha

Év 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 -

Paraméterek Terület ( ha)* t . ha-1 72 1.9 75 2.6 85 1.9 89 1.9 94 2.0 97 2.6 97 2.8 92 2.5 94 2.4 71 1.9 68 1.7 88 2.2 77 2.2 59 1.7 67 2.3 62 2.1 40 2.0 43 2.0 50 2.4 49 2.0 47 1.4 45 2.8 112 1.8

A NP és NK táplálások átlagosan 1.9 t ha-1-os hozamokat biztosítottak, míg az Ny-1 kísérletben ezek a kezelések 3.3 t ha-1-t termettek. A maximális 2.1 t ha-1-os termések a teljes NPK adagoknál jelentkeztek alig haladva meg az országos 44 éves átlagot 1.8 t ha-1-t (Ny-1 kísérletben: 3.5 t ha-1). A monokultúrás rozs termése csak a teljes NPK kezelésekkel volt fokozható. Tápanyagellátás és termés szárazságban A trágyázatlan, a nitrogénnel, a NP-al, a NK-al és a NPK-al kezelt parcellák termése lényegében nem változott (0.8, 1.8, 1.9, 2.0 t ha-1) az „átlagos‖ évjáratokhoz hasonlítva. Termésdepressziót ezekben a kísérleti években vélhetően a rozs erőteljes gyökérzetének betudhatóan (Murray, 1999) nem tapasztaltunk. A száraz évjáratok átlagosan azonos terméstömeget mutattak mint a sokévi átlagnak megfelelők (48. táblázat, melléklet). 124

Tápanyagellátás és termés aszályban A kontroll területeken 0.7 t ha-1-os termések voltak elérhetők. A sokévi átlagnak megfelelő évekhez viszonyítva a monokultúrás rozs az aszályt ezeken a parcellákon 13%-al kisebb hozamokkal jelezte, míg ez az érték a Ny-1 kísérletben csak 7% körül alakult. A trágyázási szintek átlagos minimális termése 1.1 t ha-1, az átlagos maximális 1.8 t ha-1 volt (48. táblázat, melléklet). Ezen a vékony termőrétegű kis víztározó kapacitásssal rendelkező meszes homoktalajon a N, NP és NK kezelések termései a 44 éves országos termésszint alá zuhantak és 1.2, 1.6, 1.5 t ha-1-ban voltak meghatározhatók. Ezek az értékek 33%, 16% és 21%-os termésszint csökkenést jelentettek az átlagosnak megfelelő évek termésszintjeivel összehasonlításban. A NPK trágyázás esetében is a főterméstömeg a 44 éves országos termésszint alatt maradt (1.7 t ha-1), itt a terméscsökkenés 20%-os volt. A Ny-1 kísérlet ugyanezen kezeléseiben ezek az értékek 12%, 15%, 13%, és 12%-os depressziós hatásban voltak kifejezhetők. Az aszályos évjáratok átlagosan 18%-al kevesebb terméstömeget adtak mint a sokévi átlagosnak megfelelők. Tápanyagellátás és termés csapadékos évben A kontroll talajok termése 0.9 t ha-1-ra növekedett, ez az érték az átlagosnak megfelő évekkel összevetve közel 13 %-os növekménynek felelt meg. A N-, NP-, és NK kezelések termései a 44 éves országos természint fölé emelkedtek és 2.5, 2.8, 2.4 t ha-1-ban voltak kifejezhetők, így 39%, 47% és 26%-os termésszint növekedést jeleztek az átlagosnak megfelelő évek természintjeihez hasonlítva. A NPK trágyázás esetében a 2.9 t ha-1-os főterméstömeg 0.8 t . ha1 -al haladta meg az „átlagos‖ évekét, ezzel 38 %-os termésszint növekményt eredményezett (48. táblázat, melléklet). A 44 éves országos termésszinttel (1.8 t ha-1) szemben 1.1 t ha-1 volt a növekmény. A monokultúrás rozs csapadékos évjáratban 35%-al többet termett mint a sokévi átlagosnak megfelelőkben. Tápanyagellátás és termés csapadékbőségben A természetes csapadék túlzott bőségére a monokultúrás rozs drasztikus termésdepresszióval reagált. A nem trágyázott parcellákon a termés alig haladta meg a 0.5 t ha-1-t (0.6 t ha-1), így a terméscsökkenés 25 %-os volt az „átlagos‖ évekkel összefüggésben. Az Ny-1 kísérlet ugyanezen kezeléseiben a termés 1.5 t ha-1 körül alakult és a termésdepresszió mértéke csak 10 %-nak adódott (48. táblázat, melléklet). A N-, NP-, és NK kezelések termései 1.3, 1.4 és 1.4 t ha-1-ban voltak megadhatók amelyek 28 %, 26 % és 26 %-os termésszint csökkenésben voltak számszerűsíthetők az átlagosnak megfelelő évek természintjeihez viszonyítva. A NPK trágyázás esetében az 1.6 t ha-1-os főterméstömeg nem érte el a 44 éves országos termésszintet (1.8 t ha-1) és 26 %-al elmaradt az „átlagos‖ évek terméseitől. A Ny-1 kísérlet ugyanezen kezeléseiben 26 %, 24 %, 19 %, 21 %-os terméscsökkenést tapasztaltunk (Márton, 2002e). A csapadékbő évjáratokban átlagosan 29 %-al kisebb terméstömegek mutatkoztak mint a sokévi átlagosnak megfelelőkben. A csapadékbő évek termésdepressziós szintjeit összehasonlítva az aszályos évekével megállapítható volt az, hogy a monokultúrás rozs mintegy 5 % körüli értékkel kevésbé tolerálta a csapadékbő (0 = 25 %, N = 28 %, NP = 26 %, NK = 26 %, NPK = 26 %, átlag = 26%) viszonyokat mint az aszályost (0 = 13 %, N = 33 %, NP = 16 %, NK = 21 %, NPK = 2 %, átlag = 21%). Az Ny-1 jelű kísérletben ez a különbség 8 %-ban volt kifejezhető.

125

A vegetációs csapadékmennyiségek hatása a monokultúrás rozs termésére különböző N, P, és K- tápláltságoknál A vegetációs időszakok csapadékmennyiségei, a N, NP, NK, NPK-tápláltságok és a monokultúrás rozs termése közötti összefüggésrendszer regresszióanalízis eredményeit az 5. ábra szemlélteti. 4

3,5

3

Termés (t/ha)

2,5 0 N

2

NP

NK NPK

1,5

1

0,5

900

850

800

750

700

650

600

550

500

450

400

350

300

250

0 Csapadék (mm)

5. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK tápláltságok és a monokultúrában termesztett rozs termése közötti összefüggések regresszióanalízissel 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Örbottyán)

A csapadékmennyiségek és a termések között az elemellátottságoktól függő (0: R = 0.7489***, nitrogén: R = 0.8974***, NP: R = 0.8020***, NK: R = 0.7370***, NPK: R = 0.9047***) másodfokú szignifikáns összefüggések a meghatározók. A legmagasabb korrelációs együttható 0.1 %-os megbízhatósági szinten (R = 0.9047***) a NPK tápelemekkel 126

kezelt területek esetében jelentkezett. A kísérletek teljes-determinációs koefficiense (R2=0.6691) azt mutatta, hogy a vegetációban lehullott csapadék mennyisége és a műtrágyázás együttesen közel 67 %-ban határozta meg a termését. A különböző N, P, K trágyázások és ezek kombinációinak optimális szemtermés tömegei és az ezekhez köthető optimális vegetációs csapadékmennyiségek 1.5-3.6 t ha-1 és 504-566 mm között változtak (0 = 1.5, 504 N = 2.9, 548 NP = 3.4, 520 NK = 2.4, 552 NPK = 3.6, 566 kezelések átlaga = 2.9 t . ha-1, 337 mm). A 5%-os minimum és maximum szélsőértékek: 0 = 1.4, 479 és 1.6, 529 nitrogén = 2.8, 521 és 3.1, 575 NP = 3.2, 494 és 3.6, 546 NK = 2.3, 524 és 2.5, 580 NPK = 3.4, 538 és 3.8, 594 kezelések átlaga = 2.6 t ha-1, 511 mm és 2.9 t ha-1, 565 mm-ben voltak rögzíthetők. Számítottuk a vegetációs optimális (maximális terméshez kötődő) csapadékmennyiség 1 mmre megadható szemtermés tömegét. A kezelésektől függően ezek az értékek 3.0 és 6.4 kg ha -1t (0 = 3.0, N = 5.3, NP = 6.5, NK = 4.4, NPK = 6.4, kezelések átlaga = 5.1 kg ha-1) jeleztek. Megállapítható volt az, hogy a N = 77 %, NP = 117 %, NK = 47 %, NPK = 113 % és a kezelések átlaga esetében 89 %-kal hasznosúlt jobban az esővíz mint a trágyázatlan területeken. Márton (2002ce, 2004) kísérleteiben az őszi búza és a kukorica ugyanezen értékeit (46 %, 54 %) figyelembevéve az őszi búza 48 %-al a kukorica 39 %-al reagált kevésbé a csapadék x tápanyagrendszer változásaira mint a monokultúrás rozs. A vegetációban leesett összes csapadékmennyiség 1 mm-re számított főtermés tömege a kezelésektől és az évjáratoktól függően 1.5 és 3.6 kg ha-1-ban adható meg. Meghatároztuk a maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált optimális vegetációs vízmennyiségeket literben (kontroll = 3360, N = 1890, NP =1 529, NK = 2300, NPK = 1572, műtrágyakezelések átlaga = 2130). Az eredmények azt mutatják, hogy a trágyázatlan kontroll területek növényállománya 44 %, 55 %, 32 % és 53 %-al fogyasztott több vizet mint a N-el, NP-al, NK-al és NPK-al kezelteké (műtrágyakezelések átlaga = 46 %). Ez a paraméter (1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált vízmennyiség literben) a vegetációban leesett összes csapadékmennyiséget figyelembevéve a kezelésektől és az évjáratoktól függően 2774 és 6705 liter-ben volt meghatározható. A tartamkísérlet 44 éves (1961-2004) meteorológiai adatbásisa alapján a különböző tápláltságokhoz tartozó csapadék optimumokhoz (vegetációs) köthető kísérleti évek %-os előfordulása: kontroll = 2 %, nitrogen = 7 %, NP = 7 %, NK = 9 %, NPK = 7 %, kezelések átlaga 6 % volt. A csapadék fentebb bemutatott jellemzőit tekintve (aszályosodás) arra a következtetésre jutottunk, hogy a jövőben a csapadék optimumok előfordulása és az optimális termések elérésének lehetősége a búzához, kukoricához és a borsóhoz hasonlóan (Márton, 2002c, 2004, 2005) a rozs esetében is csökkenni fog. A monokultúrában meszes homokon (Örbottyán) termesztett rozs 1.2 t ha-1-al kevesebbet termett (1.4 t ha-1) mint a savanyú homokon (Nyírlugos) bikultúrában termesztett (2.6 t ha-1) azonos trágyázási (0, N, NP, NK, NPK) és csapadékviszonyok (sokévi átlagnak megfelelő, aszályos, csapadékbő) mellett. Ez a tény azt bizonyítja, hogy a monokultúrás rozs meszes homokon 86 %-al versenyképtelenebb a savanyú homokon vetésváltásban termesztettel szemben. Az előbbiek alátámasztják Láng (1973) megállapítását, miszerint ―A későbbiek folyamán látni fogjuk, hogy Örszentmiklóson az őszi rozs átlagtermése jelentősen elmarad a Nyírlugoson termeszett rozs átlagtermésétől. A magyarázat minden bizonnyal nem a csapadékviszonyokban keresendő, hanem-véleményem szerint-a talaj kémiai és fizikai sajátosságaiban. /Meszes homok./‖ (Örszentmiklós=Örbottyán).

127

Kísérleti eredmények 2005 és 2011 között Az éves (Január 01 - December 31) csapadék mennyiségek alakulását vizsgálva megállapítható volt az, hogy a mért minimum és maximum értékek 296 mm-nek és 741 mmnek adódtak. Az átlagos éves csapadék 526 mm volt. Az átlagos csapadék (541 mm) fölötti évek száma 3, az átlagos csapadék alatti évek száma 4-ben volt meghatározható. Az éves csapadékok 2005 és 2011 között hasonlóan az előző vizsgálataink eredményeihez csökkenő tendenciát (27%) mutattak. Az összefüggések jellege y = -3,8767x + 663,48 lineáris modellel (R2 = 0,1507) írható le. A 0NPK-al (1-10 kezelések átlaga) trágyázott területek szemtermései tág határok között változtak. A minimum, maximum és az átlagos értékek 0,4 t/ha-nak, 2,4 t/ha-nak és 1,3 t/ha-nak adódtak. Az összefüggések y = 0,0027x + 1,3972 modellel közelíthetők meg 0,0035 R2 értékkel. A model alapján megállapítható volt az, hogy a csökkenő csapadékmennyiségek a műtrágyakezelések függvényében csökkenő terméseket eredményeztek. Továbbá a szárazság terméscsökkentő hatása P és K-műtrágyázással ellensúlyozható volt. Az új modell értékű, műtrágyázási tartamkísérletben a monokultúrás rozs abiotikus stressztűrőképességével kapcsolatban nyert konkrét eredményeink a különböző évjáratok: ―átlagos‖, száraz, aszályos, csapadékos, csapadékbő és a N, P, K-műtrágyázás számszerűsített (t ha-1, mm, %, mm kg-1 ha-1, mm kg-1 l-1) hatásait mutatják be a főtermésére meszes homokon. Ezek az adatok jó támpontul szolgálhatnak a csapadékanomáliákkal kapcsolatos folyamatok (Globális és Regionális Klímaváltozás) komplex terméstbefolyásoló hatásainak tudományos leírására hazai, Európai Uniós és nemzetközi vonatkozásban is egyaránt. Kísérleti eredmények összefoglalása A 6.41-es műtrágyázási tartamkísérletet 1959 őszén Őrbottyánban meszes homoktalajon azzal a céllal került beállításra, hogy vizsgálják a tartós műtrágyázás dinamikáját monokultúrában rozs jelzőnövénnyel. A kísérlet talajának beállításkori humusztartaloma átlagosan 0.6-1.0 %, pH (H2O)-ja 7.5-7.8, CaCO3 tartalma 3-7%, AL-oldható P2O5 tartalma 4-6 mg kg-1 és az ALoldható K2O tartalma 5-10 mg kg-1 volt a szántott rétegben. A kísérlet 10 kezeléssel 5 ismétlésben összesen 50 parcellával latin tégla elrendezésben került beállításra. A bruttó parcellaméret 35 m2. Az 1. évtől a 25. évig 0, 50, 100 kg ha-1 év-1 nitrogén 0, 54 kg ha-1 év-1 P2O5 és 0, 80 kg ha-1 év-1 K2O adagokat és ezek kombinációit alkalmazták. A 26. évtől 0, 120 kg ha-1 év-1 nitrogén 0, 60, 120 kg ha-1 év-1 P2O5 és 0, 60, 120 kg ha-1 év-1 K2O mennyiségeket juttattak ki. Főbb eredmények: 1. „Átlagos‖ évjáratban a kontroll parcellák termése 0.8 t ha-1 körül stabilizálódott. A N, NP és NK trágyázások lehetővé tették a termések megkétszerezését (1.8-1.9 t ha-1). A maximális 2.1 t ha-1-os termések a teljes NPK adagoknál mutatkoztak. 2. Aszályban a trágyázatlan területeken 0.7 t ha-1-os termések voltak betakaríthatók. A sokévi átlagnak megfelelő évekhez hasonlítva a terméscsökkenés 13 %. A N, NP, NK és NPK kezelések az aszályt 33 %, 16 %, 21 % és 20 %-os termésdepresszióval jelezték. 3. Csapadékbő években a nem trágyázott parcellákon a termés alig haladta meg a 0.5 t ha-1-t (0.6 t ha-1), így a terméscsökkenés 25 %-os volt az „átlagos‖ évekhez viszonyítva. A N, NP, NK és NPK kezelések termései 28 %, 26 %, 26 % és 26 %-os termésszint csökkenést mutattak. A monokultúrás rozs mintegy 5% körüli értékkel kevésbé tolerálta a csapadékbő mint az aszályos viszonyokat. 128

4. A csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő másodfokú (0: R = 0.7489***, nitrogén: R = 0.8974***, NP: R = 0.8020***, NK: R = 0.7370***, NPK: R = 0.9047***) szignifikáns összefüggések voltak a meghatározók. 5. A vegetációs optimális csapadékmennyiség 1 mm-re megadható szemtermés tömegek a kezelésektől függően 3.0 és 6.4 kg ha-1 között, a maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált optimális vegetációs vízmennyiségek 1529 és 3360 liter között változtak. 6. A tartamkísérlet 44 éves (1961-2004) meteorológiai adatbásisa alapján a különböző tápláltságokhoz tartozó csapadék optimumokhoz (vegetációs) köthető kísérleti évek %-os előfordulása: kontroll = 2 %, nitrogen = 7 %, NP = 7 %, NK = 9 %, NPK = 7 %, kezelések átlaga 6 %-ak adódott. Ebből arra a következtetésre jutottunk, hogy a jövőben a csapadék optimumok előfordulása és az optimális termések elérésének lehetősége a monokultúrás rozs esetében csökkenni fog. 7. Az éves csapadékok 1961 és 2005 között 47%-al, valamint 2005 és 2011 között 27%-al, átlagosan 37%-al csökkentek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel ez a trend a jövőben is folytatódni fog periódikus jelleggel.

129

IV.3. A-17. SZÁNTÓFÖLDI KISPARCELLÁS MŰTRÁGYÁZÁSI TARTAMKÍSÉRLET, NAGYHÖRCSÖK IV.3.1. A csapadékváltozékonyság és az NPK-műtrágyázás hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére 1961 és 2012 között Szakirodalom értékelése A ma már kifejezetten érzékelhető globális felmelegedés trendje az elmúlt évszázad kezdetétől fokozatos emelkedést mutat amely kedvezőtlenűl befolyásolhatja a klíma más fontos elemeit (csapadék, sugárzás, szél stb) is a jövőben (Jan et al., 1994; Geoffrey, 1995; Dorland, 2000; Patrick, 2002). Ennek következtében világszerte drámaivá fokozódik a súlytóaszályok, az árvízek, a tornádók gyakorisága és hevessége (Jacques, 1997). Mindezek kiszámíthatatlanul, egymást követve rendszeresen jelentkeznek felmérhetetlen károkat okozva ezzel az emberi tevékenység szinte minden területén. Ezért egyre nagyobb az igény az olyan jellegű tudományos kutatások iránt amelyek komplett és konkrét válaszokat adnak a globális-, a regionális, a lokális időjárási eseményekre, anomáliákra és a meglepetésekre (Bertjan et al., 2002). Választ adnak ezek tulajdonságaira valószínűségükre, reverzibilis-, irreverzibilis következményeikre, előrejelezhetőségükre és a felvetődő ökoetikai kérdésekre egyaránt (Alan, 1999). A klíma a fenntartható agrár-, ill. növénytermelés egyik alapvető principiuma amelynek változékonysága (főként a csapadéké mivel a szántóföldi növények szemterméstömegét közel 75%-ban is befolyásolhatja) a fentebbiek alapján döntően meghatározza az előbb említett szférák produktivitását és így a profittermelési lehetőségeit. E kérdéskör nemzetközi kutatásában Smith (1903), Fisher (1924), Runge (1968), Adams et al., (1990), Houghton et al., (1990), Russell és Jennifer (1991), Rosenzweig és Parry (1994), Jan et al., (1994), Burman és Pochop 1994, Wetherald és Manabe (1995), Harrison és Butterfield (1996), Fakhri (1996), Jacques (1997), Mitra (1999), Uprety (1999), Alan (1999), Wigley (1999), Downing et al., (2000), Dorland (2000), Barrow et al., (2000), Patrick (2002), Bertjan et al., (2002), Qi (2003), Lobell és Asner (2003); a hazaiban Röszler (1910), Berényi (1956), Egerszegi (1958), Szász (1971), Antal (1973), Láng (1973), Petrasovits és Balogh (1975), Németh (1975), Várallyay (1984), Petrasovits 1988, Kádár (1992), Győrffy és Sváb (1993), Harnos (1993), Ruzsányi (1996), Szász és Tőkei (1997), Várallyay (1997), Nagy (1997), Rácz (1999), Gyuricza és Birkás (2000), Bocz (2001), Láng (2003), Kádár (2011; 2013abc) nevét és munkáit kell megemlíteni. Hazánkban Rácz (1999) szerint az 1900-as évek első felétől a téli, az 1950-es évektől a tavaszi, az 1980-as évektől a nyári és az 1950-es évektől napjainkig az őszi csapadék fokozatosan csökken. A szerző kutatásai alapján továbbá megállapítja azt is, hogy a hazai klímánk melegedésével és szárazabbá válásával kell számolnunk a jövőben. Erre a következtetésre jut 2004-ben Biacs et al. és Domonkos. A Nyírség csapadékellátottságának romlását támasztják alá Márton (2002b) adatai is az utóbbi négy évtizedben. A nyírlugosi tartamkísérlet 39 évének (1962 és 2001 között) csapadékváltozásait értékelve a szerző arra a következtetésre jut, hogy a régió időjárása 56%-al aszályosodott, miközben 15%-al nőtt az átlagos, 20%-al csökkent a csapadékos és 52%-al a száraz évek előfordulása. A haszonnövényeink éghajlat és tápanyagreakciói eltérőek a termés mennyiség és minőség tekintetében (Egerszegi, 1958; Antal, 1973; Láng, 1973; Németh, 1975; Győrffy és Sváb, 1993; Várallyay 1984; Kováts et al., 1985; Csathó et al., 1991; Kádár, 1992; Ruzsányi, 1996; 130

Németh, 1996; Gyuricza és Birkás, 2000). Márton (2002abcd) őszi búza, triticale, rozs és burgonya kutatásai is ezt mutatják. Az optimális csapadékmennyiségek 1 mm-re eső szem-, ill. gumótermés tömegek a különböző tápanyagszintektől függően a búzánál 3.7 és 7.2 kg ha-1 (kontroll = 3.7, N = 4.6, NP = 6.1, NK = 4.8, NPK = 6.2, NPKMg = 7.2, kezelések átlaga = 5.4 kg ha-1), a tritikálénál 3.6 és 9.5 kg ha-1 (kontroll = 3.6, N = 6.2, NP = 7.9, NK = 7.3, NPK = 7.1, NPKCa = 7.8, NPKMg = 9.0, NPKCaMg = 9.5, kezelések átlaga = 7.3 kg ha -1), a rozsnál 3.8 és 9.0 kg ha-1 (kontroll = 3.8, N = 7.9, NP = 9.0, NK = 7.5, NPK = 8.8, NPKMg = 8.4, kezelések átlaga = 7.6 kg ha-1) és a burgonyánál 38.1 és 63.0 kg ha-1 (kontroll = 38.1, N = 44.6, NP = 50.1, NK = 55.0, NPK = 63.0, NPKMg = 53.4, kezelések átlaga = 50.7 kg ha-1) között alakultak. A kukoricáról bővebben A kukoricanemzetségbe (zea) csak ez az egy faj tartozik, ezért botanikailag monotípusként tartják számon. Közeli rokona az Eucklaena és a Tripsacum. A világon sok convarietasa (kisebb csoportok, változatok) ismert: Lisztes kukorica (Zea mays L. convar. amylacea -Sturtevant 1883): USA, Peru, Bolivia, Kolumbia, Lófogú kukorica (Zea mays L. convar. dentiformis-Koern 1873-, Zea indentata- Sturtevant 1883): világon mindenütt, Simaszemű kukorica (Zea mays L. convar. vulgaris-Koern 1873-, Zea mays indurataSturtevant 1883): világon mindenütt, Pattogatni való kukorica (Zea mays L. convar. microsperm-Koern 1873-, Zea mays evertaSturtevant 1884): Európa, USA, Dél-Amerika, Csemege kukorica (Zea mays L. convar. saccharata-Koern 1873-, Zea saccharata-Sturtevant 1883): világon mindenütt, Felemás kukorica (Zea mays L. convar. amyleasacharata-Grebens 1949): Mexikó, Viaszos kukorica (Zea mays L. convar. ceratina-Kulesch 1928): Oroszország, Kína, Burma, Fülöp-szigetek, Átmeneti kukorica (Zea mays convar. aorista-Grebens 1948): Mexikó, Pelyvás kukorica (Zea mays v. tunnicata-Larrenhaga 1829): Paraguay, Dísz kukorica (Zea mays L. var. japonica-Koern 1873): Mexikó. A nemesítők napjainkban a hagyományos tömegszelekciós, a hibridelőállítás és a biotechnológia módszereit alkalmazzák. A gyakorlati termesztésben a két-, a három-, és a négyvonalas hibridek terjedtek el főként. A termesztést a 50. táblázat szemlélteti. Az Egyesült Államok, Kína és Brazília vetésterülete (2. táblázat) mintegy 64 millió hektár. Ez a világ gabonatermő területének 46 és az égövekének 75%-a. A termésátlagok nagy változatosságot mutatnak. Legjobb termelési mutatóval e téren Spanyolország rendelkezik (10.1 t ha-1), ezt követi Németország (9.2 t ha-1), Olaszország (8.9 t ha-1), USA (8.7 t ha-1), Franciaország (8.6 t ha-1), Ausztria (7.7 t ha-1) és Hollandia (7.5 t ha-1). Az égövek termésátlaga (4.9 t ha-1) meghaladja a világátlagot (4.4 t ha-1). Az Egyesült Államok és Kína termelése (357.3 M t) adja több mint felét a világ és több mint 72%-át az égövek termelésének. Brazília a 3. helyet foglalja el (41.4 M t). A kukorica napokban kifejezett tenyészidejét a „FAO szám‖-kal jelzik. A Kárpátok vonalától északra a szemeskukorica termesztése erőteljesen korlátozott a hűvösebb éghajlat miatt (Anglia, Finnország, Norvégia, Lengyelország, Németország) ezért itt vetőmagimportra kényszerülnek.

131

50. táblázat A kukorica (Zea mays L.) termesztése szubarktikus-mérsékelt égövön (Márton 2004*) Sorszám

Ország

Terület M ha 1. Egyesült Államok 27.9 2. Kína 23.5 3. Brazília 12.4 4. Franciaország 1.9 5. Argentína 2.8 6. India 6.6 7. Olaszország 1.2 8. Kanada 1.2 9. Magyarország 1.2 10. Románia 3.1 11. Spanyolország 0.5 12. Németország 0.4 13. Ukrajna 1.2 14. Ausztria 0.2 15. Lengyelország 0.2 16. Portugália 0.2 17. Oroszország 0.6 18. Ausztrália 0.1 19. Kazahsztán 0.1 20. Hollandia 0.02 21. Finnország 22. Japán 23. Norvégia 24. Anglia Szubarktikus-mérsékelt 85.3 25. Világ 137.6 *FAO 2001 évi adatokra alapozva. M=millió

Termés t ha-1 8.7 4.9 3.4 8.6 5.6 1.8 8.9 6.9 6.3 2.4 10.1 9.2 2.8 7.7 6.1 6.1 1.5 4.9 3.9 7.5 4.9 4.4

Összes term. Mt 241.5 115.8 41.4 16.5 15.4 11.8 10.6 8.2 7.7 7.5 5.1 3.7 3.3 1.5 1.4 1.0 1.0 0.4 0.4 0.2 494.4 609.2

A növény az előveteményeire nem túlzottan igényes, ezért Spanyolországban, Portugáliában, Magyarországon, Romániában, Ukrajnában, Olaszországban, Kazahsztánban, Kínában, Indiában, USA-ban (kukorica övezet), Kanadában, Brazíliában, Argentínában és Ausztráliában monokultúrában is termesztik. Vetésváltásban búza, árpa, rozs, zab, triticale, cukorrépa, burgonya, vagy pillangósok után vetik (Franciaország, Spanyolország, Portugália, Ausztria, Magyarország, Románia, Ukrajna, Oroszország, Kína, India, Brazília, Argentína, Ausztrália). Gyakran előfordul, hogy kukorica után kukoricát, őszi búzát, zabot kell termeszteni (Franciaország, Ausztria, Magyarország, Románia, USA, Kanada). A tápanyagellátás, a talajelőkészítés és a vetésidő tekintetében a kukorica főbb jellemzői hasonlóak a gabonaféléknél bemutatott paraméterekhez.

132

Vetéskor a sor, a tőtávolság és a vetés mélysége 50-100, 8-50 és 5-10 cm (a vetés mélysége 20 cm is lehet: Kína, India, Brazília, Argentína, Ausztália) között változik. A maximális terméseket a 40-75 ezer tőszámmal (10-24 kg ha-1 vetőmag) biztosítják ha-ként. A vetés megkezdése előtt a vetőmag csírázóképességét ―cold-teszttel‖ ellenőrzik (Franciaország, Hollandia, Németország, Magyarország, Románia, Ausztria, Egyesült Államok, Kanada). A fejledtebb országokban a vetést preciziós, szemenkénti helybevetőgépekkel végzik (Franciaország, Hollandia, Németország, Spanyolország, Portugália, Ausztria, Magyarország, Olaszország, Egyesült Államok, Kanada, Argentína). A virágzás után 7-8 héttel a növények fiziológiailag beérnek (megjelenik a ―fekete réteg‖) és elkezdik a betakarítást, amelyet kézzel és géppel (általános) végznek. A kukorica egy C4-es mélyengyökerező indikátornövény mindkét termesztési faktort (csapadék és tápanyagellátás) illetően (Smith, 1903; Grábner, 1935; Hajas és Rázsó, 1955; Berényi, 1956; Berger, 1962; Szász, 1971; Láng, 1973; Walter, 1973; Láng, 1976; Runge, 1968; Voss et al., 1970; Horst, 1986; Győrffy és Sváb, 1993; Harnos, 1993; Ruzsányi, 1996; Szász és Tőkei, 1997; Timothy, 1997; Kádár et al., 2000; Gyuricza és Birkás, 2000; Bocz, 2001; Berényi és Szabó, 2001). Fakhri (1996) szerint ez a növény érzékenyebben reagál e tekintetben mint a C3-as búza, árpa, rizs, szója, burgonya, napraforgó és a gyapot. Mivel a klímaváltozás és a tápanyagellátás objektív kölcsönhatásai a kukorica esetében is csak 40-50 éves tartamhatásvizsgálatokban (tartamkísérletek) mérhetők ki megnyugtatóan a nemzetközi és a hazai szakirodalom is hiányos az idevonatkozó konkrét számszerűsíthető adatok tekintetében. Az egységes országos műtrágyázási tartamkísérlei hálózat tervezése, megszervezése 1965-ben Láng Géza akadémikus irányításával Bocz Ernő, Debreczeni Béla, Sarkadi János, Sváb János és Wellisch Péter közreműködésével 1966-ban és 1967-ben kezdődött el az ország egyes természeti-földrajzi tájain, főbb talajtípusain (26 kísérleti helyen). A beállításkori cél az volt, hogy különböző növekvő adagban és eltérő arányban alkalmazott műtrágyák hatását vizsgálják szántóföldi kísérletekben a termésre, talajtulajdonságokra és a hazai műtrágyaigény felbecsülésére (Bánó, 1971; Debreczeni et al., 1996). A jelenleg is működő, azonos NPK kezelésű 9 kísérleti hely (löszön kialakult csernozjom barna erdőtalaj-Bicsérd, réti csernozjom-Hajdúböszörmény, mészlepedékes csernozjom-Iregszemcse, mély humuszrétegű szolonyeces réti csernozjom-Karcag, Ramann-féle barna erdőtalaj-Keszthely, csernozjom barna erdőtalaj-Kompolt, karbonátos dunai öntéstalaj-Mosonmagyaróvár, mészlepedékes csernozjom-Nagyhörcsök, agyagbemosódásos barna erdőtalaj-Putnok) közül 5 helyen (Karcag, Keszthely, Kompolt, Mosonmagyaróvár, Nagyhörcsök) 1966-ban, a további 4 helyen (Bicsérd, Iregszemcse, Hajdúböszörmény, Putnok) 1967-ben indultak be a kísérletek. Az alapkoncepció szerint 2 különböző 4 éves vetésforgó kerűlt beállításra fokozatosan beinduló kiterítéssel amelynek szerkezete: „A‖ jelű forgó: búza-kukorica-kukorica-borsó, a „B‖ jelű forgó: búza-kukorica-kukorica-búza („A‖ forgóban 25% pillangós van, a „B‖ forgó egy ősz búza-kukorica bikultúra). A kísérletek elrendezése kétszeresen osztott (split-splitplot), amelyben a vetésforgók a főparcellák, a K-adagok az elsőrendű és a NP-kombinációk a másodrendű alparcellák. Minden főparcella (forgó) 80 parcellából áll. A bruttó parcellaméret kísérleti helyenként 50-70m2 között változik. A nettó parcellák területe sehol sem csökken 20 m2 alá. A koordinálást folyamatosan a Keszthelyi Agrártudományi Egyetem majd mint Pannon Agrártudományi Egyetem jelenleg mint Veszprémi Egyetem végzi. A fentebbiekben ismertetettek alapján kerültek beállításra 1967-ben, 1968-ban, 1969-ben a mezőföldi tájegységben Nagyhörcsökön az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Kísérleti Telepén az A17-B17, AB18 és az AB19 jelzésű kísérletek búza-kukorica-kukorica-borsó, búzakukorica-kukorica-búza, búza-kukorica-kukorica-búza és búza-kukorica-kukorica-búza 133

forgókkal. A kivitelezést az intézet kísérleti telepe az Agrokémiai Osztály-Sarkadi János, Kádár Imre, Lásztity Borivoj, Bánó Tamás, Mágory Géza, Csathó Péter, Lakatos Mária, Márton László szakmai irányításával végezte és végzi. Az országos kísérletsorozat főbb eredményeit átfogóan az Akadémiai Kiadó gondozásában megjelent „Trágyázási Kutatások 1960-1990‖ című monográfia mutatta be (Szerk.: Debreczeni B. és Debreczeni Bné, 1994), valamint a Blaskó et al., (1998) szerkesztésében megjelent „Műtrágyázás, talajsavanyodás és meszezés összefüggései az OMTK kísérlethálózat talajain‖ című tanulmánykötet foglalta össze. A mélyfúrások ill. a NO3-N mozgásával kapcsolatos eredményekről Németh (1995, 1996) számolt be. A nagyhörcsöki kísérleti telepen elkezdett kísérleti munkáról, annak eredményeiről először Sarkadi és munkatársai (1984, 1985) jelentettek meg munkákat. Később a kísérletek részeredményeiből több közlemény is napvilágot látott (Csathó et al., 1989; Sarkadi és Balláné, 1990; Csathó, 1992; Lásztity és Csathó, 1994; Kádár, 1998). A kukorica az egyik legfontosabb sokhasznú (élelmiszer, takarmány, energia) növényünk ezért indokoltnak tartjuk a növény termesztését érintő ökológia-trágyázás-termés rendszer részletes kutatási eredményeinek bemutatását. A következőekben a Nagyhörcsökön 1967 őszén indult A-17 jelű tartamkísérlet 1968 és 2002. évek közötti kukorica természetes csapadék x tápanyagellátás x termés rendszer kutatási eredményeit ismertetjük, amelynek ilyen jellegű átfogó közlésére még nem kerülhetett sor. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése A kísérlet 1967 őszén került beállításra Mezőföldön, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nagyhörcsöki kísérleti telepén amely Fejér megye déli részén, Sárbogárdtól mintegy 20 km-re ÉNy-ra fekszik. A Telep az Alföld nagy tájának Dunántúlra eső Mezőföld részén helyezkedik el, a Ny-Mezőföld "Bozót-Sárvíz közti löszhát" geomorfológiai tájrészében. Tengerszint feletti magassága 140-150 m, talajképző kőzete a 15-20 m vastagságú lösz. A részletes talajföldrajzi feltárás alapján a kísérleti terület a dunavölgyi mészlepedékes csernozjomok közepes és mélyebb humuszrétegű változatába sorolható 50-100 cm humuszréteggel. A löszön létrejött vályog csernozjom mechanikai összetétele meglehetősen állandó az egész talajszelvényben. Az agyagfrakció (0.002 mm alatti) mennyisége mintegy 20-25 %, a leiszapolható (0.02 mm alatti) részé pedig 55-60 % körüli. Meghatározó a löszre jellemző 0.02-0.05 mm frakció, mennyisége 35-50 %. Az összes agyagásvány 47 %-a illit, 29 %-a klorit, 16 %-a szmektit, a maradék 8 %-ot illit-szmektit, ill. illit-klorit alkotja. A kicserélhető kationok közül a Ca 80, a Mg 16, a K 3, a Na 1 %-ban található, a talaj bázikus kationokkal telített. Az S értéke 40 meq 100 g-1 körüli, tehát a kicserélhető kationok mennyisége jelentős. A vizes kivonat elemzések szerint a vízben oldható sók mennyisége kicsi: 1 mgeé 100 g-1, növénytermesztési szempontból elhanyagolható. Az oldható sókban a Ca és a HCO3 mellett a Mg és a SO4 említésre méltó. A szántott réteg nagyfokú felszíni tömörödésre ill. cserepesedésre hajlamos (Szűcs, 1965). A termőhely talaja 5 % körüli CaCO3-ot, 3 % humuszt és 22 % agyagot tartalmaz a művelt rétegben. A pH (KCl) 7.3, az AL-oldtató P2O5 60-80, az AL-oldtató K2O 140-160 mg kg-1, a KCl-Mg 150-180, az KCl+EDTA- oldható Mn 80-150, az EDTA-Cu 2-3, az EDTA-Zn 1-2 mg kg-1 értékkel jellemezhető. A MÉM NAK (1979) által elfogadott módszerek és határértékek szerint a talaj gyenge P- és Zn-, közepes N-és K-, valamint kielégítő Mn- és Cu tartalmat mutatott. A kezelések száma 20, az ismétléseké 4 kétszeresen osztott (split-split-plot) elrendezésben, összesen 80 parcellával. A nitrogén és a foszfor hatása 3-3, a káliumé 2-2 szinten vizsgálható az összes lehetséges 3 x 3 x 2 = 18 kombinációban. Ehhez járul a kezeletlen kontroll és egy a faktoriális rendszerben nem szereplő nagyobb NPK adagú kezelés. A kísérletben a Kkezelések a főparcellát míg a N és a P kombinációk az alparcellákat jelentik. A műtrágyaadagokat az 51. táblázat mutatja be. 134

51. táblázat Kezeléskódok, tápelem szintek és műtrágya adagok az A-17 jelű OMTK kísérletben 1968-2004. között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Kezelés Tápelem szint Szám NPK kód Tápelem szint 0 11 101 N1P0K1 N1P0K0 12 111 N1P1K1 N1P1K0 13 121 N1P2K1 N1P2K0 14 201 N2P0K1 N2P0K0 15 211 N2P1K1 N2P1K0 16 221 N2P2K1 N2P2K0 17 301 N3P0K1 N3P0K0 18 311 N3P1K1 N3P1K0 19 321 N3P2K1 N3P2K0 20 431 N4P3K1 Kezelés hatóanyag kg ha-1 Jele 1-4. év 5-20. év 21. év-től Búza kukorica Borsó Búza Kukorica Borsó búza Kuk. Bors N0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N1 35 40 0 50 50 0 100 100 50 N2 70 80 20 100 100 32 150 150 75 N3 105 120 40 150 150 65 200 200 100 N4 140 160 40 200 200 97 250 250 125 P0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 P1 35 35 40 50 50 50 60 60 60 P2 70 70 80 100 100 100 120 120 120 P3 105 105 120 150 150 150 180 180 180 K0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 K1 70 100 80 100 100 100 100 200 100 K2 140 200 160 150 250 150 -1 -1 Megjegyzés: Az adagok N, P2O5, K2O kg ha év trágyázást jelentenek. Az 1970-ben termesztett tavaszi árpa a búzával azonos műtrágyázásban részesült. Szám 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

NPK kód 000 100 110 120 200 210 220 300 310 320

A P és K műtrágyákat, valamint a N adagjának felét ősszel szántás előtt, a N másik felét fejtrágyaként szórjuk ki pétisó, szuperfoszfát és kálisó formájában. A talajvíz szintje 13-15 m mélyen található. A terület az Alföldhöz hasonlóan aszályérzékeny. A kísérleti telep átlagos középhőmérséklete 11 0C, a csapadék átlagos éves mennyisége 590 mm. A kísérlet búza-kukorica-kukorica-borsó forgóval működik két év kivételével amikor tavaszi árpa (1970) és tavaszi repce (1985) volt a jelzőnövény (52. táblázat).

135

52. táblázat Az A-17 jelű OMTK kísérlet növényi sorrendje 1968-2007 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Kísérlet Növény Év kor Faj

Fajta

Kísérlet Év Kor

Növény Faj

Fajta

1968 1969 1970 1971

1 2 3 4

Őszi búza Kukorica Tav. árpa Borsó

Bezosztálya 1. Mv 602 MFB 104 IP 2

1988 1989 1990 1991

21 22 23 24

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Mv 19 Pi 3901 Pannónia 3737 IP 3

1972 1973 1974 1975

5 6 7 8

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Bezosztálya 1. Mv Sc 580 Mv Sc 580 IP 3

1992 1993 1994 1995

25 26 27 28

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Mv 21 Stira Stira IP 3

1976 1977 1978 1979

9 10 11 12

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Kavkaz Mv Sc 580 Mv Sc 580 IP 31

1996 1997 1998 1999

29 30 31 32

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Mv 21 Stira Stira Janus

1980 1981 1982 1983

13 14 15 16

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

GK 3 Sze Sc 444 Sze Sc 444 IP 3

2000 2001 2002 2003

33 34 35 36

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Mv-Magvas Juventus Juventus Janus

1984 1985 1986 1987

17 18 19 20

Őszi búza Tav. repce Kukorica Borsó

Mv 4 Wester Pi 3732 IP 3

2004 2005 2006 2007

37 38 39 40

Őszi búza Kukorica Kukorica Borsó

Mv-Magvas PR 38A24 PR 38A24 Janus

Az ebben a munkában bemutatott kukoricakísérletek (1969, 1973, 1974, 1977, 1978, 1981, 1982, 1986, 1989, 1990, 1993, 1994, 1997, 1998, 2001, 2002) vetésére őszi búza (1968, 1972, 1976, 1980, 1988, 1992, 1996, 2000), tavaszi repce (1985) és kukorica (1973, 1977, 1981, 1989, 1993, 1997, 2001) elővetemények után került sor. A csapadék- hatásvizsgálatokban a kísérleti telepen mért adatok szerepelnek. Az évhatások elemzésekor Harnos (1993) csapadékhiány (%) értékeit vettük figyelembe a következő módon: Időszak Sokéves átlag* Eltérés a sokéves átlagtól % mm Év (október-szeptember) 622 20 124 Nyári félév (április-szeptember) 368 30 110 Téli félév (október-március) 254 30 76 Hónap 52 50 26 *Sokéves átlag (1884-1983=100 év) 8 mérőállomás (Budapest, Debrecen, Keszthely, Mosonmagyaróvár, Nyíregyháza, Pécs, Szeged, Szombathely) átlagában 136

Az az aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20 %-kal, aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = 30 %-kal, aszályos hónap = 50 %-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. A kísérleti évekre vonatkozó országos termésátlagokat a FAO (2004) adatbankja szolgáltatta. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát varianciaanalízissel (Sváb 1981, MANOVA), a csapadékmennyiségek és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (SPSS, 2000) határoztuk meg. Kísérlet ereményei Kukoricára specifikus csapadékhiány és aszályindex (“KUNAI”) határértékek kidolgozása és bevezetése Kidolgozásra és bevezetésre kerültek a kukoricára specifikus csapadékhiány határérték az alábbiak, valamint a kukoricára specifikus aszályindex (―KUNAI‖) határértékek a 64. táblázat (melléklet) szerint. Időszak

Sokéves átlag*

Eltérés a sokéves átlagtól % Mm Év (október-szeptember) 557 20 111 Nyári félév (április-szeptember) 321 30 96 Téli félév (október-március) 236 30 71 Hónap 47 50 24 Vetés előtti hónap (március) 35 50 18 Vegetáció (április-szeptember) 321 30 96 Betakarítás hónapja (szeptember) 43 50 22 *Sokéves átlag (1961-1990=30 év) Nagyhörcsök, MTA ATK TAKI Kísérleti Telepe Az az aszályos hónap a kukorica vetése előtt (március) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 50 %-kal, aszályos kukorica vegetáció (április-szeptember) = 30 %-kal, aszályos időszak a kukorica betakarítása idején (szeptember) = 50 %-kal kevesebb mint a sokévi átlag. Egymás utáni aszályos hónapok száma a kukorica vegetációjában (áprilisszeptember) és a kísérleti évben (október-szeptember). Ariditási jellemző (AJ) = átlagos (ÁT), száraz (SZ), aszályos (A), csapadékos (CS), csapadékbő (B). A túlzott csapadékbőség meghatározásánál ugyanazokat az értékeket tekintettük érvényesnek mint az aszálynál, de ellenkező előjellel. Száraz periódusok fogalma alatt Gyuricza és Birkás (2000) paramétereit fogadtuk el, „miszerint az adott időszakot vizsgálva az 10-20 %-kal kevesebb csapadékot jelent a sokévi átlaghoz viszonyítva‖.

137

A kísérleti évek csapadék anomáliái A kísérleti évek időjáráselemzésekor az előforduló anomáliák meghatározása és azok termésbetbefolyásoló hatásainak számszerűsítése volt a cél. A sokéves átlagot (Nagyhörcsök, 1961-1990 = 30 év), a kísérleti évek és a kukorica fenológiai fázisainak csapadékmennyiségeit mm-ben a 53. táblázat (melléklet), a havi csapadékmennyiségek sokévi átlagtól való eltéréseit %-ban és azok ariditási jellegét a 54. táblázat (melléklet) mutatja be. Megállapítható, hogy a 16 kísérleti év között az átlagosnak megfelelő évjárat nem fordult elő. Két évet szárazság (1981, 1982), nyolc évet (1973, 1978, 1986, 1989, 1990, 1993, 1997, 2002) aszály és hat évet csapadékbőség (1969, 1974, 1977, 1994, 1998, 2001) jellemzett. A téli féléveket az átlagosnak megfelelő csapadék (1993), a szárazság (1974, 2001), az aszály (1973, 1978, 1981, 1989, 1990, 1997, 1998, 2002) és a csapadékbőség (1969, 1977, 1982, 1986, 1994) határozta meg. A nyári félévek időjárását az átlagosnak megfelelő (1989), a száraz (1969), az aszályos (1973, 1977, 1981, 1982, 1986, 1993, 1994, 1997), a csapadékos (1990) és a csapadékbő (1974, 1978, 1998, 2001, 2002) klíma alakította ki. A kísérletek nyári-, és téli féléveit az aszály (-54%) és a szárazság (-13%) jellemezte (54. táblázat, melléklet). A kísérleti hónapok tekintetében öt évben az átlagostnak megfelelő (1978, 1981, 1982, 1986, 1994), öt évben száraz (1973, 1989, 1990, 1993, 2002), egy évben aszályos (1997) és öt évben csapadékos (1969, 1974, 1977, 1998, 2001) hónapok fordultak elő. A legaszályosabb évben; 1997-ben a három átlagos (december, május, július) mellett egy hónap volt száraz (június) és 8 aszályos (október, november, január, február, március, április, augusztus, szeptember) amelyből három a kukorica vegetációs időszakára esett. A legcsapadékbőbb 2001. évben is gyakoriak voltak a száraz és az aszályos hónapok, ahol a 3 száraz (október, november, június) mellett kettő aszályosnak (február, május) adódott. A kísérleti évek hónapjainak időjárását összességében az átlagosnak megfelelő csapadékmennyiségek jellemezték (54. táblázat, melléklet). A kukorica vetését megelőző, március hónapokban is többnyire szárazságot és aszályt rögzítettünk (-14 %). A tizenhat esetből 2 átlagos (1978, 1981), 1 száraz (1998), 7 aszályos (1973, 1974, 1990, 1993, 1994, 1997, 2002), 5 csapadékos (1969, 1977, 1982, 1986, 1989) és 1 volt csapadékbő (2001). A tenyészidőszakok (április-szeptember) csapadék mennyiségei a vetés előtti állapotokat tükrözik (1 átlagos, 1 száraz, 8 aszályos, 1 csapadékos, 5 csapadékbő)(54. táblázat, melléklet). Betakarításkor az esetek 6 %-ban átlagos, 31 és 26 %-ban száraz és aszályos, 6 %-ban csapadékos és 31 %-ban csapadékbő időszakok váltották egymást. Az időjárási anomáliák objektív értelmezésében nagy segítséget nyújt az egymást követő száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő hónapok gyakoriságának ismerete. A kísérleti évek között különösen aszályosnak mondható a fentiekkel egybehangzóan az 1997. év, mivel a téli félévben 2 x 3, a nyári félévben 1 x 2 egymást követő hónap volt aszályos. A legcsapadékbőbb 2001. kísérleti évben az 1 x 2 száraz időszakot 1 x 2 csapadékos és 1 x 2 csapadékbő hónap követte. A kísérleti évek évjáratát fontossági sorrendben a téli (-54 %)-, és a nyári (-13 %) félévek, valamint a vegetációs időszakok (-13 %) határozták meg elsődlegesen. A kukorica csapadék-tápanyagellátás-termés összefüggései A 55. táblázat a kukorica termését és az időjárási anomáliák összefüggéseit mutatja be különböző tápanyagellátottságoknál. Amint azt a táblázat bemutatja a sokéves átlaghoz hasonló éveket nem regisztrálhattunk a csapadékviszonyok szélsőségekbe hajlása miatt. Így csak a száraz-, az aszályos-, és a csapadékbő évek eredményeinek ismertetésére szorítkozhatunk. 138

A tápanyagellátás és a kukorica termése szárazságban A 3.0 % körüli humusztartalmú, felvehető foszforral gyengén-, nitrogénnel és káliummal közepesen ellátott mészlepedékes csernozjom talajon a trágyázatlan kontroll parcellák termése 4.0 t ha-1 körül stabilizálódott a száraz évjáratnak megfelelő két kísérleti év átlagában. Az előforduló időjárási anomáliák mellett a trágyázatlan talajokhoz hasonlítva a terméseket nagy szignifikáns kiegyenlített műtrágyahatások jellemezték. A minimális 6.8 t ha-1 terméstömeget a maximális 7.3 t ha-1 0.5 t ha-1-al haladta meg. Az egyoldalú N, a hiányos NP és a NK-műtrágyázás több mint 3.0 t ha-1 (3.2 t ha-1) hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez viszonyítva. A kukorica termése a teljes NPK (7.2 t ha-1) kezeléssel alig volt fokozható. A száraz évjáratú kísérletek kezeléseinek átlaga 6.5 t ha-1 (orsz. átlag 6.4 t ha-1). A tápanyagellátás és a kukorica termése aszálykor A kedvezőtlen csapadékellátást a kukorica általában kisebb hozamokkal jelezte. A kontroll parcellák termése mintegy 1.0 t ha-1 növekményt mutatott a száraz évjáratokétól (3.9 t ha-1) eltérően (5.1 t ha-1). A trágyázási szintek minimális termése 6.7, a maximális 7.0 t ha-1 volt. Ezen a mélyrétegű, nagy víztározó kapacitással rendelkező meszes csernozjom talajon a N, NP és NK kezelésekben csak mintegy 4.0%-os károsító hatást rögzítettünk a száraz évjáratok ugyanezen kezeléseit tekintetbe véve. A NPK adagok hatására ez az érték 1.0 %-ra mérséklődött. Az aszályos évjáratú kísérletek kezeléseinek átlaga 6.5 t ha-1 (országos átlag 5.1 t ha-1). A tápanyagellátás és a kukorica termése csapadékbőségkor A természetes csapadék bősége nem szignifikáns termésnövekedést okozott. A trágyázás nélküli területek termése 5.4 t ha-1 volt amely 0.3 t ha-1 növekményt (6 %) jelentett az aszálykorit (5.1 t ha-1) figyelembe véve. A száraz évjáratokhoz viszonyítva a szemtermés többlet elérte a 39 %-ot. A különböző trágyázási szintek között a minimális termés 7.1 a maximális 7.5 t ha-1 volt. Az egyoldalú N és a hiányos NP és NK ellátottságoknál is jelentkezett a kedvezőbb vízellátottság pozitív hatása (7.4 t ha-1). Ezekben a kezelésekben átlagosan 8 % volt a termésnövekmény az aszályos évekhez hasonlítva, amelyet a NPK trágyázás még 2%-al tovább fokozott (10 %). A csapadékbő évjáratú kísérletek kezeléseinek átlaga 7.0 t ha-1 (országos átlag 4.8 t ha-1). A vegetációs csapadékmennyiségek hatása a kukorica termésére különböző N, P és K tápláltságoknál A vegetációs időszakok csapadékmennyiségei, a N, NP, NK, NPK tápláltságok és a kukorica termése közötti összefüggésrendszer regresszióanalízis eredményeit az 6. ábra mutatja be. A csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő (0: R = 0.7787***, nitrogén: R = 0.8997***, NP: R = 0.9338***, NK: R = 0.9574***, NPK: R = 0.8906***) másodfokú szignifikáns összefüggések a meghatározók. A legmagasabb korrelációs együttható 0.1 %-os megbízhatósági szinten (R = 0.9574***) a NK kombinációnál jelentkezett feltehetően a talaj eredeti közepes káliumellátottsága (AL-oldtató K2O 140-160 mg kg-1) miatt.

139

55. táblázat A kukorica (Zea mays L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggési különböző tápanyagellátottságoknál 1969 és 2002 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Kís.év

6, 7

Kez. Term. t ha-1

I.

II.

Anomáliák az időjárásban III. IV. V. VI. VII. Száraz évjárat

0 N NP NK

3.9 7.3 6.8 7.1

SZ

A

ÁT

NPK SzD5% Átl.

7.2 0.6 6.5

0 N NP NK

5.1 6.8 6.7 6.9

NPK SzD5% Átlag

7.0 0.6 6.5

CS

A

VIII.

IX

A

ÁTA2SZ CS2B

3ÁT2A 4SZ CS2B

SZ

A

ÁT3A 2SZCS

2ÁT4A 3SZ 2CSB

A

B

2ASZ 2CS2B

ÁT3A3 SZ 3CS3B

B

ÁT2A 2SZCSB

2ÁT3A 3SZ2C S2B

SZ

Aszályos évjárat

2, 5, 8, 9, 10, 11, 13, 16

A

A

SZ

A

SZ

Csapadékbő évjárat

1, 3, 4, 12, 14,15

0 N NP NK

5.4 7.5 7.1 7.5

NPK 7.5 SzD5% 0.6 Átl. 7.0 Kís. Év. SzD5% 0.6 Kísérleti évek átlaga

B

B

CS

ÁT

B

SZ

A

ÁT

SZ

SZ

A

Megjegyzés: jelzések azonosak a 54. táblázatéval A kísérletek teljes determinációs koeficiense (R2 = 0.7957) azt mutatta, hogy a vegetációban lehullott csapadék és a műtrágyázás együttesen közel 80 %-ban határozta meg a kukorica termését. Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei (egyenletek első differenciál hányadosa) és az ezekhez rendelhető szemterméstömegek 328-349 mm és 5.0-7.7 t ha-1 között 140

változtak (0 = 349, 5.0 N = 328, 7.3 NP = 336, 7.0 NK = 331, 7.1 NPK = 332, 7.7 kezelések átlaga = 335 mm, 6.8 t ha-1). Az 5%-os minimum és maximum szélsőértékek: 0 = 332, 4.7 és 367, 5.3 nitrogén = 312, 6.9 és 344, 7.7 NP = 319, 6.7 és 353, 7.4 NK = 314, 6.8 és 348, 7.5 NPK = 315, 7.3 és 349, 8.1 kezelések átlaga = 318 mm, 6.5 t ha-1 és 352 mm, 7.2 t ha-1-nak bizonyultak. Számítottuk az optimális csapadékmennyiségek 1 mm-re eső szemtermés tömegét. A kezelésektől függően ezek az értékek 14.3 és 23.2 kg ha-1 (0 = 14.3, N = 22.3, NP = 20.8, NK = 21.5, NPK = 23.2, kezelések átlaga = 20.4 kg ha-1) között változtak. Megállapítható volt az, hogy a N = 56, NP = 46, NK = 50, NPK = 62 és a kezelések átlaga esetében 54 %-kal hasznosúlt jobban a természetes esővíz mint a trágyázatlan területeken. Az őszi búza ugyanezen értékeit figyelembevéve (Márton, 2002a) a kukorica 43.5 %-al reagált érzékenyebben a csapadék x tápanyag rendszer változásaira mint a búza. Meghatároztuk a maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált vegetációs természetes csapadékmennyiségeket (kontroll = 698-, N = 449-, NP = 480-, NK = 466-, NPK = 431, műtrágyakezelések átlaga = 457 liter). Az eredmények azt mutatják, hogy a trágyázatlan kontroll területek növényállománya 36-, 31-, 33 és 38%-al fogyasztott több vizet mint a N-el, NP-al, NK-al és NPK-al kezelteké (műtrágyakezelések átlaga = 35 %). A tartamkísérlet 43 éves (1961-2003) meteorológiai adatbásisa alapján a különböző tápláltságokhoz tartozó csapadék optimum intervallumokba (vegetációs) sorolható kísérleti évek %-os előfordulása: kontroll 16, nitrogén 21, NP 21, NK 19, NPK 19, kezelések átlaga 19 % volt. A csapadékváltozásokat értékelve megállapítottuk az utóbbi 23 év (1981-2003) időjárásának jelentős mértékű aszályosodást. A bázis adatokhoz (1961-1980) hasonlítva 20-, 500-, és 50 %-al nőtt az átlagos, a száraz és az aszályos, nem változott a csapadékos és 71 %-al csökkent a csapadékbő évek aránya. Az éghajlat fentebb bemutatott változásait figyelembevéve (aszályosodás) arra a következtetésre jutottunk, hogy a jövőben a fentebb bemutatott csapadék optimumok előfordulása és az optimális termések elérésének lehetősége a búzához hasonlóan (Márton, 2002a) a kukorica esetében is csökkenni fog. A nemzetközi vonatkozásban is újnak tekinthető modell értékű eredményeink a különböző évjáratok-, átlagos-, száraz-, aszályos-, csapadékos-, csapadékbő és a N, P, K műtrágyázás számszerűsített t ha-1-ban kifejezett hatásait mutatják be a kukorica termésére. Ezek jó támpontul szolgálhatnak az aszályosodási folyamatok terméstbefolyásoló hatásainak tudományos leírására. Kísérleti eredmények 2005 és 2011 között 2005 és 2012 között az éves csapadékösszegek mért minimum és maximum értékei 290 mmnek és 861 mm-nek adódtak. Az átlagos éves csapadék 524 mm volt. Az átlagos csapadék fölötti évek száma 3, az átlagos csapadék alatti évek száma 4-ben volt meghatározható. Az éves csapadékok 2005 és 2011 között hasonlóan az előző vizsgálataink eredményeihez csökkenő tendenciát (-45%) mutattak. Az összefüggések jellege y = -14,429x + 581,71 lineáris modellel (R2 = 0,6279) írható le. A vizsgált időszak három kukorica évében (2005ben, 2006-ban és 2009-ben) a kontroll talajok termései 4,1 t/ha és 6.9 t/ha körül alakultak. A N-el trágyázott területek szemtermései 7.3 t/ha és 11.4 t/ha között változtak és y = 1.37x + 5.05 (R2 = 0.6876) modellel voltak megközelíthetők. A P-al kezelt talajok szemtermései 6.7 141

t/ha és 12.2 t/ha között mozogtak és y = 3.377Ln(x) + 5.767 (R2 = 0.8521) modellel voltak jellemezhetők. A kálium esetében a hektáronkénti hozamok 4.1 és 12.2 t/ha között ingadoztak és y = 2.5x + 3.1 (R2 = 0.9586) modellel voltak megadhatók. A csapadék, műtrágyázás és a termés összefüggéseket vizsgálva megállapítottuk, hogy a kukorica kedvezőtlenebb vízellátása (-45%) csökkentette a hektáronkénti szem produkciót mintegy 3.7 t/ha (-59%) mennyiséggel.

9

8

7

Termés (t/ha)

6

0

5

N NP NK

4

NPK

3

2

1

0 200

250

300

350

400

450

500

Csapadék (mm)

6. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK tápláltságok és a kukorica termése közötti modell összefüggések 1969 és 2002 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Kísérleti eredmények összefoglalása A ma már kifejezetten érzékelhető globális felmelegedés trendje az elmúlt évszázad kezdetétől fokozatos emelkedést mutat amely kedvezőtlenűl befolyásolhatja a klíma más fontos elemeit is a jövőben. Nagyhörcsökön az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Kísérleti Telepén mészlepedékes csernozjom vájog talajon az OMTK A17 jelű tartamkísérlet 142

16 kísérleti évében vizsgáltuk a természetes csapadék és a nitrogén, foszfor, kálium tápelemek kölcsönhatását a kukorica termésére. A talaj agrokémiai paraméterei pH (KCl) 7.3, az ALoldtató P2O5 60-80, az AL-oldtató K2O 140-160 mg kg-1, a KCl-Mg 150-180, az KCl+EDTAoldható Mn 80-150, az EDTA-Cu 2-3, az EDTA-Zn 1-2 mg kg-1 értékekkel jellemezhető. A kísérlet kezeléseinek száma 20, az ismétléseké 4 kétszeresen osztott (split-split-plot) elrendezésben, összesen 80 parcellával. A nitrogén és a foszfor hatása 3-3, a káliumé 2-2 szinten vizsgálható az összes lehetséges 3 x 3 x 2 =1 8 kombinációban. Ehhez járul a kezeletlen kontroll és egy a faktoriális rendszerben nem szereplő nagyobb NPK adagú kezelés. Főbb eredményeink a következők: 1. A kukoricára specifikus csapadékhiány határértékek kerültek kidolgozása és bevezetésre 2. A 16 kísérleti év között az átlagosnak megfelelő évjárat nem fordult elő. Két évet szárazság (1981, 1982), nyolc évet (1973, 1978, 1986, 1989, 1990, 1993, 1997, 2002) aszály és hat évet csapadékbőség (1969, 1974, 1977, 1994, 1998, 2001) jellemzett. 3. Szárazságban a 3.0% körüli humusztartalmú, felvehető foszforral gyengén-, nitrogénnel és káliummal közepesen ellátott mészlepedékes csernozjom talajon az egyoldalú N, a hiányos NP és a NK-műtrágyázás több mint 3.0 t ha-1 (3.2 t ha-1) hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez viszonyítva. A kukorica termése a teljes NPK (7.2 t ha-1) kezeléssel alig volt fokozható. 4. Aszálykor ezen a mélyrétegű, nagy víztározó kapacitással rendelkező talajon ahol a N, NP és NK kezelésekben mintegy 4.0 %-os károsító hatást rögzítettünk a száraz évjáratok ugyanezen kezeléseit tekintetbe véve. A NPK adagok hatására ez az érték 1.0 %-ra mérséklődött. 5. Csapadékbőségkor az egyoldalú N és a hiányos NP és NK ellátottságoknál is jelentkezett a kedvezőbb vízellátottság pozitív hatása (7.4 t ha-1). Ezekben a kezelésekben átlagosan 8 % volt a termésnövekmény az aszályos évekhez hasonlítva, amelyet a NPK trágyázás még 2 %al tovább fokozott (10 %). 6. A vegetációs időszakban a csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő (0: R = 0.7787***, nitrogén: R = 0.8997***, NP: R = 0.9338***, NK: R = 0.9574***, NPK: R = 0.8906***) másodfokú szignifikáns összefüggések voltak a meghatározók. Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei és az ezekhez rendelhető szemterméstömegek 328-349 mm és 5.0-7.7 t ha-1 között változtak (0 = 349, 5.0 N = 328, 7.3 NP = 336, 7.0 NK = 331, 7.1 NPK = 332, 7.7 kezelések átlaga = 335 mm, 6.8 t ha-1). Az optimális csapadékmennyiségek 1 mm-re eső szemtermés tömege a kezelésektől függően 14.3 és 23.2 kg ha-1 (0 = 14.3, N = 22.3, NP = 20.8, NK = 21.5, NPK = 23.2, kezelések átlaga = 20.4 kg ha-1) értékek között alakultak. A maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált vegetációs természetes csapadékmennyiségek a kontroll-, N-, a NP-, a NK és a NPK kezeléseknél 698, 449, 480, 466 és 431 liternek adódtak. 7. A kísérleti telep 43 éves (1961-3003) meteorológiai adatbázisának alapján az utóbbi 23 évben (1981-2003) a tájkörzet időjárása jelentősen aszályosodott. A bázis adatokhoz (19611980) hasonlítva 20-, 500-, és 50 %-al nőtt az átlagos, a száraz és az aszályos, nem változott a csapadékos és 71 %-al csökkent a csapadékbő évek aránya. 8. Az éves csapadékok 1961 és 2004 között 50%-al, valamint 2007 és 2011 között 45%-al, átlagosan 48%-al csökkentek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel ez a trend a jövőben is folytatódni fog periódikus jelleggel.

143

IV.3.2. A csapadékváltozékonyság és az NPK-műtrágyázás hatása a borsó (Pisum sativum L.) termésére 1971 és 2011 között Szakirodalom értékelése Az utóbbi néhány évben a növényalapú élelmiszerkereslet folyamatosan és exponenciálisan nő a humán populáció gyarapodásával. Ez napjainkban egyre több és nagyobb problémát okoz a szántóföldi növénytermesztésben. Ezek között az egyik fő elemként kell megemlíteni azt, hogy a fentebbi folyamat konkurens a „kisebb szántóterületen termeljünk jobban‖ elmélettel. A másik fő problémaként a globális-, és a regionális felmelegedés (Global-, and Regional Warming) okozta fokozott szárazság stresszt szükséges kiemelni (Bocz, 2001), mivel ettől a szindrómától 3.7 billió hektár szántóterület károsodik a világon (Saxena, 2003). Az egyik kiváltó ok a levegő széndioxid koncentrációjának állandó növekedése lehet (Fakhri és Wim, 1996). Houghton et al., (1990) szerint az iparosítást megelőző (18.-ik sz.) 280 ppmes érték jelenleg eléri a 370 és a 21.-ik század végére a 600 ppm-es koncentrációt. Grow (2002) hasonlóan arról számol be, hogy a széndixid mennyisége a levegőben 30 %-al növekedett az utóbbi 200 évben. Az éves CO2 növekmény 1.5 ppm (Mitra, 1999; Uprety, 1999), amely jelentősen hozzájárul főként a nappali hőmérséklet emelkedéséhez és ezzel a Föld légkörének általános felmelegedéséhez (Global Warming Potential) más szennyezőkkel (CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6) együttes kölcsönhatásban. A széndioxid szokatlanul magas koncentrációja továbbá limitálja a különböző növényi szervezetek (búza, árpa, burgonya, borsó, szója, napraforgó, gyapot, szőllő, stb) asszimilációs-, enzimatikus (cytochrome c oxidase, succinate dehydrogenase stb) folyamatait (főként nitrogén asszimiláció) és ezenkeresztül a termését és annak minőségét (Musgrave et al., 1986; Jan et al., 1994; Barrow et al., 2000; Grow, 2002; EC, 2002). 1900-tól kezdődően a globális felmelegedés 0.6 0C (Hulme et. al., 2002). Európa átlagos léghőmérséklete 1961-től 1990-ig +1.5 - +2.3 0C-al emelkedett (Barrow et al., 2000). A csapadék mennyiségének változását a téli időszakban +0.4 - +3.6 %-ban, a nyári időszakban -0.5 - +3.7 %-ban határozták meg. A FAO (2001) szerint 2100-ra a Föld légkörének átlaghőmérséklete +4 - +5 0C-al, a természetes csapadék mennyisége +5%-al és az óceánok vízszinje +50 cm-el fog emelkedni. Hazánkban ezek a kedvezőtlen változások az 1850-es években kezdődtek (Rácz, 1999). Márton (2002b, 2004) megállapítja, hogy hazánk két nagy termesztési tájkörzetében-, a Nyírségben (1962 és 2001 között) és a Mezőföldön (1981 és 2003 között) 56 % és 50 %-al aszályosodott az éghajlat amely várhatóan a jövőben is folytatódni fog. A fentebb említett változások hatására ki nem számítható módon alakúlnak az egyes időjárási elemek, közöttük elsősorban a csapadék mennyisége és annak eloszlása (Gyuricza és Birkás, 2000). Következményként megjelenik a talajdegradáció (Drechsel és Gyiele, 1999; Krishna, 2002; Nadia és Caroline, 2002; Christopher és Raupach, 2004), a talajerózió (Bartels et al., 2000), a vízkészletek nem fenntartható módon történő kizsákmányolása (Bergström és Krichmann, 1998), a talajok és a vízkészletek kémiai anyagokkal töténő szennyezése, a szikesedés, a degradálódott területek elhagyása és ezt követően az elsivatagodás (dezertifikáció) (Jacques, 1997; Geeson et al., 2002). A természetes csapadék a fentiekkel összhangban döntően befolyásolja a különböző növénykultúrák termését (Harrison és Butterfield, 1996; Downing et al., 2000; Ehlers és Goss, 2003; Kádár és Szemes, 1994; Harnos et al., 2000; Márton, 2002ab, 2004). Németh (1975) kísérleteit elemezve megjegyzi: "Régóta ismeretes az a megfigyelés, hogy az évjárat nagyobb (t/ha-ban kifejezett) különbségeket hoz létre egy - egy termesztett növény átlagtermései között, mint egy adott éven belül az eltérő trágyázási szintek". A borsó az egyik ősrégi legkedveltebb maghüvelyes, pillangósvirágú főzelék-, konzervipari-, takarmány-, és zöldtrágyanövény. 144

Gyökere 1 m-nél mélyebbre hatolhat a talajba, szára 25-200 cm magasra is megnőhet. A száraz magja majdnem annyi fehérjét tartalmaz (23.5 %) mint a hús, továbbá jelentős még a cukortartalma (58 %). A zöldborsó magas szénhidrát (11.4 %), fehérje (5.6 %), C-vitamin (20 mg 100g-1), foszfor (130 mg 100g-1), Ca (40 mg 100g-1) és Fe (2.7 mg 100g-1) készlettel rendelkezik (Láng, 1976). Szalmája igen értékes takarmány (háromszor annyi emészthető fehérjét tartalmaz mint a zabszalma). Kiváló nitrogéngyüjtő képessége (rhysobium sp) miatt a vetésforgók igen értékes tagja. A betakarítását követően hektáronként 50-80 kg ha-1 nitrogént hagy hárta a talajban. A maghüvelyesek egyik legjelentősebbike (sorrendben: borsó, szója, bab) hazánkban. Vetésterülete 2003-ban a világon 6.5-, Európában 0.9-, az Európai Unióban (EU15) 0.8-, hazánkban 0.03 millió ha, összes termése 10.3-, 3.1-, 2.9-, 0.045 millió t, átlagtermése 1.6-, 3.3-, 3.5 és 1.5 t ha-1 a FAO (2003) adatai szerint. Láng (1976) így ír a növény agroökológiai igényeiről „Hazánkban az éghajlat a borsó termesztésére mindenütt alkalmas, mivel a tavaszi szárazságot jól tűri, és rövid tenyészidejű fajtái a nyári nagy melegekig megérik… A borsó a talajban nem válogat. Gyenge homok-, továbbá nagyon szikes talajok kivételével mindenütt termeszthető. Talajigénye a búzáéhoz hasonló.‖. A zöld-, és a szárazborsó 1 t főtermés+mellékterméséhez szükséges tápanyagmennyiségeket Antal (2000) a következőekben adja meg zöldborsó: nitrogén (N) 19, foszfor (P2O5) 6, kálium (K2O) 15, kalcium (CaO) 10, magnézium (MgO) 2 kg t-1, szárazborsó: nitrogén (N) 60, foszfor (P2O5) 17, kálium (K2O) 35, kalcium (CaO) 32 és magnézium (MgO) 6 kg t-1. Megemlítjük, hogy a borsó (száraz) tápanyagigényes kultúra lévén 2.2-, 1.6-, 1.9-, 5.3-, és 3.0-szor annyi nitrogént (N)-, foszfort (P2O5)-, káliumot (K2O)-, kalciumot (CaO)-, és magnéziumot (MgO) használ fel 1 t főtermés+melléktermésének előállításához mint az őszi búza. Kádár (2003) elemezve az MTA Talajtani és Agrokémiai Intézet nagyhörcsöki 1.84 sz. tartamkísérletének borsó jelzőnövénnyel (fajta: Újmajori), a kísérlet 17. évében kapott eredményeit megállapítja, hogy a magtermés a trágyázatlan kontroll talajon 1.48 t, míg a legkedvezőbb N1P1K1 kezelésben 2.17 t ha-1 mennyiséget tett ki, így a trágyahatás mértéke 68%-nak adódott. David (2001) szerint a borsó a természetes csapadék minden mm-ét 8.0 kg ha-1 magterméssel hálálja meg. Márton (2002ab, 2004) ugyanezen értéket a műtrágykezelésektől függően őszi búzánál 3.7 - 7.2, tritikálénál 8.6 - 10.3, kukoricánál 14.3 és 23.2 kg ha-1 közöttinek találja. A fentebbiekben megismertek alapján megállapítható az a tény, hogy a borsó (C3) egy érzékeny indikátornövénynek tekinthető a különböző ökológiai és termesztési faktorok tekintetében. Az egységes országos műtrágyázási tartamkísérlei hálózat tervezése, megszervezése 1965-ben Láng Géza akadémikus irányításával Bocz Ernő, Debreczeni Béla, Sarkadi János, Sváb János és Wellisch Péter közreműködésével 1966-ban és 1967-ben kezdődött el az ország egyes természeti-földrajzi tájain, főbb talajtípusain (26 kísérleti helyen). A beállításkori cél az volt, hogy a különböző növekvő adagban és eltérő arányban alkalmazott műtrágyák hatását vizsgálják szántóföldi kísérletekben a termésre, a talajtulajdonságokra és a hazai műtrágyaigény felbecsülésére (Debreczeni et al., 1996). A jelenleg is működő, azonos NPK kezelésű 9 kísérleti hely (löszön kialakult csernozjom barna erdőtalaj-Bicsérd, réti csernozjom-Hajdúböszörmény, mészlepedékes csernozjomIregszemcse, mély humuszrétegű szolonyeces réti csernozjom-Karcag, Ramann-féle barna erdőtalaj-Keszthely, csernozjom barna erdőtalaj-Kompolt, karbonátos dunai öntéstalajMosonmagyaróvár, mészlepedékes csernozjom-Nagyhörcsök, agyagbemosódásos barna erdőtalaj-Putnok) közül 5 helyen (Karcag, Keszthely, Kompolt, Mosonmagyaróvár, Nagyhörcsök) 1966-ban, a további 4 helyen (Bicsérd, Iregszemcse, Hajdúböszörmény, Putnok) 1967-ben indúltak a kísérletek. Az alapkoncepció szerint 2 különböző 4 éves vetésforgó kerűlt beállításra fokozatosan beinduló kiterítéssel amelynek szerkezete: „A‖ jelű forgó: búza-kukorica-kukorica-borsó, a „B‖ jelű forgó: búza-kukorica-kukorica-búza („A‖ forgóban 25% pillangós van, a „B‖ forgó egy őszi búza-kukorica bikultúra). A kísérletek elrendezése kétszeresen osztott (split-split-plot), amelyben a vetésforgók a főparcellák, a K145

adagok az elsőrendű és a NP-kombinációk a másodrendű alparcellák. Minden főparcella (forgó) 80 parcellából áll. A bruttó parcellaméret kísérleti helyenként 50-70m2 között változik. A nettó parcellák területe sehol sem csökken 20 m2 alá. A koordinálást folyamatosan a Keszthelyi Agrártudományi Egyetem majd mint Pannon Agrártudományi Egyetem jelenleg mint Veszprémi Egyetem végzi. A fentebbiek alapján kerültek beállításra 1967-ben, 1968ban, 1969-ben a mezőföldi tájegységben Nagyhörcsökön az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet Kísérleti Telepén az A17-B17, AB18 és az AB19 jelzésű kísérletek búzakukorica-kukorica-borsó, búza-kukorica-kukorica-búza, búza-kukorica-kukorica-búza és búza-kukorica-kukorica-búza forgókkal. A kivitelezést az intézet kísérleti telepe az Agrokémiai Osztály-Sarkadi János, Kádár Imre, Lásztity Borivoj, Bánó Tamás, Mágory Géza, Csathó Péter, Lakatos Mária, Márton László szakmai irányításával végezte és végzi. Az országos kísérletsorozat főbb eredményeit átfogóan az Akadémiai Kiadó gondozásában megjelent „Trágyázási Kutatások 1960-1990‖ című monográfia mutatta be (Szerk.: Debreczeni B. és Debreczeni Bné, 1994), valamint a Blaskó et al., (1998) szerkesztésében megjelent „Műtrágyázás, talajsavanyodás és meszezés összefüggései az OMTK kísérlethálózat talajain‖ című tanulmánykötet foglalta össze. A mélyfúrások ill. a NO3-N mozgásával kapcsolatos eredményekről Németh (1995, 1996) számolt be. A nagyhörcsöki kísérleti telepen elkezdett kísérleti munkáról, annak eredményeiről először Sarkadi és munkatársai (1984, 1985) jelentettek meg munkákat. Később a kísérletek részeredményeiből több közlemény is napvilágot látott (Sarkadi és Balláné, 1990; Csathó, 1992; Kádár, 1998; Márton, 2004., Kádár et al., 2000, 2007, 2012; Márton, 2012; Laszlo et al. 2011). A borsó széleskörű tudományos ismertsége ellenére a tartamkísérletek relatív hiány miatt nemzetközi és hazai szinten sem rendelkezünk napjainkban olyan tudományos munkákkal amelyek a megváltozó klíma (elsősorban a csapadék) és a különböző tápelemek kölcsönhatásait vizsgálná egzakt tartamkísérletekben 43 éves időintervallumot figyelembevéve. Kísérlet és a vizsgálati módszerek ismertetése Az A-17-es kísérlet 1967 őszén került beállításra Mezőföldön, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nagyhörcsöki kísérleti telepén. A részletes talajföldrajzi feltárás alapján a kísérleti terület a dunavölgyi mészlepedékes csernozjomok közepes és mélyebb humuszrétegű változatába sorolható 50-100 cm humuszréteggel. Az agyagfrakció (0.002 mm alatti) mennyisége mintegy 20-25 %, a leiszapolható (0.02 mm alatti) részé pedig 55-60 % körüli. Meghatározó a löszre jellemző 0.02-0.05 mm-es frakció, mennyisége 35-50 %. Az összes agyagásvány 47 %-a illit, 29 %-a klorit, 16 %-a szmektit, a maradék 8 %-ot illit-szmektit, ill. illit-klorit alkotja. A kicserélhető kationok közül a Ca 80, a Mg 16, a K 3, a Na 1 %-ban található. A talaj bázikus kationokkal telített. Az S értéke 40 meq 100 g-1 körüli, tehát a kicserélhető kationok mennyisége jelentős. A vizes kivonat elemzések szerint a vízben oldható sók mennyisége kicsi: 1 mgeé 100 g-1, növénytermesztési szempontból elhanyagolható. Az oldható sókban a Ca és a HCO3 mellett a Mg és a SO4 említésre méltó. A szántott réteg nagyfokú felszíni tömörödésre ill. cserepesedésre hajlamos (Szűcs 1965). A termőhely talaja 5 % körüli CaCO3-ot, 3 % humuszt és 22 % agyagot tartalmaz a művelt rétegben. A pH (KCl) 7.3, az AL-oldtató P2O5 60-80, az AL-oldtató K2O 140-160 mg kg-1, a KCl-Mg 150-180, az KCl+EDTA- oldható Mn 80-150, az EDTA-Cu 2-3, az EDTA-Zn 1-2 mg kg-1 értékkel jellemezhető. A MÉM NAK (1979) által elfogadott módszerek és határértékek szerint a talaj gyenge P- és Zn-, közepes N-és K-, valamint kielégítő Mn- és Cu tartalmat mutat. A kísérlet búza-kukorica-kukorica-borsó forgóval működik két év kivételével amikor tavaszi árpa (1970) és tavaszi repce (1985) volt a jelzőnövény. A kezelések száma 20, az ismétléseké 4 kétszeresen osztott (split-split-plot) elrendezésben, összesen 80 parcellával. A nitrogén és a foszfor hatása 3-3, a káliumé 2-2 szinten vizsgálható az összes lehetséges 3 x 146

3 x 2 = 18 kombinációban. Ehhez járul a kezeletlen kontroll és egy a faktoriális rendszerben nem szereplő nagyobb NPK adagú kezelés. A kísérletben a K-kezelések a főparcellát míg a N és a P kombinációk az alparcellákat jelentik. A műtrágyaadagokat az 51. táblázat mutatja be. A P és K műtrágyákat, valamint a N adagjának felét ősszel szántás előtt, a N másik felét fejtrágyaként szórjuk ki pétisó, szuperfoszfát és kálisó formájában. A talajvíz szintje 13-15 m mélyen található. A terület az Alföldhöz hasonlóan aszályérzékeny. A kísérleti telep átlagos éves középhőmérséklete 11 0C, a csapadék mennyisége 590 mm. Az ebben a munkánkban bemutatott borsókísérletek (1971, 1975, 1979, 1983, 1987, 1991, 1995, 1999, 2003) vetésére tavaszi árpa (1970), kukorica (1974, 1978, 1982, 1986, 1990, 1994, 1998, 2002) elővetemények után került sor. A csapadék-hatásvizsgálatokban a kísérleti telepen mért adatok szerepelnek. Az évhatások elemzésekor Harnos (1993) csapadékhiány (%) értékeit vettük figyelembe a következő módon: Időszak

Sokéves átlag*

Eltérés a sokéves átlagtól % mm Év (október-szeptember) 622 20 124 Nyári félév (április-szeptember) 368 30 110 Téli félév (október-március) 254 30 76 Hónap 52 50 26 *Sokéves átlag (1884-1983=100 év) 8 mérőállomás (Budapest, Debrecen, Keszthely, Mosonmagyaróvár, Nyíregyháza, Pécs, Szeged, Szombathely) átlagában Az az aszályos év = az októbertől szeptemberig lehullott csapadék mennyisége legalább 20 %-kal, aszályos nyári (április-szeptember) és téli félév (október-március) = 30 %-kal, aszályos hónap = 50 %-kal kevesebb mint a sokévi átlag. A potenciális evapotranspirációt (PET: mm nap-1) Szász (1977)(PET=β[0.0095(T-21)2(1-R) 2/3 ƒ(v)] ahol a T: napi középhőmérséklet, R: a relatív páratartalom, ƒ(v): a szélsebesség hatásfüggvénye, β = (c . p)talaj/(c . p)víz (az oázishatás kifejezésére szolgáló tényező), Petrasovits (1988) szerint (PET = k . t . r ahol k = k1 . k2 a növényállomány levélfelülettől függő agrohidro-biotechnikai tényező, t = napi középhőmérséklet, r = a tényleges és a földrajzilag lehetséges napfényes órák száma), valamint Udvardy (2010) szerint konstansnak (napi: 2 mm) vettük. A kísérleti évekre vonatkozó országos termésátlagokat a FAO (2003) adatbankja szolgáltatta. A műtrágyázás és a termés kapcsolatát varianciaanalízissel (Sváb, 1981; MANOVA), a csapadékmennyiségek és a termés összefüggéseit regresszióanalízissel (SPSS, 2000) határoztuk meg. Kísérlet ereményei Borsóra specifikus csapadékhiány és aszályindex (“BONAI”) határértékek kidolgozása és bevezetése Kidolgozásra és bevezetésre kerültek a borsóra specifikus csapadékhiány határérték az alábbiak, valamint a borsóra specifikus aszályindex (―BONAI‖) határértékek a 65. táblázat (melléklet) szerint. Az az aszályos hónap a borsó vetése előtt (február) = a csapadék mennyisége az adott hónapban legalább 40 %-kal, aszályos borsó vegetáció (március-július) = 2 5%-kal, aszályos időszak a borsó betakarítása idején (július) = 50 %-kal kevesebb mint a sokévi átlag. Egymás utáni aszályos hónapok száma a borsó vegetációjában (március-július) és a kísérleti évben (október-szeptember). Ariditási jellemző (AJ)=átlagos (ÁT), száraz (SZ), aszályos (A), csapadékos (CS), csapadékbő (B).

147

A túlzott csapadékbőség meghatározásánál ugyanazokat az értékeket tekintettük érvényesnek mint az aszálynál, de ellenkező előjellel. Száraz periódusok fogalma alatt Gyuricza és Birkás (2000) paramétereit fogadtuk el, „miszerint az adott időszakot vizsgálva az 10-20 %-kal kevesebb csapadékot jelent a sokévi átlaghoz viszonyítva‖. Lásd az alábbiakban: Időszak

Sokéves átlag*

Eltérés a sokéves átlagtól % mm Év (október-szeptember) 557 20 111 Nyári félév (április-szeptember) 321 30 96 Téli félév (október-március) 236 30 71 Hónap 47 50 24 Vetés előtti hónap (február) 31 40 12 Vegetáció (március-július) 254 25 64 Betakarítás hónapja (július) 54 50 27 *Sokéves átlag (1961-1990=30 év) Nagyhörcsök, MTA TAKI Kísérleti Telepe A kísérleti évek időjárási anomáliái A borsó kísérleti évek időjáráselemzésekor az előforduló anomáliák meghatározását és azok termésbetbefolyásoló hatásainak számszerűsítését végeztük el. A sokéves átlagot (Nagyhörcsök, 1961-1990 = 30 év), a kísérleti évek és a borsó fenológiai fázisainak csapadékmennyiségeit mm-ben a 56. táblázat, a csapadékmennyiségek sokévi átlagtól való eltéréseit %-ban és azok ariditási jellegét a 57. táblázat mutatja be. Megállapítható, hogy a 9 kísérleti év között az átlagosnak megfelelő évjárat egy esetben 1987-ben fordult elő. Három évet szárazság (1979, 1991, 1995), három évet (1971, 1983, 2003) aszály és két évet csapadékbőség (1975, 1999) jellemzett. A téli féléveket az aszály (1971, 1991, 1995, 1999, 2003), csapadékosság (1979, 1983) és a csapadékbőség (1975, 1987) határozta meg. A nyári félévek időjárását a száraz (1991), az aszályos (1971, 1979, 1983, 1987, 1995, 2003) és a csapadékbő (1975, 1999) klíma alakította ki. A kísérletek téli-, és nyári félévei főként aszályt (-38 %) és az átlagosnak megfelelő időjárást (-3 %) mutattak (57. táblázat). A kísérleti hónapok tekintetében egy évben az átlagostnak megfelelő (1995), négy évben száraz (1979, 1983, 1987, 1991, 2003) és három évben csapadékos (1971, 1975, 1999) hónapok fordultak elő. A legaszályosabb évben; 2003-ban egy átlagos (február) mellett hét hónap volt száraz (október, november, december, január, április, május, szeptember), 3 aszályos (március, június, augusztus) és egy volt csapadékbő (július). A száraz, és az aszályos hónapok közül 2 (április, május)-, 2 (március, június) a borsó vegetációs időszakára esett. A legcsapadékbőbb 1975. évben is gyakoriak voltak a száraz és az aszályos hónapok, ahol a 4 száraz (november, december, január, április) mellett egy aszályosnak (február) adódott. A borsó vetését megelőző február hónapokban 1 átlagos (2003), 4 aszályos (1971, 1975, 1987, 1991) és 4 csapadébő (1979, 1983, 1995, 1999) hónapot rögzítettünk. A tenyészidőszakok (márciusjúlius) csapadék mennyiségei aszályt (1971, 1979, 1983, 1991, 1995, 2003) és csapadékbőséget (1975, 1987, 1999) tükröznek (57. táblázat). Betakarításkor (július) az esetek 33 %-ban a száraz, 22 %-ban az aszályos és 45 %-ban csapadékbő időszakok váltották egymást. Az időjárási anomáliák objektív értelmezésében nagy szerepet kap az egymást követő száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő hónapok gyakoriságának ismerete. A kísérleti évek között különösen aszályosnak mondható a fentiekkel egybehangzóan a 2003. év, mivel a téli félévben 1 x 4, a nyári félévben 1 x 2 egymást követő hónap volt száraz. A legcsapadékbőbb 1975. kísérleti évben az 1 x 3 száraz időszakot 1 x 2 csapadékos és 1 x 2 csapadékbő hónap követte. A kísérleti évek évjáratát fontossági sorrendben a téli (-38 %)-, a betakarításkori (19 %), valamint a vegetációs időszakok (10 %) határozták meg elsődlegesen. 148

A borsó csapadék-tápanyagellátás-termésrendszer összefüggései A 58. táblázat a borsó termését és az időjárási anomáliák kölcsönhatásait mutatja be a sokévi átlagnak megfelelő-, száraz-, aszályos-, és csapadékbő klimatológiai viszonyok esetén különböző tápanyagellátottságoknál. A tápanyagellátás és a borsó termése átlagos évjáratban A sokévi átlagoshoz hasonló időjárási körülmények (csapadék) között az 5 % körüli CaCO3-, 3 % humusz-, 22 % agyagtartalmú, felvehető foszforral és cinkkel gyengén-, nitrogénnel és káliummal közepesen ellátott mészlepedékes csernozjomon a kontroll parcellák termése elérte az országos átlagnak megfelelő 2.4 t ha-1-t. Az előforduló csapadékanomáliák mellett a terméseket közepes, jól kiegyenlített szignifikáns műtrágyahatások jellemezték. A minimális 2.4 t ha-1 főterméstömeget a maximális 3.1 t ha-1 közel 0.7 t ha-1-ral haladta meg. A N-, a NP-, és a NK-műtrágyázás mintegy 0.6 t ha-1 magtömegnövekményt eredményezett a trágyázatlan területekhez hasonlítva. A borsó termése a teljes NPK-kezelésekkel (3.1 t ha-1) nem volt gazdaságosan fokozható. A tápanyagellátás és a borsó termése szárazságban A trágyázatlan talajok termése szárazságban 1.1 t ha-1-ra zuhant, mintegy –54 %-os terméscsökkentő hatást jelezve az átlagos évjárattal szemben (2.4 t ha-1). A kontroll parcellákhoz viszonyítva a terméseket 0.8 t ha-1 körüli szignifikáns kiegyenlített műtrágyahatások jellemezték. A minimális 1.1 t ha-1 terméstömeget a maximális 1.9 t ha-1 0.8 t ha-1-al haladta meg. Az egyoldalú N-, a hiányos NP-, és a NK-trágyázás 0.7 t ha-1 hozamnövekményt eredményezett a kontroll parcellákat figyelembevéve. A megfigyelt szárazság okozta negatív hatás mértéke az átlagos évjárattal összehasonlítva –39 %-ban volt meghatározható. A borsó termése a teljes NPK (1.9 t ha-1) kezelésekkel nem volt fokozható. A szárazság okozta negatív hatás az átlagos évhatáshoz mérve –39 %-ot mutatott. A nitrogén-, foszfor-, és kálium-táplálással a szárazság kedvezőtlen terméscsökkentő hatása 15 %-al volt csökkenthető. A száraz évjáratú kísérletek kezeléseinek átlaga 1.7 t ha-1-nak adódott (országos átlag: 2.0 t ha-1) a 2.9 t ha-1 átlagos évjáratéval szemben amely –41 %-os átlagos szárazsághatással azonosítható. A tápanyagellátás és a borsó termése aszálykor A borsó a kontroll területeken a sokévi átlagnak megfelelő időjárási viszonyokhoz hasonlítva (2.4 t ha-1) az aszályt több mint 2 szeresen (2.2) kisebb hozamokkal jelezte (1.1 t ha-1). A terméscsökkenés mértéke –54 %-ban volt megadható hasonlóan a száraz időjáráséhoz. A NPK adagok hatására ez az érték -45.2 %-ra fokozódott. A N-, P-, és K-trágyázással az aszály terméscsökkentő hatása 10 %-al volt mérsékelhető. Az aszályos évjáratú kísérletek kezeléseinek átlaga 1.6 t ha-1 (országos átlag: 1.7 t ha-1) amely -44.8 %-al maradt el az átlagos évjáratétól. A tápanyagellátás és a borsó termése csapadékbőségkor A természetes csapadék bősége szignifikáns termésnövekedést mutatott a száraz és az aszályos évekkel összehasonlításban azonban nem érte el az átlagos évjáratú terméseket. A trágyázás nélküli területek termése 1.4 t ha-1, amely 0.3 t ha-1 növekményt (27.3 %) jelentett az aszálykorit (1.1 t ha-1) figyelembevéve. A száraz évjáratokhoz viszonyítva a magtermés 149

többlet azonos volt az aszálykorival (27.3 %). Az átlagos évjáratot bázisulvéve a túlzott mértékű csapadék -41.7 %-al csökkentette a főtermést. A különböző trágyázási szintek között a minimális termés 1.4 a maximális 2.4 t ha-1. Az egyoldalú N-, és a hiányos NP-, NKellátottságoknál is jelentkezett a száraz (1.8 t ha-1)-, és az aszályos (1.7 t ha-1) időjárással szemben a kedvezőbb vízellátottság pozitív hatása (2.2 t ha-1). Ezek az értékek 18.2 és 22.3 %-os növekményt mutatnak. Azonban a bő csapadék (2.2 t ha-1) -25.7 %-al csökkentette a termést az átlagos évihez (3.0 t ha-1) viszonyítva. Az NPK trágyázás hasonlóan a fent említett kezelésekhez fokozta a termést (2.3 t ha-1) a száraz (1.9 t ha-1) és az aszályos (1.7 t ha-1) viszonyokkal összevetve és csökkentette (2.3 t ha-1) az átlagos évjáratot (3.1 t ha-1) alapulvéve.

150

56. táblázat A sokéves* átlag, a kísérleti évek és a borsó (Pisum sativum L.) fenológiai fázisainak csapadékmennyiségei (mm) 1971 és 2003 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) FenoHónap Sok évi Kísérleti évek Fázis átl. (D1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Okt. 37 14 166 33 37 54 59 46 Nov. 56 35 33 11 19 10 48 22 Dec. 45 37 39 48 55 33 14 0 Jan. 33 39 19 66 35 66 17 12 Febr. 31 8 9 48 47 13 17 53 Kel. Márc. 35 21 46 13 33 54 21 33 Int. fejl. Ápr. 43 29 36 50 23 58 20 38 Vir. Máj. 49 77 66 10 105 86 59 37 Érés Jún. 73 69 109 50 14 68 22 89 Betak. Júl. 54 42 100 44 19 26 99 30 Aug. 59 18 124 65 51 74 93 7 Szept. 43 47 61 19 10 44 17 87 T. idő. ö 254 238 357 168 193 292 219 227 Elt. (mm) -15 103 -86 -61 39 -35 -27 Évi ö. 557 435 807 458 447 586 483 453 Elt. (mm) -122 250 -100 -110 28 -74 -105 *=30 éves (1961-1990) csapadék átlag Nagyhörcsök mérőállomáson. Az október, november, december vonatkoznak. 1.=1971, 2.=1975, 3.=1979, 4.=1983, 5.=1987, 6.=1991, 7.=1995, 8.=1999, 9.=2003

151

Átlag D1-D2 8. 9. (D2) 73 32 57 20 48 33 29 -28 22 28 31 -14 15 29 33 0 44 34 30 -1 17 5 27 -8 87 22 40 -3 77 31 61 12 192 18 70 -3 129 88 64 10 61 25 57 -2 19 27 37 -7 502 164 262 9 248 -90 9 782 370 536 -22 225 -187 -22 hónapok csapadék adatai a megelőző évre

57. táblázat Csapadékeltérések a sokévi* átlagtól (%), ariditási jellemzők (AJ) a kísérleti években 1971 és 2003 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Anomáli ák

I.

1.

2.

3.

Kísérleti évek 5.

4.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

%

AJ

217 -64

A

219

B

16

CS

11

CS

%

Átlag 6.

AJ % AJ Félévek időjárása 33 B -156 A

7.

8.

9.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

%

AJ

-35

A

-34

A

-182

A

-38

A

A -28 SZ -40 A 408 B -195 A -3 ÁT Hónapok időjárása III. 23 CS 43 CS -12 SZ -13 SZ -47 SZ -15 SZ -6 ÁT 31 CS -31 SZ -3 ÁT IV. -76 A -70 A 55 B 53 B -60 A -44 A 71 B 40 B 8 ÁT -3 ÁT V. -22 SZ 86 B -18 SZ -65 A -51 A 83 B -44 SZ 140 B 64 B 19 CS VI. -43 A 185 B -173 A -87 A 108 B -64 A -65 A 411 B -184 A 10 CS Hónapok száma VII. ÁT3SZB SZ3CSB 2SZ2ACS ÁTSZ2AB ÁTACS2B SZ2ACSB ÁT3SZCS A4B 2SZ2AB 2ÁT2SZCS VIII. 2ÁT5SZ 4SZA4CS ÁT3SZ4A 3ÁT2SZ4A 2ÁTSZ3A 3SZ5ACS3B 2ÁT3SZ3A ÁTSZ4A6B ÁT7SZ3AB 5ÁT5SZ 3ACSB 3B 2CS2B CS2B 3CS3B 2CS3B CSB Évjárat IX. Aszályos Csapadékbő Száraz Aszályos Átlagos Száraz Száraz Csapadékbő Aszályos Átlagos Megjegyzés: *=30 éves (1961-1990) átlag: Nagyhörcsök mérőállomás. 1.=1971, 2.=1975, 3.=1979, 4.=1983, 5.=1987, 6.=1991, 7.=1995, 8.=1999, 9.=2003 Ariditási jellemző=AJ, ÁT=átlagos, SZ=száraz, A=aszályos, CS=csapadékos, B=csapadékbő. I.=Téli félév (október-március), II.=Nyári félév (áprilisszeptember), III.=Hónapok (október-szeptember), IV.=Vetés előtti (február) hónap, V.=Betakarításkori (július) hónap, VI.=Vegetáció (március-július), VII.=Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (március-július), VIII.=Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (októberszeptember), IX.=Kísérleti évek jellege (október-szeptember). II.

A

301

B

-159

A

-171

A

-80

152

A csökkenés mértéke -25.8%-ban határozható meg. A N-, P-, és K-műtrágyázás a csapadékbőség kedvezőtlen negatív hatását 16%-kal tolerálta. A csapadékbő évjáratú kísérletek kezeléseinek átlaga 2.1 t ha-1 (országos átlag: 2.1 t ha-1) amely 29.4 és 37.5 %-al magasabb mint a száraz és az aszályos éveké és -25.7 %-al alacsonyabb mint az átlagos évjáraté. 58. táblázat A borsó (Pisum satívum L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggési különböző tápanyagellátottságoknál 1971 és 2003 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Kís. év

5

Kezelés

Term. t ha-1

0 N NP

2.4 3.0 2.8

NK

3.1

NPK SzD5% Átlag

3.1 0.3 2.9

0 N NP NK

1.1 1.9 1.7 1.9

NPK SzD5% Átlag

1.9 0.3 1.7

0 N NP NK

1.1 1.7 1.5 1.9

NPK SzD5% Átlag

1.7 0.3 1.6

0 N

1.4 2.2

NP NK

2.0 2.4

I.

II.

Anomáliák az időjárásban III. IV. V. VI. VII. Átlagos évjárat

B

A

SZ

A

VIII.

IX

A

B

ÁTA CS2B

2ÁTSZ 3A3 CS3B

ÁT

ÁT

A

2SZA CS

ÁT3SZ4A 2CS3B

SZ

ÁT

A

ÁT2SZ AB

2ÁT5SZ 3ACSB

A

Száraz évjárat

3, 6, 7

A

A

SZ

CS

Aszályos évjárat

1, 4, 9

A

A

ÁT

ÁT

Csapadékbő évjárat

2, 8

NPK SzD5% Átlag Kísérleti évek SzD5% Kísérleti évek átlaga

B

B

B

SZ

B

B

SZA2 CSB

ÁT3SZ 3A2CS5B

B

A

ÁT

ÁT

ÁT

CS

CS

2ÁT2S ZCS

5ÁT5SZC SB

ÁT

2.3 0.3 2.1 0.3 2.1

Megjegyzés: jelzések azonosak a 57. táblázatéval 153

59. táblázat A műtrágyázás hatása a bórsó (Pisum satívum L.) magtermésének (mm kg-1 ha-1) és légszárazanyagának (kg l-1) vízszükségletére (tenyészidő) átlagos-, száraz-, aszályos és csapadékbő évjáratokban 1971 és 2003 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Mezőföld, Nagyhörcsök,) Kezelés

Évjárat Átlagos Száraz Aszályos Csapadékbő -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 mm kg ha kg l mm kg ha kg l mm kg ha kg l mm kg-1 ha-1 kg l-1 0 8.2 1217 5.4 1864 5.6 1800 3.3 3071 N 10.3 973 9.3 1079 8.6 1165 5.1 1955 NP 9.6 1043 8.3 1206 7.6 1320 4.7 2150 NK 10.6 942 9.3 1079 9.6 1042 5.6 1792 NPK 10.6 942 9.3 1079 8.6 1165 5.4 1870 SzD5% 1.0 104 1.5 213 1.5 232 0.7 293 Átlag 9.9 1007 8.3 1206 8.1 1238 4.9 2048 Megjegyzés: Átlagos, száraz, aszályos és csapadékos évjárat csapadéka a vegetációban 292, 205, 198 és 430 mm

154

Átlag mm kg-1 ha-1 5.6 8.3 7.6 8.8 8.5 1.2 7.8

kg l-1 1988 1293 1430 1214 1264 211 1375

A vegetációs csapadékmennyiségek hatása a borsó termésére különböző N-, P-, és Ktápláltságoknál A vegetációs időszakok csapadékmennyiségei, a N-, NP-, NK-, NPK-tápláltságok és a borsó termése közötti összefüggésrendszer regresszióanalízis eredményeit az 7. ábra szemlélteti. A csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő (0: R = 0.9388***, nitrogén: R = 0.8850***, NP: R = 0.9038***, NK: R = 0.8470***, NPK: R = 0.8747***) másodfokú szignifikáns összefüggések a meghatározók. A legmagasabb korrelációs együttható 0.1%-os megbízhatósági szinten (R = 0.9388***) a kezeletlen területek esetében jelentkezett feltehetően a talaj eredeti gyenge P- és Zn-, közepes N-és K-, valamint kielégítő Mn- és Cu ellátottsága miatt. A kísérletek átlagos-, és teljes-determinációs koefficiense (R2 = 0.7919) azt mutatta, hogy a vegetációban lehullott csapadék mennyisége és a műtrágyázás együttesen közel 80 %-ban határozta meg a borsó termését. Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei (egyenletek első differenciál hányadosa) és az ezekhez rendelhető magterméstömegek 330-341 mm és 2.3-3.1 t ha-1 között változtak (0 = 330, 2.3 N = 337, 3.0 NP = 336, 2.8 NK = 341, 3.1 NPK = 339, 3.1 kezelések átlaga = 337 mm, 2.9 t ha-1). A 5%-os minimum és maximum szélsőértékek: 0 = 314, 2.2 és 347, 2.4 nitrogén = 320, 2.9 és 354, 3.2 NP = 319, 2.7 és 353, 2.9 NK = 324, 3.0 és 358, 3.3 NPK = 322, 3.0 és 356, 3.3 kezelések átlaga = 320 mm, 2.8 t ha-1 és 354 mm, 3.0 t ha-1-ban rögzíthetők. Értékeltük a vegetációs csapadékmennyiségeit 1 mm-re számítható magtermés tömegét és az 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált természetes esővíz mennyiségét literben az átlagos-, a száraz-, az aszályos és a csapadékbő időjárási körülmények között (59. táblázat). A kezelésektől és az évjáratoktól függően az 1 mm-re eső magtömegek 3.3 és 10.6 kg ha-1, míg az 1 kg légszárazanyag előállításához szükséges víz mennyiségek 942 és 3071 liter között váltotak. Számítottuk az optimális csapadékmennyiségek 1 mm-re megadható magtermés tömegét. A kezelésektől függően ezek az értékek 7.0 és 9.2 kg ha-1 (0 = 7.0, N = 8.9, NP = 8.3, NK = 9.1, NPK = 9.2, kezelések átlaga = 8.5 kg ha-1) között változtak. Megállapítható volt az, hogy a N = 27, NP = 19, NK = 30, NPK =3 1 és a kezelések átlaga esetében 27 %-kal hasznosúlt jobban az esővíz mint a trágyázatlan területeken. A kukorica és az őszi búza ugyanezen értékeit (54 %, 46 %) figyelembevéve (Márton, 2004; 2002a) a kukorica 27 és az őszi búza 19 %-al reagált érzékenyebben a csapadék x tápanyagrendszer változásaira mint a borsó. Meghatároztuk a maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált vegetációs természetes csapadékmennyiségeket (kontroll = 1435-, N = 1123-, NP = 1200-, NK = 1100-, NPK = 1094, műtrágyakezelések átlaga = 1129 liter). Az eredmények azt mutatják, hogy a trágyázatlan kontroll területek növényállománya 22-, 16-, 23 és 24%-al fogyasztott több vizet mint a N-el, NP-al, NK-al és NPK-al kezelteké (műtrágyakezelések átlaga = 21 %). A tartamkísérlet 43 éves (1961-2003) meteorológiai adatbásisa alapján a különböző tápláltságokhoz tartozó csapadék optimum intervallumokba (vegetációs) sorolható kísérleti évek %-os előfordulása: kontroll 2, nitrogén 7, NP 7, NK 9, NPK 7, kezelések átlaga 6 % volt. Az éghajlat fentebb bemutatott jellemzőit figyelembevéve (aszályosodás) arra a következtetésre jutottunk, hogy a jövőben a csapadék optimumok előfordulása és az optimális termések elérésének lehetőségei a búzához és a kukoricához hasonlóan (Márton, 2002a; 2004a) a borsó esetében is tovább fog csökkenni.

155

3,5

3

Termés (t/ha)

2,5

2

0 N

NP NK NPK

1,5

1

0,5

0 150

200

250

300

350

400

450

500

550

Csapadék (mm)

7. ábra A vegetációs csapadékmennyiségek, a N, NP, NK, NPK tápláltságok és a borsó termése közötti modell összefüggések 1969 és 2002 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Az új-, modell értékű műtrágyázási tartamkísérletben nyert konkrét eredményeink a különböző évjáratok-, átlagos-, száraz-, aszályos-, csapadékbő és a N-, P-, K-műtrágyázás számszerűsített (t ha-1, mm, %, mm kg-1 ha-1, mm kg-1 l-1) hatásait mutatják be a borsó termésére. Ezek jó támpontul szolgálnak az aszályosodási és a csapadékosodási folyamatok komplex terméstbefolyásoló hatásainak tudományos leírására hazai-, Európai Uniós-, és nemzetközi vonatkozásban egyaránt. 156

Kísérleti eredmények 2005 és 2011 között 2005 és 2012 között az éves csapadékösszegek mért minimum és maximum értékei 290 mmnek és 861 mm-nek adódtak. Az átlagos éves csapadék 524 mm volt. Az átlagos csapadék fölötti évek száma 3, az átlagos csapadék alatti évek száma 4-ben volt meghatározható. Az éves csapadékok 2005 és 2011 között hasonlóan az előző vizsgálataink eredményeihez csökkenő tendenciát (-45%) mutattak. Az összefüggések jellege y = -14,429x + 581,71 lineáris modellel (R2 = 0,6279) írható le. A két borsó évben (2007-ben és 2011-ben) a kontroll talajok termései 0,7 t/ha és 1.3 t/ha körül alakultak. A N-el trágyázott területek szemtermései 0.7 t/ha és 1.9 t/ha között változtak és y=0.7919 Ln(x) + 0.7417 (R2=0.9742) típusu logaritmus függvénnyel voltak megközelíthetők. A foszfor kezelések termései hasonló hektáronkénti eredményeket mutattak és y=0.8435 Ln(x) + 0.7548 szoros összefüggésű (R2=9553) függvénnyel voltak leírhatók. A kálium esetében a hektáronkénti és a modell értékek nem változtak lényegesen. A csapadék, műtrágyázás és a termés összefüggéseket vizsgálva megállapítottuk, hogy a borsó kedvezőbb vízellátása növelte a hektáronkénti szem produkciót mintegy 0.3-0,4 t/ha (31%) mennyiséggel. Kísérleti eredmények összefoglalása A Nagyhörcsökön 1967 őszén beállított OMTK A-17. jelű tartamkísérletben karbonátos csernozjom talajon vizsgáltuk a N-, P-, K-tápelemek és a természetes csapadék kölcsönhatásait a borsó jelzőnövény termésére. A termőhely talaja 5 % körüli CaCO3-ot, 3 % humuszt és 22 % agyagot tartalmaz a művelt rétegben. A pH (KCl) 7.3, az AL-oldtató P2O5 60-80, az AL-oldtató K2O 140-160 mg kg-1, a KCl-Mg 150-180, az KCl+EDTA- oldható Mn 80-150, az EDTA-Cu 2-3, az EDTA-Zn 1-2 mg kg-1 értékkel jellemezhető. A MÉM NAK (1979) által elfogadott módszerek és határértékek szerint a talaj gyenge P- és Zn-, közepes Nés K-, valamint kielégítő Mn- és Cu tartalmat mutat. A borsókísérletek kezeléseinek száma 20, az ismétléseké 4, kétszeresen osztott (split-split-plot) elrendezésben, összesen 80 parcellával. A nitrogén 0, 39, 67, 99, 125 a foszfor (P2O5) 0, 52, 104, 158 és a kálium (K2O) 0, 96, 152 kg ha-1 év-1 átlagos adagokban került kijuttatásra. Főbb eredményeink: 1. A borsóra specifikus csapadékhiány határértékek kerültek kidolgozása és bevezetésre 2. Az „általános‖ (Harnos 1993) és a borsóra specifikus csapadékhiány-értékek alapján átlagos (1987), száraz (1979, 1991, 1995), aszályos (1971, 1983, 2003) és csapadékbő (1975, 1999) évjáratokat határoztunk meg. 3. Az átlagos évjáratban a kontroll parcellák termése elérte az országos átlagnak megfelelő 2.4 t ha-1-t. A minimális 2.4 t ha-1 főterméstömeget a maximális 3.1 t ha-1 közel 0.7 t ha-1-ral haladta meg. A N-, a NP- és a NK-műtrágyázás mintegy 0.6 t ha-1 magtömegnövekményt eredményezett. A borsó termése a teljes NPK-kezelésekkel (3.1 t ha-1) nem volt gazdaságosan fokozható. 4. Szárazságban trágyázás nélkül a termés 1.1 t ha-1-ra zuhant, mintegy –54 %-os terméscsökkentő hatást jelezve az átlagos évjárattal szemben (2.4 t ha-1). Az egyoldalú N-, a hiányos NP-, NK-, és a teljes NPK (1.9 t ha-1) műtrágyázáskor a szárazság okozta negatív hatás mértéke –39 %-ban volt meghatározható. A nitrogén-, foszfor-, és kálium-táplálással a szárazság kedvezőtlen terméscsökkentő hatása 15 %-al volt csökkenthető. 5. Aszálykor a kontroll területek magtermése –54 %-al volt kevesebb mint az átlagos évjáratoké. A N-, NP-, és NK-kezelésekben -43.3 %-os károsító hatást rögzítettünk. Az NPK adagoknál ez az érték -45.2 %-nak adódott. A N-, P-, és K-trágyázással az aszály 157

terméscsökkentő hatása mintegy 10 %-al volt mérsékelhető. 6. Csapadékbőségkor a trágyázás nélküli területeken -41.7 %-al, a N-, NP-, és NKtrágyázásnál -25.7 %-al és az NPK kombinációkban -25.8 %-al csökkent a termés az átlagos évjáratot bázisnakvéve. A N-, P-, és K-műtrágyázás a csapadékbőség kedvezőtlen negatív hatását közel 16 %-al tolerálta. 7. A vegetációs csapadékmennyiség, a N-, NP-, NK-, NPK-tápláltságok és a termés közötti összefüggésrendszerben a tápláltságtól függő másodfokú összefüggések voltak meghatározók (0: R = 0.9388***, nitrogén: R = 0.8850***, NP: R = 0.9038***, NK: R = 0.8470***, NPK: R = 0.8747***). A vegetációs csapadékmennyiség 1 mm-re számítható magtermés tömege és az 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált természetes csapadékvíz mennyisége a kezelésektől és az évjáratoktól függően 3.3 és 10.6 kg ha-1 valamint 942 és 3071 l között változott. Eredményeink jó támpontul szolgálnak az aszályosodási és a csapadékosodási folyamatok komplex terméstbefolyásoló hatásainak tudományos leírására hazai-, Európai Uniós-, és nemzetközi vonatkozásban egyaránt. 8. Az éves csapadékok 1961 és 2004 között 50%-al, valamint 2007 és 2011 között 45%-al, átlagosan 48%-al csökkentek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel ez a trend a jövőben is folytatódni fog periódikus jelleggel.

158

V. FELHASZNÁLT IRODALOM Adams, R.M., Rosenzweig, C., Peart, R.M., Ritchie, J.T., McCarl, B.A., Glyer, J.D., Curry, R.B., Boote, K.J., Allen, L.H. 1990. Global climate change and U.S. agriculture. Nature, 345:219-224. Alan, W. 1999. A deep antropocentric approach to environmental ethics. The Department of Environmental Science and Policy Journal, 2:23-29. Antal, J. 1973. Növénytermesztési módszerek gyengén humuszos karbonátos homoktalajon. Tudományos doktori értekezés, Szeged. Antal, J. 2000. Növénytermesztők zsebkönyve. Mezőgazda Kiadó, Budapest. Antal, E. 2003. Az éghajlatváltozás és a növényállomány vízellátottságának kérdőjelei a XXI. Század elején. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 32:25-48. Antal, E., Szesztay, K. 1995. A várható klímaváltozás és a környezet kölcsönhatásai. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 10:27-28. Aslander, A. 1952. Standard fertilization and liming as factors in maintaining soil productivity. Soil Science, 74:181-195. Avdonyin, N.Sz. 1972. Savanyú talajok termékenységének fokozása. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Baranyai, F., Fekete, A., Kovács, I. 1987. A magyarországi talaj tápanyagvizsgálatok eredményei. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Barber, A.S. 1960. The influence of moisture and temperature on phosphorus and potassium availability. 7th. Intern. Congr. of Soil. Sci. Madison, Wisc. USA. Vol. 2. 435-442. Bartels, J.M., Brown, R.B., Huddleston, J.H., Anderson, J.L. 2000. Managing Soils in an Urban Environment. ASA, CSSA, SSSA. Madison, 296 p. Bartholy, J. 2006. A globális éghajlatváltozás valószínűsíthető klimatikus következményei Magyarországon. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 48:12-18. Bartholy, J., Pongrácz, R., Matyasovszky, I., Schangler, V. 2004. A XX. században bekövetkezett és a XXI. századra várható éghajlati tendenciák Magyarország területére. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 33:3-18. Barrow, E.M., Hulme, M., Semenov, M.A., Brooks, R.J. 2000. Climate change scenarios. In: Climate Change, Climatic Variability and Agriculture in Europe (Eds.: T. E. DowningP. A. Harrison-R. E. Butterfield-K. G. Londsdale). European Commision, Brussel. Bascomb, C. 1964. Rapid method for the determination of cation exchange capacity of calcareous and noncalcareous soils. J. Soil Sci. Food Agri, 15:821-823. Bauer, F. 1975. A rozs monokultúrás termesztésének lehetőségei. Agrártudományi Közlemények, 34:95-96. Bánó, T. 1971. Módszertani utmutató az egységes országos műtrágyázási tartamkísérletekhez. Keszthelyi Agrártudományi Egyetem, Keszthely. Becker-Dillingen, J. 1934. Handbuch der Ernahrung der landwirtschaftlichen. Nutzpflanzen. Paul Parey Verlag, Berlin. Berényi, D. 1956. A cukorrépa termésátlaga és az időjárási elemek közötti összefüggés. Acta Univ. Debr. L. Kossuth Nyomda, 3:229-249. Berényi, B., Szabó, L. 2001. Növénytermesztés trópusokon-szubtrópusokon. Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest. Berger, J. 1962. Maize production and the manuring of maize. Centre D‘étude de L‘azote, Geneve. Bergström, L., Krichmann, H. 1998. Carbon and nutrient dinamics in natural and agricultural tropical ecosystems. UAS. Uppsala. 336 p. Bertjan, H., Marcel, K., Jan, V. 2002. Future research and the climate issue. Change, 60:1618. 159

Biacs, P., Kocsondi, Cs-né., Dobos, Gy. 2004. A magyar mező-és erdőgazdaság feladatai a klímavátozás tükrében. In: „Agro-21‖ Füzetek (Szerk.: Láng, I.) 70-83. Agro-21 Kutatási Programiroda, Budapest. Biczók, Gy., Németh, T., Ruda, M. 1984. A burgonya tápelemfelhalmozás fenodinamikájának statisztikai és szimulációs vizsgálata. Working Paper. MTA TAKI., Budapest. Birch, H.F. 1951. Relationship between base saturation and crop response to phosphate in acid soils. Nature, 168:388-389. Birkás, M., Jolánkai, M., Stingli, A., Bottlik, L. 2007. Az alkalmazkodó művelés jelentősége a talaj- és klímavédelemben. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 51:34-47. Black, W.N., White, R.P. 1973. Effect of N, P, K and manure factorially applied to potatoes in a long-term study. Can. J. Soil Sci., 53. 2:205-211. Blaskó, L., Debreczeni, Bné., Holló, S., Kadlicskó, B., Sárvári, M. (Szerk.). 1998 Műtrágyázás, talajsavanyodás és meszezés összefüggései az OMTK kísérlethálózat talajain. OMTK kiadvány. Regiocon Kft, Kompolt-Karcag. Bocz, E. 1993. Globális felmelegedés. In.: Vízellátottsági és öntözési jelzés (Szerk.: Ungvári, I.) DATE, Debrecen, 2-3. Bocz, E. 2001. Magyarország vízellátottságának romlása. In.: Vízellátottsági és öntözési jelzés (Szerk.: Lunczer, S.) DATE, Debrecen, 1-2. Burman, R., Pochop, L.O. 1994. Evaporation, evapotranspiration and climatic data. University Wyoming, Wyoming. Burton, W.G. 1966. The potato. Wageningen. Christopher, B.F., Michael, R.R. 2004. The global carbon cycle. Integrating humans, climate and natural worlds. Island. Washington. 551 p. Coleman, N.T., Weed, J.B., Mc Cracken, R.J. 1959. CEC and exchangeable cations in Piedmont soils of N-Carolina. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 23:146-149. Colwell, W.E., Brady, N.C. 1945. The effect of calcium on yield quality of large-seeded type peanuts. Am. Soc. Agron., 37:413-428. Cooke, G.W. 1981. Value of ―Blueprints‖ in research and advisory work. In.: Proc. 16th Colloquium of IPI. 199-207. Bern. Switzerland. COM/2012/0672 Final. 2012. A bizottság közleménye az Európai Parlamentnek, a Tanácsnak és az Európai Gazdasági és Szociális Bizottságnak a vízhiányra és az aszályra vonatkozó európai politika felülvizsgálatáról szóló jelentés. EC, Brüsszel CRED. 2004. International Disaster Database. Washington. Czelnai, R. 2003. Klímaváltozás: IPCC konszenzus-hazai feladatok. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 32:3-10. Csathó, P. 1989. Az NPK műtrágyázás hatása a kukorica fiatalkori fejlődésére, szélvihar okozta megdőlésére és termésére. Növénytermelés, 38:335-346. Csathó, P. 1992. K- és P-hatások kukoricában meszes csernozjom talajon. Agrokémia és Talajtan, 41:241-260. Csathó, P. 2001. Összefüggés a talajsavanyúság mértéke és a mészhatások között a hazai szabadföldi kísérletek adatbázisán, 1950-1998. I. A mészformák és a talajtulajdonságok szerepe a mészhatások megjelenésében. Agrokémia és Talajtan, 50:103-118. Csathó, P., Kádár, I., Sarkadi, J. 1989. A kukorica műtrágyázása meszes csernozjom talajon. Növénytermelés, 38:69-76. Csathó, P., Lásztity, B., Sarkadi, J. 1991. Az "évjárat" hatása a kukorica termésére és terméselemeire P-műtrágyázási tartamkísérletben. Növénytermelés, 40:339-351. Cselőtei, L., Szász, G., Kovács Géza, J. 1995. Az időjárás és a növénytermesztés. ―AGRO21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 10:30-32. Cserháti, S., Kosutány, T. 1887. A trágyázás alapelvei. Orsz. Gazd. Egyl. Könyk. Váll., 160

Budapest, 438. p. Csete, L., Láng, I. 2005. A fenntartható agrárgazdaság és vidékfejlesztés. MTA Társadalomkutató Központ. Budapest. 313 p. David, C.N. 2001. Production functions for chickpea, field pea, and lentil in the Central Great Plains. Agronomy Journal, 93:563-569. Debreczeni, B., Debreczeni, B.-né. 1983. A tápanyag- és vízellátás kapcsolata. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 267 p. Debreczeni, B., Debreczeni, Bné. 1994. Trágyázási kutatások 1960-1990. Akadémiai Kiadó, Budapest. Debreczeni, K., Sisák, I., Sárdi, K., Csitári, G. 1996. Long term fertilization trials in Hungary. In. Evaluation of soil organic matter models using existing long-trm datasets (Eds.: David, S.P., Pete, S., Jo, U.S). NATO ASI Series. Series 1., Vol. 38:319-324. Department of the Environment Transport and the Regions (DETR). 2001. The draft soil strategy for England. A consultation paper. Department of the Environment Transport and the Regions, London. Domonkos, P. 2004. Éghajlat előrejelzés a 2005-2025 időszakra. In.: „Agro-21‖ Füzetek (Szerk.: Láng, I.) 18-35. Agro-21 Kutatási Programiroda, Budapest. Dorland van Rob. 2000. Climate change and greenhouse effect. Change, 50:16-18. Downing, T.E., Harrison, P.A., Butterfield, R.E., Lonsdale, K.G. 2000. Climate Change. Climatic Variability and Agriculture in Europe. University of Oxford, Oxford. Drechels, P., Gyiele, L.A. 1999. The economic assessment of soil nutrient deflation. IBSRAM. Bangkok. 80 p. Easterling, D.R., Evans, J.L., Groisman, Y.P., Karl, T.R., Kunkel, K.E., Ambenje, P. 1999. Observed variability and trends in extreme climate events. A brief review. Bulletin of the American Meteorological Society, 81:417-425. EC. 2002. Global warming already affection plants and animals. Cordis focus, 194:22. Ehlers, W., Goss, M. 2003. Water dynamics in plant production. University of GöttingenUniversity of Guelph. Göttingen-Guelph. 304 p. Egerszegi, S. 1958. A laza homoktalajok mély termőrétegének kialakítása és tartós megjavítása. MTA Agrártudományi Közlemények, 13:83-111. EU. 2003. Drought costs EU farmers euro of 11 billion. European Report, Brussels. Evans, S.A. 1977. The place of fertilizers in ―Blueprints‖ for the production of potatoes and cereals. In.: Proc. 13th. IPI. 231-241. Bern. Switzerland. Fakhri, B. 1996. Global climate change and agricultural production. FAO, Rome Fakhri, B., Wim, S. 1996. Global climate change and agricultural production. Direct and indirect effects of changing hydrological, pedological and plant physiological processes. FAO and John Wiley and Soons. Rome. 345 p. FAO. 2000. Internet adatbank. Róma. FAO. 2001a. Internet adatbázis. Róma FAO. 2001b. Climate variability and change. A challenge for sustainable agricultural production. FAO., Rome. FAO. 2002. Internet adatbázis. Róma FAO. 2003. Database. Rome FAO. 2004. Database. Rome Farago, T., Nagy, B. 2005. Nemzetközi környezetvédelmi és természetvédelmi egyezmények jóváhagyása és végrehajtása Magyarországon. KVM., ELTE. Budapest. 188 p. Fisher, R.A. 1924. The influence of rainfall upon the yield of wheat at Rothamsted. Phil. Trans. B., 113:89-142. Gedroic, K.K. 1955. Ucsenie o poglotitel‘noj szposzobnoszti pocsv. Izbrannüe Szocsinenija. 1:241-384. Szel‘hozgiz., Moszkva. 161

Geeson, N.A., Brandt, C.J., Thornes, J.B. 2002. Mediterranean Deseartification. A Mosaic of Processes and Responses. John Wiley and Soons. Chichester. 440 p. Geoffrey, L. 1995. Down to Earth. UNCCD, Bonn Gericke, S. 1949. Beziehung zwischen den Wachstumsfaktoren Wasser, Phosphorsaure und Kali. I. Zeitschr. Pflanzenern. Düngung und Bodenk, 44:171-198. Gericke, S. 1950. Beziehung zwischen den Wachstumsfaktoren Wasser, Phosphorsaure und Kali. II. Zeitschr. Pflanzenern. Düngung und Bodenk, 49:170-190. Grábner, E. 1935. Szántóföldi növénytermesztés. Pátria I. V. Ny. R., Budapest. Grábner, E. 1948. Szántóföldi növénytermesztés. III. Átdolgozott és bővített kiadás. ―Pátria‖ Nyomda, Budapest. Grow, G. 2002. Carbon dioxide and crops. VOA News, London. Győrffy, B. 1988. Az 1983. évi aszály hatása és tanulságai. Magyar Tudomány 1988/4. 249254. Győrffy, B., Sváb, J. 1993. Az 1983- as évi termesztés táblasoros aszályelemzése. In.: Aszály 1983 (Szerk.: Baráth, Cs.-né., Győrffy, B., Harnos, Zs.) KÉE, Budapest, 47-106. Győri, D. 1984. A talaj termékenysége. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Gyuricza, Cs., Birkás, M. 2000. A szélsőséges csapadékellátottság hatása egyes növénytermesztési tényezőkre barna erdőtalajon, kukoricánál. Növénytermelés, 49:691706. Hajas, J., Rázsó, I. 1955. Mezőgazdaság számokban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Harnos, N. 2003. A klímaváltozás hatásának szimulációs vizsgálata az őszi búza produkciójára. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 31:56-73. Harnos, Zs. 1991. Az alkalmazkodó mezőgazdaság rendszere. Módszertani kutatások. KÉE. Budapest. 252 p. Harnos, Zs. 1993. Időjárás és időjárás-termés összefüggéseinek idősoros elemzése. In.: Aszály 1983 (Szerk.: Baráth, Cs.-né, Győrffy, B., Harnos, Zs.) KÉE, Budapest, 9-43. Harnos, Zs. 1994. Éghajlat, időjárás, aszály. I. Az időjárás változékonysága és hidrológiai vonatkozásai. KÉE. Budapest. 129 p. Harnos, Zs. 2001. Klímaváltozás hatása a növénytermesztésre. XXV. Magyar Operációkutatási Konferencia. 2001. Október 17-20. Debrecen Harnos, Zs. 2005a. A klímaváltozás növénytermelési hatásai. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO21‖ Kutatási Programiroda, 38:38-58. Harnos, Zs. 2005b. A klímaváltozás és lehetséges hatásai a világ mezőgazdaságára. Magyar Tudomány. 7:826-832. Harnos, Zs. 2007. Klímaváltozással összefüggő hazai kutatások: A VAHAVA folytatása. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 49:3-15. Harnos, Zs., Bussay, A., Harnos, N. 2000. Modelling climate change impacts on wheat and potato in Hungary. In: Climate Change, Climatic Variability and Agriculture in Europe (Eds.: Downing, T.E., Harrison, P.A., Butterfield, R.E., Lonsdale, K.G.). University of Oxford., Oxford. Harrison, P.A., Butterfield, R.E. 1996. Effects of climate change on Europe- wide winter wheat and sunflower productivity. Climate Research, 7:225-241. Hea Youn Lee., Hyo-Taek Chon., Manfred Sager., Laszlo Marton. 2012. Platinum pollution in road dusts, roadside soils, and tree baraks in Seoul, Korea. Environmental Geochemistry and Health, 34:5-12. Hepp, F. 1989. Az aszály mérséklésének lehetőségei a szántóföldi növénytermesztésben. MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár. 225 p. Hepp, F. 1992. Homoktalajokon, szántóföldi növényekkel végzett hazai tartamkísérletek eredményeinek ismertetése 1950-1990. Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Kiadványa, Budapest. 162

Hoffmann, I. 2003. A globális klímaváltozás és a katasztrófavédelem. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 32:85-91. Horváth, S., Márton, L. 1985. A burgonya műtrágyázás hasznosulásának üzemi elemzése. Növénytermelés, 34:409-415. Horst, M. 1986. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press INC, London. Houghton, J.T., Jenkins, G.J., Ephraums, J.J. 1990. Climate Change. The PCC Scientific Assessment. Cambridge Univ. Press, Cambridge. Hulme, M., Jenkins, G.J., Lu, X., Turnpenny, J.R., Mitchell, T.D., Jones, R.G., Lowe, J., Murphy, J.M., Hassell, D., Boorman, P., McDonald, R., Hill, S. 2002. Climate change scenarios for the 21st century for the UK (UKCIP02-Technical Report). University of Oxford, Oxford. IPCC. 2004. Climate change 2001. Working Group I. IPCC-WMO., Geneva IPCC. 2007. Climate change 2007. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the IPCC. Cambridge University Press, Cambridge. Jacques, D. 1997. FAO‘s emergency activities. FAO, Rome Jan, R., Mike, H., Thomas, E.D. 1994. Climate change implications for Europe. Global Environmental Change, 4:97-124. Jolánkai, M. 2005. A klímaváltozás hatása a növénytermesztésre. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 41:47-58. Jolánkai, M., Menyhért, Z., Széll, E. 1999. Fajtaérték a növénytermesztésben. In.: Növénytermesztés és környezetvédelem (Szerk.: Ruzsányi, L., Pepo, P.) MTA., Budapest. Jolánkai, M., Szentpéteri, Zs., Szőllősi, G. 2003. Az évjárat hatása az őszi búza termésére és minőségére. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 31:74-81. Kappen, H. 1929. Die Bodenazidität. Springer Verlag, Berlin. Kádár, I. 1992. A növénytáplálás alapelvei és módszerei. MTA TAKI, Budapest, 398 p. Kádár, I. 1997. A triticale tápanyagigényéről. In.: Integrált Termesztés a Szántóföldi Kultúrákban. 191-197. BFNTÁ., Budapest. Kádár, I. 1998a. Műtrágyázás hatása a talaj termékenységére mészlepedékes csernozjom talajon. Nagyhörcsök. In.: Műtrágyázás, talajsavanyodás és meszezés összefüggései az OMTK kísérlethálózat talajain. 55-68. (Szerk.: Blaskó, et al.) OMTK kiadvány. Regiocon Kft, Kompolt-Karcag. Kádár, I. 1998b. Savanyú talajok meszezésének szükségessége teljeskörű állami támogatással. In.: Talajsavanyodási helyzetkép és megoldások. 11-71. Szerk.: Schmidt, R., Szakál, P. PATE, Mosonmagyaróvár. Kádár, I. 1999. A hazai homoktalajok műtrágyaigényéről. Agrokémia és Talajtan, 48:217223. Kádár, I. 2003. A műtrágyázás hatása a borsó (Pisum sativum L.) termésére és minőségére. Növénytermelés, 52:229-242. Kádár I. 2011. A nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérlet 50 éve. MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest, ISBN: 978-963-89041-2-6, 177 p. Kádár I. 2012a. A Mezőföldi műtrágyázási tartamkísérlet első évtizedének tanulságai. MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest, ISBN: 978-963-89041-4-0, 177 p. Kádár I. 2012b. A főbb szennyező mikroelemek környezeti hatása. MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest, ISBN: 978-963-89041-5-7, 177 p. Kádár I. 2013a. A gyepek műtrágyázásáról. MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest, ISBN: 978-963-89041-8-8, 289 p. Kádár I. 2013b. A Mezőföldi műtrágyázási tartamkísérlet tanulságai 1984-2000. MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest, ISBN: 978-963-89041-7-1, 177 p. Kádár, I., Gulyás, F., Gáspár, L., Zilahy, P. 2000. A kukorica (Zea mays L.) ásványi táplálása 163

meszes csernozjom talajon. I. Növénytermelés, 49:371-388. Kádár, I., Holló, S. 2006. Műtrágyázás és meszezés hatása a 30 éves kompolti OMTK kísérletben. Agrokémia és Talajtan, 55:433-448. Kádár, I., Márton, L. 2007. Búza utáni kukorica trágyareakciója a mezőföldi OMTK kísérletben 1969-2005 között. Növénytermelés, 56:147-159. Kádár I., Márton L., Láng I. 2012. Az örbottyáni 50 éves örök rozs és egyéb műtrágyázási tartamkísérlet tanulságai. MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet, Budapest, ISBN: 978-963-89041-3-3, 177 p. Kádár, I., Márton, L., Németh, T. 2007. Meszezés és műtrágyázás hatása a talajra és növényre a 44 éves nyírlugosi tartamkísérletben. Agrokémia és Talajtan, 56:255-270. Kádár, I., Németh, T., Szemes, I. 1999. Triticale trágyareakciója a nyírlugosi tartamkísérletben. Növénytermelés, 48:647-661. Kádár, I., Németh, T., Szemes, I. 2004. Homokjavítási kutatások. In.: Környezetügy. 2004. Tanulmányok Láng István tiszteletére. 161-168. Szerk.: Bulla, M., Kerekes, S. Országos Környezetvédelmi Tanács. Friedrich Ebert Alapítvány, Budapest. Kádár, I., Pusztai, A. 1997. N-műtrágyák hatásának vizsgálata tenyészedény kísérletekben. III. Savanyú homoktalaj (Nyírlugos). Agrokémia és Talajtan, 46:245-258. Kádár, I., Pusztai, A., Sulyok, L. 1987-1988. A meszezés és a műtrágyázás együttes hatásának vizsgálata tenyészedény kísérletben. I. Talajvizsgálati és termés eredmények. Agrokémia és Talajtan, 36-37:223-238. Kádár, I., Szemes, I. 1990. Műtrágyázás és meszezés tartamhatásának vizsgálata savanyú homoktalajon. Növénytermelés, 39:147-155. Kádár, I., Szemes, I. 1994. A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve. MTA TAKI., Budapest. 248 p. Kádár, I., Szemes, I. 2002. A tritikále műtrágyázása savanyú homoktalajon. In.: 50 éves az Acta Agronomica Hungarica. 179-184. Szerk.: Sutka, J., Veisz, O. MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár. Kádár, I., Vass, E. 1988. Napraforgó műtrágyázása és meszezése savanyú homoktalajon. Növénytermelés, 37:541-547. Kádár, I., Szemes, I., Lásztity, B. 1984. Az "évhatás" és a tápláltság összefüggése őszi rozs tartamkísérletben. Növénytermelés, 33:235-241. Kadar I., Marton L., Horvath S. 2000. Mineral fertilisation of potato (Solanum tuberosum L.) on calcareous chernozem soil. Növénytermelés. 49:291-306. Kádár I., Márton L., Láng I. 2012. Az örbottyáni 50 éves örök rozs és egyéb műtrágyázási tartamkísérletek tanulságai. MTA ATK AI, Budapest. ISBN: 978-963-89041-3-3. 172 p. Kenneth, L.R., Jerry, D.E. 1971. Drought injury and resistance in crops. CSSA., Madison. p 88. Késmárki, I., Kajdi, F., Petróczki, F. 2005. A globális klímaváltozás várható hatásai és válaszai a Kisalföld szántóföldi növénytermesztésében. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO21‖ Kutatási Programiroda, 41:66-80. Kismányoky, T. 2005. A globális klímaváltozás hatásai és válaszai Közép- és Dél-Dunántúl szántóföldi növénytermesztésében. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 41:81-94. Kjeldahl, J. 1891. Neue Methode zur Bestimmung des Stickstofts in organischen Körpern. Zeitschr. f. analyt. Chemie, 22:366-382. Kondoros, L. 2007. Globális klímaváltozás és az élővilág. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 49:38-44. Kovácsné Láng, E., Fekete, G. 1995. Miért kellenek hosszú távú ökológiai kutatások ? In.: Magyar Tudomány 95/4 (Szerk.: Csató, É.) Akadémia Kiadó és Nyomda Kft., Budapest, 377-392. 164

Kováts, A., Márton, L., Szabó, L. 1985. A humusz és a pH kapcsolatának elemzése nagyüzemi táblák talajvizsgálati eredményei alapján. Növénytermelés, 34:507-512. Krishna, K.R. 2002. Soil fertility and Food Production. Science Publishers, Enfiels and Plymouth. 465 p. Lakanen, E., Erviö, R. 1971. A comparison of eight extractants for the determination of plant available microelements in soils. Acta Agr. Fenn., 123:223-232. Laszlo Marton. 2007. Precipitation and Fertilization Level Impacts on Winter Rye (Secale cereale L.) Yield. Cereal Research Communications 35(3), pp. 1509–1517. Laszlo Marton. 2008a. Impact of Rainfall, Liming, Nitrogen (N), Phosphorus (P2O5), Potassium (K2O), Calcium (CaO), Magnesium (MgO) Mineral Fertilization on Triticale (× Triticosecale Wittmack) Yield in a Monoculture in Hungary. Cereal Research Communications 36:333-341. Laszlo M. 2008b. Long Term Study of Precipitation and Fertilization Interactions on Winter Wheat (Triticum aestivum L.) Yield in the Nyírlugos Field Trial in Hungary Between 1973 and 1990. Cereal Research Communications. 36:511–522. Laszlo Márton. 2008c. Effect of Precipitation and Fertilization on the Changes in Soil Organic Carbon (SOC). Cereal Research Communications 36(4), pp. 611-622. Laszlo M. 2008d. Climate change and fertilization interactions on pea (Pisum sativum L.) yield. Cereal Research Communications. 36:703-706. Laszlo M, Pereda M.P., Mohinder S.G. 2007. Long term studies of crop yields with changing rainfall and fertilization. Agricultural Engeneering Research, 13:37-47. Laszlo M, Tamas N, Janos T. 2009. Advanced soil science theory and practice. RISSACHAS, Budapest. ISBN: 978-963-87616-7-5. 340 p. L. Marton., F. Sandor., Y.V. Kostyuchenko., P. Konvalina. 2011. Organic Carbon changes over 40-years in a Haplic Luvisol type farmland in Hungary. Journal of Agricultural Science and Technology. A 1. 913-920. Láng, I. 1963. A homoktalajok műtrágyázásának kérdései. MTA Agrártud. Oszt. Közl., 22:431-434. Láng, I. 1964. Probleme der Düngung der Sandböden in Ungarn mit Handelsdüngern. Zeszyty Probl. Post. Nauk Roln., 50:209-219. Láng, G. 1971. Az intenzív műtrágyázás néhány növénytermesztési problémája Magyarországon. Nemz. Mg. Szemle, 15/4. 33-37. Láng, I. 1971. A nitrogén és foszfor érvényesülés, valamint kölcsönhatás tartamkísérletek homoktalajon. MTA Agrártud. Oszt. Közl., 30:507-510. Láng, I. 1972. A burgonya és az őszi rozs műtrágyázása Magyarország homoktalajain. Nemz. Mezőgazd. Szemle, 16:72-75. Láng, I. 1973. Műtrágyázási tartamkísérletek homoktalajokon. Akad. Doktori Disszertáció. Kézirat. MTA., Budapest. Láng, G. 1976. Szántóföldi növénytermesztés. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Láng, I. 1984. Homoktalajok termőképességének fokozása. Agrokémia és Talajtan, 14:75-87. Láng, I. 1993. Bevezetés. In.: Aszály 1983 (Szerk.: Baráth, Cs.-né., Győrffy, B., Harnos, Zs.) KÉE., Budapest. 5-7. Láng, I. 2003a. A globális klímaváltozással kapcsolatos feladatok kutatásának terve. A falu, 18:85-89. Láng, I. 2003b. Bevezető gondolatok ―A globális klímaváltozással összefüggő hazai hatások és az arra adandó válaszok‖ című MTA-KvVM közös kutatási projekthez. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 31:3-8. Láng, I. 2005a. Klímaváltozás és várható hatásai. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 41:3-6. Láng, I. 2005b. Éghajlat és időjárás: változás-hatás-válaszadás. ―AGRO-21‖ Füzetek. 165

―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 43:3-10. Láng, I. 2005c. Bevezető gondolatok a klímaváltozás kockázatához. Magyar Tudomány. 7:786-788. Láng, I. 2006. A klímaváltozásra való felkészülés hazai feladatai. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 48:7-9. Láng, I., Harnos, Zs., Jolánkai, M. 2004. Alkalmazkodási stratégiák klímaváltozás esetére: nemzetközi tapasztalatok-hazai lehetőségek. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 35:70-77. Láng, I., Csete, L., Jolánkai, M. 2007. A globális klímaváltozás: hazai hatások és válaszok. A VAHAVA jelentés. Szaktudás Kiadó Ház. Budapest. 228 p. László, M., Jose, E.M. 2001a. Effects of Crotalaria juncea L. and Crotalaria spectabilis ROOTH on soil fertility and siol conservation in Hungary. Acta Agronomica Óváriensis, 43:1-8. László, M., Silva, J.B.C., José, A.B. 2001b. Ecological friendly dragée technics on different crops and vegetables seeds. Acta Agronomica Óváriensis, 43:9-13. Lásztity, B. 1991. Az őszi árpa vízellátása és a műtrágyázás. Agrokémia és Talajtan, 40:97108. Lásztity, B., Csathó, P. 1994. Tartós NPK műtrágyázás hatásának vizsgálata búza-kukorica dikultúrában. Növénytermelés, 43:157-167. Lásztity, B., Szemes, I., Radics, L. 1993. Műtrágyahatások vizsgálata rozs monokultúrában. Agrokémia és Talajtan, 42:309-324. Liebig, J.V. 1840-1876. Kémia alkalmazása a mezőgazdaságban és a növényélettanban. Szerk.: Kádár, I. 1996. MTA TAKI., Budapest. Lobell, D.B., Asner, G.P. 2003. Climate and management contributions to recent trends in U.S. agricultural yield. Science, 299:1032. Loch, J. 1999. A hazai talajok magnézium ellátottságának jellemzése és a magnéziumtrágyázás. Akadémiai Doktori Értekezés Tézisei, Debrecen. Lőkös, L. 2000. A világ mezőgazdasága. Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest Marosi, S., Somogyi, S. 1990. Magyarország Kistájainak katasztere. I., II. MTA Földrajztudományi Kutató Intézete, Budapest. Marosi, S., Szilárd, J. (Szerk.) 1967. A dunai Alföld. Akadémiai Kiadó, Budapest. 358 p. Marosi, S., Szilárd, J. (Szerk.) 1969. A tiszai Alföld. Akadémiai Kiadó, Budapest. 381 p. Mazsolán, I. 2001. Szóbeli közlés. MTA TAKI Kísérleti Telepe, Nyírlugos Marton L. 2002. Climate fluctuations and the effect of N fertiliser on the yield of rye (Secale cereale L.). Növénytermelés, 512:199-210. Mándy, Gy., Csák, Z. 1965. A burgonya. Akadémiai Kiadó, Budapest. Márton, L. 2000a. Az NPK műtrágyázás hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére. Doktori (Ph.D) Értekezés. VE., Keszthely. 136 p. Márton, L. 2000b. Az NPK műtrágyázás hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére. Doktori (Ph.D) Értekezés Tézisei. VE., Keszthely. Márton, L. 2000c. Effects of NPK fertilizers on potato (Solanum tuberosum L.) yield. Doctoral (Ph.D) Thesis. University of Veszprém, Keszthely. Márton, L. 2001a. Évhatás vizsgálata Tisza-vidéki műtrágyázási tartamkísérletben. Kézirat. SZIE., Gödöllő. Márton, L. 2001b. Évjárat és N-műtrágyázás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére tartamkísérletben. In: Vidékfejlesztés-Környezetgazdálkodás-Mezőgazdaság (Szerk.: Palkovics, M.) VE., Keszthely. pp 924-929. Márton, L. 2002a. Az éghajlatingadozás és a N-műtrágyázás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére. Növénytermelés, 51:199-210. Márton, L. 2002b. Az évhatás elemzése az északkelet-magyarországi, nyírlugosi műtrágyázási 166

tartamkísérletben. A természetes csapadék és a tápanyagellátottság hatása a burgonya (Solanum tuberosum L.) termésére. Növénytermelés, 51:71-87. Márton, L. 2002c. A csapadék-, a tápanyagellátás és az őszi búza (Triticum aestivum L.) termése közötti kapcsolat. Növénytermelés, 51:529-542. Márton, L. 2002d. A csapadék- és a tápanyagellátottság hatásának vizsgálata a triticale termésére tartamkísérletben. Növénytermelés, 51:687-701. Márton, L. 2002e. Évhatás elemzése a nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérletben. I. A csapadék és a tápanyagellátás hatása a rozs (Secale cereale L.) termésére. Agrokémia és Talajtan, 51:447-464. Márton, L. 2004. Szöveges beszámoló a 2004. évi tudományos tevékenységről. MTA TAKI., Budapest. Márton, L. 2005a. A csapadék és a tápanyagellátottság hatása a borsó (Pisum sativum L.) termésére. Növénytermelés, 53:583-598. Márton, L. 2005b. A műtrágyázás és a csapadék változékonyságának hatása a kukorica (Zea mays L.) termésére. Agrokémia és Talajtan, 54:309-324. Márton, L. 2006a. The effects of rainfall, fertilization and soil composition on crop yields in Hungary. ACS-40th Western Regional Meeting; 2006 January 22-25; Anaheim. Orange: American Chemical Society, 2006; 220. Márton, L. 2006b. Natural water supply and fertilization interactions on crops yield in fragile agroecosystem. In: Alper, B., Ken, W. F. H., Orhan, G. Groundwater and Ecosystems. Amsterdam. Springer, 2006; 217-224. Márton, L. 2007a. Precipitation and fertilization level impacts on winter ray (Secale cereale L.) yield. Cereal Research Communications, 35:1509-1517. (IF: 1.037) Márton, L. 2007b. Rainfall, fertilization and liming response on triticale (x Triticosecale W.) yield in the 44 year old Nyírlugos Field Trial between 1999 and 2006. Joint International Conference on Long-term Experiments, Agricultural Research and Natural Resources; 31st May-1st June, 2007; Debrecen-Nyírlugos. Debrecen-Oradea: University of Debrecen Centre of Agricultural Sciences, University Oradea, 2007;51-55. Márton, L. 2007c. Environmental disasters and fertilization impact on crop yield. The Partners in Environmental Technology Technical Symposium and Workshop, SERDP/ESTCP Abstracts; 4-6 December, 2007; Washington D.C. Washington D.C.: SERDP/ESTCP, 2007;75. Márton, L., Pereda, M.P., Grewal, M.S. 2007. Long-term studies of crop yields with changing rainfall and fertilization. Agricultural Engineering Research,13:37-47. (IF: 0.469) Márton, L. 2008a. Manganese requirement of sunflower (Helianthus annuus L.), tobacco (Nicotiana tabacum L.) and triticale (x Triticosecale W.) at early stage of growth. European Journal of Agronomy, 28:586-596. Márton, L. 2008b. Long term study of precipitation and fertilization interactions on winter wheat (Triticum aestivum L.) yield in the Nyírlugos Field Trial in Hungary between 1973 and 1990. Cereal Research Communications, In press. Márton, L. 2008c. Impact of rainfall, liming, nitrogen (N), phosphorus (P2O5), potassium (K2O), calcium (CaO), magnesium (MgO) mineral fertilization on triticale (x Triticosecale W.) yield in a monoculture in Hungary. Cereal Research Communications, 36:333-341. Márton L. 2012. Crop demand of manganese. Environmental Geochemistry and Health, 34:123-134, DOI 10.1007/s10653-011-9405-3. Mészáros, E. 1996. Módosított üvegházhatás. In.: Magyar Tudomány 96/3 (Szerk.: Csató, É.) Akadémia Kiadó és Nyomda Kft., Budapest. 292-297. MÉM NAK. 1979. Műtrágyázási irányelvek és üzemi számítási módszer (Szerk.: Búzás, et. al.). MÉM NAK., Budapest 167

Mika, J. 2005. Globális klímaváltozás, magyarországi sajátosságok. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 41:7-17. Min Park., Hyo-Taek Chon., Laszlo Marton. 2010. Mobility and accumulation of selenium and its relationship with other heavy metals in the system rocks/soils-crops in areas covered by black shale in Korea. Journal of Geochemical Exploration, 107:161-168. Mitra, A.P. 1999. Foreword. In.: Global change series. (Ed.: Uprety, D.C.). IARI., New Delhi. Murray, McL. 1999. Fall rye production. Alberta agriculture, food and rural development, Lacombe. Musgrave, M.E., Strain, B.Y., Siedow, J.N. 1986. Response of two pea hybrids to CO2 enrichment. A test of the energy overflow hypotesis for alternative respiration. Proc. Natl. Acad. Sci., 83:8157-8161. Nadia, E.H.S., Caroline, H. 2002. Organic agriculture, environment and food security. FAO., Rome. 252 p. Nagy, J. 1997. Soil, plant and environment relationships. DAU, Debrecen. Németh, I. 1975. Trágyázás hatása a különféle burgonyafajták hozamának és beltartalmának alakulására. III. Trágyázás és csapadék hatása a különböző burgonyafajták tövenkénti gumószámának alakulására, annak összefüggése a terméssel. Növénytermelés, 24:227234. Németh, I. 2004. A klímaváltozás és a magyarországi mezőgazdaság. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 33:65-69. Németh, T. 1995. Nitrogen in Hungarian Soils – nitrogen management relation to groundwater protection. J. Contam. Hydrology, 20:185-208. Németh, T. 1996. Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma. MTA TAKI., Budapest. Németh, T., Fridrich, Z. 1979. Alapadatok a burgonya tápanyagfelvételi görbéjének kiméréséhez. In: A mezőgazdaság kemizálása. NEVIKI-KAE., 114-121. Keszthely. Németh, T., Kádár, I. 1998. A meszezés tápanyaggazdálkodási vonatkozásai. Gyakorlati Agrofórum, IX. évf. 4:13-16. Nováky, B. 2007. Az ENSZ Éghajlat-változási Kormányközi Testületének jelentése az éghajlatváltozás várható következményiről. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 50:6-11. Palaveev, T., Totev, T. 1983. Kiszlotnoszt‘ pocsv i metodü usztranenija. Moszkva, Kolosz. Panwar B.S., M.S. Grewal., Marton L. 2007. Kinetics of cadmium in different Indian and Hungarian soils: Incubation study at field capacity. Acta Agronomica Hungarica, 55:165-171. Panwar B.S., I. Kadar., B. Bíro., K. Rajkai-Vegh., P. Ragalyi., M. Rekasi., Marton L. 2011. Phytoremediation: Enhanced cadmium (Cd) accumulation by organic manuring, EDTA and Microbial inoculations (Azotobacter sp., Pseudomonas sp.) in indian mustard (Brassica juncea L.). Acta Agronomica Hungarica, 59:101-107. Panwar B.S., L. Marton., I. Kadar., A. Anton., T. Nemeth. 2010. Phytoremediation: A novel green technology to restore soil health. Acta Agronomica Hungarica, 58:443-458. Patrick, J.M. 2002. Global warming. Cato Institute, Washington. Pálfai, I. 2007. Éghajlatváltozás és aszály. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 49:59-65. Pepo, P. 2005. A globális klímaváltozás hatásai és válaszai a Tiszántúl szántóföldi növénytermelésében. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 41:5965. Perrenoud, S. 1983. Potato. Fertilizing for high yield. IPI Bulletin. 8. IPI., Basel. Switzerland. Petrasovits, I. 1988. Az agrohidrológia főbb kérdései. Akadémiai Kiadó, Budapest. Petrasovits, I., Balogh, I. 1975. Növénytermesztés és vízgazdálkodás. Mezőgazdasági Kiadó, 168

Budapest. Plinius, C.S. (i.sz. 23-79): A természet históriája. Fordította: Tóth Sándor. NATURA. 1987. Pannon Nyomda, Veszprém. Pratt, P.F., Bair, F.L. 1962. Cation exchange properties of some acid soils of California. Hilgardia, 689-706. Prjanisnyikov, D.N. 1965. Csasztnoe Zemledelije. Izbrannüe Szocsinenija. II. Izd. ―Kolosz‖, Moszkva. Qi, H. 2003. Climate effects on corn yield in Missouri. Journal of Applied Meteorology, 42:1626-1635. Radics, L. (Szerk.) 1994. Szántóföldi növénytermesztéstan. KÉE Kertészeti Kar, Budapest. Rajendra, K.P. 2004. Foreword. IPCC., New Delhi. Rácz, L. 1999. Climate History of Hungary Since 16th Century: Past, Present and future. Discussion paper. (Serial editor.: Zoltán, G.) Center for Regional Studies of the Hungarian Academy of Sciences, Pécs. 160 p. Rosenzweig, C., Parry, M.L. 1994. Potential impact of climate change on world food supply. Nature, 367:133-137. Röszler, K. 1910. Adatok a búza termesztéséhez és trágyázásához. Orsz. m. kir. növénytermelési kisérleti állomás kiadványa. Magyaróvár, p 59. Runge, E.C. 1968. Effect of rainfall and temperature interaction during the growing season on corn yield. Agron. J., 60:503-507. Russell, C.M., Jennifer, A.B. 1990. Climatic Risk in Crop Production: Models and Management for the Semiarid Tropics and Subtropics. C.A.B. International, Wallingford. Ruzsányi, L. 1996. Az aszály hatása és enyhítésének lehetőségei a növénytermesztésben. In.: Éghajlat, időjárás, aszály II. Az aszály enyhítésének lehetőségei (Szerk.: Cselőtei, L., Harnos, Zs.) KÉE, Budapest. 5-48. Sarkadi, J., Balla, Ané. 1990. Műtrágyázási tartamkísérletek eredményei mészlepedékes csernozjom talajon. III. Kukoricakísérletek. Agrokémia és Talajtan, 39:103-110. Sarkadi, J., Balla, Ané., Miklayné, T.E. 1984. Műtrágyázási tartamkísérletek eredményei mészlepedékes csernozjom talajon. I. NP műtrágyahatások az őszibúza kísérletben. Agrokémia és Talajtan, 33:355-374. Sarkadi, J., Balla, Ané., Miklayné, T.E. 1985. Műtrágyázási tartamkísérletek eredményei mészlepedékes csernozjom talajon. II. K-hatások az őszibúza kísérletben. Agrokémia és Talajtan, 34:130-136. Saxena, N.P. 2003. Management of Agricultural Drought. Agronomic and Generic Options. Science Publishers, Enfield and Plymouth. 209 p. Schofield, R.K. 1950. Effect of pH on electric charges carried by clay particles. J. Soil Sci., 1:1-8. Smith, J.W. 1903. Relation of precipitation to yield of corn. USDA Yearbook 1903. USDA, 215-224. Smith, J.W. 1920. Agricultural meteorology. The effect of weather on crops. Macmillan Comp., New York. SPSS. 2000. SigmaPlot for Windows. Ver. 3.2. Chicago, III.: SPSS, Inc. Starosolszky, Ö. 1995. A klímaváltozás és a hidrológia összefüggései a Kárpát-medencében. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 10:29. Stefanovits, P. 1966. Hazánk homoktalajainak jellemzése. In.: Növénytermesztés homokon. (Szerk.: Antal, J.) 9-22. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest Stefanovits, P. 1975. Talajtan. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Sváb, J. 1979. Többváltozós módszerek a biometriában. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 222 p. 169

Sváb, J. 1981. Biometriai módszerek a kutatásban. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 557 p. Szász, G. 1971. A természetes csapadékviszonyokra épülő növénytermesztés agrometeorológiai kérdései Magyarországon. MTA X. Oszt. Közl., 4:187-198. Szász, G. 1977. Formulae of calculating evapotranspiration and their application in the practice of Hungary. I.C.I.D. International Round Table Conference on Evapotranspiration. Question 3, 1-13. Szász, G. 1981. Az időjárási folyamatok és a termés közötti kapcsolat medellezésének alapjai. Időjárás, 85:334-345. Szász, G. 2005a. Az éghajlat változékonysága és a szántóföldi növények termésingadozása. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 38:59-77. Szász, G. 2005b. Termésingadozást kiváltó éghajlati változékonyság a Kárpát-medencében. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 38:33-69. Szász, G., Tőkei, L. 1997. Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek. Mezőgazda Kiadó, Budapest. Szemes, I. 1986. Műtrágyhatások elemzése meszes homoktalajokon. Kandidátusi értekezés. Budapest Szemes, I., Kádár, I. 1990. Műtrágyázás és meszezés tartamhatásának vizsgálata savanyú homoktalajon. Növénytermelés, 39:147-155. Szemes, I., Lásztity, B., Mazsolán, I. 1984. Adatok a feltöltő PK- műtrágyázás vizsgálatához rozsdabarna erdőtalajon. Növénytermelés, 33:351-356. Szűcs, L. 1965. A mészlepedékes csernozjomok osztályozásának továbbfejlesztése és alkalmazása. Agrokémia és Talajtan, 14:153-170. Takács-Sánta, A. 2005. Éghajlatváltozás a világban és Magyarországon. Alinea KiadóVédegylet, Budapest. 173 p. Timothy, G.R. 1997. Sustainable intensification of agriculture. CIMMYT, Mexico City. Thaer, A. 1809. Az ésszerű mezőgazdaság alapjai. IV. rész. I. fejezet. A trágyázástan. Szerk.: Kádár I. MTA TAKI. Budapest. Torvanger, A., Twena, M., Romstad, B. 2004. Climat change impacts on agricultural productivity in Norway. CICERO Working Paper. CICERO. Blindern. 35 p. Tuba, Z. 2003. Az emelkedő légköri CO2 koncentráció növényökológiai hatásai. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 32:110-127. Udvardy, P. 2010. Növény-és állattani ismeretek. Nyugat-magyarországi Egyetem. Mosonmagyaróvár Uprety, D.C. 1999. Global change series. IARI., New Delhi. Varga-Haszonits, Z. 1995. Az éghajlat változékonysága és a növénytermelés. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 11:46-78. Varga-Haszonits, Z. 2003. Az éghajlatváltozás mezőgazdasági hatásának elemzése, éghajlati szcenáriók. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 31:9-26. Varga-Haszonits, Z. 2005. Az éghajlati változékonyság hatása az agroökoszisztémákra. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 41:29-37. Varga-Haszonits, Z., Varga, Z. 2004. Az éghajlati változékonyság és a természetes periódusok. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 37:23-32. Varga-Haszonits, Z., Varga, Z. 2005. Nyugat-Magyarország éghajlati viszonyai és a kukorica. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 43:71-79. Varga-Haszonits, Z., Varga, Z., Lantos, Zs., Enzsölné Gelencsér, E. 2005. Az 1951-2000 közötti időszak szélsőséges nedvességi értékeinek agroklimatológiai elemzése. ―AGRO21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 46:26-37. Varis, E. 1970. Variation in the quality of table potato and the factors influencing it in Finland. Acta Agr. Fennica, 118. 3:1-99. Várallyay, Gy. 1942. Meszezési kísérletek első évi eredményei. Köztelek, 52:725-726. 170

Várallyay, Gy. 1943. Meszezési kísérletek második évi eredményei. Köztelek, 53:341-342. Várallyay, Gy. 1984. Magyarországi homoktalajok vízgazdálkodási problémái. Agrokémia és Talajtan, 33:159-170. Várallyay, Gy. 1992. Globális klímaváltozások hatása a talajra. Magyar Tudomány, 9:10711076. Várallyay, Gy. 1994. A nyírlugosi tartamkísérlet talajszelvényeinek leírása és laborvizsgálati eredményei. In.: Kádár, I., Szemes, I. 1994. A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve. MTA TAKI, Budapest. Várallyay, Gy. 1997. Environmental relationships of soil water management. In.: Soil, plant and environment relationships. (Ed.: Nagy, J.) 7-32. DAU, Debrecen. Várallyay, Gy. 2004a. Az Agroökológia Kutatási Program (Agroöko-szisztémák környezeti összefüggései és szabályozási lehetőségei). ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 37:5-22. Várallyay, Gy. 2004b. Talaj az agroökosziszták alap-eleme. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO21‖ Kutatási Programiroda, 37:33-49. Várallyay, Gy. 2004c. A talaj vízgazdálkodásának (agro)ökológiai vonatkozásai. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 37:50-70. Várallyay, Gy. 2005. Klímaváltozások lehetséges talajtani hatásai a Kisalföldön. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 43:11-23. Veisz, O. 2005. A növények abiotikus stressztűrése és a biztonságos termelés. Magyar Tudomány. 7:833-836. Veisz, O., Bencze, Sz. 2005. Klímaváltozás és a kalászosok stressztűrő-képessége. ―AGRO21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 46:3-17. Vermes, L. 2004. Agroökológia és vízgazdálkodás. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 37:71-76. Vermes, L. 2006. A nemzeti aszály stratégia. ―AGRO-21‖ Füzetek. ―AGRO-21‖ Kutatási Programiroda, 48:30-33. Villax, Ö. 1937. Növénytermesztés. OMK., Magyaróvár. Voss, R.E., Hanway, J.J., Fuller, W.A. 1970. Influence of soil management and climatic factors on the yield response by corn to N, P and K fertilizer. Agron, J., 62:736-740. Walter, R. 1973. Soil conditions and plant growth. Longman, London. Wan, D.P. 1959. Stikstofbehoefte in afhankelijkheid van het weer in de voorafgaande winter. (Nitrogen requirements as affected by the weather in the preceeding winter) Landbouwk. Tijdschr.'s Grav., 20:679-688. Wetherald, R.T., Manabe, S. 1995. The mechanism of summer dryness induced by greenhouse warming. J. Climate, 8:3096-3108. Wigley, T.M.L. 1999. The science of climate change: Global and U.S. Perspectives. Pew Center on Global Climate Change, 48 p.

171

VI. ÚJ KUTATÁSI IRÁNYOK “NEW RESEARCH DIRECTIONS” 2002, and 2013 VI.1. Effect of precipitation and fertilization on Soil Organic Carbon (SOC) Changes between 1962, and 2002 Introduction Organic carbon in arable soils (SOC) has a favourable effect on soil fertility, soil tilth, crop production (Burke et al. 1989; Jolánkai 2005), and overall soil sustainability, as soil biological activity, biodiversity and soil biological productivity (Houghton et al. 1983; Lal 1995; Lal et al. 1995; Lal et al. 1998; Kirschbaum et al. 2001). SOC regulates, partitions soil water and solute transports, and filters, buffers, degrades, immobilizes, detoxifies organic and inorganic materials, including industrial and municipal by-products and atmospheric deposition (Patron et al. 1987; Burke et al. 1989; Bajtes and Sombroek 1997; Lal 2002; Várallyay 1992, 1994, 2005). SOC stores and cycles nutrients (Voss et al. 1970; Walter 1973; Kádár 1992; Kádár and Szemes 1994; Várallay 1994; Horst 1995) and other elements in the biosphere. With a renewed interest in climate change (CC), soil quality and long-term sustainability interrelations, research on soil organic carbon (SOC) status has taken on new significance, nowadays (Várallyay 2005). This can be explained by the fact that SOC correlates quite well with climate (precipitation) and a number of important soil physical, chemical and microbiological changes as a consequence of fertilization (Adams et al. 1995; Marschner 1995; David et al. 1998; Németh et al. 1998; Barrow et al. 2000; Bryant et al. 2000; Kirschbaum et al. 2001; Rosenzweig and Iglesias 2003; Várallyay 2005; Lásztity 2006). The optimisation of agricultural management for SOC accumulation benefits the sequestration of atmospheric CO2, thereby partially mitigates the current increase in atmospheric CO2 (Houghton et al. 1983; Schlesinger and Andrews 2000; Lal 2001, 2002). In addition to the environmental benefits of soil carbon sequestration (SCS), consideration has also been given to the implementation of a carbon (C) credit trading system, which may provide economic incentives for C sequestration initiatives (Parton et al. 1987; Smith et al. 1997; Metting et al. 2001; Post et al. 2001). Recently, there is a concern that increased precipitation caused by climate change (CC) may reduce SOC in arable soils (Le Houérou 1995; Graef and Haigis 2001; Lal 2002; Wang et al. 2005; Márton 2005, 2007), because of the increased rate of SOC decomposition, and SOC leaching from the upper soil layer to the lower (Trierweiler and Lindsay 1969; Várallyay 2005; Russel and Jennifer 1991). Furthermore, fertilizer input limits (e.g., nitrogen, phosphorus, potassium, etc) for crops have been introduced in Europe to reduce pollution originating from agriculture (Von Blottnitz 2006). In some countries (Germany, Portugal and Spain), where fertilizer limits are applied, crop yields and residue returns are expected to decline, and hence in agricultural systems there may be a reduction in the potential SOC equilibrum (Kádár 1992; Ardö and Olsson 2003; Von Blottnitz 2006). Long-term experiments are ideal for evaluating the complex influences of climate change (CC) (as precipitation) and agricultural practices (as crop fertilization) on changes in soil organic carbon (SOC). As at the moment, little is known about the net-interrelations of the quantity and distribution of precipitation, and NPKCaMg fertilization on altering SOC in soil, the present study aimed to investigate this problem in a long-term field experiment in Hungary.

172

Materials and methods The interrelations among the quantity and distribution of precipitation, mineral fertilization (N, P2O5, K2O, CaO, MgO) and the changes in SOC were studied in a long-term field experiment set up at the Experiment Station of Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences in Nyírlugos (Hungary) in 1962 (Láng, 1973) on a Haplic Luvisol (sandy, acidic lessivated brown forest soil) with different indicator crops [rye (Secale cereale L.), potato (Solanum tuberosum L.), winter wheat (Triticum aestivum L.), lupin (Lupinus albus L.), sunflower (Helianthus annuus L.), grass, barley (Hordeum vulgare L.), tobacco (Nicotiana tabacum L.), triticale (x Triticosecale W.)] for a 40-year period (1962-2002). The experimental station is located in the Debrecen and Nyíregyháza region, found in the East Northern-Eastern part of the country. The area - 160 m above sea level is a typical lowland field with very poor mineral resources in the soil (Marosi and Szilárd 1967). There are no major differences in elevation within the region, but the climate is rather variable. The local climate is somewhat drier in the summer and a bit warmer in the winter than that of the surrounding Hungarian Great Plain. The total number of sunny hours is 1900-2000 per year. The min/max temperatures are about -25 ºC and +35 ºC. The annual mean temperature is 1012 ºC. The area is very windy (SW and NE). It is one of the driest parts of Hungary (Márton 2005) with an annual precipitation of only 520-550 mm (Kádár and Szemes 1994). The distribution of precipitation is uneven and unpredictable. The site is extremely drought sensitive. This is one of the major constraints explaining why plant production is less successful. The groundwater table level is found at a depth of 2-3 m. The initial soil properties at the beginning of the long-term experiment (in 1962) were as follows (Láng 1973): particle-size distribution in the 0-25 cm layer: sand (> 0.05 mm) 7085%, loam (0.05-0.002 mm) 8-20%, clay (< 0.002 mm) 3-6%; clay in colloid accumulation layers: 10-18%; saturation percentage: 25-30; pH(H2O) 5.4; pH(KCl) 4.3; organic matter 0.50.8%; CEC 3-5 meq · 100 g-1. The main chemical characteristics of the plowed (0-25 cm) soil layer in the untreated plots in 1962, 1983, 1988, 1998 and 2002 are presented in Table 1. From 1962 to 1980 the trial included 2 (crops)×2 (plough)×16 (fertilization)×8 (replications) = 512 plots and from 1980 to 2001 32 (fertilization)×4 (replications) = 128 plots in random block design. The gross plot size was 10×5 = 50 m². The fertilizer treatments are show in Table 2, and were applied in the form of Ca-ammonium nitrate (N: 25%), superphosphate (P2O5: 18%), muriate of potash (K2O: 40%), powdered limestone (CaCO3: 96%) and dolomite (MgO: 14%). The crop sequence was potato (tuber)-rye (seed)-wheat (seed)-lupin (protein)-sunflower (oil) in the 1st 20-year period (1963-1983), and sunflower (oil)-grass (forage)-barley (seed)-tobacco (tobacco)-wheat (seed)-triticale (seed) in the 2nd 20-year interval (1983-2002). The 1st and 2nd 20-year crop yield average was 3.37 and 2.47 t · ha-1, respectively (mean 2.9 t · ha-1).

173

Table 1. Chemical soil properties in the plowed (0-30 cm) layer of the untreated control plots of the long-term fertilization experiment on sandy, acidic lessivated brown forest soil (Nyírlugos) in 1963, 1983, 1988, 1998 and 2002 pH Year 1963 1983 1988 1998 2002

H2O

KCl

5.9

4.7 4.16 4.40 3.41 4.1

Hydrolytic acidity

hy1

8.4

0.3

Humus % 0,7 0.35 0.54 0.55 0,56

Total AL-soluble Nitrogen P2O5 K2O mg · kg-1 34

43 67 59 65 54

60 57 90 27 72.8

Table 2. Fertilizer treatments in the long-term fertilization experiment on sandy, acidic lessivated brown forest soil (Nyírlugos) between 1962 and 2002 From 1962 to 1980, kg·ha-1·yr-1 Control N1 = 30 P = 48 (P2O5) N2 = 60 K = 80 (K2O) N3 = 90 Mg = 15 (MgO) N, P, K, Mg combinations Control N2 N2P N2K N2PK N2PKMg

N1 N1P N1K N1PK N1PKMg Level Control 1 2 3

N 0 50 100 150

From 1980, kg·ha-1·yr-1 P2O5 K2O 0 60 120 180

0 60 120 180

N3 N3 P N3 K N3PK N3PKMg CaCO3

MgCO3

0 250 500 1000

0 140 280 0

Precipitation was collected in a BES-01 collector (collecting precipitation on a standard 200 cm² surface) at the Meteorological Station in Napkor. The averaged precipitation (mm) in the 1st 20-year period for the winter half year (WHY) (October-March), the summer half year (SHY) (April-September), and the total year (YT) (October-September) was 228, 288 and 516 mm, while in the 2nd 20-year interval these values were 204, 320 and 523 mm, respectively. Composite soil samples (consisting of 20 cores drawn from the 0-30 cm layer; Ap horizon) were collected randomly from each plot in 1963, 1973, 1983, 1988, 1998 and 2002. After thorough manual root separation the soil samples of all plots were air-dried at 40 ºC, sieved through a 2 mm mesh and ground. For measuring pH (KCl) the suspension was made 1 M L-1 with respect to KCl and stirred. The chemical analysis were carried out on the basis of standard procedures: pH (KCl) (MSZ 08-0206-2, Baranyai et al. 1987); hydrolytic acidity 174

(HA) and exchangeable acidity (hy1) (MSZ-080206-1-78, Baranyai et al. 1987); total N (Bremner and Keeney 1966); phosphorus and potassium (Egnér et al. 1960). Phosphorus was determined by photometry, and potassium by Atomic Emission Spectrophotometry (AES). Soil organic matter (SOM), and soil organic carbon (SOC) contents were determined by the Tyurin method (Baranyai et al. 1987; MSZ-080210-77 protocol). All of the experimental data matrixes were estimated by ANOVA and MANOVA (One and Multivariate Analysis of Variance) by SPSS test (SPSS Inc., 2000). Results are shown on the averaged level of the main effects (N, P, K, Ca, Mg, NP, NK, NPK, NPKCa, NPKMg, NPKCaMg) to enable the summing up of the principal experimental results from the 40-year database. Results and Discussion The dynamics, seasonal changes and mechanisms of SOC in arable soils are essential in understanding and mitigating global climate change in interrelation with crop nutrition. Thus, with a renewed interest in soil quality and long-term sustainability, research on soil organic carbon (SOC) status has taken on new significance. This can be explained by the fact that SOC correlates quite well with climate (as precipitation), and the changes in a number of important soil chemical properties as a consequence of fertilization. In the 1st 20-year period, from 1963 to 1982 SOC yields ranged from 2.32 mg · kg-1 (1.05 Mg · ha-1) to 3.48 mg · kg-1 (1.58 Mg · ha-1) over all treatments. On the control plots SOC changed between 3.02 mg·kg-1 (1.37 Mg · ha-1) and 3.36 mg·kg-1 (1.52 Mg · ha-1), and stabilized at 3.21 mg · kg-1 (1.45 Mg · ha-1). In case of untreated plots and those receiving unfavorable N, NP and NK rates, there was a 10.1%, 31.0%, 11.9% and 13.7% decline in SOC, respectively (Table 3). In the NPK, NPKCa, NPKMg and NPKCaMg treated plots SOC decreased by 11.9%, 13.7%, 22.3% and 13.7% (P0.001 level of significance). In comparison to the control plots there was a 5.0%, 1.3%, 2.5%, 2.5%, 7.3%, 3.7% decrease in the values in the N, NP, NK, NPKCa, NPKMg and NPKCaMg treatments and a 1.6% increase in the NPK-treated plots. In the various treatments the mean SOC mass production was as follows: control: 3.21 mg · kg-1 (1.45 Mg · ha-1), N: 3.05 mg · kg-1 (1.38 Mg · ha-1), NP: 3.17 mg · kg-1 (1.45 Mg · ha-1), NK: 3.13 mg · kg-1 (1.42 Mg · ha-1), NPK: 3.27 mg · kg-1 (1.48 Mg · ha-1), NPKCa: 3.13 mg · kg-1 (1.42 Mg · ha-1), NPKMg: 2.98 mg · kg-1 (1.35 Mg · ha-1), NPKCaMg: 3.09 mg · kg-1 (1.40 Mg·ha-1). It can be stated that in the 1st 20-year period of the trial SOC concentration decreased from 3.36 mg · kg-1 to 2.82 mg · kg-1, and SOC yield from 1.52 Mg · ha-1 to 1.28 Mg · ha-1, in general. The depression in SOC may be due to the higher WHY. In the 2nd 20-year period (1983-2002) of the trial SOC sets changed from 3.13 mg kg-1 (1.42 Mg · ha-1) to 4.47 mg · kg-1 (2.02 Mg · ha-1) in all treatments. In the untreated plots the SOC yields ranged between 3.13 mg · kg-1 (1.42 Mg · ha-1) and 3.83 mg · kg-1 (1.73 Mg · ha-1), and stabilized at 3.40 mg · kg-1 (1.54 Mg · ha-1). Comparing the 1963 mean SOC pool with the 2nd 20-year period‘s SOC pool of the control, N, NP and NK treated plots, it can be seen that the SOC yield was expanded by 1.3%, 12.2%, 24.9% and 17.4%, respectively. In the NPK, NPKCa, NPKMg and NPKCaMg treated soils the SOC stocks significantly (P0.001) increased by 27.2%, 16.3%, 20.8% and 15.1%. Parallelly, yields increased by 10.8%, 23.3%, 15.9%, 25.6%, 14.8%, 19.3% and 13.6% in the case of the control, N, NP, NK, NPK, NPKCa, NPKMg and NPKCaMg treatments.

175

Table 3. The effects of fertilization on the soil organic carbon (SOC) pool (mg · kg-1 and Mg · ha-1, soil bulk density: 0.15 Mg · ha-1) between 1963 and 2002 (Long-term fertilization experiment on sandy, acidic lessivated brown forest soil, Nyírlugos) Treatment

Control N NP NK NPK NPKCa NPKMg NPKCaMg LSD5% Average Control N NP NK NPK NPKCa NPKMg NPKCaMg LSD5% Average

1963 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 3.36 0.0 3.36 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 1.52 0.0 1.52

1973

Sampling year 1983 1988

1998

2002

3.25 3.48 3.19 3.13 3.48 3.13 2.96 3.02 0.29 3.21

SOC, mg · kg-1 3.02 3.13 2.32 3.54 2.96 4.18 2.90 3.65 2.96 4.47 2.90 3.83 2.61 4.06 2.90 4.00 0.87 1.51 2.82 3.86

3.83 3.83 4.35 4.18 4.23 4.12 3.89 3.83 0.93 4.03

3.25 3.94 4.06 4.00 4.12 3.77 4.23 3.77 0.58 3.89

3.31 3.41 3.68 3.54 3.77 3.52 3.52 3.48 0.70 3.53

1.47 1.58 1.45 1.42 1.58 1.42 1.34 1.37 0.13 1.45

SOC, Mg · ha-1 1.37 1.42 1.05 1.60 1.34 1.89 1.31 1.66 1.34 2.02 1.31 1.73 1.18 1.84 1.31 1.81 0.39 0.68 1.28 1.75

1.73 1.73 1.97 1.89 1.92 1.87 1.76 1.73 0.42 1.83

1.47 1.99 1.84 1.81 1.87 1.71 1.92 1.71 0.26 1.79

1.50 1.58 1.67 1.60 1.71 1.59 1.59 1.58 0.31 1.60

Average

Results of the 2nd 20-year experimental term show that SOC concentration grew from 2.82 mg · kg-1 to 3.89 mg · kg-1, and SOC yield from 1.28 Mg · ha-1 to 1.79 Mg · ha-1. The increase in SOC could be attributed to the lower WHY (204 mm) precipitation, higher SHY (320 mm) precipitation, higher NPKCaMg fertilization rate (213 kg · ha-1), and the sunflower-grassbarley-tobacco-wheat-triticale cropping system. Over the 40-year period, the minimum and maximum SOC mean yields were 3.31 mg · kg-1 (1.50 Mg · ha-1) and 3.77 mg · kg-1 (1.71 Mg · ha-1). Without mineral fertilization the SOC pool stabilized at the level of 3.31 mg · kg-1 (1.50 Mg · ha-1). As compared to the untreated plots, the N, NP, NK and NPK treatments led to a significant (P0.001) yield rise of 3.02%, 11.2%, 6.9% and 13.9%, respectively, while the NPKCa, NPKMg or NPKCaMg combinations resulted in an increase of 6.3%, 6.3% and 5.1%. The correlations (R2) between precipitation (mm) of the winter half years (WHY), summer half years (SHY), total years (TY) and soil organic carbon (SOC) stocks (mg kg-1) between 1963 and 2002 are shown in Table 4. The main relationships are characterized mainly by polynominal correlations (winter-half year: R² = 0.7049 at P0.001, summer-half year: R² = 0.9204 at P0.001, year total: R² = 0.6582 at P0.001). The total coefficients (R²) among precipitation and SOC sink fluctuated from 0.65 to 0.92 at P0.001 depending on the different 176

precipitation (mm yr-1), and the fertilization (kg ha-1 yr-1) rates. The correlations (R2) for the winter half years and years total were negative, while they were positive for the summer half years. SOC reserves in soils decreased linearly with increasing rainfall, from 322 to 727 mm yr-1. Table 4. Correlations (R2) between precipitation (mm) of winter half years (WHY), summer half years (SHY), years total (YT), and soil organic carbon (SOC) stock (mg · kg-1) between 1963 and 2002 (Long-term fertilization experiment, sandy, acidic lessivated brown forest soil, Nyírlugos) Winter Half Year (October-March)

Summer Half Year (April-September) Precipitation, mm Minimum 111.5 301.7 Maximum 320.6 372.6 Average 216.1 337.2 Soil Organic Carbon (SOC), mg kg-1 Minimum Maximum Average Precipitation and SOC Model Function Y‘=-1205.5-7.7x+0.02x2 Y‘=1069.8+11.2x-0.02x2 N R2

160 0.7049 (P0.001)

160 0.9204 (P0.001)

Year Total (October-September) 353.0 781.0 567.0 2.32 4.47 3.40 Y‘=-4790.816.8x+0.02x2 160 0.6582 (P0.001)

Summing up our findings, it can be stated that in the 1st 20-year period (from 1962 to 1983) of the trial SOC concentration decreased strongly (16%). The depression in SOC may be due to the higher WHY (228 mm) precipitation, lower SHY (288 mm) precipitation, lower NPKCaMg fertilization level (64 kg · ha-1), and the tuber-seed-seed-protein-oil crop sequence, respectively. Results of the 2nd 20-year experimental term (from 1983 to 2002) show that there was a 38% rise in SOC concentration, which can be attributed to the lower WHY (204 mm) precipitation, higher SHY (320 mm) precipitation, higher NPKCaMg fertilizer rate (213 kg · ha-1), and the oil-forage-seed-tobacco-seed-seed cropping system. Since the 1950s, there has been a significant expansion in the variability experienced by European and Hungarian farmers in term of soil organic carbon (SOC), seasonal precipitation, NPKCaMg fertilization, and cropping changeability has also increased over the same period. The dynamics, seasonal changes and mechanisms of SOC in arable soils are essential in understanding and mitigating global climate change in interrelation with crop nutrition. There is a concern that increasing precipitation as a result of climate change, and reduced fertilizer input may reduce SOC in arable soils, as stated by Le Houérou (1995), Wigley (1999), Graef and Haigis (2001), Lal (2002), Wang et al. (2005) and Márton (2007). If this trend continues, and is aggravated by warming temperatures and a more altering climate, as predicted by climate change forecasts, the livelihoods of many Hungarian and European farmers may be substantially altered. Thus, it should be emphasized that farmers must take into consideration the changeability of climate (WHY and SHY precipitation), fertilization (NPKCaMg), and cropping pattern (tuber-seed-tobacco-protein-oil-forage) to optimize their SOC pool, soil carbon sequestration, soil sustainability and crop management in the nearest future. However, the presented study demonstrated that the properly calibrated and tested long-term experiment-based models are capable of detecting SOC yield responses to climatic (at first 177

winter half year, summer half year and year total precipitation) variations (closely corresponding with the findings of Jolánkai 2005 and Márton et al. 2007) in interaction with several nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium fertilization systems for Hungary and on the European level under the changeable climate conditions. Summary The present study aimed to determine the effect of precipitation and fertilization (NPKCaMg) on the changes in soil organic carbon (SOC) in a long-term field experiment set up in Nyírlugos (Nyírség region, Hungary: N: 47º 41‘ 60‘‘ and E: 22º 2‘ 80‘‘) on a Haplic Luvisol with popular rotation crops. Over the 40 year period, from 1962 to 2002, SOC pool values ranged between 2.32 and 3.36 mg · kg-1. On the untreated control plots the values remained nearly constant (3.31 mg · kg-1: ±0.29 mg · kg-1 and 0.52 mg·kg-1). In the 1st 20-year period, (1963-1982) there was a significant (P0.001) decrease (16%) on all experimental plots, which may be due to the winter half year (WHY) precipitation (228 mm), summer half year (SHY) precipitation (288 mm), the NPKCaMg fertilizer application rate (64 kg · ha-1), and the potato-rye-wheat-lupin-sunflower crop sequence. In the 2nd 20-year period (1983-2002) SOC pool values varied betweem 3.13 and 4.47 mg · kg-1. The 16.9% significant (P0.001) increase 16.9% could be attributed to the lower WHY (204 mm) precipitation, higher SHY (320 mm) precipitation, higher NPKCaMg fertilizer rate (213 kg · ha-1), and the sunflowergrass-barley-tobacco-wheat-triticale cropping system. NPKCaMg fertilization resulted in a significant (P0.001) decline (16.6%) in SOC in comparison to the control plots in the 1st 20year interval, while in the 2nd 20-year period a significant (P0.001) rise (up to 31.9%) was registered. During the 40 experimental years the seasonal correlations (R²) among SOC (mg · kg-1), WHY and SHY precipitation (mm) ranged from 0.3343 to 0.9078 (on the P0.001 significance level). The correlations (R²) on the influence of NPKCaMg fertilization on SOC (mg · kg-1) and precipitation (mm) were significant (P0.001): the means for WHY, SHY and over the 40 years were 0.4691, 0.6171 and 0.6582, respectively. Organic carbon reserves (mg·kg-1) in soils decreased linearly as precipitation increased (from 3.22 to 7.27 mm · yr-1). In case this trend increasing precipitation caused by climate change reduces SOC in arable soils will continue, and is aggravated by warming temperatures and a more altering climate (as predicted by climate change forecasts), the livelihoods of many Hungarian and European farmers may be substantially altered. Thus, farmers must take into consideration the climate (WHY and SHY precipitation), fertilization (NPKCaMg), and cropping (tuber-seed-tobaccoprotein-oil-forage) changeability to optimize their SOC pool, soil carbon sequestration, soil sustainability and crop management in the nearest future. Index words: precipitation, fertilization, SOC Acknowledgements The presented research was supported by the Hungarian Academy of Sciences, and the Hungarian and Spanish Intergovernmental S & T Cooperation Project (E-2/04-OMFB00112/2005) and the Hungarian and Indian Intergovernmental S & T Cooperation Project (IND-3/03/2006-OMFB-00295/2006). Our thanks are also extended to the reviewers and the editor, whose comments helped in improving the clarity of the manuscript.

178

References Adams, R.M., Fleming, R.A., Chang, C.C., McCarl, B.A., Rosenzweig, C. 1995. A reassessment of the economic effects of global climate change on U.S. agriculture. Climatic Change, 30:147-167. Ardö, J., Olsson, L. 2003. Assessment of soil organic carbon in semi-arid Sudan using GIS and the CENTURY model. Journal of Arid Environments 54:633-651. Baranyai, F., Fekete, A., Kovács, I. 1987. Evaluation of the Nutrient Status of Hungarian Soils. (In Hungarian) Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 189 pp. Barrow, E.M., Hulme, M., Semenov, M.A., Brooks, R.J. 2000. Climate change scenarios. In: Climate Change, Climatic Variability and Agriculture in Europe (ed‘s.: Downing, T. E., Harrison, P.A., Butterfield, R.E. and Londsdale, K.G.). European Commision, Brussel Batjes, N.H. 1996. Total carbon and nitrogen in the soils of the world. Eur. J. Soil Sci., 47:151163. Batjes, N.H., Sombroek, W.G. 1997. Possibilities for carbon sequestration in tropical and subtropical soils. Global Change Biology 3:161-173. Bremner, J.M., Keeney, D.R. 1966. Determination and isotope-ratio analysis of different forms of nitrogen in soils. 3. Exchangeable ammonium, nitrate and nitrite by extraction destillation methods. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 30:577-582. Bryant, C.R., Barry, S., Michael, B. 2000. Adaptation in Canadian agriculture to climatic variability and change, Climatic Change. 45:181-201. Burke, I.C., Yonker, C.M., Parton, W.J., Cole, C. V., Flach, K., Schimel, D.S. 1989. Texture, climate, and cultivation effects on soil organic matter context in U.S. grassland soils. Soil Sci. Soci Am. J. 53:800-805. Buyanovsky, G.A., Wagner, G.H. 1998. Carbon cycling in cultivated land and its global significance. Global Change Biology 4:131-141. David, M.L., Kelly, J.B., James, J.O.B. 1998. Impact of ENSO-related climate anomalies on crop yield in the US. Florida State University. Arkansas Egnér, H., Riehm, H., Domingo, W.R. 1960. Untersuchungen über die chemische Bodenanalyse als Grundlage für die Beurteilung des Nahrstoffzustandes der Böden. II. K. Lantbrhögsk, Ann. 26:199. Graef, F., Haigis, J. 2001. Spatial and temporal rainfall variability in the Sahel and its effects on farmers' management strategies. Journal of Arid Environments 48:221-231. Horst, M. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Second Edition. Academic Press, LondonSan Diego. 883 p. Houghton, R.A., Hobbie, J.E., Melillo, J.M., Moore, B., Peterson, B.J., Shaver, G.R., Woodwell, G.M. 1983. Changes in the carbon content of terrestrial biota and soils between 1860 and 1980: a net release of CO2 to the atmosphere. Ecol. Monogr. 53:235262. Jolánkai, M. 2005. Effect of climate change on plant cultivation. (In Hungarian) In: „AGRO21‖ Füzetek. 41: 47–58. Kádár, I. 1992. Principles and methods in plant nutition. RISSAC HAS. Budapest. 398 p. Kirschbaum, M.U.F., Schlamadinger, B., Cannell, M.G.R., Hamburg, S.P., Karjalainen, T., Kurz, W.A., Prisley, S., Schulze, E.D., Singh, T.P. 2001. A generalised approach of accounting for biospheric carbon stock changes under the Kyoto Protocol. Environmental Science and Policy 4:73-85. Lal, R. 1995. Global soil erosion by water and carbon dynamics. p. 131-142. In: Lal, R., Kimble, J., Levine, E., Stewart, B.A. (eds.), Soils and Global Change. Adv. Soil Sci. 179

CRC Press, Boca Raton, FL. Lal, R. 2001. Potential of desertification control to sequester carbon and mitigate the greenhouse effect. Climatic Change 51:35-72. Lal, R. 2002. Soil carbon dynamics in cropland and rangeland. Environmental Pollution 116:353-362. Lal, R., Kimble, J., Follett, R. 1998. Land use and soil C pools in terrestrial ecosystems. p. 110. In: Lal, R., Kimble, J., Follett, R.F., Stewart, B.A. (eds.), Management of Carbon Sequestration in Soil. Adv. Soil Sci. CRC Press, Boca Raton, FL. Lal, R., Kimble, J., Stewart, B.A. 1995. Towards soil management for mitigating the greenhouse effect. p. 373-381. In: Lal, R., Kimble, J., Levine, E., Stewart, B.A. (eds.), Soil Management and Greenhouse Effect. Adv. Soil Sci. CRC Press, Boca Raton, FL. Láng, I. 1973. Műtrágyázási tartamkísérletek homoktalajokon. MTA Doktori Értekezés. MTA TMB. Budapest. Lásztity, B. 2006. Mineral nutrient accumulation in cereals (in Hungarian, with English abstract). Műegyetemi Kiadó, Budapest. Le Houérou, H.N. 1995. Climate change, drought and desertification. Journal of Arid Environments 33:133-185. Marosi, S., Szilárd, J. 1967. Plan of Tisza (in Hungarian). Akadémiai Kiadó, Budapest. Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press, London, United Kingdom. Márton L. 2005. Disasters as drought-, and rainfall excess and artificial fertilization effects on crop yield. In: Proc. Intern. Conf. on Energy, Environment and Disasters-INCEED2005 (Charlotte, 24–30 July, 2005). 49–50. ISEG. Charlotte Márton L., Pereda, M.P., Mohinder, S.G. 2007. Long-term studies of crop yields with changing rainfall and fertilization. Agricultural Engineering Research. 13:37-47. Metting, F.B., Smith, J.L., Amthor, J.S., Izaurralde, R.C. 2001. Science needs and new technology for increasing soil carbon sequestration. Climatic Change 51:11-34. Németh, T., Csathó, P., Anton, A. 1998. Soil carbon dynamics in relation to cropping systems in principal ecoregions of Eastern Europe, with particular regard to Hungarian experiences. p. 255-283. In: Lal, R., Kimble, J. Follett, R.F., Stewart, B.A. (eds.), Management of Carbon Sequestration in Soil. Adv. Soil Sci. CRC Press, Boca Raton, FL. Parton, W.J., Schimel, D.S., Cole, C.V., Ojima, D.S. 1987. Analysis of factors controlling soil organic levels of grasslands in the Great Plains. Soil Science Society of America Journal 51:1173-1179. Post, W.M., Izaurralde, R.C., Mann, R.C.L.K., Bliss, N. 2001. Monitoring and Verifying Changes of Organic Carbon in Soil. Climatic Change 51:73-99. Rosenzweig, C. and Iglesias, A. 2003. Potential impact of climate change on world food supply. Data sets from a major crop modeling study. Socioeconomic Data and Applications Center. Columbia University, New York, USA 28 p. Russell, C.M., Jennifer, A.B. 1991. Climatic Risk in Crop Production: Models and Management for the Semiarid Tropics and Subtropics. C. A. B. International, Wallingford Schlesinger, W.H., Andrews, J.A. 2000. Soil respiration and the global carbon cycle. Biogeochemistry 48:7–20. Smith, P., Smith, J.U., Powlson, D.S., McGill, W.B., Arah, J.R.M., Chertov, O.G., Coleman, K., Frankoe, U., Frolking, S., Jenkinson, D.S., Jensen, L.S., Kelly, R.H., KleinGunnewiek, H., Komarov, A.S., Li, C., Molina, J.A.E., Mueller, T., Parton, W.J.M., Thornley, J.H.M., Whitmore, A.P. 1997. A comparision of the performance of nine soil organic matter models using datasets from seven long-term experiments. Geoderma 180

81:153-225. SPSS. 2000. SigmaPlot for Windows. Ver. 3.2, Chicago, III.: SPSS, Inc Trierweiler, J.F., Lindsay, W.L. 1969. EDTA-ammonium carbonate soil test for zink. Soil. Sci. Soc. Amer. Proc. 33:49-54. Várallyay, Gy. 1992. Effect of Global Climate Change to soil. (In Hungarian). Magyar Tudomány, 9:1071-1076. Várallyay, Gy. 1994. Soil management and environmental relationships in Central and Eastern Europe. Agrokémia és Talajtan. 43:41-66. Várallyay, Gy. 2005. Possible pedological effects of climate changes in the Kisalföld. (In Hungarian) In: „AGRO-21‖ Füzetek. 43:11–23. Von Blottnitz, H., Rabl, A., Boiadjiev, D., Taylor, T., Arnold, S. 2006. Damage costs of nitrogen fertilizer in Europe and their internalisation. Journal of Environmental Planning and Management 49:413-433. Voss, R.E., Hanway, J.J., Fuller, W.A. 1970. Influence of soil management and climatic factors on the yield response by corn to N, P and K fertilizer. Agron, J, 62:736-740. Walter, R. 1973. Soil conditions and plant growth. Longman, London Wang, S.P, Zhou, G.S., Gao, S.H., Guo, J.P. 2005. Soil organic carbon and labile carbon along a precipitation gradient and their responses to some environmental changes. Pedosphere 15:676-680. Wigley, T. M. L. 1999. The science of climate change: Global and U.S. Perspectives. Pew Center on Global Climate Change, 48 pp.

181

VI. 2. Nitrogen fertilization effect on a chernozem meadow soil spatial and temporal CO2 variation and its emission in 2012, and 2013 Introduction Carbon dioxide is naturally present in the atmosphere as part of the Earth's carbon cycle (the natural circulation of carbon among the atmosphere, oceans, soil, plants, and animals). Human activities are altering the carbon cycle-both by adding more CO2 to the atmosphere and by influencing the ability of natural sinks, like forests, to remove CO2 from the atmosphere. While CO2 emissions come from a variety of natural sources, human-related emissions are responsible for the increase that has occurred in the atmosphere since the industrial revolution (XVIII. century) when CO2 concentration was 280 mg/kg, and its growed to 375 mg/kg by human activities, today (IPCC 2007). For example in 2011, CO 2 accounted for about 84% of all U.S. greenhouse gas emissions from human activities (NRC, 2010). Global emissions of carbon dioxide from energy use rose 1.4 percent to 31.6 Gt in 2012, setting a record and putting the planet on course for temperature increases well above international climate goals. Last Thursday (13 May), global atmospheric concentrations of carbon dioxide, as measured atop Hawaii's Mauna Loa volcano, reached 400 parts per million. The good news is that most educated people now have a sense of what that means which would not have been the case 10 years ago. The bad news is that the world is more confused than ever regarding what to do about it (Bill, 2013). Continuing that pace could mean a temperature increase over preindustrial times of as much as 5.3 degrees Celsius (9 degrees Fahrenheit). This puts us on a difficult and dangerous trajectory. If we don‘t do anything between now and 2020, it will be very difficult because there will be a lot of carbon already in the atmosphere and the energy infrastructure will be locked in‖. The energy sector accounts for more than two-thirds of greenhouse gas emissions, so ―energy has a crucial role to play in tackling climate change‖. Its report urged nations to take four steps, including aggressive energy-efficiency measures, by 2015 to keep alive any hope of limiting climate change to 2 degrees Celsius (Stevan, 2013). Agricultural management practices for soils can lead to production and emission of CO2. The large number of different activities that can contribute to CO2 emissions from lands range from fertilizer application to methods of irrigation and tillage. Management of agricultural soils accounts for about half of the emissions from the Agriculture sector. Plants absorb carbon dioxide (CO2) from the atmosphere as they grow, and they store some of the carbon throughout their lifetime. Soils can also store CO2, depending on how the soil is managed. This storage of carbon in plants and soils is called biological carbon sequestration. Because biological sequestration takes CO2 out of the atmosphere, it is also called a greenhouse gas "sink." Emissions or sequestration of CO2 can occur as land uses change. For example, CO2 is exchanged between the atmosphere and the plants and soils on land as former cropland is converted into grassland, as new areas are cultivated and become cropland, or as forests grow. In addition, using biological feedstocks (such as energy crops or wood) for purposes such as electricity generation, input to processes that create liquid fuels, or building materials can lead to emissions or sequestration (USDS, 2010). The carbon-dioxide gas emitted from the soil mainly originates from root respiration, microbiological activity and decomposition of organic matters. The volume and intensity of CO2-emission is in close correlation to the structural state and organic content of the soil, hence it can be considered as a parameter of soil fertility. Measuring CO2-emission, the most important (from agricultural point of view) characteristic of the soil can be directly quantified. As the practice of soil cultivation is changing in Hungary nowadays, consequently soil properties also change that 182

result in the change of the microbiological activity, nutrient dynamics and organic matter profile of the soil. All these have a great influence on plant production. The process of CO 2circulation between the soil and the atmosphere is very changeable in time and space, getting more information on it could contribute to the correct assessment of the microbiological activity corresponding to the actual soil state. Measuring the CO2-emission from the soil can provide several valuable information in the respect of soil utilisation as well. Between agricultural activities N-fertilization is an important plant nutrition intervention, but it‘s effects on arid-soil CO2 emission is not well known, today. The main goal of the our measurements was to determine the effect of Nitrogen fertilization on daily and sesonal CO2emission of an chernozem meadow arid-soil in Kunság-region at Kunmadaras in Hungary. Material and Method Micro-plot field experiment was set up on a chernozem meadow soil in Kunság-region at Kunmadaras, Hungary in 1996. The ploughed layer of soils contained with about 2.6-3.4% humus and 40-42% clay, had a humus stability index of 0.9-2.5, pH (H2O) of 6.5-7.7, pH (KCl) of 5.3-6.8, y1 of 6.7-13.3. The topsoils were supplied with five macronutrients: N-NO3 1 mg . 100 g-1, AL-soluble P2O5 14 mg . 100 g-1, AL-K2O 36 mg . 100 g-1, Ca 330 mg . 100 g1 , Mg 43 mg . 100 g-1 and with four micronutrients (0.5m HNO3 soluble): Cu 1 mg . kg-1, Zn 1 mg . kg-1, Mn 9 mg . kg-1, Fe 80 mg . kg-1) according to soil analysis. The groundwater depth was 2-3 m. The experiment involved 4N treatments in 2 replications, giving a total of 8 plots. The N levels were 0, 100, 200 and 300 kg . ha-1 . year-1 with a 100 kg . ha-1 . year-1 P2O5 and 120 kg . ha-1 . year-1 K2O basic fertilisation in the form of 34% NH4NO3, 18% superphosphate and 60% potassium chloride. The plot size had an area of 3x2=6 m2. The CO2-emission was measured with an ANAGAS CD 98 Carbon Dioxide Analyser (Environmental Leamington Spa Instruments, England, Serial No: 060189) infrared gas analyser with a PORTEX Sample tube 4.0/800/010/250/800 had diameter 4 mm and 24 cm long and 10 plastic (PVC) open chambers of 942 cm3 each. 10% sand had mixed to each chamber to simulate the arid land conditions. The test plant was Crotalaria juncea L. CO2 emission was measured at one day of every weekend by 3 times per day as in the morning, at the midday, and in the afternun under spring, summer, autumn, and winter time from 23 May of 2012 to 23 May of 2013. Weather conditions were under CO2 measurements generaly: wind speed 1.5 m/sec, air pressure changed between 765 mm (1015 mb), suny hours 2500 h/year, daily global solar exposure (total solar energy for a day) range from 18 MJ/m2. Precipitation measured with an simple Hungarian Precipitation Measurer to 1000 cm3. Yearly precipitation was 352 mm. This paper reports of nitrogen loading effects on soil CO2 emission under spring, summer, autumn, and winter time of year 2012, and 2013. Results Generaly soil CO2 emissions include the respiration of both soil organisms and plant roots. At the global scale, rates of soil CO2 efflux correlate significantly with temperature and precipitation; they do not correlate well with soil carbon pools, soil nitrogen pools, or soil C:N. The estimated annual flux of CO2 from soils to the atmosphere is estimated to be 76.5 Pg C yr-1, 1-9 Pg greater than previous global estimates, and 30-60% greater than terrestrial net primary productivity. Historic land cover changes are estimated to have reduced current annual soil CO2 emissions by 0.2-2.0 Pg C yr-1 in comparison with an undisturbed vegetation cover. Soil CO2 fluxes have a pronounced seasonal pattern in most locations, with maximum emissions coinciding with periods of active plant growth.

183

The experimental main results were as follows. Under spring time from 23 February of 2013 to 23 May of 2013 soil CO2 emission was depend on N-fertilization treatments and time of the measurement under day or temperature. The maximum CO2 concentration had 449 ppm at midle of the day (temperature 29.7 0C), and the CO2 concentration in the morning 375 ppm (temperature 21.3 0C) and in the afternun 390 ppm (temperature 26.5 0C), respectively. In the morning control soils emitted 381 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 377 ppm, 200 kg ha-1 N: 367 ppm, and 300 kg ha-1 N: 375 ppm CO2, at the midle of the day the control soils emitted 479 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 449 ppm, 200 kg ha-1 N: 419 ppm, and 300 kg ha-1 N: 449 ppm CO2, and in the afternun the control soils emitted 387 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 396 ppm, 200 kg ha-1 N: 384 ppm, and 300 kg ha-1 N: 392 ppm CO2. The daily fluxes of CO2 emissions can be characterized by y = -66.5x2 + 273.5x + 168 (R2=0.999) modell. This result can be stated that the daily CO2 emission had a maximum at the midle of the day with a significant dependation on temperature. The control soils emitted 417 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 407 ppm, 200 kg ha-1 N: 308 ppm, and 300 kg ha-1 N: 400 ppm CO2. The summer fluxes can be describe by y = -7.3x + 420,5 (R2=0.4909) modell. These results can be stated that in the morning and in the afternun CO2 emission had been lower than 400 ppm (-25 ppm, -10 ppm) cited as a daily maximum Bill in 2013, and in the midle of the day CO2 growed above 400 ppm 49 pmm. Under summer time from 23 May to 23 August of 2012 soil CO2 emission was depend on Nfertilization treatments and time of the measurement under day or temperature. The maximum CO2 concentration had 456 ppm at midle of the day (temperature 31.4 0C), and the CO2 concentration in the morning 406 ppm (temperature 22.3 0C) and in the afternun 400 ppm (temperature 27.7 0C), respectively. In the morning control soils emitted 410 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 424 ppm, 200 kg ha-1 N: 389 ppm, and 300 kg ha-1 N: 395 ppm CO2, at the midle of the day the control soils emitted 455 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 486 ppm, 200 kg ha-1 N: 441 ppm, and 300 kg ha-1 N: 441 ppm CO2, and in the afternun the control soils emitted 410 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 423 ppm, 200 kg ha-1 N: 380 ppm, and 300 kg ha-1 N: 386 ppm CO2. The daily fluxes of CO2 emissions can be characterized by y = -53x2 + 209x + 250 (R2=0.999) modell. This result can be stated that the daily CO2 emission had a maximum at the midle of the day with a significant dependation on temperature. The control soils emitted 425 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 444 ppm, 200 kg ha-1 N: 403 ppm, and 300 kg ha-1 N: 407 ppm CO2. The summer N-treatment fluxes can be describe by y = -3.75x2 + 9.25x + 424,75 (R2=0.4793) modell. These results can be stated that in the morning and in the afternun CO2 emission had been lower than 400 ppm (-18 ppm, -1 ppm) cited as a daily maximum Bill in 2013, and in the midle of the day CO2 growed above 400 ppm 223 pmm. Under autumn time from 23 August to 23 November of 2012 soil CO2 emission was depend on N-fertilization treatments and time of the measurement under day or temperature. The maximum CO2 concentration had 579 ppm at midle of the day (temperature 17.4 0C), and the CO2 concentration in the morning 490 ppm (temperature 11.2 0C) and in the afternun 519 ppm (temperature 11.9 0C), respectively. In the morning control soils emitted 485 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 476 ppm, 200 kg ha-1 N: 503 ppm, and 300 kg ha-1 N: 494 ppm CO2, at the midle of the day the control soils emitted 585 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 575 ppm, 200 kg ha-1 N: 581 ppm, and 300 kg ha-1 N: 574 ppm CO2, and in the afternun the control soils emitted 528 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 525 ppm, 200 kg ha-1 N: 510 ppm, and 300 kg ha-1 N: 512 ppm CO2. The daily fluxes of CO2 emissions can be characterized by y = x2 - 6.2x + 537 (R2=-0.28) modell. This result can be stated that the daily CO2 emission had a maximum at the midle of the day with a significant dependation 184

on temperature. The control soils emitted 533 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 525 ppm, 200 kg ha-1 N: 531 ppm, and 300 kg ha-1 N: 527 ppm CO2. The autumn Ntreatment fluxes can be describe by y = -74.5x2 + 312.5x + 252 (R2=0.999) modell. These results can be stated that in the morning, in the midle of the day, and in the afternun CO2 emission had been higher than 400 ppm (90 ppm, 179 ppm, 119 ppm) cited as a daily maximum Bill in 2013. Under winter time from 23 November of 2012 to 23 February of 2013 soil CO2 emission was no depend on N-fertilization treatments and time of the measurement under day. Te CO2 concentration had a 480 ppm (80 ppm plus to 400 ppm daily maximum as dated Bill in 2013) generaly, because the soils were frosen. Temperature changed between -2, and -10 0C. Our models suggest that soils produce CO2 throughout the year and thereby contribute to the observed arid land increases in atmospheric CO2 concentrations. Our derivation of statistically based estimates of soil CO2 emissions spatial and daily temporal resolution represents the best-resolved estimate to date of global CO2 fluxes from soils and should facilitate investigations of net carbon exchanges between the atmosphere and arid-terrestrial biosphere. Summary Carbon dioxide is naturally present in the atmosphere as part of the Earth's carbon cycle (the natural circulation of carbon among the atmosphere, oceans, soil, plants, and animals). Human activities are altering the carbon cycle-both by adding more CO2 to the atmosphere and by influencing the ability of natural sinks, like forests, to remove CO2 from the atmosphere. While CO2 emissions come from a variety of natural sources, human-related emissions are responsible for the increase that has occurred in the atmosphere since the industrial revolution (XVIII. century) when CO2 concentration was 280 mg/kg, and its growed to 400 mg/kg by human activities, today. Agricultural management practices for soils can lead to production and emission of CO2. The large number of different activities that can contribute to CO2 emissions from lands range from fertilizer application to methods of irrigation and tillage. Management of agricultural soils accounts for about half of the emissions from the Agriculture sector. Measuring the CO2-emission from the soil can provide several valuable information in the respect of soil utilisation as well. Micro-plot field experiment was set up on a chernozem meadow soil in Kunság-region at Kunmadaras, Hungary in 1996. The ploughed layer of soils contained with about 2.6-3.4% humus and 4042% clay, had a humus stability index of 0.9-2.5, pH (H2O) of 6.5-7.7, pH (KCl) of 5.3-6.8, y1 of 6.7-13.3. The topsoils were supplied with five macronutrients: N-NO3 1 mg . 100 g-1, AL-soluble P2O5 14 mg . 100 g-1, AL-K2O 36 mg . 100 g-1, Ca 330 mg . 100 g-1, Mg 43 mg . 100 g-1 and with four micronutrients (0.5m HNO3 soluble): Cu 1 mg . kg-1, Zn 1 mg . kg-1, Mn 9 mg . kg-1, Fe 80 mg . kg-1) according to soil analysis. The groundwater depth was 2-3 m. The experiment involved 4N treatments in 2 replications, giving a total of 8 plots. The N levels were 0, 100, 200 and 300 kg . ha-1 . year-1 with a 100 kg . ha-1 . year-1 P2O5 and 120 kg . ha-1 . year-1 K2O basic fertilisation in the form of 34% NH4NO3, 18% superphosphate and 60% potassium chloride. The plot size had an area of 3x2=6 m2. The CO2-emission was measured with an ANAGAS CD 98 Carbon Dioxide Analyser (Environmental Leamington Spa Instruments, England, Serial No: 060189) infrared gas analyser with a PORTEX Sample tube 4.0/800/010/250/800 had diameter 4 mm and 24 cm long and 10 plastic (PVC) open chambers of 942 cm3 each. 10% sand had mixed to each chamber to simulate the arid land conditions. The test plant was Crotalaria juncea L. CO2 emission was measured at one day of every weekend by 3 times per day as in the morning, at the midday, and in the afternun under spring, summer, autumn, and winter time from 23 May of 2012 to 23 May of 2013. 185

The main results were as follows. Under spring time the maximum CO2 concentration had 449 ppm at midle of the day (temperature 29.7 0C), and the CO2 concentration in the morning 375 ppm (temperature 21.3 0C) and in the afternun 390 ppm (temperature 26.5 0C), respectively. In the morning control soils emitted 381 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 377 ppm, 200 kg ha-1 N: 367 ppm, and 300 kg ha-1 N: 375 ppm CO2, at the midle of the day the control soils emitted 479 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 449 ppm, 200 kg ha-1 N: 419 ppm, and 300 kg ha-1 N: 449 ppm CO2, and in the afternun the control soils emitted 387 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 396 ppm, 200 kg ha-1 N: 384 ppm, and 300 kg ha-1 N: 392 ppm CO2. The daily fluxes of CO2 emissions can be characterized by y = -66.5x2 + 273.5x + 168 (R2=0.999) modell. This result can be stated that the daily CO2 emission had a maximum at the midle of the day with a significant dependation on temperature. The control soils emitted 417 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 407 ppm, 200 kg ha-1 N: 308 ppm, and 300 kg ha-1 N: 400 ppm CO2. The summer fluxes can be describe by y = -7.3x + 420,5 (R2=0.4909) modell. These results can be stated that in the morning and in the afternun CO2 emission had been lower than 400 ppm (-25 ppm, -10 ppm) cited as a daily maximum Bill in 2013, and in the midle of the day CO2 growed above 400 ppm 49 pmm. Under summer time the maximum CO2 concentration had 456 ppm at midle of the day (temperature 31.4 0C), and the CO2 concentration in the morning 406 ppm (temperature 22.3 0 C) and in the afternun 400 ppm (temperature 27.7 0C), respectively. In the morning control soils emitted 410 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 424 ppm, 200 kg ha-1 N: 389 ppm, and 300 kg ha-1 N: 395 ppm CO2, at the midle of the day the control soils emitted 455 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 486 ppm, 200 kg ha-1 N: 441 ppm, and 300 kg ha-1 N: 441 ppm CO2, and in the afternun the control soils emitted 410 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 423 ppm, 200 kg ha-1 N: 380 ppm, and 300 kg ha-1 N: 386 ppm CO2. The daily fluxes of CO2 emissions can be characterized by y = -53x2 + 209x + 250 (R2=0.999) modell. This result can be stated that the daily CO2 emission had a maximum at the midle of the day with a significant dependation on temperature. The control soils emitted 425 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 444 ppm, 200 kg ha-1 N: 403 ppm, and 300 kg ha-1 N: 407 ppm CO2. The summer N-treatment fluxes can be describe by y = -3.75x2 + 9.25x + 424,75 (R2=0.4793) modell. These results can be stated that in the morning and in the afternun CO2 emission had been lower than 400 ppm (18 ppm, -1 ppm) cited as a daily maximum Bill in 2013, and in the midle of the day CO2 growed above 400 ppm 223 pmm. Under autumn time the maximum CO2 concentration had 579 ppm at midle of the day (temperature 17.4 0C), and the CO2 concentration in the morning 490 ppm (temperature 11.2 0 C) and in the afternun 519 ppm (temperature 11.9 0C), respectively. In the morning control soils emitted 485 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 476 ppm, 200 kg ha-1 N: 503 ppm, and 300 kg ha-1 N: 494 ppm CO2, at the midle of the day the control soils emitted 585 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 575 ppm, 200 kg ha-1 N: 581 ppm, and 300 kg ha-1 N: 574 ppm CO2, and in the afternun the control soils emitted 528 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 525 ppm, 200 kg ha-1 N: 510 ppm, and 300 kg ha-1 N: 512 ppm CO2. The daily fluxes of CO2 emissions can be characterized by y = x2 - 6.2x + 537 (R2=0.28) modell. This result can be stated that the daily CO2 emission had a maximum at the midle of the day with a significant dependation on temperature. The control soils emitted 533 ppm CO2, and the treatments of N 100 kg ha-1 525 ppm, 200 kg ha-1 N: 531 ppm, and 300 kg ha-1 N: 527 ppm CO2. The autumn N-treatment fluxes can be describe by y = -74.5x2 + 312.5x + 252 (R2=0.999) modell. These results can be stated that in the morning, in the midle 186

of the day, and in the afternun CO2 emission had been higher than 400 ppm (90 ppm, 179 ppm, 119 ppm) cited as a daily maximum Bill in 2013. Under winter time the CO2 concentration had a 480 ppm (80 ppm plus to 400 ppm daily maximum as dated Bill in 2013) generaly, because the soils were frosen. Temperature changed between -2, and -10 0C. Our models suggest that soils produce CO2 throughout the year and thereby contribute to the observed arid land increases in atmospheric CO2 concentrations. Our derivation of statistically based estimates of soil CO2 emissions spatial and daily temporal resolution represents the best-resolved estimate to date of global CO2 fluxes from soils and should facilitate investigations of net carbon exchanges between the atmosphere and arid-terrestrial biosphere. References Bill Sweet, 2013. Global CO2 reached 400 Past Per Million, GMT, New York, USA IPCC, 2007. Climate Change, 2007. IPCC Report. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA NRC. 2010. Advancing the Science of Climate Change. National Research Council. The National Academies Press, Washington, DC, USA Raich, J. W. and C. S. Potter. 1995. Global Patterns of Carbon Dioxide Emissions from Soils. Global Biogeochemical Cycles 9(1)23-36. doi: 10.3334/CDIAC/lue.db1015 Stevan, M. 2013. Carbon dioxide emissions 1.4 percent in 2012. IEA Report. International Energy Agency, Washington, USA USDS (United States Department of State) 2010. U.S. Climate Action Report 2010. Washington, USA, Global Publishing Services, June 2010

187

VI. 3. Manganese requirement of sunflower (Helianthus annuus L.), tobacco (Nicotiana tabacum L.) and triticale (x Triticosecale W.) at early stages of growth in 1983, 1988, and 1998 Introduction Manganese-deficient soils are widely distribuited around the world (Aubert and Pinta, 1977; Iain, 1983; Adriano, 1986; Wong et al., 1998; Alina, 2000), including the Great Hungarian Plain (IPCS, 1981; Sillanpää, 1982; Baranyai et al., 1987; David and Philippe, 1995; Alina, 2000; Howe et al., 2004). When savanna land is cultivated, a large amount of nitrogen, phosphatic and potassic fertilizer, which usually no contains manganese materials, must be applied. Loam has sometimes also been recommended for soil amelioration (Sumner, 1993; Ritchey and de Sousa, 1997; Kiyoko et al., 2005). Although these applications are considered to be fundamental for increasing soil N, P and K availability in the area, it is not always recognized that Mn is simultaneously added to the soils. Maintance of field Mn fertility is often overlooked, and Mn deficiency symptoms in crops are sometimes confused with Fe and Mg deficiency. Since concentrated fertilizers with low Mn content are now widely used, Mn deficiency problems appear more often. Numerous studies have shown that soil manganese exists principally in two forms: as the divalent cation Mn2+, soluble, mobile, easily available, and as the tetravalent cation Mn4+, practically insoluble, non mobile and unavailable for plants (Aubert and Pinta, 1977). Manganese materials are easily remobilised and leached by precipitation and often accumulate in subsoil layers (IPCS, 1981). Singh (1974) applied 54Mnlabelled MnSO4 and rain water equivalent to 300 mm precipitation to surface soil columns and determined the residual Mn2+ distribution in soil layers. He lighted that Mn2+ moved to a depth of 18 cm in soil A-horizon and throughout the whole of soil B-horizon, although a higher concentration of Mn2+ was retained by the upper 3 cm of soil. A similar pattern but with relatively higher contents at depths below 3 cm resulted on leaching with water equivalent to 1200 mm of precipitation. Hadimani et al. (1974) measured the effect of watersoluble organic substances from teak-, bamboo-, eucaliptus-, and wild curry leaves, casurina needles, citric acid, glucose solution, and destilled water on the manganese distribution in sandy soil column layers in a semiarid environment. They found that organic extracts as well as citric acid caused movement of manganese but retained it presumably in the form of organo-mineral complex in the upper layers of soil columns. In soil column loaded with glucose solution in which case the manganese moved and accumulated in deeper layears. Column treated with destilled water also showed movement of manganese for deeper layers. Manganese deficiency symptoms more commonly occur at early stages of growth in fields but disappear at later stages once roots reach deeper layers of soil where there is substantial amount of accumulated Mn2+. Sillanpää (1982), Baranyai et al., (1987) and Fehér (2005) examined five Hungarian sandy soils (World Reference Base for Soil Resources: Lamellic Arenosol) and showed that the organic Mn2+ concentration in the A-horizon soils decreased to two-quarter about 20 yr of cropping. Presently, increased yields may accelerate this tendency. Shihau et al. (2004) studied manganese deficiency in wheat (Triticum aestivum L.) under rice (Oryza sativa L.) and wheat rotation in most rice growing areas in China and showed that the both total and available Mn increased with soil depth in soils with rice-wheat rotations showing significant spatial variability of Mn in the soil profile. Manganese leaching was the main pathway for Mn loss in coarse-textured soil with high pH, while excessive Mn upptake was the main pathway for Mn loss in clay-textured and acid soil. When the Mn was deficient in the topsoil, sufficient Mn in the subsoil contributed to better growth and Mn nutrition of Wheat but insufficient Mn in the subsoil resulted in Mn deficiency in Wheat. 188

Baranyai et al., (1987) showed that Mn soil concentration at 68 mg . kg-1 was the optimum for maximum 9 t . ha-1 yield of winter wheat (Triticum aestivum L.) under early phenological stages and that one mg . kg-1 Mn increse in concentration would result in a reduction of approximately 65 kg . ha-1 grain yield at harvest. Lásztity (2006) also found that Mn applied at before seeding in nitrogen (0.2 g . kg-1), phosphorous (20.1 g . kg-1) and potassium (2.1 g . kg1 ) fertilizers (Kádár 1991) significantly increased Mn accumulation in shoot dry weight to 550 g . ha-1 Mn, shoot dry weight and grain yield of winter wheat (Triticum aestivum L.), but Mn at flowering did not. Furthermore, Mn fertility of the surface soil horizon is important for vigorous crop growth at early stage to control weeds. However, little attention has been paid to rhizosphere effects of crop plants at an agroecosystem level. Heenam and Chambel (1981) showed that Mn application in substrate at 3.1 µM was the optimum for maximum uptake in soyabean [Glycine max (L.) Merr.] roots at eary stage and that an increse in application would result in a reduction of approximately 1.7 µM in Mn uptake to 275 µM. Zhang et al., (2004) presented that in a Chainian rotation system of rice (Oriza sativa L.)-wheat (Triticum aestivum L) crops, Mn deficiency in Wheat was caused by excessive Mn uptake by Rice and Mn leaching from topsoli to subsoil due to periodic cycles of flooding and drying. Furthermore, wheat genotypes tolerant to Mn deficiency tended to distribute more rooths to deeper soil layer and thus expanded their rhizosphere zones in the Mn-deficient soils and utilize Mn from the subsoil. Deep ploughing also helped root penetration into subsoil and was propitious to correcting Mn deficiency in Wheat rotated with rice. In comparison oilseed rape (Brassica napus L.) took up more Mn that wheat through mobilizing sparingly soluble soil Mn due to acidification and reduction processes in the rhizosphere. Thus oilseed rape was tolerant to the Mn-deficient conditions in the rice-oilseed rape rotation. Masoni et al., (1996) presented that Mn-deficient rhizosphere of sunflower (Helianthus annuus L.) plant at eary stage of growth in greenhouse conditions reduced leaf chlorophyll concentration, and subsequently this reduction increased leaf reflectance and transmittance spectra, decreased leaf absorptance, and shortened the red-edge position, defined as the inflection point that occourred in the rapid transition between red and near-infrared. Early physiological effects of developing Mn toxicity in young leaves of burley tobacco (Nicotiana tabacum L.) in glasshouse water cultured plants grown at high (summer) and low (winter) photon flux Mn accumulation by leaves increased rapidly from 70 on day 0 to 1700 and 5000 microgram per gram dry matter, and net photosynthesis declined by 20 and 60% after 1 and 9 days, respectively (Nable et al., 1988). Besides, Mn deficiency problems will decrease if Mn is supplemented at early growth stages. Manganese concentration in crop tissues decreases over time (Bérczi et al., 1983; Heitholt et al., 2002; Alina and Henryk 2001). For Rice, the critical leaf Mn concentration ranged from 3.8 to 4.0 g . kg-1 (Dobbermann and Fairhurst, 2000); for Clover, it ranged from 1.8 to 2.0 g . kg-1 (Nable et al., 1984). Accordingly, the Mn criterion of crop at the early stage should be considered as well as that at the minimum growth stage. The objectives of these study were to evaluate some of the popular rotation crops grown in Hungary for tolerance to low external Mn levels and to determine the critical concentration for Mn deficiency during the early stages of growth under NPKCaMg fertilization induced field conditions in soil culture. Materials and methods Experimental site and general conditions The study was conducted under NPKCaMg induced field conditions on Experiment Station of the Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry Centre for Agricultural Research, 189

Hungarian Academy of Sciences at Nyírlugos city (47° 44‘ 60‘‘N, 22° 8‘ 80‘‘E), Hungary. The experiment station at Nyírlugos city (Map 2) inside of Debrecen and Nyíregyháza region is implemented in the so-called ―Northern Great Plain‖ that is located in the Eastern-NorthEastern part of Hungary, and it has been managed since 1962. This area is located 160 m above sea level. It is a typical lowland field with very poor mineral resources in the soil. There are no major differences in elevation within the region, but the climate is rather variable. The local climate is somewhat dryer in the summer and a bit warmer in the winter than in the surrounding Hungarian Great Plain. The total number of sunny hours is 1900-2000 per year. The min/max temperature are about -25 Cº and +35 Cº interval. The annual mean temperature is 10-12 0C. The area is very windy (SW and NE). It is one of the driest parts of Hungary (Márton, 2005) with an annual precipitation of only 520-550 mm according to the Kádár and Szemes (1994). The distribution of precipitation is rather uneven and unpredictable. The site is extremely drought sensitive. This is one of the major constraints explaining why plant production is less successful. The watertable level found at a depth of 23 m. Experiment soil, fertilizer treatments and management The field experiment was set up on a sandy acidic lessivated brown forest soil; Haplic Luvisol in 1962 (Láng, 1973). Soil texture had a particle-size distribution in plow-layer (0-25cm) sand over 0.05 mm 70-85%, loam 0.05-0.002 mm 8-20%, clay under 0.002 mm 3-6%. Clay in colloid accumulation layers makes up to 10-18%. The saturation percentage was 25-30, pH (H2O) 5.4, pH (KCl) 4.3, organic matter 0.5-0.8%, CEC 3-5 meq 100 g-1. The trial covered five fertilizers (nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium) in 32 treatments, with four replications, and with a total 128 plots in randomised block design. Each plot had a 5x10=50m2 plot size. The forms of fertilizers applied were Ca-ammonium nitrate, superphosphate, muriate of potash, powdered limestone and dolomite. The crop sequence of trial was potato-rye in the first 10 years (1963-1972), than potato-winter wheat (8 years; 1973-1980), than followed different crops the next 10 years [like white lupine (1981), wheat (1982), sunflower (1983-1984), grass (1985-1986), barley (1987), tobacco (1988), wheat (1989-1990)]. From 1991, from the 29th year of the trial, there is a triticale monoculture established which is a now 17 years old. The crops used for this presentation were sunflower (Helianthus annuus L., cultivar:‘HNK 81‘) in 1983, tobacco (Nicotiana tabacum L., cultivar:‘Hevesi 11‘) in 1988, and triticale (x Triticosecale W., cultivar:‘Presto‘) in 1998, as a single year for each crop testing. The seeds were sowing sunflower at April 10, 1983; tobacco at May 27, 1988; and triticale at October 03, 1997; and were allowed to grown in line of Láng (1976) for sunflower 73 d, for tobacco 50 d, and triticale 191 d so to reach a phenologycal stage of sunflower 5-7 leaves, of tobacco 4-6 leaves, and of triticale shooting, respectivelly. The triticale trial were only treated with herbicide (DMA-6; 2,4-D: 1 l ha-1) accordingly by Ocskó et al., (1996) in 1998, and experiments were no treated with fungicides. Soil sampling and analysis Soil samples (0-20 cm depth; A-horizon) were collected using a 20 mm diameter core sampler in each cultivation cycle at sunflower of June 21, 1983; at tobacco of August 11, 1988; and at triticale of April 22, 1998. At each sampling, twenty soil cores per plot were randomly taken from each plot to make a composite sample. After thorough manual root separation the soil samples of all plots were air-dried, sieved with a 2 mm mesh screen. For measuring pH(KCl) the suspension was made 1 M L-1 with respect to KCl and stirred. The pH (KCl) was measured after 24 hours from a restirred suspension by MSZ 08-0206-2 method (Barnyai et 190

al., 1987). Organic matter was determined by Tyurin method (Barnyai et al., 1987). 0.2-1.0 g of soil, 10 cm3 0.067 M L-1 K2Cr2O7 and about of 20 cm3 cc. H2SO4 were put into a 400 cm3 flask. The mixture was kept for 5 minutes on a hot water bath, allowed to cool for 1 hour, 100 cm3 of water were added, and was measured with Mohr‘s salt; ferrous- ammonium sulphate [FeSO4(NH4)2SO4*6H2O] titrimetrically. Phosphorus and potassium was extracted with 0.14 N ammonium-lactate + 0.4 N acetic acid (Egnér et al., 1960), and determined by Inductively Coupled Plasma Spectrometry (ICP-AES‗JY 238 Ultrace‘) technics. CaCO3 equivalent of soil was determined by a method described by Trierweiler and Lindsay (1969). Magnesium was extracted with 100 cm3 1 M L-1 KCl, 1 hour shaking, and was determined by ICP-AES‗JY 238 Ultrace‘ technics (Baranyai et al., 1987). The soil Mnn+ content was extracted 50 cm3 0.05 M L-1 Na2EDTA+0.1 M L-1 KCl, 2 hours shaking, and was assessed by ICP-AES ‗JY 238 Ultrace‘ technics (Baranyai et al., 1987) in case of sunflower and tobacco, and 50 cm3 0.5 M L-1 NH4-acetate + 0.02 M L-1 EDTA, pH: 4.65, 1 hour shaking (Lakanen and Erviö, 1971), and was assessed by ICP-AES ‗JY 238 Ultrace‘ technics in case of triticale. Soil chemical properties By the soil analysis results the main soil properties were as succeeding in case of sunflower in 1983: pHKCl from 4.0 to 5.7, organic matter from 0.4 to 0.7%, ammonium lactate -P2O5 from 51.0 to 222.0 mg kg-1, ammonium lactate-K2O from 94.0 to 144.0 mg kg-1, Ca from 155.0 to 260.0 mg kg-1, Mg from 20.0 to 53.0 mg kg-1, and Mnn+ from 29.0 to 74.0 mg kg-1; tobacco in 1988: pHKCl from 3.8 to 4.3, organic matter from 0.6 to 0.8%, ammonium lactate-P2O5 from 56.0 to 199.0 mg kg-1, ammonium lactate-K2O from 85.0 to 163.0 mg kg-1, Ca from 218.0 to 240.0 mg kg-1, Mg from 29.0 to 60.0 mg kg-1, and Mnn+ from 22.1 to 33.1 mg kg-1; triticale in 1998: pHKCl from 3.4 to 5.2, organic matter from 0.6 to 0.8%, ammonium lactate-P2O5 from 63.0 to 144.0 mg kg-1, ammonium lactate-K2O from 37.0 to 110.0 mg kg-1, Ca from 18.0 to 299.0 mg kg-1, Mg from 3.6 to 42.1 mg kg-1, and Mnn+ from 8.5 to 35.8 mg kg-1. Plant sampling and analysis Composite aboveground plant samples (ABP) were taken from all the experimental plots at a phenologycal stage of sunflower‘s 5-7 leaves, of tobacco‘s 4-6 leaves, of triticale‘s shooting, and of sunflower 20-20 plants, of tobacco 10-10 plants, of triticale 1-1 m2 plant material per plot, and sunflower on June 21, 1983; tobacco on July 15, 1988; and triticale on May 12, 1998. Crop was cut, and dried in an over at 650C, and weighted. Crop tissue Mnn+ concentration was determined using ICP-AES‗JY 238 Ultrace‘ technics after microwave digestion using cc. HNO3 + cc. H2O2. Crop Mn2+ properties By the plant analysis results the crop Mn2+ properties were changed in case of sunflower from 62.0 to 263.0 mg kg-1, of tobacco from 435.0 to 531.0 mg kg-1, and of triticale from 186.0 to 398.0 mg kg-1. Experimental soil Mn2+ data selection for treatments From the all soil Mn2+ analysis results the content of 42.5, 46.0, 48.0, 55.5, 65.0, 68.0, and 70.0 mg kg-1 (sunflower); 23.7, 24.3, 24.9, 27.2, 31.3, 32.1, and 33.7 mg kg-1 (tobacco); 10.3, 17.0, 20.4, 28.7, 29.6, 32.2, and 32.7 mg kg-1 (triticale)(Mn-1, Mn-2……Mn-7) was selected, and used as a Mn2+ ―treatment‖ in each crop. 191

Statistical analysis The results were analysed by ANOVA and MANOVA, cosidering the treatment as the independent variable. All statistical analyses were carried out with the program SPPS 11.0 for Windows. All values are expressed as mean values. Significant statistical differences of all variables between the different treatments were established by the Tukey‘s test at p<0.05. A correlation matrix was calculated with the values of the different parameters. The significance levels (p<0.01 and p<0.05) are based on the Pearson coefficients. Results Crop growth All crops were at juvenile stage at sampling. Growth of the tested crops stopped in the abscense of Mn supply (Mn-1 treatment) sunflower 73 d, tobacco 50 d, and triticale 191 d after to sowing. All species would Mn deficiency symptoms in the Mn-1 and Mn-2 treatments, namely yellowing leaves appearing areas between veins, while the veins themselves remain green, and dies producing elongated holes in all crops. These symptoms can also be seen in the presence of excess iron because this condition can block the uptake of manganese. In the Mn-1 teratment, only triticale showed a slight leaf yellowing. Leaf and shoot (ABP) dry weight of all crops in the Mn-1 treatment was small (0.45 to 35.0 g plant-1), but the weight differed among crops in treatments from Mn-2 to Mn-7. Dry weight (ABP) increased with external Mn concentration, and all crops reached the optimum growth range in the treatments from Mn-2 to Mn-7. The ABP‘s dry weight of all crops decreased in the Mn-5 to Mn-7 (sunflower: Mn-5 to Mn-7, tobacco: Mn-6 to Mn-7, triticale: Mn-5 to Mn-7) treatments. For Tobacco, average ABP‘s dry weight of treatments from Mn-3 to Mn-6, for sunflower and triticale from Mn-2 to Mn-6 (where crop growth remained in the optimun range) was used as a control (100% reference) to compare the growth response to external Mn concentration among the crops. Manganese treatments significantly (p<0.01) affected relative ABP‘s dry weights. The relative ABP‘s dry weights were significantly (p<0.01) different among crops, and the growth response to different Mn treatments varied significantly (p<0.01) among crops. The latest significant difference at the 5% level (LSD0.05) between any pair of relative ABP‘s dry weights was 24%. Relative ABP‘s dry weight of the tested crops in the treatments from Mn-1 to Mn-7. Values in the Mn-1 treatment were omitted since the Mn concentration (x axis) was represented by a logarithmic scale to express the results of the responses to low external Mn concentration more clearly. The ABP‘s relative dry weight of tobacco was about for 60% or more in the Mn-2 treatment. The relative ABP‘s dry weight of Triticale was less than 80% in the Mn-2 treatment but increased to about 85% in the Mn-3 treatment. The relative ABP‘s dry weight of sunflower was 90% or more in the Mn-1 and Mn-3 treatments. Manganese concentration in crop tissue Manganese concentration in leaf and shoot (ABP) was significantly (p<0.01) affected both by Mn treatment and crop species. The response of tissue Mn concentration to Mn treatment significantly (p<0.01) differed among crops. The LSD0.05 among any pair of treatments was 0.30 g kg-1 in case of sunflower, 0.81 g kg-1 in case of triticale, and 5.3 g kg-1 in case of tobacco. Manganese concentration increased with external Mn concentration from the Mn-1 to Mn-4 treatments, ranging from 6.20 to 53.1 g kg-1 in the LS‘s dry matter (Fig. 4). The Mn 192

concentration in all crop tissues greatly increased in Mn-2 treatment and remained about constant up to Mn-2 treatment except for tobacco where the tissue Mn concentration continued to increase with external Mn concentration. The Mn concentration from the Mn-2 to Mn-4 treatments ranged from 6.20 g kg-1 to 53.1 g kg-1 in ABP‘s dry matter. Sunflower and triticale Mn concentration reached maximum value at Mn-6 and Mn-6 treatment, tobacco at Mn-4. And from the Mn-4 to Mn-7 treatments ranged from 6.20 g kg-1 to 53.10 g kg-1. The Mn concentration of sunflower and triticale was lower from Mn-1 to Mn-7 than tobacco Mn1. Mn concentration was about similar in case of sunflower and triticale from Mn-4 to Mn-7 treatments, and were ranged from 6.20 g kg-1 to 39.8 g kg -1. The tobacco was except where Mn concentration of ABP‘s dry matter was higher in all treatments, and from the Mn-1 to Mn-7 treatments randed from 43.5 g kg-1 to 53.10 g kg-1. Discussion External manganese concentration for optimum crop growth at early stage Manganese concentration in crop tissue was much lower in Mn treatments below 1.02 g kg-1 (triticale), 2.43 g kg-1 (tobacco), and 4.25 g kg-1 (sunflower) than in the other treatments in all crops, including species that had large relative ABP‘s dry matter weight in the Mn-1 treatment, such as tobacco. Tissue Mn concentration and growth were highest in the Mn-4 treatment in all crops. The tissue concentration of crops increased with external Mn concentration, but ABP‘s dry weights of crops did not increase with Mn supply in nutrient solution, thus reflecting luxurious consumption of Mn. Consequently, the external Mn concentration to drive the optimum early growth for all crops was considered to be 2.87 g kg-1 in case of triticale, 2.72 g kg-1 in case of tobacco, and 5.55 g kg-1 in case of sunflower in soil culture. This was consistent with the result of Jones and Leeper (1951); Alina and Henryk (2001) reported that the critical range of soil Mn extracted with EDTA was 2.0 to 5.0 g kg-1 in temperate crop fields. Demonstration of critical Mn concentration under greenhouse (closed system) conditions is difficult because of crop physiologycal Mn behaviour nonsimilar with natural field circumstances. The required external Mn concentration in soil culture of the presented study is in agreement with greenhouse-based determination of critical Mn levels. The critical soil Mn concentration for many field crops during the the early growth period will likely range from 1.0 to 4.0 g kg-1 in highly leached soils. With this assumption, the rate of required Mn is equivalent to 22 to 43 kg ha-1 of single superphosphate complemented with MnSO4 (9.5% Mn) or 102 to 198 kg ha-1 of superphosphate (2% Mn), booth wich are redily soluble. Crop tolerance to Low External Manganese Concentration Since crops achieved optimum growth at 2.87 g kg-1 in case of triticale, 2.72 g kg-1 in case of tobacco, and 5.55 g kg-1 in case of sunflower in soil nutrient solution, we considered the Mn treatments below 2.87 g kg-1 (triticale), 2.72 g kg-1 (tobacco), and 5.55 g kg-1 (sunflower) to correspond to low-Mn conditions. The relative dry weight of triticale was very low both in the Mn-2 and Mn-3 treatments. The relative dry weight of sunflower was low in the Mn-1 treatment but increased in the Mn-2 treatment. Dry matter production of tobacco did not decrease in the Mn-2 and Mn-3 treatments. Thus, the minimum external Mn requirement for the acceptable growth was about 5.55 g kg-1 (sunflower), 2.87 g kg-1 (triticale), and 2.72 g kg1 (tobacco). As a result of, the tolerance of crops at early stages of growth to low external Mn concentration was in the order of triticale < sunflower < tobacco. Crops that could greater root growth at the lower Mn level, such as tobacco, would like be more tolerant to low Mn in the 193

field because of the ability to explore more of the soil profile. Furthermore, crops which have a rapid rooth elongation rate might have the higher tolerance in fields because they would be quicker to explore lower parts of the Mn-accumulated soil profile. Medium and high-tolerant crops grew with low tissue Mn concentration, but Triticale, which is susceptible to low external Mn, did not. Roots of high-and medium tolerant crops are likely to have higher level of Mn in tissues and thus act as a buffer to changes of Mn availability in external conditions. In general, root Mn concentration are lower than the shoot Mn concentration in low external Mn condition, and the reverse is the case under high external Mn conditions. Crop species that are tropical origen as sunflower, to warm arid climates, where soils have high inherent potential to supply Mn due to solid-phase manganese, were less tolerant to low external Mn conditions and required higher Mn concentrations for optimum growth. Tobacco grew better compared with sunflower at lower Mn levels. Critical manganese concentration in crop leaf and shoot for the deficiency Figure 5 represents the relationship between ABP‘s concentration and relative ABP‘s dry weight obtained from the mean values of all replications. The relative ABP‘s dry weight increased with increased dry Mn concentration, and optimum growth was achieved for all crops within the range of ABP‘s dry matter Mn concentrations evaluated. Critical growth to diagnose plant nutrition status has been suggested at levels of 95% (Fox, 1976), 90% (Ulrich and Hills, 1990), or 50% of maximum growth (Yoshida and Chaudhry, 1979). In the present study, the critical growth of the juvenile crops was assumed to be 75% of relative ABP‘s dry matter weight. These levels were choisen because such degree of early growth would depress subsequent growth and grain yield through not as high as that suggested by Fox (1976) because juvenile crops would have more time to recover from the stress. Critical Mn concentration for 75% relative ABP‘s growth was significantly (p<0.01) different among the tested crops (3.0 mg kg-1 LSD0.05). The critical Mn concentration of crops was grouped for comparison with the mean value by t test (5% level). The critical Mn concentration was law (5.09-5.63 g kg-1) in sunflower; medium (18.41-20.34 g kg-1) in triticale; and high (43.5148.09 g kg-1) in tobacco. Characteristics of Manganese Absorption by Crops The total Mn uptake in the plant is the product of the Mn concentration and dry weight. The amount of Mn absorbed was dominated by the crop growth rate and differed among the tested crops. The value was relatively small in triticale compared with sunflower and tobacco. Although the control ABP‘s dry weight of sunflower was intermediate among the tested crops, the amount of Mn absorbed was intermediate as well as due to tissue Mn concentration. Crop tolerance to low external Mn concentration did not relate to the critical Mn concentration in crop ABP nor to the absorbed amount of Mn for optimum growth. Even when the critical Mn concentration for deficiency was similar, the absorbed amount of Mn for the optimum growth largely differed among crops. Sice there is large variation in the Mn content among different soil layers, it is difficult to diagnose soil Mn fertility through routine soil analysis. Manganese fertility in the upper soil layers, which controls early crop growth, can be estimated based on the critical ABP‘s Mn concentration of crops at early stages. Once growth at early stages is established, one can expect that the developed roots will exploit the Mn accumulated in deeper soil layers. Manganese supplement for crops at early stages thus should be considered to provide adequate Mn supplement throughout the growth cycle.

194

Acknowledgements We express our gratitude to Dr. Kiyoko Hitsuda of Crop Production and Environment Division of Japan International Research Centre for Agricultural Science (JIRCAS), Japan for their previous suggestions, discussions, and comments. Researches were supported by Hungarian and Spanish Intergovernmental S & T Cooperation Project of E-2/04-OMFB00112/2005; and Hungarian and Indian Intergovernmental S & T Cooperation Project of IND3/03/2006-OMFB-00295/2006 projects. References Adriano, D.C., 1986. Trace elements in the terrestrial environment. Springer- Verlag New York Berlin Heidelberg Tokyo. 533 p. Alina, K.P., Henryk, P., 2000. Trace elements in soils and plants. 3rd edition. CRC Press. Boca Raton London New York Washington, D.C. 432 p. Aubert, H., Pinta, M., 1977. Trace elements in soils. Elsevier Scientific Publishing Company. Amsterdam-Oxford-New Yourk. 395 p. Baranyai, F., Fekete, A., Kovács, I., 1987. Results of Hungarian soil analysis (In Hungarian). Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. Bérczi, A., Oláh, Z., Erdei, L., 1983. Nutrition of winter wheat during the life cycle. I. Yield and accumulation of dry matter, and minerals. Plant Physiology. 58:124-130. Champbell, C.R., 2000. Reference sufficiency ranges for plant analysis in the southern region of the United States. Agronomic Devision of the North Carolina Department of Agriculture and Consumer Services, Raleigh, NC, USA. David, S., Philippe, B., 1995. Europe‘s environment. European Environment Agency, Copenhagen, Denmark. Dobermann, A., Fairhurst, T., 2000. Rice nutrient disorders and nutrient management. Handbook Series. Potash and Phosphate Institute (PPI), Potash and Phosphate Institute of Canada (PPIC) and International Rice Research Institute (IRRI). 191 p. Los Banos, Laguna, Philippines. Egnér, H., Riehm, H., Domingo, W.R., 1960. Untersuchungen über die chemische Bodenanalyse als Grundlage für die Beurteilung des Nahrstoffzustandes der Böden. II. K. Lantbrhögsk. Ann. 26. 199. Fehér, Bné., 2005. Sandy soil properties for asparagus crop production (In Hungarian). Mag Kutatás, Fejlesztés és Környezet, 12:13-16. Hadimani, A.S., Surya, P.R., Parvathappa, H.C., Raghavendra, K.R., 1974. Effect of water souble organic substances from different types of leaf and needle litter on the downward movement of manganese in sandy soil. Plant and Soil. 40:365-372. Heitholt, J.J., Sloan, J.J., MacKown, C.T., 2002. Copper, manganese, and zinc fertilization effects on growth of soybean on a calcareous soil. Journal of Plant Nutrition. 25:17271740. Howe, P.D., Malcolm, H. M., Dobson, S., 2004. Manganese and its compounds: Environmental aspects. Centre for Ecology and Hidrology, Monks Wood, United Kingdom. Iain, T., 1983. Applied environmental geochemistry. Academic Press Geology Series. London New York Paris San Diego San Francisco Sao Pulo Sydney Tokyo Toronto. 501 p. IPCS., 1981. Manganese (Environmental Healt criteria 17). World Health Organization, International Programme on Chemical Safety, Genéve, Sweden. Jones, L.H.P., Leeper, G.W., 1951. Available manganese oxides in neutral and alkaline soils. Plant and Soil. 3:154-159. Lakanen, E., Erviö, R., 1971. A comparison of eight extractants for the determination of plant available micronutrients in soil. Acta Agr. Fennica. 123:223-232. Láng, G., 1976. Field crop production. (In Hungarian). Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 408 p. Lásztity, B., 2006. Mineral nutrient accumulation in cereals (In Hungarian). Műegyetemi Kiadó, Budapest, Hungary. 195

Kamprath, E.J., Foy, C.D., 1985. Lime-fertilizer-plant interactions in acid soils. In: Englestad, O. (ed), Fertilizer technology and use. 3rd edition. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA. Kádár, I., 1991. Soil and plant heavy metal analysis (In Hungarian). In Környezet és természetvédelmi kutatások. Környezetvédelmi Minisztérium és MTA TAKI Kiadvány pp. 104., Budapest, Hungary. Kádár, I., Szemes, I., 1994. Lessons learned from a 30 year old field trial in Hungary. (In Hungarian) RISSAC-HAS, Budapest, 248 p. Marschner, H., 1995. Mineral nutrition of higher plants Academic Press, London, United Kingdom. Masoni, A., Ercoli, L., Mariotti, M., 1996. Spectral properties of leaves deficient in iron, sulfur, magnesium, and manganese. Agronomy Journal. 88:937-943. Márton, L., 2005. Disasters as drought-, and rainfall excess and artificial fertilization effects on crop yield. In: Proc. Intern. Conf. on Energy, Environment and DisastersINCEED2005 (Charlotte, 24–30 July, 2005). 49–50. ISEG., Charlotte, USA. Nable, R.O., Bar, A.A., Loneragen, J.F., 1984. Functional manganese requirement and its use as a critical value for diagnosis of manganese deficiency in subtererranean clover (Trifolium subterraneum L. cv. Seaton Prk). Anals of Botany. 54:39-49. Nable, R.O., Houtz, R.L., Cheniae, G.M., 1984. Early inhibition of photosynthesis during development of Mn toxicity in tobacco. Plant Physiology. 86:1136-1142. Ocskó, Z., Molnár, J., Eke, I., 1996. Agrochemicals. (In Hungarian). FVM, Budapest, 607 p. Shihua, L., Xuejun, L. Long, L. Fusuo, Z., Xiangzhong Z., Caixian, T., 2004. Effects of manganese spatial distribution in the soil profile on wheat growth in rice-wheat rotation, Plant and Soil. 261:39-46. Sillanpää, M., 1982. Micronutrients and the nutrient status of soils: a global study. FAO Soils Bulletin 48., Rome, 444 p. Singh, B.R., 1974. Migration of ions in soils II. Movement of Mn54 from surface application of manganese sulphate in soil columns. Plant and Soil. 41:629-636. Trierweiler, J.F., Lindsay, W.L. 1969. EDTA-ammonium carbonate soil test for zink. Soil. Sci. Soc. Amer. Proc. 33:49-54. Uren, N.C., 1990. The movement and distribution of manganese added to soil. Australian Journal of Soil Research. 28:677-683. Zhang, F., Shen, J., Li, L., Liu, X., 2004. An overview of rhizosphere processes related with plant nutrition in major cropping system in China. Plant and Soil. 260:89-99. Wong, MH., Wong, JWC., Baker, A.J.M., 1998. Remediation and management of degraded lands. Lewis Publishers, Boca Raton London New York Washington, D.C. 364 p.

196

VI. 4. Platinum pollution in road dusts, roadside soils, and tree barks in 2008 Introduction Road traffic is an important part of the world‘s economy and life quality. Nevertheless, it is also a negative factor regarding environmental problems. A series of substances emitted by road vehicles have been qualified as toxic. The US EPA highlights 21 toxic substances that can mainly be assigned to road traffic. Some heavy metals such as Pb, Cu, Sb, Cd, or Zn are among them (US Government 2001). Recently, platinum (Pt) is receiving attention as a new pollutant in relation to road traffic. The main source of the widespread dispersion and accumulation of Pt in urban environment is automobile catalytic converters. Catalytic converters convert CO, HC, and NOx into the less harmful CO2, N2, andH2O. However, platinumis emitted by surface abrasion of the catalytic converter during automobile operation into roadside environment (Palacios et al. 2000). Barbante et al. (2001) have roughly estimated that the worldwide Pt emission rate from automobile catalytic converters can be in the range of 0.5–1.4 tons per year. Natural Pt level in rocks and soils is normally very low, typically less than 1 ng/g (Perry et al. 1993; Parent et al. 1996; Alt et al. 1997). The emission of Pt from automobile catalytic converters can lead to rapid increases in Pt levels in the environment, and thus, there is growing concern about the effects of this new pollutant. Engine test bench experiments have shown that the majority of the emitted Pt is in metallic form, although a small amount of oxidized Pt may be present (Konig et al. 1992; Artelt et al. 1999). However, the behavior of Pt attributable to vehicle emissions found in the environment does not entirely support such a finding.The implicationwhich is supported by a number of workers (Lustig et al. 1996; Zereini et al. 1997; Eckhardt et al. 2000; Jarvis et al. 2001) is that converteremitted Pt may undergo rapid transformations in the environment and subsequently behave like soluble Pt salts. Allergy to platinum salts is well known. Symptoms include irritation of the nose and the upper respiratory tract with sneezing and coughing, and sometimes even asthmatic symptoms such as tightness of the chest,wheezing, and shortness of breath (Ek et al. 2004). Although several papers on Pt analysis in environmentalmatrices have been published by research groups from different developed countries, up to now no Pt results have been reported fromthe urban areas in Korea in spite of the use of catalytic converters since the late 1980s. This study presents the levels of Pt and some heavy metals in road dusts, roadside soil, and tree barks collected from the various traffic volume urban roads in and around Seoul and represents the first detailed assessment of autocatalyst-derived Pt in Korea. Experimental methods Sampling site Seoul is the capital city of Korea. The total area of Seoul is 605.52 km2, and Seoul has a population of about 10.45 millions in 2008. This accounts for about a quarter of the total national population. In Seoul, 2.95 million motor vehicles were on register in 2008, and mean traffic volume was about 4.6 million vehicles per day in 2004. Most of roads are paved, and traffic networks are well developed in the area. The total combined length of roads was 7,801 km, and the total area of roads was 77.40 km2 with a road ratio of 20.66% and the pavement ratio of 93.5% (Seoul Metropolitan Government Transportation Bureau 2006). The suburbs of Seoul, Gyeonggi Province, are located around Seoul.

197

Samples collection Road dust and roadside soil samples were collected from 31 sites of various traffic volumes in Seoul metropolitan city and from 4 control sites in Gyeonggi Province, the suburbs of Seoul, for comparison. Tree bark samples were collected from 7 road sites in Seoul. Road dust samples were collected by hand brushing with a nylon brush and plastic collection pan directly from the road surface. Roadside soils were collected by scraping up the surface soil (3–4 cm depth), and tree bark samples were collected from the outer bark of roadside trees by hands wearing latex gloves. Then, samples were stored and transported in clean labeled polyethylene sample bags. The road dust and roadside soil samples were dried at 80 C for 40 min. and then sieved into\0.075 mm (-200 mesh) fraction. Tree bark samples were dried at ambient temperature and then ground into powder form. Analysis of samples Particle composition and morphology of road dusts were examined by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The level of Pt and other heavy metals in road dusts and roadside soils was analyzed after acid digestion. Two grams of each road dust and roadside soil sample was weighed into a glass vessel equipped with a reflux condenser (behr Labor Technik GmbH Duesseldorf, Germany), to which 21 ml HNO3 and 7 ml HCl (reverse aqua regia) and 20 ll elemental bromine were added and the vessel left overnight. Then, it was digested for 30 min at 60 C and for further 90 min at 140 C in a heating block. Following digestion, samples were cooled to ambient temperature and filtered through black ribbon paper filters (100 S&S Rundfilter). Samples were then diluted with distilled water up to 100 ml. Two hundred milligrams of tree bark sample was weighed into a microwave digestion vessel, to which 3 ml HNO3 and 0.5 ml HCl were added and the vessel left overnight. Then, digestion was performed by means of a microwave system using a controlled program. Following digestion, samples were cooled to ambient temperature and added distilled water up to 10 g (1 ml = 1.13 g). Analysis for Pt and heavy metals (Pb, Fe, Cr, Ni, Sb, Cd, Zn, Cu, and Mo) was determined by inductively coupled plasmamass spectrometry (ICP-MS) and other heavy metals by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), respectively. The detection limit for Pt, which was calculated on the basis of three times standard deviation of five replicates of the blank, was 0.4 ng/g. Validation was performed with analysis of reference material BCR-723. Adequate accuracy and precision levels were obtained for reference material with measured Pt level of 87.2 ng/g compared with certified level of 81.3 ng/g. Results and discussion SEM/EDS analysis Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) analyses were performed in order to investigate particle composition and morphology of road dusts. Road dust particles were mainly composed of silicates. Among the particles occurring in road dusts, major fraction was aluminum-containing silicates, but minor fractions of particles existed containing K, Ca, Fe, Na, and Mg. Most particles are irregularly shaped, and generally, silicate particles have smooth surfaces composed of just one particle, whereas metal particles have rough surfaces with an aggregate shape. Silicate particles are considered to have natural origins, which were derived from the surrounding geological formations; however, other metal particles are considered to have anthropogenic sources.

198

Platinum levels Platinum levels of the samples from the studied sites of Seoul were in the range of 3.8–444 ng/g (av. 115.0 ng/g) in road dusts and 0.7–221 ng/g (av. 49.7 ng/g) in roadside soils. On the other hand, platinum levels of the samples from the suburbs of Seoul (control sites) were in the range of 2.3–5.2 ng/g (av. 3.9 ng/g) in road dusts and 0.4–5.1 ng/g (av. 2.4 ng/g) in roadside soils. The highest Pt levels in road dusts (223, 331 and 445 ng/g) were found from the major roads with high traffic volume in Seoul and the lowest levels (2.38, 3.50, 4.70 and 5.20 ng/g) were found from the suburbs of Seoul with low traffic volume, as would be expected. Most Pt levels in road dusts from the sites of Seoul are higher than those from control areas (the suburbs of Seoul) and than natural Pt levels in rocks and soils. Especially, some sites in Seoul have ery high Pt levels ([200 ng/g) in road dusts. The results of this study are comparable to those in other recent studies. Enrichment factor (EF) For determining the degree of Pt contamination at a site in Seoul, an enrichment factor (EF) of Pt for the site was calculated, which is the ratio of the Pt level in road dusts at the site to the average Pt level of road dusts at control areas. Since control areas are considered to be free of contamination, the ratio significantly greater than 1 at another site indicates heavy contamination. Enrichment factors of all sampling sites in Seoul except one site with low traffic volume exceed 1. The average of EF is 29, and EFs of some contaminated sites even exceed 50. These results show again that Pt levels in most road dusts from the sites of Seoul are higher than those from control areas. The effect of traffic volume Road dust samples were classified into 2 groups. The average Pt levels in road dusts from light traffic roads and from heavy traffic roads were 22.8 and 132.2 ng/g, respectively. The average Pt level in road dusts from heavy traffic roads was about 6 times higher than those from light traffic roads. The remarkable difference in the average Pt level between the two groups reflects that an important source of Pt in roadside environment is automobile catalytic converter. And there is a tendency to increase Pt levels in road dusts along with traffic volume. The lack of direct correlation between Pt levels in road dusts and traffic volume indicates that there is something else to affect Pt levels in road dusts. Among these are driving style and topography (Whiteley and Murray 2003; Ward and Dudding 2004). Although there was no straightforward correlation, it indicates again an evident tendency to increase Pt levels in road dusts along with traffic volume. The effect of driving style The abrasiveness of catalytic converters is mainly attributed to thermal and mechanical attrition during normal vehicle operation. In a situation where there is frequent ‗stop-start‘like behavior, catalytic converters are subjected to large temperature gradients which contribute to the breakdown process. As a result, platinum can be released via the exhaust emission into the roadside environment (Ward and Dudding 2004). Therefore, higher Pt levels can occur in dust samples taken at sites that have erratic stop-start driving conditions rather than constant speed zones. In this study, one sample was collected around a vehicle crossing gate, which did not have high traffic volume but have erratic stop-start driving condition. Platinum level in road dust around a vehicle gate was 178 ng/g. This result was higher than the average Pt level (132.2 ng/g) in road dusts from the roads of more than 2 lanes. In other words, platinum level in road dust around a vehicle gate is similar to that in road dusts from heavy traffic volume sites. 199

Heavy metal levels in road dusts The level of heavy metals in road dusts from control areas (the suburbs of Seoul) and that from the roads with high Pt level in Seoul were compared. Because the main source of Pt in road dusts from Seoul was traffic, the road dust samples with high Pt levels were considered to be greatly influenced by road traffic. Also, Pt levels in road dusts from control areas were similar to Pt level in their roadside soils. When the surrounding environment of control areas was also considered, platinum level in road dusts from control areas can be regarded as background level. Some elements such as Al, Cd, Co, Pb, K, Mg, Mn, and Zn showed similar level in both road dusts, whereas Cu, Cr, Mo, Sb, Ni, and Fe were enriched in road dusts with high Pt level in Seoul as compared with road dusts from control areas. These elements (Cu, Cr, Mo, Sb, Ni, and Fe) are known as traffic-related elements, which could be emitted from the brake lining materials, fuel combustion process, and so on. Due to its use in fuel, lead (Pb) has historically been used as an indicator of trafficderived pollution. However, the rates of Pb emissions have gone down dramatically with an increasing awareness of environmental Pb pollution (Zechmeister et al. 2005). In 1990, unleaded petrol was made compulsory in Korea. This might influence the above results that Pb was not enriched in road dusts with high Pt levels in Seoul as compared with road dusts from control areas. Platinum in tree barks Before the introduction of automobile catalysts, platinum was not detected in air particulate samples in USA and Europe (Johnson et al. 1975, 1976; Konig et al. 1992). However, platinum levels in airborne particulate matter in Germany have been increased 46-fold from 1988 to 1999 (Zereini et al. 2001). Tree bark was utilized as a substrate for the collection of airborne particulate matter (Becker et al. 2000). In this study, tree barks collected from roadsides in Seoul were analyzed to assess Pt levels in airborne particulate matters indirectly. These results are comparable to the previous study of United Kingdom whose results were in the range of 0.07–5.4 ng/g (Becker et al. 2000) and indicate that Pt-containing particulate matter is present in urban atmosphere of Seoul. Conclusions This study presents the results of Pt and some heavy metal levels in road dusts, roadside soils, and tree barks collected from Seoul and the suburbs of Seoul in Korea. (1) In SEM/EDS analysis, road dust particles were mainly composed of silicates. Aluminum oxide particles were also a large portion of road dusts, and a small portion of the particles containing K, Ca, Fe, Na, and Mg existed. (2) The highest Pt levels in road dusts (223, 331 and 445 ng/g Pt) were found from major roads with high traffic frequencies in Seoul, and the lowest levels (2.38, 3.50, 4.70 and 5.20 ng/g Pt) were found from the suburbs of Seoul with low traffic volume. Most Pt levels of road dusts collected from the sites of Seoul are higher than those from the suburbs of Seoul (control areas). (3) The remarkable difference in the average Pt level between heavy traffic roads (132.2 ng/g) and light traffic roads (22.8 ng/g) reflects that an important source of Pt in roadside environment is automobile catalytic converter. This indicates a tendency to increase Pt levels in road dusts along with traffic volume. Furthermore, higher Pt levels can occur in dust samples collected from the sites of erratic stop–start driving conditions. (4) Some elements (Cu, Cr, Mo, Sb, Ni, and Fe) were enriched in road dusts with high Pt levels in Seoul as compared with road dusts from control areas. These elements are known as traffic-related elements. It indicates that the road dust samples with high Pt levels were considered to be greatly influenced by road traffic. (5) Tree barks 200

collected from roadsides in Seoul were analyzed to assess Pt levels in airborne particulate matters indirectly. In this study, platinum levels in tree barks ranged from 0.9 to 4.5 ng/g. These results represent that Ptcontaining particulate matter is present in urban atmosphere. The obtained results indicate that road dusts from the heavy traffic roads in Seoul showed high level of Pt and some heavy metal levels, indicating an influence by traffic emission. In particular, the levels of Pt in the environment should be carefully monitored when the potential toxicity and continuing emission of Pt from automobile catalytic converters are considered. Summary This study presents the level of platinum in urban environment in and around Seoul, the capital city of Korea. Road dust, roadside soil, and tree bark samples were collected from the sites of various traffic volumes and from control sites in the suburbs. The above samples were analyzed for Pt by ICP-MS and other heavy metals by ICP-OES. Platinum levels in road dusts and roadside soils from Seoul were in the range of 3.8–444 ng/g (av. 115.0 ng/g) and 0.7–221 ng/g (av. 49.7 ng/g), respectively, whereas those in the suburbs were in the range of 2.3–5.2 ng/g (av. 3.9 ng/g) in road dusts and 0.4–5.1 ng/g (av. 2.4 ng/g) in roadside soils. The highest Pt levels in road dusts were found from major roads with high traffic volume. The remarkable difference in average Pt level between heavy traffic roads (av. 132.2 ng/g) and light traffic roads (av. 22.8 ng/g) reflects that an important source of Pt in roadside environment is automobile catalytic converter. High Pt level in road dust was found from the site of erratic stop–start driving condition, for example, 178 ng/g Pt in road dust around a vehicle crossing gate. Platinum level in tree barks ranged from 0.9 to 4.5 ng/g, which indicates the existence of Pt-containing particulate matter in the atmosphere. Road dusts with high Pt level were enriched in traffic-related heavy metals. Keywords: Platinum (Pt), Road dusts, Roadside soils, Tree barks, Seoul metropolitan city, Traffic-related heavy metal Acknowledgments This study was supported by the Engineering Research Institute, Seoul National University. References Seoul

Metropolitan Government Transportation Bureau. (2006). http://www.seoul.go.kr/info/organ/subhomepage/traffic/traffic_data/statisitcs/statis/1220 893_11156.html. Alt, F., Eschnauer, H. R., Mergler, B., Messerschmidt, J., & Tolg, G. (1997). A contribution to the ecology and enology of platinum. Fresenius Journal of Analytical Chemistry, 357, 1013–1019. Artelt, S., Kock, H., K}onig, H. P., Levsen, K., & Rosner, G. (1999). Engine dynamometer experiments: Platinum emissions from differently aged three-way catalytic converters. Atmospheric Environment, 33, 3559–3567. Barbante, C., Veysseyre, A., Ferrari, C., Van de Velde, K., Morel, C., Capodaglio, G., et al. (2001). Greenland snow evidence of large scale atmospheric contamination for platinum, palladium and rhodium. Environmental Science and Technology, 35, 835– 839. Becker, J. S., Bellis, D., Staton, I., McLeod, C. W., & Dombovari, J. (2000). Determination of trace elements including platinum in tree bark by ICP mass spectrometry. Fresenius Journal of Analytical Chemistry, 368, 490–495. 201

Eckhardt, J. D., Scha¨fer, J., Puchelt, H., & St}uben, D. (2000). Environmental PGE contamination in Southwest Germany. In F. Zereini & F. Alt (Eds.), Anthropogenic platinum group element emissions and their impact on man and environment (pp. 47– 56). Berlin: Springer. Ek, K. H., Gregory, M. M., & Rauch, S. (2004). Environmental routes for platinum group elements to biological materials-a review. Science of the Total Environment, 334–335, 21–38. Jarvis, K. E., Parry, S. J., & Piper, J. M. (2001). Temporal and spatial studies of autocatalystderived platinum, rhodium, and palladium and selected vehicle-derived trace elements in the environment. Environmental Science and Technology, 35, 1031–1036. Johnson, D. E., Prevost, R. J., Tillery, J. B., Caman, D. E., Hosenfeld, J. M. (1976). Baseline levels of platinum and palladium in human tissue, Report-EPA/600/1-76/019: Southwest Research Institution. Johnson, D. E., Tillery, B., & Prevost, R. J. (1975). Levels of palladium, platinum and lead in populations of Southern California. Environmental Health Perspective, 12, 27–33. König, H. P., Hertel, R. F., Koch, W., & Rosner, G. (1992). Determination of platinum emissions from a three-way catalyst-equipped gasoline engine. Atmospheric Environment, 26, 741–745. Lustig, S., Zang, S., Michalke, B., Schramel, P., & Beck, W. (1996). Transformation behaviour of different platinum compounds in a clay-like humic soil: Speciation investigations. Science of the Total Environment, 188, 195–204. Palacios, M. A., Go´mez, M. M., Moldovan, M., Morrison, G. M., Rauch, S., McLeod, C., et al. (2000). Platinum-group element: Quantification in collected exhaust fumes and studies of catalyst surfaces. Science of the Total Environment, 257, 1–15. Parent, M., Vanhoe, H., Moens, L., & Dams, R. (1996). Determination of low amounts of platinum in environmental and biological materials using electrospray nebulisation inductively coupled plasma mass spectrometry. Fresenius Journal of Analytical Chemistry, 354, 664–667. Perry, B. J., Speller, D. V., Barefoot, R. R., & Van Loon, J. C. (1993). A large sample, dry chlorination, ICP-MS analytical method for the determination of platinum group elements and gold in rocks. Canadian Journal of Applied Spectroscopy, 38, 131-136. US Government. (2001). Control of emissions of hazardous air pollutants from mobile sources; final rule, federal register 40, CFR parts 80 and 86. Washington, DC: US Government Printing Office. Ward, N. I., & Dudding, L. M. (2004). Platinum emissions and levels in motorway dust samples: Influence of traffic characteristics. Science of the Total Environment, 334– 335, 457–463. Whiteley, J. D., & Murray, F. (2003). Anthropogenic platinum group element (Pt, Pd and Rh) concentrations in road dust and roadside soils from Perth, Western Australia. Science of the Total Environment, 317, 121–135. Zechmeister, H. G., Hohenwallner, D., Riss, A., & Hanus-Illnar, A. (2005). Estimation of element deposition derived from road traffic sources by using mosses. Environmental Pollution, 138, 238–249. Zereini, F., Wiseman, C., Alt, F., Messerchmidt, J., Mu¨ller, J., & Urhan, H. (2001). Platinum and rhodium concentrations in airborne particulate matter in Germany from 1988–1998. Environmental Science and Technology, 35, 1996–2000. Zereini, F., Skerstupp, B., Alt, F., Helmers, E., & Urban, H. (1997). Geochemical behaviour of platinum-group elements (PGE) in particulate emissions by automobile exhaust catalysts: Experimental results and environmental investigations. Science of the Total Environment, 206, 137–146. 202

VI. 5. Mobility and accumulation of selenium and its relationship with other heavy metals in the system rocks/soils–crops in areas covered by black shale in Korea in 2010 Introduction The geochemical behavior and biogeochemical cycling of Se have received attention in recent years. Selenium is a metalloid which is known as an essential micronutrient for animals and humans (Schwartz and Foltz, 1957), but its importance for plants has not yet been evaluated. It is beneficial in the diets of animals and humans in very low concentrations (part per billions), but it is toxic in concentrations of only a few parts per millions. Selenium shows a narrow optimum range in that concentration below 0.5 mg/kg in soil frequently is containing too little Se to supply the nutritional needs of the livestock, whereas soils containing from 2 to 80 mg/kg Se may give rise to Se toxicity (Thornton, 1995). Soils tend to reflect the geochemical composition from their parent materials. Soil directly influences human lives and determines the growth and composition of crops (Foth, 1978). Therefore, the concentration of Se in rocks is a major source of that in soils and plants. Manyworkers have contributed data concerning the concentration of Se in rocks throughout the world (Gamboa-Lewis, 1976; Swaine, 1978, Bowen, 1979; Adriano, 1986). They suggested that the mean concentration of Se in granite and gneiss is in low level, but that in black shale and phosphates is high. Especially Se is highly enriched in black shales ranging up to 675 mg/kg (Adriano, 1986).Most of Korea is occupied by granites of Mesozoic age and granite gneiss of Proterozoic age, and so generally the geological environment of Korea is apt to injure public health by Se deficiency. In fact, Peterson (1987) reported that Kaschin-Beck disease (deformans endemica, an osteoarthritic disease) is widespread in North Korea (Democratic People's Republic of Korea). However, the areas coveredwith black shales of theOkchon Zone are apt to injure public health with Se toxicity opposite to other areas in Korea. In this study, the Dukpyung and the Chubu areas underlain by black shales were selected, firstly, to investigate the dispersion and migration of Se and associated elements in rocks, soils and crop plants, secondly, to evaluate the enrichment levels of Se in soils overlying black shales, and finally, to establish Se concentration in the soil–plant system in the study areas. Geologic setting The Okchon Group was once believed to be Precambrian, but later some suggested it to be of Paleozoic age. Two schools of thought persist up to the present, and the Okchon Group is included as f unknown age for this reason (Lee, 1987). A synthesizing study on the Okchon Group by Lee (1986) shows nearly an equivalent lithostratigraphic sequence as those of two schools except for some differences in the names of formations. He divided the group into two subgroups and proposed their ages to be Cambrian to Early Ordovician, and Middle to Late Ordovician, respectively. The Okchon Zone, found in the central part of Korea, has an average width of 80 km with a north-eastern trend. Black shales in the Okchon Group occur in the Guryongsan Formation (Lee and Kim, 1972). The Guryongsan Formation is also named as the Changri Formation in the southern part of the Okchon Zone. In two study areas, the Dukpyung and the Chubu areas, these formations are mainly composed of metasedimentary rocks such as black shale, slate, limestone and phyllite. Materials and methods Black shale samples in the Guryongsan and the Changri Formations were taken from available outcrops in the Dukpyung and the Chubu areas. Rock samples were crushed to -10 203

mesh (b2 mm) in a jaw crusher, quartered, pulverized in a porcelain mortar to -200 mesh (b80 μm), rehomogenized, and repackaged in sealed plastic bags. Surface soil samples (0-15 cm depth) including mountain, farmland and paddy soils were taken from the areas overlying black shale formation. Each soil comprised a composite of 15-20 subsamples. Soil samples were disaggregated, sieved to −10 mesh (b2 mm), quartered and pulverized into -80 mesh (b180 μm) for chemical analysis. The digestionmethod for rock and soil is collected 4-acid (HCl+HNO3+HF+HClO4) digestion, and analysis for 59 elements such as Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Br, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Eu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, Ir, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, P, Pb, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Yb, Zn, and Zr (element packages analyzed by ACTLABS in Canada) was determined by inductively coupled plasma spectrometric (ICP), inductively coupled plasmamass spectrometric (ICP-MS) and instrumental neutron activation analysis (INAA). Rice stalks, rice grains and Chinese cabbages were sampled where possible on each transect line. Crop plant samples were taken and washed in deionized water to remove the majority of particles of soil or dust adhering to the outside of plants. Samples were then air-dried on covered trays in a filtered-air-drying cabinet at 40 °C for two weeks. The dry plant samples were crushed and repackaged in sealed plastic bags. Plant sampleswere sent to ACTLAB for the analysis of Se and associated elements by ICP-MS. Samples were ashed at 480 °C, and then digested with acid. The flow chart showing the procedure of sample preparation and chemical analysis is shown in. Results and discussion Geochemical characteristics of rocks Selenium, As, Mo and U are highly enriched in black shales from the study areas, and in particular, the mean concentration of Se is significantly higher than those in earth crust and shale. However, the mean concentrations of most elements in the study areas are lower than those of average black shales reported by Vine and Tourtelot (1970). Black shales occur inmany places in theworld andmany varieties of black shale have been recognized and described on the basis of trace element concentrations. The trace elements As, Ba, Cd, Cu, Mo, Pb, U, V and Zn in the black shale of the Okchon Zone have been found to occur within the range of typical concentrations in other black shales (Lee et al., 1998). Comparisons between geochemical enrichment factors in the black shales of the Okchon Zone, and those in Chattanooga shale (Vine, 1969), Clare shale (Atkinson, 1967), Namurian shale (Fletcher, 1968), Mecca shale (Coveney and Glascock, 1989) and Alum shale (Armands, 1972) are described by Kim (1993). Geochemical characteristics of soils Among the basic properties in soils, soil pH is an important factor of mobility (Fortescue, 1980) and bioavailability from soils to plants of trace element (Adriano, 1986). Soil pH is determined by the method of Rump and Krist (1988), LOI (loss-on-ignition) by Ball (1964). Soil pH, LOI and total concentrations of major elements in soils of the study area are shown in Table 3. From the results of determination, soil pH values range from 5 to 6, and LOI values from 3 to 7%. Total concentrations of major elements in soils of the study areas are similar to those of normal soils reported by Bowen (1979), but S (sulfur) concentration is much higher than that. Thornton et al. (1983) collected a large amount of data on Se, mostly from Britain. The average Se concentration in the examined soils was 0.48 mg/kg, ranging from b0.01 to 4.7 mg/kg, and 3.1 mg/kg in soils from British black shales. In Japan, Se 204

concentration was between 0.4 and 0.9 mg/kg in surface soils (Aubert and Pinta, 1977). The mean concentrations of Se, Ba and U in soils overlying black shales are significantly higher than those in normal soil reported by Bowen (1979). However, the mean concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn are similar to those in normal soils. The mean concentrations of Se in mountain soils of the Dukpyung and the Chubu areas underlain by black shales are 4.4 mg/kg and 2.3 mg/kg, respectively, which is similar to that in soils from British black shales and higher than that in Japan. In particular, the maximum level of Se is up to 72.6 mg/kg in mountain soils, which is much higher than the world average content of Se. A significant level of Se was found in soils collected from the previous uranium exploration sites. However, the mean concentration of Se in farmland soils of the study areas is 1.6 mg/kg, which is less than that from British black shales but higher than that in Japan. Selenium concentration in soils derived from black shales and slates is enriched more than 2 times compared with that from limestones and phyllites. According to the geochemical map of those in soils, the distribution pattern of Se shows a very similar trend with that of U because low grade uranium-bearing black shales are closely associated with Se. Selenium shows significant correlations with Ag (r=0.71), As (r=0.68), Mo (r=0.66) and V (r=0.67) at pb0.001. It has suggested that elements such as Se, As, Cd, Mo, U, V, Zn, and S in the soils may be derived from the weathering of black shales and slates, and that dispersion patterns of Se, Ag, As, Mo and V may be similar. Geochemical characteristics of crop plants The mean concentrations of Se in rice grains, rice stalks and Chinese cabbage from the Dukpyung area are 0.4 mg/kg dry wt., 2.2 mg/kg dry wt. and 5.0 mg/kg dry wt., respectively. These levels of Se in crop plants are much higher than those of normal crop plants. The mean Se contents of food plants do not exceed 0.1 mg/kg dry wt. (Kabata-Pendias and Pendias, 1984). The dispersion pattern of As and Mo in soils is similar to that of Se. The mean concentration of As and Mo in crop plants is higher than that of normal plants reported by Kabata-Pendias and Pendias (1984). This would be probably due to both the phosphatic fertilizers and the level of water-soluble elements in soils. Soil-plant relationships A significant linear relationship between Se concentrations in paddy soils and farmland soils (X-axis), and those in rice stalks and Chinese cabbage (Y-axis) from the Dukpyung area is found as Y=0.83X−0.17 with r=0.99 at pb0.01. In order to investigate the influence of Se, As and Mo levels in soils on uptake by plants, the biological absorption coefficient (BAC) is used. The BAC is the ratio of trace element concentration in plants to those in soils (Brooks, 1983; Kabata-Pendias and Pendias, 1984). The BAC value of Se, As and Mo in crop plant species decreases in the order of Chinese cabbageNrice stalksNrice grains. This indicates that leafy plants such as Chinese cabbage accumulate Se from soil to a greater degree than cereal products such as rice grain. The BAC of Mo is higher than that of As. It suggests that the uptake of toxic elements for plant growth is limited by a regular level (Bowie and Thornton, 1984). Conclusions 1) The mean value of Se in rocks of the Dukpyung and the Chubu areas is 2.0 mg/kg and 17.7 mg/kg, respectively. Selenium concentration in black shales from the Dukpyung and the Chubu areas is 3.3 and 28.7 times as enriched as those of average shale, respectively. 2) The 205

mean concentrations of Se in mountain, farmland and paddy soils derived from black shales are 4.4 mg/kg, 1.8 mg/kg and 1.5 mg/kg, respectively. Especially the maximum Se concentration is 72.6 mg/kg in mountain soils. These levels are much higher than the world average content of Se. Selenium concentration in soils derived from black shales and slates is enriched more than 2 times compared with that from limestones and phyllites. The distribution pattern of Se shows a very similar trend with that of uranium. 3) The mean concentrations of Se in rice grains, rice stalks and Chinese cabbage from the Dukpyung area are 0.4 mg/kg dry wt., 2.2 mg/kg dry wt. and 5.0 mg/kg dry wt., respectively. These levels of Se in crop plants are much higher than those of normal crop plants. 4) The BAC of Se, As, and Mo in crop plants decreases in the order of Chinese cabbageNrice stalksNrice grains. This indicates that leafy plants accumulate these elements from soil to a great degree than cereal plants. Summary The purpose of this study is to investigate the enrichment level and dispersion patterns of Se and associated elements in rocks, soils and crops which were collected in the Dukpyung and the Chubu areas covered with black shales of the Okchon Group in Korea. Rock and soil samples were analyzed for Se including multiple elements by ICP, ICP-MS and INAA, and crop samples by INAA. Soil pH and loss-on-ignition (LOI) were also measured. Selenium concentration in black shales and slates of the study area is relatively higher than that in the crust and shales, but lower than that in average black shales. Soil pH values range from 5 to 6, and LOI is in the range of 3 to 7%. The mean concentrations of Se in mountain, farmland and paddy soils overlying black shales and slates are 4.4 mg/kg, 1.8 mg/kg and 1.5 mg/kg, 72.6 mg/kg in mountain soils, which is much higher than the world average concentration of Se. A significant level of Se was found in soils collected from the previous exploration sites for uranium-bearing black shales. Selenium concentration in soils derived from black shales and slates is enriched more than 2 times compared with that from nearby limestones and phyllites. Distribution patterns of Se also show a very similar trend with those of uranium. Scatter diagrams for Se and other elements in soils overlying black shales and slates show that Se has a significant correlation with Ag, As, Mo, U, V, and Zn, particularly with Ag (r=0.71), As (r=0.68), Mo (r=0.66) and V (r=0.67) at pb0.001. The mean concentrations of Se in rice grains, rice stalks and Chinese cabbage from the Dukpyung area are 0.4 mg/kg, 2.2 mg/kg and 5.0 mg/kg, respectively, and these levels are much higher than those of food plants. In particular, the maximum level of Se is 6.9 mg/kg in Chinese cabbage, which is much higher than the world average content of Se in vegetables. Acknowledgements This study was supported by the Engineering Research Institute, Seoul National University. The manuscript was improved very much by two anonymous reviewers, and Professors Jaume Bech and Carmen Perez-Sirvent. References Adriano, D.C., 1986. Trace Elements in the Terrestrial Environment. Springer-Verlag New York Inc., NY. 533p. Aubert, H., Pinta, M., 1977. Trace Elements in Soils. Elsevier, Amsterdam. 395p. Armands, G., 1972. Geochemical studies of uranium and vanadium in a Swedish alum shale, Stockholm Contri. Geol. 27, 1–148. 206

Atkinson, W.J., 1967, Regional geochemical studies in country Limerick, Ireland with particular reference to selenium and molybdenium, Ph.D thesis, University London. Ball, D.F., 1964. Loss-on-ignition as an estimate of organic matter and organic carbon in noncalcareous soil. J. Soil Sci. 15, 84–92. Bowen, H.J.M., 1979. Environmental Chemistry of the Elements. Academic Press, London. 333p. Bowie, S.H.U., Thornton, I., 1984. Environmental Geochemistry and Health. Reidel, Dordrecht. 140p. Brooks, R.R., 1983. Biological Methods of Prospecting for Minerals. John Wiley & Sons. 321p. Coveney Jr., R.M., Glascock, M.D., 1989. A review of the origins of metal-rich Pennsylvanian black shales, central U.S.A., with an inferred role for basinal brines. Appl. Geochem. 4, 347–367. Fletcher, W.K., 1968, Geochemical reconnaissance in relation to copper deficiency in livestock in the southern Pennines and Devon. Ph.D thesis, University of London. Fortescue, J.A.C.F., 1980. Environmental Geochemistry. Springer-Verlag. 347p. Foth, H.D., 1978. Fundamentals of Soil Science4th ed. Wiely, NY. Gamboa-Lewis, B.A., 1976, In Niragu, ed., Environmental biogeochemistry, 1, 389–409, Ann Arbor Science, Ann Arbor, MI. Kabata-Pendias, A., Pendias, H., 1984. Trace Elements in Soils and Plants. CRC Press, Boca Raton. 315p. Kim, K.W., 1993, Influence of uraniferous black shales on trace elements in soils and crops in Korea. Ph.D thesis, University of London. Lakin, H.W., 1972. Selenium accumulation in soils and its absorption by plants and animals. Geol. Soc. Am. Bull. 83, 181–190. Lee, D.J., 1986. Mineralogy of low-grade uranium ores in the black shale of the Okchon Group, Korea. J. Korean Inst. Min. Geol. 19, 133–146. Lee, D.S., 1987. Geology of Korea. Kyohaksa, Seoul. 514p. Lee, C.H., Kim, J.H., 1972. Explanatory Text of the Geological Map of Goesan. Geological Society of Korea, Seoul. Lee, J.S., Chon, H.T., Kim, K.W., 1998. Migration and dispersion of trace elements in the rock–soil–plant system in areas underlain by black shales and slates of the Okchon Zone, Korea. J. Geochem. Explor. 65, 61–78. Peterson, P.J., 1987. Selenium biogeochemistry: local, regional and global process and problems. Trace Subst. Environ. Health 21, 353–360. Rump, H.H., Krist, H., 1988. Laboratory Manual for Examination of Water, Waste Water and Soil. VCH Verlagsgesellschaft. 190p. Swaine, D.J., 1978. Selenium: from magma to man. Trace Subst. Environ. Health 12, 129– 133. Thornton, I., 1995. Metals in the Global Environment: Facts and Misconceptions. The International Council on Metals and the Environment (ICME), Canada. 103p. Thornton, I., Kiniburgh, D.G., Pullen, G., Smith, C.A., 1983. Geochemical aspects of selenium and implications to animal health. In: Hemphill, D.D. (Ed.), Trace Substances in Environmental Health—XVII, U.S.A, pp. 391–398. Turekian, K.K., Wedepohl, K.H., 1961. Distribution of the elements in some major units of the earth's crust. Bull. Geol. Soc. Am. 72, 175–192. Vine, J.D., 1969. Element distribution in some Paleozoic black shales and associated rocks. U.S. Geol. Surv. Bull. 1214, 1–32. Vine, J.D., Tourtelot, E.B., 1970. Geochemistry of black shale deposit -a summary report.

207

VI. 6. Spatial variation of contaminant elements of roadside dust samples from Budapest and Seoul, including Pt, Pd and Ir in 2010 Introduction In urban areas, various human activities lead to the formation of suspended aerosols and deposition of dust, of which the composition is different to geochemical background. From this, there have been concerns about health risks for centuries, and also significant changes of the composition of urban soils and downstream sediments from runoff and sewage. Permanent changes in the technologies for house construction, traffic and heating during cold seasons, as well as changes and improvements in the purification of industrial emissions, necessitate repeated monitoring of the composition of urban dust. Within a first step, representative sampling grids have to be established to find the hotspots of contaminations, prior to rather laborious and expensive size-fractionated sampling and microlocal analysis, which is the goal of this paper. Contrary to direct air dust sampling, deposited dust yields integrated contamination values over a long period of time, usually back to the last rainfall or street cleaning action. In addition to chemical toxicity, however, some particles promote catalytic reactions at their surface, which is not traceable by chemical analysis only. Within this work, urban road dust from two capital cities, Budapest in Hungary and Seoul in Korea has been analyzed for main elements and a lot of metals, including Pt, Pd and Ir. Budapest and Seoul are substantially different in many aspects, like population density, car park and car driving, heating devices in winter time, industrial emissions, distance to the sea, and geochemical background. In Budapest there live about 2.5 million inhabitants at 525 km², whereas in Seoul, there live 10,5 million inhabitants at only 605 km². In Budapest cars move mainly with manual gears, and a substantial amount goes diesel powered, particularly the trucks, like usual in overall Europe, whereas in Seoul, most cars move gasoline powered with automated gears. Geologically, Budapest is situated at the edge of a basin filled with Tertiary and Alluvial sediments, just some hills in the north-west direction are crystalline base rocks. The closest distance to the sea is 450 km, this is the Adriatic Sea at Trieste, but influence from there is marginal. Seoul centre is about 37 km west to the sea, but due to the position of neighbouring Inchon harbour city, the area towards the coast is almost continuously inhabited. Seoul is placed on alluvial sediments of the Han River, and surrounded by granite hills. Comparisons between road dust samples from these largely different urban areas might reveal common global urbanization effects, and specific rather local influences. This can be ascertained from additional data per gram dust, available from other densely populated areas. The effect of urbanization might be traceable from differences between road dust samples from Budapest and from more rural Hungary Experimental methods Sampling site Road dust samples were obtained two times from traffic focal points in Budapest, from the large bridges across the River Danube, from Margitsziget (an island in the Danube in the Northern part of Budapest, used for recreation) as well as from main roads (no highways) outside Budapest. Similarly, road dust and roadside soil samples were collected from 6 sites of high traffic volumes in Seoul metropolitan city and from 2 control sites within the suburbs of Seoul, for comparison.

208

Sampling collection Road dust samples were collected by hand brushing with a nylon brush and plastic collection pan directly from the road surface. The road dust samples were dried at 80°C for 40 min. and then sieved into\0.075 mm (-200 mesh) fraction. Analysis of samples The level of Pt and other heavy metals in road dusts and roadside soils was analyzed after acid digestion. Two grams of each road dust and roadside soil sample was weighed into a glass vessel equipped with a reflux condenser (behr Labor Technik GmbH Duesseldorf, Germany), to which 21 ml HNO3 and 7 ml HCl (reverse aqua regia) and 20 µl elemental bromine were added and the vessel left overnight. Then, it was digested for 30 min at 60°C and for further 90 min at 140°C in a heating block. Following digestion, samples were cooled to ambient temperature and filtered through black ribbon paper filters (100 S and S Rundfilter). Samples were then diluted with distilled water up to 100 ml. For ICP-OES measurement, samples were measured diluted undiluted, 1+4 diluted, 1+25 diluted, and more, if necessary, in order to the optimum calibration range, and to see matrix effects. For ICP-MS measurement, the samples were diluted 1+4, and In/Rh were added and measured as internal standards. Pt-Pd-Ir-Au-Hg-Tl-Bi as well as Hf, Ta and Sr were read. Pt was manually corrected for Hf-O and Au for Ta-O. For Pd, correction would reach 80-100%, and therefore separation was necessary. The separation procedure was modified after Jackwerth and Willmer (1976). 20 ml of digest were mixed with 20 ml 2M-HCl in an Erlenmeyer flask and evaporated to a few millilitres on a boiling water bath in order to expel the nitric acid and nitrous oxides. Then some 2M-HCl was added, finally 2 ml 10% Na-ascorbate and 2 ml 0,2% dithizone in acetone. The dithizonates of Pt, Pd, Hg and Cu get slowly co-precipitated with excess reagent with darkgreen colour. The reagent is almost insoluble in aqueous acids, thus excess reagent is utilized as a scavenger. After standing overnight, the precipitate was filtered through paper, and altogether digested with 4ml HNO3 suprapure in closed vessels by microwave-assisted heating. The digest was made up to 10 ml and measured by ICP-MS by the same program as above. As a control, if the precipitation was complete, the values obtained for Pt in the samples must be about equal to the result from the original sample solution, there are no interferences from oxides any more. Results and discussion Data referring to atmospheric dust can be given either per volume of air, as deposition per area, or as concentration in the dust particles. Due to the simple sampling procedure done within this pilot study, the presented data can be just compared with concentrations found in results of Madrid, Oslo, Raleigh, Vienna, Budapest and Seoul urban dust particles. Budapest dust metal concentrations were a. (g kg-1) Ca (67.6) > Fe (24.8) > Mg (12.7 )> Al (8.52) > K (2.01) > Na (1.96) > P (0.93) (mean: 16.93), b. (mg kg-1): Zn (891) > Mn (417) > Pb (408) >Ba (304) > Cu (236) > Sr (111) > Cr (65.5) > Ni (27.5) > V (25.1) > Sn (20.6) > Li (13.9) > As (11.6) > Sb (10.3) > Co (7.9) > Mo (5.0) > Cd (0.81) > Bi (0.72) > Hg (0.19) > Ti (0.092) (mean: 134.6), c. (µg kg-1) Pd (50.0) > Pt (36.2) > Ir (0.56) (mean:28.9). Metal contents of the Outside of the Budapest were a. (g kg-1) Ca (50.2) > Fe (14.7) > Mg (14.7) > Al (9.02) > K (1.77) > P (0.82) > Na (0.7) (mean: 13.13), b. (mg kg-1) Zn (403) > Mn (329) > Cu (164) > Ba (162) > Pb (78) > Sr (67) > Cr (27.5) > Ni (13.4) > V (20.2) > Li (13.1) > As (9.1) > Sn (6.6) > Co (5.7) > Sb (2.47) > Mo (0.9) > Cd (0.46) > Bi (0.26) > Ti (0.08),Hg (0.07) (mean:68.6), 209

c. (µg kg-1): Pd (17.9) > Pt (10.6) > Ir (0.47) (mean:9.7). Metal concentrations of Seoul city were a. (g kg-1) Ca (43.5) > Fe (33.6) > Al (18.2) > Mg (7.8) > K (6.25) > Na (3.48) > P (1.09) (mean:16.28), b. (mg kg-1) Zn (1476) >Mn (639) > Ba (570) > Cu (351) > Pb (214) > Cr (130) > Sr (90) > Ni (62) > Sb (44.3) > Sn (39.7) > V (34.7) > Li (29.5) > As (24.9) > Co (17.9) > Mo (13.7) > Cd (3.45) > Bi (1.95) > Hg (0.45) > Ti (0.35) (mean:197.0), c. (µg kg-1) Pd (101.7) > Pt (65.6) > Ir (3.28)(mean:56.9). The concentrations met in urban soils, taken 0-10 cm in many cases, has been reviewed by Ajmone-Marsan and Biasoli (2010). With respect to the levels found in rural areas, urban soils are generally enriched in anthropogenic elements like Pb, Cu, Zn, and Cr, because they may get a lot of additional runoff from sealed areas besides increased atmospheric deposition, but urban road dust surely contains even more hazardous metals. Geo-Accumulation Index (GAI) The Geo-Accumulation Index (GAI) has been defined by G. Müller (1979, 1981) as the logarithm (based on 2) of the measured concentrations over the geochemical background times 1,5. This has to be calculated for every element analyzed. As the background values for the Hungarian planes are similar to the background values for the East of Austria, soil type ―above alluvial sediments‖ (Danneberg 1999), it is justified to substitute missing values from there. The Geo-Accumulation Index (GAI) classifies metal enrichment like it is usual for the microbial saprobial status (class 1-5); the concentration space of each class doubles with increasing class number, which approximates the effect of environmental hazard (Müller 1979, 1981). A Geo-Accumulation Index (GAI) around zero means uncontaminated, around 1 means moderately contaminated, around 3 means heavily contaminated, and larger than 5 means extremely contaminated. From this, Seoul road dust is strongly enriched in almost everything. Road dust sampled outside Budapest still contains significantly more Cu, Zn and Pb than the background. Budapest Geo Accumulation Indexes (GAI) were Pb (3.88) > Zn (3.14) > Cu (3.01) > Ba (1.30) > Cr (1.18) > Cd (0.22) > As (0.09) > Hg (-0.15) > Ni (-0.03). Outside of the Budapest GAI were Cu (2.74) > Zn (2.33) > Pb (1.56) > Ba (0.22) > Ni (-1.21) > Hg (-0.89) > Cd (0.60) > As (-0.23) > Cr (0.13). Seoul GAI were Zn (4.23) > Cu (4.02) > Cd (3.05) > Pb (2.9) > Cr (2.17) > Ni (1.64) > As (1.22) The Pollution Index (PI) and Contamination Index (CI) The Pollution Index (PI) refers to the tolerable levels. For our case it is: ={(As/20)+(Cd/3)+(Cr/100)+(Cu/100)+(Sb/5)+(Pb/100)+(Zn/300)+(Hg)+(Tl/2)}/8 The Contamination Index (CI) refers to the background values, which are slightly different between Seoul and Hungary. For Seoul, it was calculated as: ={(As/6,83)+(Cd/0,29)+(Cr/25,4)+(Cu/15,3)+(Ni/17,7)+(Pb/18,4)+(Zn/54,3)}/7 For Hungary, it was calculated as: ={(As/7,3)+(Ba/95)+(Cd/0,5)+(Co/9)+(Cr/21)+(Cu/19)+(Hg/0,1)+(Ni/22)+(Pb/17)+(Zn/65)}/ 10. For the calculation of the Geo-Accumulation Index (GAI), baseline values similar to the Contamination Index (CI) were used. Possible relations between platinum metal and ―traditional‖ metal contaminations in urban dust samples. At the bridges and the centre of Budapest, these are quite strong, contrary to the situation in Seoul and the Hungarian more rural areas. In short, in Budapest more Pd/Pt means less other contaminant metals. Iridium levels are low, and this should not be interpreted too much. Pollution and contamination indices correlate well for Hungary, but not so well for Seoul. 210

Pollution Index (PI) of Budapest Bridges were Szel Kalman Square (2.19)>East Railway Station (1.95)>West Railway Station (1.40)>Great Circle (1.34)>Margit Ireland (0.61), and mean of 4 bridges: 2.56. Outside of the Budapest PI-es were Budapest Ferihegy Airport (0.93)>Szentendre (0.82)>Vecses (0.67)>Torokbalint (0.48)>Monor (0.43)>Dunaharaszti (0.41). Seoul PI-es were Main Crosess (mean of 5 crosess: 5.98)>Art Centre (3.94)>Daerim Area (3.79)>Department of SNU (2.66). Contamination Index (CI) of Budapest Bridges were East Railway Station (8.82)>West Railway Station (7.41)>Szel Kalman Square(6.71)>Great Circle (4.81)>Margit Ireland (3.31), and mean of 4 bridges: 11.26. Outside of the Budapest CI-es were Budapest Ferihegy Airport (4.48)>Szentendre (4.85)>Vecses (3.53)>Monor (3.15)> Torokbalint (2.73)>Dunaharaszti (2.72). Seoul CI-es were department of SNU (19.96)>Main Crosess (mean of 5 crosess: 15.00)>Daerim Area (13.70)>Art Centre (10.20). General assignment to sources, effects of equipment and driving stile In the US, vehicles go 95% gasoline powered (Hays et al., 2011), whereas in Europe all trucks and a significant amount of smaller vehicles go diesel. Under conditions met in the US, BrSb-Zn were recommended as markers for motor vehicle emissions, As-Se-S for coal fired power plants, V-Ni-REE for oil fired power plants, Mn-Al-Sc for soil, K for wood burning, Fe-Mn for steel making, and Na-Cl for the proximity to the sea side (Huang et al., 1994). Other authors regarded resuspended surface soil as a likely source of Al-Fe-Ca-Mg-K, whereas Fe-Ba-Zn-Cu-Sb were linked to the brake lining emissions and to a lesser extent to tire wear (Hays et al., 2011). In Prague city, sampling of dust particles near a freeway and subsequent microlocal analysis identified groups of elements with similar size distributions, which might indicate identical origin. Particles of about 2,5 µm containing mainly Fe-Cu-Mn-Zn were assigned to the abrasion of different vehicle parts. Si-Al-Ca and Ca-K particles of about 5µm were interpreted as resuspension of road dust, long-range transport or the regional background (Ondraček et al., 2011). In dust samples from Oslo as well as from Madrid, Ba-Cd-Mg-Pb-Sb-Ti-Zn were identified as ―Urban elements‖, because they emanate from traffic or fram buildings. If cement would be a major source, the proportion Mg/Ca was assumed close to 0,14. The group Ga-La-Mn-Sr-Th-Y was assigned to mainly soil particles, and a third group Cs-Ni-Ca-Cu-FeMo-Sr of mixed origin (de Miguel et al., 1997). In the US, lubricating oils contained about 0,15% Zn, 0,12% P, 0,35% S, and 0,35% Ca, whereas other concentrations were just in the mg/kg range (Hu et al., 2009). Replacement of leaded gasoline by catalyst-equipped vessels changed the compositions of the particles. Al, La, Ce and Pt-Pd are supposed to increase, whereas apart from Pb also Mn-Fe-Br were supposed to decrease in concentrations. At cold starts in particular, more La-Ce-Cl was emitted within a special test series (Huang et al., 1994). A diesel particulate filter can significantly reduce the particulate mass emissions at > 90% by means of filtration, and trap also parts of volatile fractions (Hu et al., 2009). Alternatively, diesel engines may be equipped with a V2O5-TiO2 catalyst for NOx reduction. Emissions of Ni and Cr significantly increased with higher exhaust temperatures (Hu et al., 2009). During cruise stile, higher engine load resulted in high exhaust temperature, and thus in increased emissions of components of the lubricants occurs (Hu et al., 2009) about 5-fold compared with baseline.

211

Comparison of the given data with data from other cities When composition data of atmospheric particulates from different parts of the globe are compared, traffic emissions as one of the main sources may differ due to vehicle construction, fuel and lubricant composition, use of catalysts, as well as composition of tyres and brake pads. In addition, geogenic background, proximity to the sea side, facades of buildings and choice of heating devices may impose certain variations. Last not least, population density of Seoul is about 4 times that of a European city. Just concentrations of P and Ba seem to be the same in urban dust worldwide. In addition to the data from Seoul and Budapest presented in this work, concentrations of various elements with respect to urban street dust mass were available from Buenos Aires (Fujiwara et al., 2011), Oslo and Madrid (de Miguel et al., 1997), and Raleigh of North Carolina (Hays et al., 2011). Among these, dust sampled in Seoul reached top levels for CdZn-As-Co-Cr-Cu-Mo-Ni-Sn. Just Pb was rather low because unleaded gasoline was introduced as compulsory in 1993. In former times, the main source of Pb was petrol, leaded at different levels, e.g. 0,4g/L for Madrid and 0,0375g/L for Oslo (de Miguel et al., 1997). Concentrations in Budapest dust samples were lower than from Seoul, except for Pb and Mg. Compared with Madrid as another continental site, Budapest was higher in Co-V-Zn. Dust from Oslo, which is not so large, contained more Mn-Na-Sr than dust from other towns, but less other metals. Like Seoul, Buenos Aires megacity region is close to the seaside, and currently the home of 14 million inhabitants. Street dust from Seoul contained higher concentrations of As, Ca, Mg, Mo, Ni, Sb, and Sn, and also higher trends for Cd and Zn, whereas Al, Cu, Fe, Mn and Pb were in about the same range (Fujiwara et al., 2011). Compared with Oslo, street dust from Seoul was higher in Cd, Cu, Mo, Ni, Sb, and Zn, it was lower in Mn-Na-Sr, and in the same range for Ba-Co-P-Pb-Ca. Compared with samples from Madrid, Seoul was higher for Co-CrCu-Mn-Ni-V-Zn, lower for Pb. With respect to street dust from Buenos Aires, continental Budapest contained higher concentrations of As, Ca, Mg, and higher trends for Pb, whereas it was lower in Fe and Al, and within the same range for Cd, Cu, Mn, Mo, Ni, Sb, Sn and Zn. Samples from Budapest were higher for Cu-Pb-Zn-Ca than from Oslo, lower for Co-Mn-Ni-Sr-Na than from Oslo, and within the same range for Ca-Cd-Mo-P and Sb. Samples from Budapest were higher for Co-V-Zn than samples from Madrid, lower for Ni-Pb, and within the same range for Cr-CuMn (Miguel et al., 1997). In Raleigh of North Carolina, atmospheric particulates sampled near a highway contained less Li-Mg-Ca-Mn-Fe-Co-Cu-Pb-Zn than the Budapest or the Seoul dust samples, but more Sb, V, Pd and Pt, whereas Cr, Ba and P were within the same range. Ni-Tl were as high as in Seoul (Hays et al., 2011). Platinum metals Platinum occurs associated with Ir, Os, Pd, Ru, and Rh, usually below 1 µg/kg (Ward and Dudding 2004). 0,4 µg/kg for both platinum and palladium are widely regarded as the geological background. For platinum group metals, catalyst materials used in cars are currently regarded as the main emission source. However, palladium emissions from industry cover a larger part than platinum, compared with emissions from traffic (Dirksen et al., 1999). Platinum metals may also be emitted from jewellery production, and gold-palladium and palladium-based alloys have been used in dental labs and surgeries, which enter the urban dust as abrasion from pedestrians (Helmers et al., 1998; Jackson et al., 2010). Iridium and ruthenium are not constituents of the 3-way catalyst, they originate from noble 212

metal processing industries (Dirksen et al., 1999). For municipal sludge in England, it is unlikely that Ir, Ru and Os originated from automobile catalysts (Jackson et al., 2010). But in addition to Pt-Pd-Rh, the use of Ir as a novel active metal in catalytic converters ought to be reflected in road dusts and roadside soils in the future (Fritsche and Meisel 2004). Other special element sources in urban dust Antimony Enrichment of antimony in dusts has been observed in many countries, even in Arctic ice. Due to health risks, asbestos brake parts have been generally replaced by nonasbestos organic type pads. Within a model testing series, each deceleration event caused emissions of 34 µg Sb, assuming a car of 2000 kg running at 40-60 km/h. Higher disk T caused emission of coarser particles, i.e. 0,8 µm at 100° and 2,0 µm at 400°. Abrasion dusts from brake pads contained 1,5 % antimony (Iijima et al., 2008), and also 3,1% Fe, 15% Cu, 1% Zn, 1,5% Sb, and 12% Ba. Sb is a component of brake linings and a flame retardant in vulcanization of rubber (Fujiwara et al., 2011). Arsenic Fossil fuels, in particular coal burning, are main sources for arsenic in dust, but there are also some emissions from metal processing (Ajmone-Marson and Biasoli 2010). Barium Abrasion dusts from brake pads contained 12 % barium (Iijima et al., 2008). Micro-analysis of single dust grains sampled in Prague city revealed that he abrasion of brakes produces coarse aerosol particles of high Cu-Ba-Fe-Zn, resp. Sb-K-Ti. K2O.nTiO2 is sometimes used to improve the thermal resistance and to lower the brakes wear (Ondraček et al., 2011). Cadmium In urban areas, main cadmium sources are Ni-Cd batteries, electronics, photography, pigments, and plastics (Ajmone-Marson and Biasoli 2010). Phosphate minerals and emissions from smelters might be less important. Cd tend accumulation in roadside dust soils, plants and trees (Panwar et al. 2007; 2010; 2011) Chromium Chromium is used in metallurgic and galvanic industry, and is a likely component of engine metal alloys (Hays et al., 2011). Motor vehicle exhaust and waste incineration have been regarded as the main sources for urban dust (Ajmone-Marson and Biasoli 2010). Copper Electronic waste and electrical wearing (Ajmone-Marson and Biasoli 2010) are well known for copper, but also abrasion dusts from brake pads contained 15 % copper (Iijima et al., 2008).

213

Lead After cease of using leaded gasoline, main sources are brake wear and the loss of Pb wheel weights (Fujiwara et al., 2011). Manganese In urban areas, main manganese sources are fertilized agricultural organic soils around the cyties for horticultural and crop production. Mn tend accumulation in roadside dust soils, plants and trees (Laszlo 2012, Marton et al., 2011, Petr et al., 2011) Molybdenum Molybdenum has been used as a component of brake linings (Fujiwara et al., 2011) Nickel Nickel is a component of stainless steel, and thus present in engine metal alloys, but it has been also used as a tracer for oil combustion. Apart from this, appreciable amounts are found in Ni-Cd batteries (Hays et al., 2011; Ajmone-Marson and Biasoli 2010; Fujiwara et al., 2011). Selenium The concentration of Se in roadside dusts is a major source of that in city soils and plants (Min et al., 2010). Sodium Mean Na concentration in street dusts seems to decline with increasing distance to the steaside. Thus, Na in Oslo dust was higher than in Seoul dust and than in Budapest dust. Zinc Zinc is widely used in the metallurgic and galvanic industry, as well as for tires, batteries, electronic equipment, and alloys (Ajmone-Marson and Biasoli 2010). Traffic related sources in particular are tyre rubber, brake pads, safety fences, and oil additives for wear protection (Fujiwara et al., 2011). Abrasion dusts from brake pads contained 1 % zinc (Iijima et al., 2008). In the US, Zn is used in oil additives and is a major component of galvanized metals and many paints (Hays et al., 2011). In dust grains sampled in Prague, the broad size distribution of Zn having also an ultrafine mode reflects various other sources than from tyres, like additives of engine oils (Ondraček et al., 2011). Summary This study presents the results of Pt, Pd, Ir and some heavy metals in road dusts collected from Budapest, outside of Budapest in Hungary and Seoul in Korea. (1) Level of contaminant elements in road dusts from Budapest and Seoul were in the range of 67.6 g/kg-0.092 mg/kg and 43.5 g/kg-0.35 mg/kg whereas those in the Budapest suburbs were 50.2 g/kg-0.084 mg/kg existed. (2) Geo-Accumulation Index (GAI) of the contaminant elements from Budapest, 214

Seoul and Budapest suburb were 3.88- -0.03; 4.23-1.22 and 2.74-0.13. (3) Pollution Index (PI) of the contaminant elements from Budapest, Seoul and Budapest suburb were 2.56-0.61; 5.98-2.66 and 0.93-0.41, respectively. (4) Contamination Index (CI) of the contaminant elements from Budapest, Seoul and Budapest suburb were 11.26-3.31; 19.96-10.20 and 4.482.72. Pt, Pd and Ir concentration levels from Budapest were in the range of 179-1.4 µg/kg, 272-7.6µg/kg and 7.62-0.27 µg/kg, and from Seoul 98.5-25.6 µg/kg, 147.9-30.6 and 5.6-2.1 µg/kg whereas those in the Budapest suburbs were 48.5-3.0 µg/kg, 55.2-8.6 µg/kg and 1.180.11 µg/kg. (5) Correlation between Pollution Index (PI) and Contamination Index (CI) of the platinum metals from Budapest Centre -0.4090 (Ir), -0.1994 (Pt), -0.3098 (Pd), Budapest Bridges 0.8343 (Ir), -0.7652 (Pt), -0.7626 (Pd) and Seoul were 0.2874 (Ir), -0.0017 (Pt), 0.3193 (Pd) whereas those in the Budapest suburbs were 0.5266 (Ir), -0.0333 (Pt), -0.2863 (Pd), respectively. The obtained results indicate that highest Pt, Pb and Ir levels in road dusts were found from major roads with high traffic volume. Significant difference between heavy traffic roads in Pollution Index (PI) and Contamination Index (CI) from Budapest (Szél Kálmán Square, West Railway Station, East Railway Station, Great Circle, Danube Bridges) and Seoul (Crosses: Seodaemun, Gyodae, Gangnam, Samsung, Zamsil)(2.14 and 9.1; 5.98 and 15.00), and light traffic roads (0.61 and 3.31; 3.5 and 14.6) reflects that an important source of Pt, Pd and Ir in roadside environment is automobile catalytic converter. Road dusts with high Pt, Pb and Ir level were enriched in traffic-related contaminant elements also. Among Buenos Aires, Oslo, Madrid and Raleigh of North Carolina datas dust samples in Seoul reached top levels for Cd-Zn-As-Co-Cr-Cu-Mo-Ni-Sn. Just Pb was rather low because unleaded gasoline was introduced as compulsory in 1993. Concentrations in Budapest dust samples were lower than from Seoul, except for Pb and Mg. Compared with Madrid as another continental site, Budapest was higher in Co-V-Zn. Dust from Oslo, which is not so large, contained more MnNa-Sr than dust from other towns, but less other metals. References Ajmone-Marsan F., Biasoli, M. (2010). Trace Elements in Soils of Urban Areas. Water Air Soil Pollut, 213, 121-143. (Review) Chon, H. T., Ahn, J. S., Ch. Jung, M. (1998). Seasonal variations and chemical forms of heavy metals in soils and dusts from the satellite cities of Seoul, Korea. Environmental Geochemistry and Health, 20, 77-86. Chon, H. T., Kim, K. W., Kim, J. Y. (1995). Metal contamination of soils and dusts in Seoul metropolitan city, Korea: Environmental Geochemistry and Health, 17, 139-146. Danneberg, O. (1999). Hintergrundwerte von Spurenelementen in den landwirtschaftlich genutzten Böden Ostösterreichs, Mitt. Österr. Bodenkundl. Ges., 57, 7-24. Dirksen, F., Zereini, F., Skerstupp, B., Urban, H. (1999). PGE Konzentrationen in Böden entlang der Autobahnen A45 und A3 im Vergleich zu Böden im Einflussbereich der edelmetallverarbei-tenden Industrie in Hanau. Aus: Emissionen von Platinmetallen, F. Zereini & F. Alt Hrsg. Springer Heidelberg. Fritsche. J., Meisel, T. (2004). Determination of anthropogenic input of Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir and Pt in soils along Austrian motorways by isotope dilution ICPMS. Sci. Tot. Environ., 325, 145-154. Fujiwara, F., Jimenez Rebagliati, R., Dawidowski, L., Gomez, D., Polla, G., Pereyra, V., P. Smichowski, P. (2011). Spatial and chemical patterns of size fractionated road dust collected in a megacity. Atmospheric Environment, 45, 1497-1505. Gondi, F., Hartányi, Zs., Nemecz, E., Sipos, P., Szendrei, G. (2004). A hazai környezetgeokémiai kutatások néhány eredménye. Magyar Kémiai Folyóirat-Összefoglaló 215

közlemények, 109-110(4), 204-210. Hays, M. D., Seung-Hyun Cho., Baldauf, R., Schauer, J. J., Shafer, M. (2011). Particle size distributions of metal and non-metal elements in an urban near-highway environment. Atmospheric environment, 45, 925-934. Helmers, E., Schwarzer, M., Schuster, M. (1998). Comparison of Pd and Pt in Environmental Matrices. Environ. Sci. & Pollut. Res., 5(1), 44-50. Hu, S. H., Herner, J. D., Shafer, M., Robertson, W., Schauer, J. J., Dwyer, H., Collins, J., Huai, T., Ayala, A. (2009). Metals emitted from heavy-duty diesel vehicles equipped with advanced PM and NOx emission controls. Atmospheric Environment, 43, 29502959. Huang, X., Olmez, I., Aras, N. K. (1994). Emissions of trace elements from motor vehicles: potential marker elements and source composition profile. Atmosph. Environ., 28(8), 1385-1391. Iijima, A., Sato, K., Yano, K., Kato, M., Kozawa, K., Furuta, N. (2008). Emission Factor for Antimony in Brake Abrasion Dusts as One of the Major Atmospheric Antimony Sources. Environ. Sci. Technol., 42, 2937-2942. Jackson, M. T., Prichard, H. M., J. Sampson, J. (2010). Platinum group elements in sewage sludge and incinerator ash in the United Kingdom: assessment of PGE sources and mobilities in cities. Sci. Tot. Environ., 408, 1276-1285. Jackwerth, E., P.G. Willmer, P. G. (1976) Anreicherung von Spuren Au und Pd aus Reinstmetallen Cd, In, Ni, Pb und Zn mit nachfolgender Bestimmung in der Graphitrohr-Küvette. Talanta, 23, 197-202. Jeong Ki Yoon, Dong Ho Kim, Tae Sung Kim, Jong Gyum Park, Il Rok Chung, Jong Ha Kim, Hyuk Kim. (2009). Evaluation on Natural Background of the Soil Heavy Metals in Korea. J. Soil & Groundwater Env., 14(3), 32-39. Laszlo, M. (2012). Crop demand of manganese. Environmental Geochemistry and Health. 34:123-134. Lee, H. Y., Chon, H. T., Sager, M., L. Marton, L. (2012). Platinum Pollution in Road Dusts, Roadside Soils, and Tree Barks in Seoul, Korea: Environ. Geochem. Health 34: 5-12. Marton, L., Sandor F., Yuriy V. K., Petr K. (2011). Organic Carbon Changes Over 40-years in a Haplic Luvisol Type Farmland in Hungary. Journal of Agricultural Science and Technology A 1: 913-920. Miguel de E, Llamas, J. F., Chacón, E., Berg, T., Larssen, S., Royset, O., Vadset, M. (1997). Origin and Patterns of Distribution of Trace Elements in Street Dust: Unleaded Petrol and Urban Lead. Atmospheric Environment, 31 (17), 2733-2740. Min, P., Chon, H. T., Laszlo, M. (2010). Mobility and accumulation of selenium and ist relationship with other heavy metals in the system rocks/soil-crops in areas covered by black shale in Korea. Journal of Geochemical Exploration, 107, 161-168. Müller, G. (1997). Schwermetalle in den Sedimenten des Rheins – Veränderungen seit 1971. Umschau, 79, 778-783. Müller, G. (1981). Die Schwermetallbelastung der Sedimente des Neckars und seiner Nebenflüsse – eine Bestandsaufnahme. Chem. Ztg., 105, 157-164. Ondraček, J., Schwarz, J., Ždimal, V., Andelova, L., Vodička, P., Bizek, V., Tsai, C. J., Chen, S. C., Smolik, J. (2011). Contribution of the Road Traffic to Air Pollution in the Prague city (busy speedway and suburban crossroads). Atmospheric Environment, 45, 50905100. Panwar, B. S., Grewal, M. S., Marton, L. (2007). Kinetics of cadmium in different Indian and Hungarian soils: Incubation study at field capacity. Acta Agronomica Hungarica, 55:165-171. Panwar, B. S., Marton, L., Kadar, I., Anton, A., Nemeth, T. (2010). Phytoremediation: A 216

novel green technology to restore soil health. Acta Agronomica Hungarica, 58:443-458. Panwar, B. S., Kadar, I,, Biro, B., Rajkai-Vegh, K., Ragalyi, P., Rekasi, M., Marton, L. (2011). Phytoremediation: Enhanced cadmium (Cd) accumulation by organic manuring, EDTA and microbial inoculants (Azotobacter sp., Pseudomonas sp.) in indian mustard (Brassica juncea L.). Acta Agronomica Hungarica 2011; 59:101-107. DOI: 10.1556/AAgr.59.2011.2.2. Petr K., Ivana C., Zdenek S., Jan M., Jan M. jr., Laszlo M. 2011. Variation for carbon isotope ratio in a set of emmer (Triticum dicoccum Schrank) and bread wheat (Triticum aestivum L.) accessions. African Journal of Biotechnology. 10: 4450-4456. Ward, N. I., Dudding, L. M. (2004). Platinum emissions and levels in motorway dust samples: influence of traffic characteristics. Sci. Tot. Environ., 334/335, 457-463. Zhao, H. T., Li, X. Y., Wanga, X. M., Tiana, D. (2010): Grain size distribution of roaddeposited sediment and its contribution to heavy metal pollution in urban run-off in Beijing, China. J. Hazardous Mat., 183(1-3), 203-210.

217

VI. 7. Phytoremediation: Enhanced Cadmium (Cd) accumulation by organic manuring, EDTA and microbial inoculants (Azotobacter sp., pseudomonas sp.) in Indian mustard (Brassica juncea L.) between 2007 and 2008 Introduction The phytoremediation of soil contaminated with heavy metal is an emerging technology that aims to extract or inactivate metals in soils (Salt et al., 1998). Cadmium (Cd) is recognized globally as a hazardous element and is not essential to plants. Cadmium has a wide variety of uses in industry, medicine, dentistry, batteries, science and military applications. The burning of fossil fuels and medicinal waste accounts for more than 80% of all anthropogenic sources. Reports of the Itai Itai disease in Japan due to excessive dietary intake of Cd by human beings (Asami, 1981) is one example of heavy metal pollution. The agricultural use of phosphatic fertilizers may also cause the entry of Cd into the human system through crop plants. In view of the above, there is a need to develop a suitable technique for soil remediation by enhancing the phytoextraction of Cd from contaminated soil. The term phytoremediation is used to describe a system wherein plants, in association with soil organisms, can remove or transform contaminants into harmless and often valuable forms (Chhonkar, 2004). Amongst commercial crops, Indian mustard was found to have a high capacity for extracting and translocating Cd from contaminated soils (Ahmed et al., 2001). Generally, chelate-assisted phytoextraction helps in phytoremediation in two ways: (i) release of bound metals into the soil solution, and (ii) transport of metals to the shoot, which would presumably increase the total metal accumulation in plants (Salt et al., 1998). Synthetic chelators, such as EDTA, DTPA and EGTA, form soluble complexes with metals in the soil and can increase the uptake and translocation of heavy metals through the aboveground tissues (Blaylock et al., 1997). The addition of organic amendments led to higher plant biomass production (Clemente et al., 2005). Vermicompost can be used to remediate metal contaminated sites because it binds metals and increases uptake (Jadia and Fulekar, 2008). Microbial populations are known to affect heavy metal mobility and availability to the plant through the release of chelating agents, acidi fication, phosphate solubilization and redox changes, and therefore have potential to enhance phytoremediation processes (Jing et al., 2007). Rhizosphere bacteria can increase the efficiency of Cd phytoremediation by promoting the accumulation of Cd in pla nts. For better phytoremediation a higher uptake of contaminants by the plants is necessary, which will require a better understanding of effective chelating agents. The present investigation was undertaken to study the phytoremediation of cadmium contaminated soil by rhizospheric Indian mustard (Brassica juncea L.) with the help of chelating agents and organic manures. Materials and methods A pot experiment using sandy loam soil was conducted in a screen -house in year 2007-2008, rabi season. Some selected characteristics of the soil are: pH (1 : 2) 8.2; EC 0.48 dS m -1 in water; organic carbon 0.58%; CEC 11.70 cmol(P + ) kg -1 soil; total Cd 2.35 µg Cd g-1 soil. Earthen pots were lined with polyethylene to avoid contamination and filled with 20 kg of air-dried soil (<2 mm). The treatments consisted of Cd (100 µg Cd g-1 soil as cadmium chloride), EDTA (2 mmol kg-1 soil as disodium salt), farmyard manure (FYM) and vermicompost (VC), 2% by weight each, in all possible combinations. 218

Bioinoculants (Azotobacter sp. and Pseudomonas sp.) were applied as seed treatment to selected treatment combinations. A bulk soil sample of the surface layer (0 _ 15cm) was collected from an untreated field irrigated with sewer water at the vegetable research farm of CCS Haryana Agricultural University, Hisar, India. The soil was air dried, ground and passed through a 2mm stainless steel sieve to remove gravel and crop residues. This soil sample was artificially spiked with Cd using CdCl 2 as a source of Cd. The bulk soil sample was spread evenly on a polythene sheet placed over the raised platform of the screen _ house. A pre-calculated amount of CdCl 2 (i.e. 100 mg Cd/300 ml distilled water) was dissolved in distilled water. The solution so prepared was sprinkled over the uniformly spread soil at the rate of 300ml solution per kg of soil. After sprinkling the solution, the soil sample was covered with a plastic sheet for 48 hours to minimize evaporation to ensure proper equilibration. Thereafter the cover was taken off and the soil was allowed to dry to a workable moisture content. Then each soil sample was thoroughly mixed, respread uniformly over the plastic sheet and moistened to near field capacity moisture content using distilled water. This cycle was repeated thrice for proper equilib ration and the uniform enrichment of the soil with the added Cd. The Cd-enriched bulk soil sample was then air dried and divided into eight equal lots. One lot was kept as a control, the second lot was treated with well decomposed dry farmyard manure (FYM) ,2% by weight, and the third with well decomposed dry vermicompost (VC),2% by weight, while the fourth lot was given ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) treatment at 2mmol kg -1 soil (0.4 mmol daily for 5 days in 5 split doses) starting at 40 days after sowing (DAS). The remaining four lots were given the same treatments, but were also treated with N 2 fixer (i.e. Azotobacter sp.) and phosphorus -solubilising bacteria (i.e. Pseudomonas sp.) as seed dressing at the time of sowing. The FYM and vermicompost were mixed uniformly into the Cd-spiked soil one week before sowing. Indian mustard (Brassica juncea L.) was sown as test crop. The basic nutrient requirements of the crop were added in solution form as 50, 50, 60, 10, 5, 5 and 5 mg kg -1 soil of N, P, K, Fe, Mn, Zn and Cu, respectively, and mixed thoroughly with the soil before sowing. Each treatment was replicated three times in a completely randomized design. The pots were irrigated to field capacity with deionized water throughout the growth period. Ten seeds of Indian mustard were sown in each pot and thinned to five plants after germination. The plants were harvested 8 weeks after germination at the pre-flowering stage and washed with distilled water. The plant samples were first air dried by keeping them in paper bags and then in an oven at 65±2ºC to constant weight. After grinding, 0.5 g dried plant tissue was digested in 20 ml of a concentrated HNO 3 :HClO 4 (4:1) diacid mixture and the final volume was made up to 25 ml. The cadmium content of the dige sted solution was determined using an atomic absorption spectrophotometer (GBC 932 plus, Australia). Results and discussion Visual toxicity symptoms The crop plants came under the influence of the toxic concentration of Cd right from the seed germination stage. Starting from the emergence of the plumule up to the harvesting stage of the crop (i.e. at the pre-flowering stage, 56 days after sowing), yellowing of the leaves was observed. In each case, leaf emergence was associated with chlorosis, which started from the margin of the leaves and then progressed consistently inwards. Though the plants continued to 219

grow till the harvesting stage in Cd-enriched soil they remained stunted as compared to those grown in normal soil. Plants grown in FYM_treated soil bore a healthy look compared to the others, which might be attributed to the additional supply of essential nutrients contained in FYM. When the chelating agent EDTA was applied 40 days after sowing, the plants exhibited wilting symptoms a day after application but these disappeared within 2_3 days. This might be the attributed to increased availability of Cd as a Cd–EDTA complex in the soil. Dry biomass production of plants The application of EDTA, FYM and VC resulted in a significant increase in dry matter yield in Cd-enriched soil. The highest increase in yield was observed in VC_amended, Cd-enriched soil. This indicates that VC is the most effective agent for the phytoremediation of Cdcontaminated soil. Microbial inoculants had no significant effect on the shoot or root dry matter yield of Indian mustard Cadmium concentration in plants The application of FYM, VC and EDTA resulted in a significant increase in the Cd concentration in the shoots and roots of Indian mustard as compared to Cd - enrichment alone (Cd100). The highest concentration of Cd in Indian mustard plants was observed when Cdenriched soil was amended with EDTA. Cadmium uptake in plants The application of microbial inoculants resulted in a significant increase in Cd uptake in both the shoots and roots. Similarly, the application of FYM, EDTA and VC significantly enhanced the Cd uptake by Indian mustard. VC being the most effective for the removal of Cd from the soil by Indian mustard plants. The most important parameter for phytoremediation is a high uptake of polluting heavy metals into the harvestable biomass. This signifies the necessity of the accumulator species having high biomass yield as well as a higher concentration of the heavy metal. Soluble organics may raise the carrying capacity of the soil solution for trace metals by the formation of soluble organo-metallic complexes (Almas et al., 2000). Wu et al. (2006) also indicated that rhizobacteria are important in the augmentation of metal accumulation in the roots. Conclusions The present investigation revealed with performance indicators that all the soil amendments used in Cd spiked soil were effective in enhancing the Cd uptake, the vermicompost being the most effective. The chemical (EDTA) and organic (FYM, VC) chelates enhanced Cd concentration in plant shoot and root. However, EDTA have environmental consequences. The microbes with or without chelates, FYM and VC proved much effective in promoting Cd uptake as well as tissue concentration. These being environment friendly and component of sustainable agriculture should be use for phytoremediation and as biofertilizers.

220

Summary Phytoremediation is an approach designed to extract excessive heavy metals from contaminated soils through plant uptake. Cadmium (Cd) is among the elements most toxic to living organisms. Health hazards associated with the lethal intake of Cd include renal (kidney) damage, anaemia, hypertension and liver damage. A greenhouse experiment was carried out with Indian mustard ( Brassica juncea) grown on artificially spiked soil (100 µg Cd g-1) with EDTA (2 mmol kg-1 in 5 split doses), FYM, vermicompost (VC) and microbial inoculants (MI) such as Azotobacter sp and Pseudomonas sp. The growth of Brassica juncea L. was better in soil amended with FYM or VC as compared to unamended Cd- polluted soil. Growth was slightly suppressed in EDTA treated soil, whereas it was better after treatment with MI. The application of FYM and VC increased the dry matter yield of Indian mustard either alone or in combination with microbial inoculants, while that of EDTA caused a significant decrease in the biomass of Indian mustard. The application of microbial inoculants increased the dry matter yield of both the roots and shoots but not significantly, because MI shows greater sensitivity towards cadmium. The maximum cadmium concentration was observed in the EDTA + MI treatment, but Cd uptake was maximum in the VC + MI treatment. The Cd concentration in the shoots increased by 120% in CdEDTA over the Cd100 treatment, followed by CdVC (65%) and CdFYM (42%) in the absence of microbial inoculants. The corresponding values in the presence of MI were 107, 51 and 37%, respectively. A similar trend was also observed in the roots in the order Cd EDTA+M > Cd VC+M > CdFYM+M > Cd100+M. MI caused as increase 5.5% in the roots and 4.1% in the shoots in Cd content in the CdEDTA+M treatment compared over with the CdEDTA treatment. FYM, VC and EDTA also increased Cd uptake significantly both in the shoots and roots with and without microbial inoculants.The results indicated that Vermicompost in combination with microbial inoculants is the best treatment for the phytoremediation of Cd-contaminated soil by Indian mustard, as revealed by the Cd uptake values in the shoots: CdVC+M (2265.7 μg /pot) followed by CdEDTA+M (2251.2 μg /pot), CdFYM+M (1485.7 μg /pot) and Cd100+M (993.1 μg /pot). Key words: Phytoremediation, Indian mustard, organic fertilizer, microbial inoculant, Cd uptake Acknowledgements The present work is part of study conducted under Indo-Hungarian Joint Project (IND-3/03-DST, CCS HAU, Hisar, India and OMFB-00295-2006, RISSAC, HAS, MOE, Budapest, Hungary). References Ahmed, K. S., Panwar, B. S., Gupta, S. P. (2001): Phytoremediation of cadmiumcontaminated soil by Brassic species. Acta Agron. Hung., 49, 351-360. Almas, A. R., Salbu, B., Singh, B. R. (2000): Changes in partitioning of 109Cd and 65Zn in soil as affected by organic matter addition and temperature. Soil Sci. Soc. Amer. J., 64, 1951-1958. Asami, T. (1981): Heavy Metals Pollution in Soils of Japan. Japan Scientific Socities Press, Tokyo, pp. 257-274. Blaylock, M. J., Salt, D. E., Dushenkov, S., Zakharova, O., Gussman, C., Kapulnik, Y., Ensley, B. D., Raskin, I. (1997): Enhanced accumulation of Pb in Indian mustard by soil-applied chelating agents. Environ. Sci. Techno., 31, 860-865. 221

Chhonkar, P. K. (2004): Phytoremediation: A ―Green cure‖ for heavy metal contaminated soils. J. Indian Soc. Soil Sc., 52, 357-373. Clemente, R., Walker, D. J., Bernal, M. P. (2005): Uptake of heavy metals and As by Brassica juncea grown in a contaminated soil in Aznalcóllar (Spain): The effect of soil amendments. Environ. Pollut., 138, 46-58. Jadia, C. D., Fulekar, M. H. (2008): Phytoremediation: The application of vermicompost to remove zinc, cadmium, copper, nickel and lead by sunflower plant. Environ. Engineering Manage. J., 7, 547-558. Jing, Y., He, Z., Yang, X. (2007): Role of soil rhizobacteria in phytoremediation of heavy metal contaminated soils. J. Zhejiang Univ. Sci. B, 8, 192-207. Salt, D. E., Smith, R. D., Raskin, I. (1998): Phytoremediation. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 49, 643-66. Wu, C. H., Wood, T. K., Mulchandani, A., Chen, W. (2006): Engineering of plant-microbe symbiosis for rhizoremediation of heavy metals. Appl. Environ. Microbiol., 72, 11291134.

222

VI. 8. Phytoremediation: High uptake and subcellular compartmentalization of thallium in green cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata L.) in 2010 Introduction Thallium (Tl) is one of the 13 priority metal pollutants [1], and its pollution and associated health risks have aroused concerns around the world [2-5]. Gastroenteritis, polyneuropathy, and alopecia are regarded as the classic triad of symptoms in Tl poisoning [2, 6-7]. Previous studies showed that Tl in soil is taken up easily by food crops, and particularly by brassicaceous crops [3, 8-11]. It was pointed out that Tl-rich food crops, particularly for the green cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata L.), planted in a rural area that had been adversely affected by both mining and natural mineralization of Tl-rich sulfide minerals were the sources of chronic Tl poisoning occurred in southwestern China during the 1960s and 1970s [2, 3]. The consumption of locally planted green cabbage with abnormally high Tl by local residents was a particular health problem [2, 3]. However, two questions about this specific Tl-affected food crop problem have not been well addressed: (1) To what extents do commonly available cultivars of green cabbage differ in their Tl uptake? (2) How do Tl and major elements distribute in the leaves of green cabbage? Therefore, we set out to answer these questions by studying the extents of Tl uptake and the subcellular distribution of Tl and other major elements in the leaves of green cabbage cultivars. The answers to these questions will be beneficial for understanding the chemical accumulation of Tl and for improving the management of green cabbage in areas with soils polluted by the hazard material of Tl. Materials and methods Soil sampling and preparation The soils used in pot trials were collected from the top layers (0–20 cm) of a rural forest devoid of major sources of Tl pollution in the close vicinities of the sampling areas. The soils were air-dried and homogenized, then ground and passed through a 2-mm stainless-steel sieve to remove stones, plant roots, and other large particles. Soil pH was measured using a 1:2 (v/v) ratio of soil and Milli-Q water using a sensION156 pH-meter (Hach, USA). The contents of total organic carbon (TOC) and total organic nitrogen (TON) were measured using an elemental analyzer of PE2400-II (PerkinElmer, USA). The cation exchange capacity (CEC) was calculated by summation of Ca, Mg, K, Na and titratable acidity after saturation of the soil samples with ammonium acetate (CH3COONH4). The mineral compositions were also determined by X-ray diffraction (XRD) (D/Max-2200, Japan). About 50 mg of the sieved soil sample (<150 µm) was digested using a mixture acid (15 ml of 15 M HNO3 and 5 ml of 10 M HF) for determination of thallium and other major elements. Pot trials Two groups of the air-dried and sieved soils (< 2 mm) were then spiked with TlNO3 solution (Merck, Germany) to achieve two levels of initial Tl-contamination treatments with Tl concentrations approximately at 4.1 mg kg-1 and 8.1 mg kg-1 (DW), respectively, and a third group was used as a control treatment without Tl addition (0 mg kg-1 Tl). A 2-kg pretreated soil from each group was then transferred into a 2.5-L plastic pot with a bottom pallet. All the soil-filled pots were placed in dark corner of the green house for two weeks, and around 50 ml Milli-Q water was periodically added to the soil to achieve the real soil moisture condition 223

and the geochemical equilibrium of Tl in pot soils. Five cultivars of green cabbage (Huifeng No. 1, Jingfeng No. 1, Sijiwang, Xinxiawang, and Zhonggan No. 19) that are commonly grown in China were selected for the pot trials. The applied hoagland solution contained 4 mM Ca(NO3)2·4H2O, 6 mM KNO3, 1 mM MgSO4, 2 mM (NH4)H2PO4, and micro nutrients (46 µM H3BO3, 9 µM MnSO4, 0.8 µM ZnSO4·7H2O, 0.1 µM Na2MoO4·2H2O, 0.3 µM CuSO4·5H2O, 50 µM EDTA-Na, and 50 µM FeSO4·7H2O). All chemicals used in the experiments were of analytical grade. Three weeks after germination, one well-germinated seedling with four or five leaves was transferred into a 2.5-L plastic pot. All the three groups of treatments were replicated three sub-groups for each cultivar. The plants were then grown in a greenhouse, with relative humidity ranging from 70 to 80%. After 3 months for harvesting, three medium leaves were collected from each plant by using a plastic knife. At the time of harvesting, the plants were also examined to detect any obvious signs of damage from Tl (e.g., chlorosis, leaf necrosis) and any obvious differences in size for each cultivar. Geochemical analysis and quality control All the collected samples of green cabbage leaves were washed several times using Millipore water, and the attached water on the leaves were removed by using tissue-papers. About 500 mg of the collected leaves per plant were cut into small pieces and homogenized with a mortar and pestle to produce a single composite sample. The homogenizing solution was composed of 0.25 mM sucrose, 50 mM Tris-maleate buffer (pH = 7.8, the pH was adjusted by adding glacial acetic acid), 1mM MgCl2, and 10mM cysteine. The subcellular separation was carried out following the methods of Hans and Hans (1980) [12]. The homogenate (usually 15-20 ml) were transferred to 50 ml centrifuge tubes and centrifuged at 300 g for 15 mins at room temperature. The resulting sediments were designated as cell wall fractions. The supernatants were then centrifuged at 20000 g for 45 mins to sediment cytoplasmic organelles fractions, and the supernatant solutions were designated as cytoplasmic supernatant fractions. The centrifuged fractions of cell wall, cytoplasmic organelles and cytoplasmic organelles from each sample were transferred into a 50 ml beaker, respectively, and were then digested with a 10-ml mixture of strong acids (8 ml of 15 M HNO3 and 2 ml of 12 M HClO4) for Tl analysis. The left leaf samples collected from each plant were weighted, and then cut into small pieces (1-2 cm long) and oven-dried at 60 °C until no further loss of weight. The dried samples were then crushed to fragments capable of passing through a 100-mesh screen (<150 µm) using a crushing machine (FZ102, China). Appropriate 100 mg powder of each sample was digested with a 10-ml mixture of strong acids (8 ml of 15 M HNO3 and 2 ml of 12 M HClO4) for total Tl analysis. Thallium concentrations were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS, Perkin Elmer), and the contents of major elements (K, Na, Mg, Ca, Fe, and Mn) were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES, Vista MPX) at the Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences. The detection limit for Tl was 0.05 mg kg-1. The analytical precision, determined based on the standard quality control procedures of the laboratory using standard solution, internal standards (Rh at 500 g/L), duplicates, and reagent blanks, was better than ±10%. All the determined data were converted into the results as dry weigh (DW) with the water contents of leaf sample analyzed.

224

Statistical analysis The software package Analyse-it® (version 2.21, Analyse-it Software Ltd., Leeds, United Kingdom) was used for descriptive statistics, statistical tests and correlation analysis. Results and discussion Uptake of Tl by green cabbage The forest soil has the pH value of 7.31 and higher Ca content of 2%, corresponding to the outcropped bedrock of limestone. The higher total organic carbon (TOC) value of 5.1% resulted in a higher cation exchange capacity CEC value (25.6 cmol kg-1). Higher Fe content of 3.4% was observed in the soil. The XRD results showed that the soil mineralogy was composed of quartz, feldspar, calcite, montmorillonite and goethite. Tl level in the forest soil was 0.56 mg kg-1, below its concentrations (0.29–1.2 mg kg-1, mean at 0.58 mg kg-1) in the Chinese natural soil [13], and showed no Tl contamination. The biomass (fresh weight) ranged from 192.7 to 280.1 gram per pot (mean = 234.3 gram, 95% CI = 218.9-249.8), but much lower than those (averaged at 1.5 kg) at field. This was probably attributed for the limited soil (around 2 kg) applied in the pot trial. The biomass per trial showed no significant differences for any cultivar (p = 0.498) or between cultivars for any treatment (p = 0.152). The leaves of cultivars under all treatments were observed to be healthy without any obvious toxication symptoms during the pot-trials. This observation indicated that all the cultivars of green cabbage have similar endurance to Tl threat from the Tl-spiked soils. The total concentrations of Tl in the leaves of cultivars ranged from 100.6 to 191.8 mg kg-1 (mean = 135.5 mg kg-1, median = 131.9 mg kg-1, 95% CI = 114.0-157.1), and showed no significant differences for any cultivar (p = 0.455). The Tl contents were far above the world average level of 0.02 to 0.3 mg kg-1 for edible plants [3], and suggested that all the cultivars of green cabbage have high accumulation of Tl from the Tl-polluted soils. Thallium accumulation in the leaves of cultivars showed slightly different under the two Tl-spiked treatments (p = 0.0291), that is Tl averaged at 116 mg kg-1 and 155.1 mg kg-1 under 4.1 mg kg-1 and 8.1 mg kg-1 Tl-spiked treatments, respectively. The biological absorption coefficient (BAC, ratio of Tl concentration in plant to its concentration in soils on which the crops are growing) values for all cultivars were slightly higher in the 4.1 mg kg-1 treatment than in the 8.1 mg kg-1 treatment. The BAC values ranged from 14 to 37 (mean at 26) in the 4.1 mg kg-1 treatment, and from 16 to 24 (mean at 19) in the 8.1 mg kg-1 treatment. Subcellular compartmentations of Tl and major elements The concentrations of Tl in subcellular compartments of the green cabbage cultivars showed significant differences (p < 0.0001). Majority of Tl (86% to 92%) was observed in the cytoplasmic supernatant in green cabbage growing up in the Tl-spiked soil, with lower proportions in the cell wall (6.5% to 12.6%) and the organelles (1.3% to 2.3%). The results revealed a remarkable subcellular compartmentation for Tl distribution in the leaves of green cabbages, that is cytoplasmic supernatant >> cell wall > cytoplasmic organelles, and clearly indicated that the cytoplasmic supernatant of the plant cell was a major storage site for Tl. Significant positive correlation between total Tl concentrations in leaf and Tl concentrations in cytoplasmic supernatant of green cabbage cultivars was also observed. However, no significant differences in subcellular distribution of Tl were observed among the cultivars (p values are 0.508 for cytoplasmic supernatant, 0.140 for cell wall, and 0.041 for cytoplasmic organelles, respectively). In the controlled trial without Tl spiked, Tl was not detectable in some subcellular compartments due to lower concentrations, but still generally showed the similar distribution pattern of cytoplasmic supernatant > cell wall > cytoplasmic organelles. With the exception of the cytoplasmic organelles, the relative magnitudes of K, Na, Mg, Ca, Fe, and Mn were similar in all compartments, though their actual values differed among the 225

subcellular components. The average concentrations of each major element in the plant cell also followed the order of cytoplasmic supernatant > cell wall > cytoplasmic organelles, which indicated that the cytoplasmic supernatant was also the major storage site for the major elements. Positive correlations between Ca and Tl were observed in the cell wall (R = 0.34), the cytoplasmic supernatant (R = 0.38), and the whole leaf (R = 0.33). Similar positive correlations between Mg and Tl were also obtained in the cytoplasmic supernatant (R = 0.37) and in the whole leaf (R = 0.48). These findings were consistent with the previous observations that a higher accumulation of Tl in crops growing in Tl-polluted soils in field generally corresponded to elevated concentrations of Ca and Mg [3]. In addition, significantly positive correlations between Tl and Mn and Na, particularly in the cytoplasmic supernatant (RMn = 0.77, and RNa = 0.56), were observed for the first time. In contrast, K was negatively correlated with Tl in the three subcellular components, and a near-zero correlation for the whole leaf, but none of these correlations were significant. Thallium is a non-essential and toxic element to plants, but it tends to highly accumulate in green cabbages without producing obvious toxication symptoms either from pot trials of this study or the field [3]. This suggested that the green cabbage must have high resistance to Tl toxicity. Our results for the distribution of Tl in the subcellular compartments of green cabbage showed obvious compartmentalization. The cytoplasmic supernatant, which comprises both the cytosol and vacuoles, accumulated the majority of Tl (up to 88%), and thus represented the major storage site for Tl. It thus appears that the ability of cytosol and vacuoles to preferentially compartmentalize Tl helps the green cabbage to avoid Tl toxicity damage to its vital organelles. Vacuolar compartmentalization is important because toxic metals, such as Tl, are transferred into and stored in vacuoles to prevent them from damaging the plant cell organelles. Similar vacuolar compartmentalization was also observed that 80% of the Tl taken up by Lemna minor L. (common duckweed) was held in the cell vacuoles [14]. Therefore, vacuolar compartmentalization plays a vital role in the tolerance and detoxification of Tl in green cabbage, although the associated biological processes are not yet well understood. Food chain risk concerns on Tl uptake in green cabbage Uptake of Tl by green cabbage is of high concern on food chain toxicity because it may pose immediate human health risks. In this study, no significant differences among green cabbage cultivars in their Tl concentrations were observed, and all the cultivars had high abilities to uptake Tl from Tl-contaminated soils. This is significant for food chain risk, because even a slightly higher than 1 mg kg-1 for Tl in arable soils can be a risk factor for crop safety and finally for public health [2, 9]. The evidences of adverse environmental impacts of Tl through consumption of Tl-rich green cabbage have been successfully illustrated in a rural area with Tl pollution in China [2]. High Tl contents in urines of the local villagers were observed, ranging from 2.51 to 2668 µg L-1 (Mean = 521.9 µg L-1; 95% CI = 203.3-840.5), from 1 to 4 orders of magnitude higher than the accepted maximum urinary Tl concentration of <1 g L-1 for ―non-exposed‖ humans in the world [2]. These urinary Tl concentrations had positive correlations with the Tl contents in local green cabbage (r = 0.990, p <0.0001) and with the soil Tl contents (r = 0.952, p <0.0001), which clearly implied for the fact that Tl contents uptaken by green cabbage from Tl-polluted soils had significant effect on human health [2]. Results from the pot-trials on the selected five cultivars of green cabbage commonly grown in China suggested that it would be difficult to reduce the food chain risk by the breeding of green cabbage cultivars with relatively low Tl uptake. The problem of high Tl contents in soils as a result of industrial pollution or sulfide mineralization exists worldwide, and proper land and crop safety management practices in such areas should eliminate the cultivation of green cabbage to avoid Tl risk on food safety.

226

Summary Heavy metal pollution, which is increasing worldwide, has led to limitations in land use, and soil remediation is needed. Phytoremediation, the use of plants for cleaning metal-polluted soils, is of low cost, environmentally sound and equally protective of human health and the environment, and should be considered a good alternative to current techniques. Brassica, a crop widely grown, can be effectively used for remediating the soil with no change in the agricultural systems followed by the farmers. Phytoremediation is a word formed from the Greek prefix ―phyto‖ meaning plant, and the Latin suffix ―remedium‖ meaning to clean or restore. The term actually refers to a diverse collection of plant-based technologies that use either naturally occurring or genetically engineered plants for cleaning contaminated environments. Thallium (Tl) uptake extents by various cultivars of green cabbage and associated subcellular compartmentalization are not well understood. Five commonly available cultivars of green cabbage in Tl-spiked pot trials were applied to study the uptake and subcellular compartmentalization of Tl. All the cultivars concentrated Tl in the leaves of cultivars ranging from 100.6 to 191.8 mg kg-1 (DW), and showed no significant differences for any cultivar (p = 0.455). Thallium accumulation in the cultivar leaves showed obvious subcellular compartmentalization: cytoplasmic supernatant >> cell wall > cell organelles. The majority of Tl (up to 88%) was found in the cytoplasm, which also served as the major storage site for other major elements. High uptake of Tl by green cabbage is of healthy concern on food safety, and proper land and crop safety management practices in Tl-polluted areas should remediation or avoid the cultivation of green cabbage. Keywords: Thallium; uptake; subcellular compartmentalization; green cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata L.); food safety Conclusions The pot trials showed that all five green cabbage cultivars have high accumulation for Tl with biological absorption coefficients ranging from 14 to 37, but the cultivars did not differ significantly in their total Tl concentration. The distribution of Tl in the subcellular compartments of green cabbage leaves showed obvious compartmentalization, with concentrations decreasing in the order of cytoplasmic supernatant >> cell wall > cytoplasmic organelles. The major elements in the subcellular compartments also represented with similar compartmentations. The majority of Tl (up to 88%) was compartmentalized in the cytoplasmic supernatant with positive correlations with Ca, Mg, Mn and Na. This specific compartmentalization appeared to help detoxify Tl in green cabbage by keeping it away from sensitive organelles. Uptake of Tl by vegetables is of high concern on food safety, and proper land and crop safety management practices in Tl-polluted areas should eliminate the cultivation of green cabbage to avoid Tl risk on crop safety. Acknowledgments This research was funded by the Key Knowledge Innovation Project of Chinese Academy of Sciences (KZCX2-YW-135), the National Basic Research Program of China (2009CB426307), and the National Natural Science Foundation of China (40721002, 40773072). We appreciate Mr. Geoffrey Hart in Canada for final editing of the text.

227

References [1] L.H. Keith, W.A. Telliard, Priority pollutants. I. A perspective view, Environ. Sci. Technol. 13 (1979) 416–423. [2] T.F. Xiao, J. Guha, C.Q. Liu, B.S. Zheng, G. Wilson, Z.P. Ning, L.B. He, Potential health risk in areas of high natural concentrations of thallium and importance of urine screening, Appl. Geochem. 22 (2007) 919–929. [3] T.F. Xiao, J. Guha, D. Boyle, C.Q. Liu, J.A. Chen, Environmental concerns related to high thallium levels in soils and thallium uptake by plants in southwest Guizhou, China, Sci. Total Environ. 318 (2004) 223–244. [4] A. Vaneka, M. Komárek, V. Chrastny, D. Becka, M. Mihaljevic, O. Sebek, G. Panusková, Z. Schusterová, Thallium uptake by white mustard (Sinapis alba L.) grown on moderately contaminated soils-Agro-environmental implications, J. Hazard Mater. 182 (2010) 303– 308. [5] P. Madejon, J.M. Murillo, T. Maranon, N.W. Lepp, Factors affecting accumulation of thallium and other trace elements in two wild Brassicaceae spontaneously growing on soils contaminated by tailings dam waste, Chemosphere 67 (2007) 20–28. [6] World Health Organization/International Program on Chemical Safety (WHO/IPCS), Thallium. Environmental Health Criteria 182. World Health Organization, Geneva, Switzerland, 1996. pp.108–111. [7] H. Tabandeh, J.G. Crowston, G.M. Thompson, Features of thallium poisoning, Am. J. Ophthalmol. 117 (1994) 243–245. [8] J. Pavlickova, J. Zbiral, M. Smatanova, P. Habarta, P. Houserova, V. Kuban, Uptake of thallium from naturally-contaminated soils into vegetables, Food Addit. Contam. 23 (2006) 484–491. [9] C. LaCoste, B. Robinson, R. Brooks, Uptake of thallium by vegetables: Its significance for human health, phytoremediation, and phytomining, J. Plant Nutr. 24 (2001) 1205–1215. [10] A. Tremel, P. Masson, H. Garraud, O.F.X. Donard, D. Baize, M. Mench, Thallium in French agrosystems. 2. Concentration of thallium in field-grown rape and some other plant species, Environ. Pollut. 97 (1997) 161–168. [11] J. Pavlickova, J. Zbiral, M. Smatanova, P. Houserova, E. Cizmarova, S. Havlikova, V. Kuban, Uptake of Thallium from Artificially and Naturally Contaminated Soils into Rape (Brassica napus L.), J. Agric. Food Chem. 53 (2005) 2867–2871. [12] J.W. Hans, J.J. Hans, Subcellular distribution and chemical form of cadmium in bean plants, Plant Physiol. 65 (1980) 480–482. [13] W. Qi, Y. Chen, J. Cao, Indium and thallium background contents in soils in China, Int. J. Environ. Stud. 40 (1992) 311–315. [14] K.H.M. Kwan, S. Smith, Some aspects of the kinetics of cadmium and thallium uptake by fronds of Lemna minor L., New Phytol. 117 (1991) 91–102.

228

VII. ÖSSZEFOGLALÁS A mindenkori ökológia határozza meg döntően a mezőgazdaság fenntarthatóságát és produktivitását. Napjainkban a globális klímaváltozás vált az emberiség legjelentősebb problémájává beleértve hazánkat is. Ennek egyik kiváltó oka a levegő széndioxid koncentrációjának állandó növekedése lehet. Az emberi tevékenység hatására az iparosítást megelőző, 18.-ik század 280 ppm-es értéke exponenciális növekedést mutatva jelenleg eléri a 400 és a 21.- ik század végére a 600 ppm-es értéket. Átlagosan 1.5 ppm az éves CO2 növekmény, amely jelentősen hozzájárul főként a nappali hőmérséklet emelkedéséhez és a Föld légkörének általános melegedéséhez. Európa átlagos léghőmérséklete 1961-től 1990-ig +1.5 - +2.3 0C-al emelkedett. A csapadék mennyiségének változását a téli időszakban +0.4 +3.6%- ban, a nyári időszakban -0.5 - +3.7%-ban határozták meg. A fent említettek jól szemléltetik azt, hogy a globális klímaváltozás hatására ki nem számítható módon alakulhatnak az egyes időjárási elemek, közöttük elsősorban a csapadék mennyisége és annak eloszlása. Így napjainkban az aszályos periódusok túlzottan csapadékbőbe csaphatnak át természeti katasztrófákkal limitálva a termelés lehetőségeit. Az időjárás és a termés kapcsolatának kutatása közel egy évszázada kezdődött. A közelmúltban ismertetett tudományos tanulmányok többsége elsősorban a klímaváltozás és a mezőgazdaság, ill. a növénytermesztés kapcsolatával foglalkozik. Savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalajon, MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Észak-Kelet Magyarország-i (Nyírség) nyírlugosi Ny-1.-es NPKCaMg műtrágyázási kisparcellás szabadföldi tartamkísérletében 1962 és 2011 között vizsgáltam a csapadék mennyiség és a N, P, K, Ca, Mg-műtrágyázás hatását a rozs, a burgonya, az őszi búza és a tritikálé termésére. A talaj agrokémiai paramétereit: pH (H2O) 5.2-6.5, pH (KCl) 4.4-4.9, hydrolitos aciditás 5.9-10.8, hy1 0.2-0.4, humusz 0.4-0.9%, összes N 20.6-48.0 mg kg-1, AL-P2O5 20-66 mg kg-1, AL-K2O 20-100 mg kg-1 értékek jellemzték Láng 1973. évi adatai alapján. A 2 x 16 x 4 = 128 kezelés, 4 ismétlésben, split-split-plot (többszörösen osztott) elrendezésben 512 parcellával szerepelt. A nitrogén 0, 30, 60, 90., a foszfor 48 (P2O5), a kálium 80 (K2O) és a magnézium 15 (MgO) kg ha-1-os adagokban 25%- os pétisó, 18%-os szuperfoszfát, 40%-os kálisó, valamint technikai minőségű magnéziumszulfát (keserűsó) alakjában került kijuttatásra. A PK trágyákat évente ősszel szántás előtt, a N és Mg sókat pedig tavasszal hóolvadás után adagolták. A kísérletekben nyert főbb eredményeimet, megállapításaim az alábbiakban ismertetem. Rozs kísérletek eredményei 1963 és 1972 között Az „általános‖ (Harnos, 1993) és a rozsra specifikus csapadékhiány és aszályindex (“RONAI”) határértékek (Márton, 2002a) alapján átlagos (1965-1966), aszályos (19631964, 1967-1968, 1971-1972) és csapadékbő (1969-1970) évjáratokat határoztam meg. Megállapítottam, hogy a kísérletek évhatását elsősorban a nyári félévek, a vegetációs időszakok és a vetést megelőző hónapok csapadékviszonyai határozták meg döntően. Trágyázás nélkül az időjárási anomáliák (aszály, csapadékbőség) ellenére sem adódtak szignifikáns terméskülönbségek (átlagos év: 1.66 t ha-1, aszályos év: 1.51 t ha-1, csapadékbő év: 1.47 t ha-1). Gyenge (N: 30 kg ha-1+NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápanyagellátásnál a termések 2.01-3.04 ha-1 között változtak. A nagy (0.5-1.0 t ha-1) szórások miatt a műtrágyázási hatások instabililak voltak. Az átlagos évjárat hozama több mint 1 t ha-1- ral múlta felül a kontroll parcellákét. A csapadékbő és aszályos években 10 és 14%-kal csökkent a termés. Közepes (N: 60 kg ha-1+NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) trágyázáskor az átlagos évhatásra a maximális termés meghaladta a 3.5 t ha-1-t. Kimutatható volt a NP, NPK és 229

a NPKMg kezelések szignifikáns termésnövelő hatása az önálló N-trágyázással szemben. A termések instabilitása kifejezetten növekvő tendenciát (0.7-1.3 t ha-1) mutatott. A csapadékbő évjáratban az aszálykárt háromszoros mértékben meghaladóan, 20%-kal csökkent a hozam. A növények jó (N: 90 kg ha-1+NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápelemellátottságoknál átlagos évben a termések meghaladták a 3.5 t ha-1-t. A nitrogénkezelések és P, K, Mg kombinációik hatását a kedvezőtlen ökológiájú években (aszály, csapadékbő) stagnálás és terméscsökkenés jellemezte. A termések instabilitása tovább fokozódott (1.0-1.8 t ha1 ). Aszályos évben 17, a csapadékbőben 52%-kal csökkent a termés. A N, NP, NK, NPK kezelésekkel szemben a NPKMg táplálás mindkét időjárási anomália károsító hatásának jelentős mértékü csökkentését eredményezte. A NPK kezelések -21%-os aszályos és -39%-os csapadékbő évjáratú kárértékei a kegészítő magnézium trágyázás hatására -4 és -11%-ra mérséklődött. A vegetációbani csapadékmennyiség és a termés között a nitrogén adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros másodfokú összefüggéseket kaptam. A legkedvezőbb, 4 t ha-1 körüli termések a csapadék 400-500 mm- es mennyiségei között jelentkeztek. Az 500 mm felettiek erőteljes terméscsökkentő hatásúak voltak. Burgonya kísérletek eredményei 1962 és 1973 között Burgonyára specifikus csapadékhiány és aszályindex (“BUNAI”) határértékeket határoztam meg. Az "általános" (Harnos, 1993) és a burgonyára specifikus csapadékhiány határértékek alapján aszályos (1972-1973), csapadékbő (1964-1965) és átlagos (1962-1963, 1966-1967, 1968-1969, 1970-1971, 1974-1975, 1976-1977, 1978-1979) évjáratok voltak meghatározhatók. A kísérletek évhatásait elsősorban a téli félévek, az ültetést megelőző hónapok, a vegetációs időszakok, a nyári félévek és a betakarítási hónapok csapadék mennyiségei jellemezték. Trágyázás nélkül a sokévi átlagosnak megfelelő évekhez képest az aszályos (1972-1973) és a csapadékbő (1964-1965) években 2.0-2.8 t ha-1 –al (-14%) csökkent a termésszint. Gyenge (N: 50 kg ha-1 + NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápanyagellátásnál a trágyázási kezelések átlagában különösen a csapadékhiányos évjárat hozama múlta felül 8 t ha-1-ral a kontroll parcellák termését. Az átlagos és a csapadékbő éveknél ez az érték 5.8 és 4.4 t ha-1-t mutatott. Az átlagos évjárathoz viszonyítva az aszályos évben mintegy 67%-os termésnövekedés a csapadékbőben az átlagossal közel azonos hatás vált megfigyelhetővé. Közepes (N: 100 kg ha-1 + NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) trágyázáskor a maximális terméseket ezen az ellátottsági szinten a NPK és a NPKMg kezelések mutatták. Az évjárathatások a jobb tápláltság hatására kiegyenlítettebben jelentkeztek. A átlagos évjáratban a trágyázási kezelések termésnövelő hatása meghaladta az 7 t ha-1-t. Ez a különbség az aszályos évben megközelítette a 10 t ha-1-t a csapadékbő évben 7.6 t ha-1ra csökkent. A növények jó (N: 150 kg ha-1 + NP, NK, NPK, NPKMg kombinációk) tápelemellátottságánál a trágyázási kezelések átlagát tekintve a termés 16 t ha-1 fölé emelkedett, 100%-kal meghaladva a kontroll parcellákét. A csapadékbő és aszályos évjáratok terméscsökkentő hatása ezen az ellátottsági szinten nem jelentkezett alátámasztva ezzel a műtrágyázás kedvező időjárást kompenzáló hatását. Aszályos évben 3, a csapadékbőben 12%-kal nőtt a hozam az átlagoshoz viszonyítva. A csapadékbő év pozitív hatása közel 24%-al haladta meg a közepes ellátottságét. A vegetációbani csapadékmennyiségek és a termések között a nitrogén adagjaitól, ill. a NP, NK, NPK és NPKMg kombinációktól függő szoros másodfokú összefüggések adódtak. 230

A maximálishoz (21 t ha-1) közeli termések a 280-330 mm közötti tartományban jelentkeztek. A 400 mm feletti csapadékok erőteljesen csökkentették a termést. Búza kísérletek eredményei 1973 és 1990 között A búzára specifikus csapadékhiány és aszályindex (“BÚNAI”) határértékek kerültek kidolgozásra és bevezetésre. Az „általános‖ (Harnos, 1993) és az őszi búzára specifikus csapadékhiány határértékek alapján átlagos (1978, 1982, 1989), száraz (1974), aszályos (1976, 1990) és csapadékos (1980) évjáratokat regisztráltunk. Átlagos évjáratokban a kontroll parcellák termése 1.6 t ha-1 szinten stabilizálódott. A trágyázási kezelésekben a minimális 2.3 t ha-1 terméstömeget a maximális 3.7 t ha-1 több mint másfélszeresen haladta meg. A N, NP, NK táplálás 1.0 t ha-1 körüli főterméknövekményt eredményezett a kontrollhoz viszonyítva. A búza termése csak a teljes NPK és a NPKMg kezelésekkel volt fokozható gazdaságosan. 3. Szárazságkor trágyázás nélkül az átlagos évhatáshoz (1.6 t ha-1) hasonló (1.7 t ha-1) hozam adódott. A N, NP, NK kezeléseknél 12, a NPK, NPKMg adagoknál 10% volt a károsodás mértéke. Aszálykor a kontroll területek szemtermése mintegy 30%- kal volt alacsonyabb mint az átlagos évjáratoké. Az egyoldalú N és a hiányos NP, NK kombinációknál 41% volt a kiesés, amelyet a NPK, NPKMg adagok még 7%-kal tovább fokoztak (-48%). Csapadékos évben az aszálykárt meghaladó mértékben csökkent a hozam. A műtrágyázás nélküli parcellák több mint 80%-kal termettek kevesebbet mint az átlagos évhatásnál. A kedvezőtlen növénytápláláskor (N, NP, NK) 64%-kal volt kevesebb a betakarítható főtermés. A teljes NPK és a NPKMg kezeléseknél kissé mérsékelt, 63%-os negatív hatás volt megállapítható. A vegetációs csapadékmennyiség, a N, P, K, Mg tápláltság és a termés kapcsolatrendszerben a tápláltságtól függő másodfokú összefüggések voltak meghatározók (0: R = 0.5949***, nitrogén: R = 0.5734***, NP: R = 0.7635***, NK: R = 5357**, NPK: R = 0.6710***, NPKMg: R = 0.7055***). Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei és az ezekhez rendelhető szemterméstömegek 449 és 495 mm között változtak. Az optimális csapadékmennyiség 1 mm-re eső szemtermés tömege a trágyázásoktól függően 3.7 és 7.2 kg ha-1 (0 = 3.7, N = 4.6, NP = 6.1, NK = 4.8, NPK = 6.2, NPKMg = 7.2, kezelések átlaga = 5.4 kg ha-1) között változott. A N = 24, NP = 65, NK = 28, NPK = 67, NPKMg = 95 és a kezelések átlaga esetében 46%-kal hasznosúlt jobban a természetes csapadék mint a trágyázatlan területeken. A kiegészítő magnéziumadag 17%-os (1.0 kg ha-1 mm-1) terméstömeg növekedést eredményezett a teljes NPK tápelemellátáshoz hasonlítva. Tritikále kísérletek eredményei 1990 és 2011 között A tritikáléra specifikus csapadékellátottsági és aszályindex (“TRNAI”) határértékeket határoztunk meg. Az „általános‖ (Harnos, 1993) és a specifikus csapadékellátottsági értékek alapján átlagos (1991, 1995, 2000), száraz (1993), aszályos (1992, 1994, 1996), csapadékos (1997, 1998, 2001) és csapadékbő (1999) évjáratokat rögzítettünk. A kísérletek évhatását a téli félévek, a nyári félévek, a vetés előtti hónapok csapadékmennyisége, a kritikus egymás utáni hónapok gyakorisága a vegetációban és a kísérleti évben jellemzők alakították ki döntően. Az átlagos évjáratokban a trágyázatlan kontroll parcellák termése alacsony (1.4 t ha-1) szinten realizálódott. A trágyázási kezelésekben a minimális 1.9 t ha-1 terméstömeget a maximális 4.0 t ha-1 többmint kétszeresen haladta meg. A N-, NP és a NK műtrágyázás átlagosan mintegy 1.0 t ha-1 hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez 231

viszonyítva. A triticale termése csak a teljes NPK (3.3 t ha-1) és annak kalciummal, magnéziummal kiegészített kombinációival (NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg) volt növelhető (3.9 t ha-1) ökonómikusan. Szárazságban és aszályban a kontroll területek termése 14 és 36%- al csökkent az átlagos évjáratokéhoz viszonyítva. Az egyoldalú N és a hiányos NP és NK kezeléseknél 45 és 24 % volt a terméskiesés, amelyet a NPK-, NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg adagok még 22 és 22 %-al fokoztak. A csapadékos évjáratban trágyázás nélkül 14%-al csökkent, egyoldalú (N) és hiányos (NP-, NK) táplálásnál nem változott, teljes (NPK) és kiegészített (NPK-, NPKCa-, NPKMg-, NPKCaMg) ellátottságon 31%- al nőtt a termés. Csapadékbő évjáratban az átlagos évjárathoz hasonló hozamok adódtak. A „vegetációs csapadékmennyiség-NPKCaMg tápláltság-termés‖ kapcsolatrendszerben a másodfokú (R: 0,=,0.3455**, N,=,0.2779+, NP,=,0.4722***, NK,=,0.3739***, NPK,=,0.6311***, NPKCa,=,0.6673***, NPKMg,=,0.6734***, NPKCaMg,=,0.6232***) összefüggések voltak meghatározók. Az 5.0-6.0 t ha-1 körüli maximális termések az 550-600 mm közötti csapadéktartományban, 580 mm-nél jelentkeztek. Ez alatt és e felett jelentős mértékben csökkent a szemtermés. Gyengén humuszos karbonátos homoktalajon, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Örbottyáni (Duna-Tiszaközi Hátság) 641.-es NPK műtrágyázási kisparcellás szabadföldi tartamkísérletében 1961 és 2011 között vizsgáltam a csapadék mennyiség és a N, P, Kműtrágyázás hatását a monokultúrában termesztett rozs termésére. A talaj agrokémiai paraméterei 0.6-1.0% közötti humusztartalommal, 7.5-7.8 pH (H2O), 3-7,% CaCO3 a felszini rétegben, 4-6 mg 100g-1 AL-oldható P2O5, 5-10 mg 100g-1 AL-oldható K2O értékekkel jellemezhető. A kísérletet 10 kezeléssel 5 ismétlésben összesen 50 parcellával latin tégla elrendezésben állították be. A bruttó parcellaméret 35 m2. A beállításkor 50 és 100 kg ha-1 nitrogén, 54 kg P2O5 és 80 kg ha-1 K2O adagok kombinációit alkalmazták. 1967. után K és PK alapon is vizsgálták a nitrogén trágyázás hatását. 1986. évet követően egységes nitrogén trágyázás mellett a foszfor és a kálium adagok 2-2 szintjét építették be a kezelésekbe. A műtrágyázást 25%-os pétisó és 34%-os ammóniumnitrát, 17 és 19%-os szuperfoszfát valamint 40 és 60%-os kálisóval végezték. A szuperfoszfát és a kálisó ősszel a szántás előtt került kiszórásra. A nitrogént a kezeléseknek megfelelően alap-, és fejtrágyaként, 1986-tól egységesen fele-fele arányban megosztva adagolták. A kísérletben a hagyományos termesztéstechnológiát alkalmazták és parcellánkénti betakarítást végeztek. Az 1960-as évet vakkísérletként kezelték. 1963. és 1970. években jégverés miatt nem volt értékelhető terméseredmény. A kísérletekben nyert főbb eredményeimet, megállapításaim az alábbiakban ismertetem: Monokultúrában termesztett rozs kísérletek eredményei 1961 és 2011 között „Átlagos‖ évjáratban a kontroll parcellák termése 0.8 t ha-1 körül stabilizálódott. A N, NP és NK trágyázások lehetővé tették a termések megkétszerezését (1.8-1.9 t ha-1). A maximális 2.1 t ha-1-os termések a teljes NPK adagoknál mutatkoztak. Aszályban a trágyázatlan területeken 0.7 t ha-1-os termések voltak betakaríthatók. A sokévi átlagnak megfelelő évekhez hasonlítva a terméscsökkenés 13 %. A N, NP, NK és NPK kezelések az aszályt 33 %, 16 %, 21 % és 20 %-os termésdepresszióval jelezték. Csapadékbő években a nem trágyázott parcellákon a termés alig haladta meg a 0.5 t ha-1-t (0.6 t ha-1), így a terméscsökkenés 25 %-os volt az „átlagos‖ évekhez viszonyítva. A N, NP, NK és NPK kezelések termései 28 %, 26 %, 26 % és 26 %-os termésszint csökkenést mutattak. A monokultúrás rozs mintegy 5% körüli értékkel kevésbé tolerálta a csapadékbő mint az aszályos viszonyokat. 232

A csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő másodfokú (0: R = 0.7489***, nitrogén: R = 0.8974***, NP: R = 0.8020***, NK: R = 0.7370***, NPK: R = 0.9047***) szignifikáns összefüggések voltak a meghatározók. A különböző N, P, Ktrágyázások és kombinációinak optimális szemtermés tömegei és az ezekhez köthető optimális vegetációs csapadékmennyiségek 504 és 566 mm között változtak. A vegetációs optimális csapadékmennyiség 1 mm-re megadható szemtermés tömegek a kezelésektől függően 3.0 és 6.4 kg ha-1 között, a maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált optimális vegetációs vízmennyiségek 1529 és 3360 liter között változtak. A tartamkísérlet 44 éves (1961-2004) meteorológiai adatbásisa alapján a különböző tápláltságokhoz tartozó csapadék optimumokhoz (vegetációs) köthető kísérleti évek %os előfordulása: kontroll = 2 %, nitrogen = 7 %, NP = 7 %, NK = 9 %, NPK = 7 %, kezelések átlaga 6 %-ak adódott. Ebből arra a következtetésre jutottunk, hogy a jövőben a csapadék optimumok előfordulása és az optimális termések elérésének lehetősége a monokultúrás rozs esetében csökkenni fog. Mészlepedékes csernozjom talajon, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Nagyhörcsöki (Mezőföld) A-17.-es OMTK NPK-műtrágyázási kisparcellás szabadföldi tartamkísérletében 1961 és 2011 között vizsgáltam a csapadék mennyiség és a N, P, Kműtrágyázás hatását a kukorica és borsó termésére. A termőhely talaja 5 % körüli CaCO3-ot, 3 % humuszt és 22 % agyagot tartalmaz a művelt rétegben. A pH (KCl) 7.3, az AL-oldtató P2O5 60-80, az AL-oldtató K2O 140-160 mg kg-1, a KCl-Mg 150-180, az KCl+EDTAoldható Mn 80-150, az EDTA-Cu 2-3, az EDTA-Zn 1-2 mg kg-1 értékkel jellemezhető. A kezelések száma 20, az ismétléseké 4 kétszeresen osztott (split-split-plot) elrendezésben, összesen 80 parcellával. A nitrogén és a foszfor hatása 3-3, a káliumé 2-2 szinten vizsgálható az összes lehetséges 3 x 3 x 2 = 18 kombinációban. Ehhez járul a kezeletlen kontroll és egy a faktoriális rendszerben nem szereplő nagyobb NPK adagú kezelés. A kísérletben a Kkezelések a főparcellát míg a N és a P kombinációk az alparcellákat jelentik. A P és K műtrágyákat, valamint a N adagjának felét ősszel szántás előtt, a N másik felét fejtrágyaként szórjuk ki pétisó, szuperfoszfát és kálisó formájában. A talajvíz szintje 13-15 m mélyen található. A terület az Alföldhöz hasonlóan aszályérzékeny. A kísérleti telep átlagos középhőmérséklete 11 0C, a csapadék átlagos éves mennyisége 590 mm. A kísérletekben nyert főbb eredményeimet, megállapításaim az alábbiakban ismertetem: Kukorica kísérletek eredményei 1961 és 2011 között A kukoricára specifikus csapadékhiány és aszályindex (“KUNAI”) határértékek kerültek kidolgozása és bevezetésre. A 16 kísérleti év között az átlagosnak megfelelő évjárat nem fordult elő. Két évet szárazság (1981, 1982), nyolc évet (1973, 1978, 1986, 1989, 1990, 1993, 1997, 2002) aszály és hat évet csapadékbőség (1969, 1974, 1977, 1994, 1998, 2001) jellemzett. Szárazságban a 3.0% körüli humusztartalmú, felvehető foszforral gyengén-, nitrogénnel és káliummal közepesen ellátott mészlepedékes csernozjom talajon az egyoldalú N, a hiányos NP és a NK-műtrágyázás több mint 3.0 t ha-1 (3.2 t ha-1) hozamnövekményt eredményezett a kontroll területekhez viszonyítva. A kukorica termése a teljes NPK (7.2 t ha-1) kezeléssel alig volt fokozható. Aszálykor ezen a mélyrétegű, nagy víztározó kapacitással rendelkező talajon ahol a N, NP és NK kezelésekben mintegy 4.0 %-os károsító hatást rögzítettünk a száraz évjáratok ugyanezen kezeléseit tekintetbe véve. A NPK adagok hatására ez az érték 1.0 %-ra mérséklődött. Csapadékbőségkor az egyoldalú N és a hiányos NP és NK ellátottságoknál is jelentkezett a 233

kedvezőbb vízellátottság pozitív hatása (7.4 t ha-1). Ezekben a kezelésekben átlagosan 8 % volt a termésnövekmény az aszályos évekhez hasonlítva, amelyet a NPK trágyázás még 2 %-al tovább fokozott (10 %). A vegetációs időszakban a csapadékmennyiség és a termés között az elemellátottságoktól függő (0: R = 0.7787***, nitrogén: R = 0.8997***, NP: R = 0.9338***, NK: R = 0.9574***, NPK: R = 0.8906***) másodfokú szignifikáns összefüggések voltak a meghatározók. Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei és az ezekhez rendelhető szemterméstömegek 328-349 mm és 5.0-7.7 t ha-1 között változtak (0 = 349, 5.0 N = 328, 7.3 NP = 336, 7.0 NK = 331, 7.1 NPK = 332, 7.7 kezelések átlaga = 335 mm, 6.8 t ha-1). Az optimális csapadékmennyiségek 1 mm-re eső szemtermés tömege a kezelésektől függően 14.3 és 23.2 kg ha-1 (0 = 14.3, N = 22.3, NP = 20.8, NK = 21.5, NPK = 23.2, kezelések átlaga = 20.4 kg ha-1) értékek között alakultak. A maximális termések 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált vegetációs természetes csapadékmennyiségek a kontroll-, N-, a NP-, a NK és a NPK kezeléseknél 698, 449, 480, 466 és 431 liternek adódtak. A kísérleti telep 43 éves (1961-3003) meteorológiai adatbázisának alapján az utóbbi 23 évben (1981-2003) a tájkörzet időjárása jelentősen aszályosodott. A bázis adatokhoz (19611980) hasonlítva 20-, 500-, és 50 %-al nőtt az átlagos, a száraz és az aszályos, nem változott a csapadékos és 71 %-al csökkent a csapadékbő évek aránya. Borsó kísérletek eredményei 1971 és 2011 között A borsóra specifikus csapadékhiány és aszályindex (“BONAI”) határértékek kerültek kidolgozása és bevezetésre Az „általános‖ (Harnos 1993) és a borsóra specifikus csapadékhiány-értékek alapján átlagos (1987), száraz (1979, 1991, 1995), aszályos (1971, 1983, 2003) és csapadékbő (1975, 1999) évjáratokat határoztunk meg. Az átlagos évjáratban a kontroll parcellák termése elérte az országos átlagnak megfelelő 2.4 t ha-1-t. A minimális 2.4 t ha-1 főterméstömeget a maximális 3.1 t ha-1 közel 0.7 t ha-1-ral haladta meg. A N-, a NP- és a NK-műtrágyázás mintegy 0.6 t ha-1 magtömegnövekményt eredményezett. A borsó termése a teljes NPK-kezelésekkel (3.1 t ha-1) nem volt gazdaságosan fokozható. Szárazságban trágyázás nélkül a termés 1.1 t ha-1-ra zuhant, mintegy –54 %-os terméscsökkentő hatást jelezve az átlagos évjárattal szemben (2.4 t ha-1). Az egyoldalú N-, a hiányos NP-, NK-, és a teljes NPK (1.9 t ha-1) műtrágyázáskor a szárazság okozta negatív hatás mértéke –39 %-ban volt meghatározható. A nitrogén-, foszfor-, és káliumtáplálással a szárazság kedvezőtlen terméscsökkentő hatása 15 %-al volt csökkenthető. Aszálykor a kontroll területek magtermése –54 %-al volt kevesebb mint az átlagos évjáratoké. A N-, NP-, és NK-kezelésekben -43.3 %-os károsító hatást rögzítettünk. Az NPK adagoknál ez az érték -45.2 %-nak adódott. A N-, P-, és K-trágyázással az aszály terméscsökkentő hatása mintegy 10 %-al volt mérsékelhető. Csapadékbőségkor a trágyázás nélküli területeken -41.7 %-al, a N-, NP-, és NK-trágyázásnál 25.7 %-al és az NPK kombinációkban -25.8 %-al csökkent a termés az átlagos évjáratot bázisnakvéve. A N-, P-, és K-műtrágyázás a csapadékbőség kedvezőtlen negatív hatását közel 16 %-al tolerálta. A vegetációs csapadékmennyiség, a N-, NP-, NK-, NPK-tápláltságok és a termés közötti összefüggésrendszerben a tápláltságtól függő másodfokú összefüggések voltak meghatározók (0: R = 0.9388***, nitrogén: R = 0.8850***, NP: R = 0.9038***, NK: R = 0.8470***, NPK: R = 0.8747***). Az egyes trágyázások optimális csapadékmennyiségei és az ezekhez rendelhető magterméstömegek 330 és 341 mm között változtak. 234

A vegetációs csapadékmennyiség 1 mm-re számítható magtermés tömege és az 1 kg légszárazanyag előállításához felhasznált természetes csapadékvíz mennyisége a kezelésektől és az évjáratoktól függően 3.3 és 10.6 kg ha-1 valamint 942 és 3071 l között változott. Eredményeink jó támpontul szolgálnak az aszályosodási és a csapadékosodási folyamatok komplex terméstbefolyásoló hatásainak tudományos leírására hazai-, Európai Uniós-, és nemzetközi vonatkozásban egyaránt. Az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet három szabadföldi (savanyú homokos, kovárványos barna erdőtalaj, Nyírlugos; gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Örbottyán; mészlepedékes csernozjom, Nagyhörcsök) műtrágyázási hatás kísérletek számítógépes adatbázisán nyert összefüggéseken alapuló új, környezet- és költségkímélő ―csapadék x műtrágyahatás x termés‖ előrjelző modell rendszereink öt természetes csapadék szinten (átlagos, száraz, aszályos, csapadékos, csapadékbő), öt műtrágya különböző szintjeire (N-, P-, K-, Ca-, Mg) és ezekkel összefőggésben hat növényre (rozs, burgonya, őszi búza, tritikále, kukorica, borsó) adnak szaktanácsot és előrejelzést a növények várható termésével kapcsolatban. Modelljeinket évek óta publikáljuk a hazai és a nemzetközi tudományos sajtóban a gazdálkodó szervezetek és az egyéni gazdák nagy érdeklődésére. Modelljeink ajánlásait az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet szabadföldi tartamkísérleteiben jelenleg is teszteljük. Az eredmények szerint modelljeink alkalmasak más szántóföldi növénykultúrák és tápelemek, így példáúl a mezo és mikrotápelemek hatásanalízisére és hatáselőrejelzésére is egyaránt összefüggésben a jövőbeni várható csapadék változásokkal. Rozsban, burgonyában, őszi búzában, tritikáléban, kukoricában és borsóban tehát bebizonyosodott, hogy modelljeink segítségével lehetővé és előrejelezhetővé tegyük a lehető legjobb természetes csapadék hasznosítása és a lehető legkisebb műtrágya adagok kijuttatása mellett az ökonómiailag indokolt nagy termésszintek elérését és a biztonságos fenntartható szántóföldi növénytermelést a jövőben. Megállapítottuk továbbá azt, hogy az éves csapadékok Nyírlugoson 1963 és 2007 között 56%-al, 2007 és 2011 között 30%-al, átlagosan 43%-al, Nagyhörcsökön 1961 és 2004 között 50%-al, 2005 és 2011 között 45%-al, átlagosan 48%-al, valamint Örbottyánban 1961 és 2005 között 47%-al, 2005 és 2011 között 27%-al, átlagosan 37%-al csökkentek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel ez a trend a jövőben is folytatódni fog periódikus jelleggel. Az „Új kutatási irányok‖ „c‖ fejezet eredményei közül a talajok széndioxid változásait emelem ki. A talajok CO2 kibocsájtása különböző nitrogén műtrágyázási szinteken minden esetben meghaladták (2-129 ppm) a mára már jellemző 400 ppm-es maximális CO2 szintet a levegőben, amely a talaj és a levegő hőmérsékletének emelkedését és a természetes csapadék csökkenését vonhatja magaután. Ezek az eredmények alátámasztják a előző fejezetekben bemutatott eredményeinket, miszerint az ország három legjelentősebb tájkörzetében az utóbbi 50 évben jelentősen csökkentek a csapadék mennyiségek. Továbbá ebben a fejezetben a talajok különböző mikroelem változásai kerültek bemutatásra, mint lehetséges új kutatási irányok Magyarországon. Ezek a jellemzők szoros összefüggést mutatnak a klíma főbb elemeivel főként a csapadékkal és meghatározzák a talajok minőségét, valamint a termesztett növények mennyiségi és minőségi paramétereit a jövőben. Az új, a kutatásnak, az oktatásnak és a gyakorlatnak is könnyen átadható ―csapadék x műtrágyahatás x termés‖ modell rendszereink kifejlesztésével a kutatóknak, az oktatóknak és a gazdálkodóknak kívántunk segíteni gazdaságos és egyben környezetkímélő növénytáplálási, ill. fenntartható növénytermesztési gyakorlatuk megvalósításához egy megváltozott klimatológiai viszonyok között.

235

VIII. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK 1. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes, természetes csapadék (mm) és főtermés (t ha-1) adatainak alapján, semi-arid viszonyok között, kovárványos savanyú homokos barna erdőtalajon a rozs (Secale cereale L.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K, Mg műtrágya mennyiségek és a rozs főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K, Mg műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a változások iránya. 2. A rozsra (Secale cereale L.) specifikus aszályindex („RONAI‖) rendszert dolgoztam ki az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes természetes csapadék mennyiség (mm) és a hazánkban eddig publikált módszerek adatbázisán. 3. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKMg-műtrágyázási tartamísérletének semi-arid viszonyok között, kovárványos savanyú homokos barna erdőtalajon a burgonyára (Solanum tuberosum L.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K, Mg műtrágya mennyiségek és a burgonya főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K, Mg műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a változások iránya. 4. A burgonyára (Solanum tuberosum L.) specifikus aszályindex („BUNAI‖) rendszert dolgoztam ki az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes természetes csapadék mennyiség (mm) és a hazánkban eddig publikált módszek adatbázisán. 5. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes, természetes csapadék (mm) és főtermés (t ha-1) adatainak alapján semi-arid viszonyok között, kovárványos savanyú homokos barna erdőtalajon a búzára (Triticum aestivum L.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K, Mg műtrágya mennyiségek és a búza főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K, Mg műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a változások iránya. 6. A búzára (Triticum aestivum L.) specifikus aszályindex („BÚNAI‖) rendszert dolgoztam ki az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes természetes csapadék mennyiség (mm) és a hazánkban eddig publikált módszek adatbázisán. 7. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKCaMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes, természetes csapadék (mm) és főtermés (t ha-1) adatainak alapján semi-arid viszonyok között, kovárványos savanyú homokos barna erdőtalajon a tritikále (x Triticosecale W.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K, Ca, Mg műtrágya mennyiségek és a tritikále főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K, Ca, Mg műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a váltotások iránya. 8. A tritikáléra (xTriticosecale W.) specifikus aszályindex („TRNAI‖) rendszert 236

dolgoztam ki az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nyírlugosi 51 éves Ny-1. sz. szántóföldi kiparcellás NPKCaMg-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes természetes csapadék mennyiségeinek (mm) és a hazánkban eddig publikált módszek adatbázisán. 9. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Örbottyáni 54 éves 641.sz. szántóföldi kiparcellás NPK-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes, természetes csapadék (mm) és főtermés (t ha-1) adatainak alapján semi-arid viszonyok között, gyengén humuszos karbonátos homoktalajon a monokultúrában termesztett rozs (Secale cereale L.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K, Ca, Mg műtrágya mennyiségek és a monokultúrában termesztett rozs főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K, Ca, Mg műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a váltotások iránya. 10. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nagyhörcsöki 46 éves A-17. sz. OMTK szántóföldi kiparcellás NPK-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes, természetes csapadék (mm) és főtermés (t ha-1) adatainak alapján semi-arid viszonyok között, mészlepedékes csernozjom talajon a kukorica (Zea mays L.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K műtrágya mennyiségek és a kukorica főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a váltotások iránya. 11. A kukoricára (Zea mays L.) specifikus aszályindex („KUNAI‖) rendszert dolgoztam ki az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet nagyhörcsöki 46 éves A-17 sz. OMTK szántóföldi kiparcellás NPK-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes természetes csapadék mennyiség (mm) és a hazánkban eddig publikált módszek adatbázisán. 12. Meghatároztam az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet nagyhörcsöki 46 éves A-17. sz. OMTK szántóföldi kiparcellás NPK-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes, természetes csapadék (mm) és főtermés (t ha-1) adatainak alapján semi-arid viszonyok között, mészlepedékes csernozjom talajon a borsó (Pisum sativum L.) vegetációs időszakában lehullott csapadék mennyiségek, a kijuttatott N, P, K műtrágya mennyiségek és a borsó főtermése közötti összefőggések matematikai leírását, ill. medelljét. A modellben a csapadékmennyiségek és a N, P, K műtrágyákra kidolgozott kalibrációs görbék ismeretében a gyakorlatnak is könnyen átadható módon megadható és előrejelezhető a várható termés mennyisége és a váltotások iránya. 13. A borsóra (Pisum sativum L.) specifikus aszályindex („BONAI‖) rendszert dolgoztam ki az MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet nagyhörcsöki 46 éves A-17 sz. OMTK szántóföldi kiparcellás NPK-műtrágyázási tartamísérletének számítógépes természetes csapadék mennyiség (mm) és a hazánkban eddig publikált módszek adatbázisán. 14. Megállapítottam, hogy a vizsgált szántóföldi növények optimális biomassza produkciója talaj típustól és műtrágyázástól függően 280 és 600 mm közötti (őszi rozs: 400500 mm, burgonya: 280-330 mm, őszi búza: 450-500 mm, triticale: 550-600 mm, monokultúrás rozs: 500-570 mm, kukorica: 330-350 mm és borsó: 330-340 mm) természetes csapadékmennyiségekhez köthetők. 15. Megállapítottam, hogy szélsőséges talajvízháztartási helyzetek (extrém szárazságaszály és extrém túlnedvesedés) esetén a talaj típustól és műtrágyázástól függően egyaránt 3040%-al csökken a vizsgált szántóföldi növények (őszi rozs, burgonya, őszi búza, triticale, monokultúrás rozs, kukorica és borsó) biomassza (fő + mellék termés) produkciója. 16. Megállapítottam, hogy a vizsgált szántóföldi növények (őszi rozs, burgonya, őszi búza, triticale, monokultúrás rozs, kukorica és borsó) biomassza (fő + melléktermés) 237

produkciója és termésstabilitása szélsőséges talajvízháztartási helyzetek (extrém szárazságaszály és extrém túlnedvesedés) esetén N, P, K, Ca és Mg-trágyázásokkal szabályozható. 17. Az éves csapadékok Nyírlugoson 1963 és 2007 között 56%-al, 2007 és 2011 között 30%-al, átlagosan 43%-al, Nagyhörcsökön 1961 és 2004 között 50%-al, 2005 és 2011 között 45%-al, átlagosan 48%-al, valamint Örbottyánban 1961 és 2005 között 47%-al, 2005 és 2011 között 27%-al, átlagosan 37%-al csökkentek. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy nagy valószínűséggel ez a trend a jövőben is folytatódni fog periódikus jelleggel. 18. A talajok CO2 kibocsájtása különböző nitrogén műtrágyázási szinteken minden esetben meghaladta (2-129 ppm) a mára már jellemző 400 ppm-es maximális CO2 szintet a levegőben, amely a talaj és a levegő hőmérsékletének emelkedését és a természetes csapadék csökkenését vonhatja magaután. Ezek az eredmények alátámasztják a előző fejezetekben bemutatott eredményeinket, miszerint az ország három legjelentősebb tájkörzetében az utóbbi 50 évben jelentősen csökkentek a csapadék mennyiségek.

238

IX. JAVASLATOK, IRÁNYELVEK A növénytermesztésnek sajátos jellemzője az, hogy összefüggésben a termesztéstechnológiákkal nagymértékben függ a klimatikus adottságoktól. Szélsőséges ökológia mellett fokozódik a csapadék mennyiségének és eloszlásának a növénytáplálásban, ill. a termések limitálásában betöltött szerepe. A kedvezőtlen vízellátás csökkenti a tápelemek érvényesülését, a műtrágyázás hatékonyságát. Erős vízhiány, aszály esetén legyen bár optimális mennyiségű tápanyag a talajban, a növény a tápanyagokat nem tudja hasznosítani. Aszálykor a magas nitrogén szinteken a talajoldat bepárlódása, ill. az ennek következtében fellépő nagy sókoncentráció miatt terméscsökkenésre számíthatunk. A foszfor és kálium trágyázás a kalászos gabonafélék fokozottabb aszálytűrésével, a termésingadozások mérséklődésével jár együtt. Az NPKCaMg ellátás a legnagyobb hozamokat eredményezi és mérsékeli az évhatást. A kedvezőtlen időjárás mérséklésének egyik alapvető tényezőjének tehát a jó tápanyagellátás tekinthető. A túl sok, vagy a túl kevés víz a talajban környezetvédelmi szempontból is káros lehet a tápelemek, elsősorban a nitrogén és a kálium kimosódása ill. bekoncentrálódása miatt. Az Európai Unióban az utóbbi néhány évtizedben jelentős mértékben, mintegy 20%-al nőtt a száraz területek nagysága és nőtt a száraz évek gyakorisága (COM/2012/0672 Final. 2012.). Hasonló következtetésre jutottam elemezve Magyarország három nagykiterjedésű termesztési tájkörzetében: Nyírség, Mezőföld, Duna-Tisza közi homokhátság 43%-al, 48%-al és 37%-al csökkent az éves csapadékok menyisége 1961 és 2011 között, amely várhatóan a jövőben is folytatódni fog. A fentebb említett változások hatására ki nem számítható módon alakulnak az egyes időjárási elemek, közöttük elsősorban a csapadék mennyisége és annak eloszlása. Következményként megjelenik a talajdegradáció, a talajerózió, a vízkészletek nem fenntartható módon történő kizsákmányolása, a talajok és a vízkészletek kémiai anyagokkal töténő szennyezése, a szikesedés, a degradálódott területek elhagyása és ezt követően az elsivatagodás, dezertifikáció. Az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet szabadföldi műtrágyázási hatás kísérletek számítógépes adatbázisán nyert összefüggéseken alapuló új, környezet- és költségkímélő ―csapadék x műtrágyahatás x termés‖ előrjelző modell rendszerek sem használhatók folyamatos csapadék, talajtermékenységi állapot, műtrágya, műtrágyaadag és termés megfigyelések nélkül. A változó klímával összefőggésben a világ számos országában támogatják jelenleg a talajtermékenység, a szántóföldi növények táplálásának kutatását és gyakorlatát. Ez a stratégia kerül alkalmazásra a fejletlen (Egyiptom, Kína, India), fejledt országokban (USA, Kanada) és az Európai országokban (Németország, Hollandia, Lengyelország, Magyarország) is egyaránt. A klimatológiai viszonyok (pl. csapadék), a talajok tápelemekkel (NPKCaMg) való ellátottsági állapotának monitorozása kormányzati feladat az ökológiai kockázat becslése, a műtrágya-igény megállapítása és a növénytermesztés várható fő és melléktermés mennyiségeinek és az öntözés milyenségének megállapítása céljából. A hazai agrár szakigazgatás egyik legsürgősebb feladatának tartom az egész ország mezőgazdasági területére (gazdálkodói szintig) kiterjedő klímaváltozás orientált meteorológiai megfigyelés, talajtermékenység, műtrágyázás és termésmennyiség, azaz ―klíma-talaj-termés‖ monitoring rendszer (KTTM) kidolgozását, felállítását és annak folyamatos működtetését. Az ország mezőgazdasági területére kiterjedő KTTM rendszer működtetésével hármas célt valósíthatunk meg: 1. lehetővé válik az egyre erősebben és szélsőségesebben megjelenő klímaváltozás hatásainak detektálása, 2. adaptációs rendszerek, módszerek és technológiák 239

kidolgozása, 3. valamint a várható hatások előrjelzése és ezzel a várható károk mértékének csökkentése. Meg kell tervezni azt is, hogy milyen kormányzati eszközökkel biztosítható a KTTM rendszer és egyben az ökonomikus fenntartható növénytermesztés gyakorlata, mivel egyre nagyobb a lemaradásunk ezen a téren a világ vezető, nyugat-európai és a közép-európai országaihoz viszonyítva. Egy ilyen eszköz lehet a hazai központi programozott vezérlésű öntözésre alapozott KTTM hálózat létrehozásának erkölcsi, szakmai és anyagi eszközökkel való támogatása. A fentiek megvalósíthatóságának elősegítésére javaslom: 1. az ország egész mezőgazdasági területére kiterjedő klímaváltozás és öntözés orientált kompjutervezérlésű meteorológiai megfigyelés, talajtermékenység, műtrágyázás és termésmennyiség, azaz ―klíma-talaj-termés‖ monitoring (KTTM) rendszer kidolgozását, felállítását és működtetését gazdálkodói szintig, 2. szabadföldi műtrágyázási kísérletek adatbázisán nyert összefüggéseken alapuló új környezet-és költségkímélő csapadékhiány, ill. növényspecifikus rozs (RONAI), burgonya (BUNAI), őszi búza (BÚNAI), tritikále (TRNAI), kukorica (KUNAI) és borsó (BONAI) aszályindex modellek programozott öntözésre alapozott alkalmazását a gyakorlati szántóföldi növénytermesztésben, 3. szabadföldi műtrágyázási kísérletek adatbázisain javaslom további növénykultúrákra kidolgozni az új környezet-és költségkímélő csapadékhiány, ill. növényspecifikus aszályindex modelleket és ezek alkalmazását a gyakorlati szántóföldi növénytermesztésben, 4. mivel az aszály és a túlzott csapadékbőség tér és idő függő ezért lehetőség van a problémák megelőzésére és kezelésére. Ezért javaslom az erre irányuló felkészülést országosan kiemelt mezőgazdasági kormányfeladatként számontartani, továbbá a kutató fejlesztő munkát elsősorban a megelőzés és az előrejelzés módszereinek feltárására öszpontosítani a folyamatos „Európai Aszálymegfigyelő és Korai Előrejelző Rendszer‖ (COM/2012/0672 Final. 2012.) fejlesztéséhez való alkalmazkodás lehetőségének megteremtése érdekében.

240

X. KÖSZÖNETNYÍLVÁNÍTÁS A Szerző köszönetet mond Prof. Dr. Németh Tamásnak, az MTA Rendes Tagjának, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet volt igazgatójának, és Prof. Dr. Várallyay Györgynek, az MTA Rendes Tagjának és Prof. Dr. Kádár Imrének, az MTA Doktorának, Prof. Dr. Szemes Imrének, az MTA Doktorának, akik az Intézetben az ideális kutatómunka feltételeit biztosították, a kutatói pályán elindították, vezetésük alatt a szakma alapjait, igényességet, a kutatómunka iránti elkötelezettséget tanulhatott. Köszönöm Prof. Dr. Lásztity Borivojnak, az MTA Doktorának barátságát, hogy szakmai segítségért, tanácsért hozzá mindig fordulhattam. Köszönet illeti mindazokat, akik MTA Doktori disszertációm elkészüléséhez munkájukkal hozzájárultak: az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Nagyhörcsöki Kísérleti Telepe vezetőjét, Jobban Sándort, és dolgozóit, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Örbottyáni Kísérleti Telepe vezetőjét, Aranyos Károlyt, és dolgozóit, az MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet Nyírlugosi Kísérleti Telepe vezetőjét, elhunyt Mazsolán Intvánt és Horváthné Lukács Editet, és dolgozóit a tartamkísérletek gondozásáért; Koncz Józsefet, Varga Károlynét, Tihanyiné Nagy Margitot és Tóth Józsefnét a talaj- és növényvizsgálatok elvégzésért, Gyimesi Máriát a számítógépes adatfeldolgozások segítésésért, a csapadék x NPKCaMg x termés modellek optimalizálásáért, valmint Orbán Emókét, aki önzetlen segítségével megkönnyítette kiterjedt szakirodalmi munkámat. Megköszönöm azoknak a volt Keszthelyi Agrártudományi Egyetemi tanáraimnak és kollegáimnak a segítségét, akikkel együtt dolgozhattam a disszertációmban is szereplő eredmények eléréséért: néhai Prof. Dr. Kovács Andrásnak, Debreczeni Bélánénak, az MTA Doktorának, Dr. Németh Istvánnak, a mezőgazdasági tudományok kandidátusának, Prof. Dr. Kismányoky Tamásnak, egyetemi tanárnak, Prof. Dr. Ragasits Istvánnak, egyetemi tanárnak, és Prof. Dr. Késmárky Istvánnak, egyetemi tanárnak. A jelölt köszönettel tartozik Prof. Dr. Debreczeni Bélánénak, egyetemi tanárnak a Pannon Agrártudományi Egyetem, Keszthely, az OMTK koordinációs központ vezetőjének. A Szerző köszönetet mond az OTKA Pályázati Irodának, az Országos Műszaki Fejlesztési Bizottságnak, a Nemzeti Kutatási Fejlesztési Programnak a nagyszámú kutatási pályázat támogatásáért. Megköszönöm Prof. Dr. Pekli Józsefnek, egyetemi tanárnak, Prof. Dimény Juditnak, egyetemi tarárnak, Prof. Dr. Szabó Lajosnak, egyetemi tanárnak, Prof. Dr. Jolánkai Mártonnak, egyetemi tanárnak, és Prof. Dr. Kipál Tibornak, egyetemi tanárnak, hogy a nemzetközi növénytermesztés és növénytáplálás terén szerzett ismereteimet oktatás keretében átadhattam és átadhatom a nappali és a Ph.D. hallgatóknak. Végül, de nem utolsósorban megköszönöm szűkebb és tágabb családomnak: szüleimnek, akik felnevelésem mellett iskoláztatásomról is gondoskodtak; Testvéremnek, hogy rá mindig számíthattam, feleségemnek és gyermekeimnek türelmükért, szeretetteljes áldozatvállalásukért és gondoskodásukért, hogy otthonunkban a disszertáció megírásához ideális feltételeket biztosítottak.

241

XI. MELLÉKLETEK 6. táblázat A rozs (Secale cereale L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései trágyázás nélkül átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Év

1965-1966

Kezelés

0

Termés t ha -1

SzD5%

1.63

0.36

I B

Rendellenességek az időjárásban II III IV V VI Átlagos évjárat (1965-1966) ÁT 2A3B B ÁT ÁT

1963-1964

0

1.67

0.36

Aszályos évjárat (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972) ÁT A 6A2B A A

1967-1968 1971-1972 Átlag

0 0 -

1.43 1.43 1.51

0.26 0.31 0.31

ÁT A ÁT

1969-1970

0

1.47

0.30

ÁT

A A A

4A1B 3A1B A

VII

VIII

IX

2B

ÁT

ÁT

A

3A

4A

A

A A A

A ÁT A

A A A

2A ÁT A

3A ÁT A

A A A

Csapadékos évjárat (1969-1970) B 5B ÁT

ÁT

B

4B

ÁT

B

Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (október-március), II. = Nyári félév (április-szeptember), III. = Hónapok (szeptember-augusztus), IV. = Vetés előtti (augusztus) hónap, V. = Betakarításkori (július) hónap, VI. = Vegetáció (szeptember-július), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. = Kísérleti évek jellege (szeptemberaugusztus).

242

7. táblázat A rozs (Secale cereale L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései gyenge tápanyagellátottság esetén átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti év

Kezelés

Termés t ha -1

SzD5% I

II

III

Rendellenességek az időjárásban IV V

VI

VII

VIII

IX

Átlagos évjárat (1965-1966)

1965-1966

N1 N1P N1K

2.73 3.04 2.46

N1PK N1PKMg Átlag

2.93 2.71 2.77

N1 N1P N1K

2.14 2.20 2.30

N1PK N1PKMg Átlag N1

2.45 2.01 2.22 2.05

N1P N1K N1PK N1PKMg

2.24 2.14 2.36 2.28

Átlag N1 N1P

2.21 2.38 2.86

N1K N1PK N1PKMg Átlag

2.41 2.78 2.70 2.63

0.36

B

ÁT

2A3B

B

ÁT

ÁT

2B

ÁT

ÁT

Aszályos évjárat (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972)

1963-1964

1967-1968

1971-1972

3 kísérleti év átlaga

1969-1970

2.35

N1 N1P

2.11 2.52

N1K N1PK N1PKMg Átlag

2.12 2.34 2.64 2.35

0.36

ÁT

A

6A2B

A

A

A

3A

4A

A

0.26

ÁT

A

4A1B

A

A

A

2A

3A

A

0.31

A

A

3A1B

A

ÁT

A

ÁT

ÁT

A

0.31

ÁT

A

A

A

A

A

A

0.30

ÁT

ÁT

ÁT

B

4B

ÁT

B

A A Csapadékos évjárat (1969-1970)

B

5B

Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (október-március), II. = Nyári félév (április-szeptember), III. = Hónapok (szeptember-augusztus), IV. = Vetés előtti (augusztus) hónap, V. = Betakarításkori (július) hónap, VI. = Vegetáció (szeptember-július), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. = Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus).

243

8. táblázat A rozs (Secale cereale L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései közepes tápanyagellátottság esetén átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti év

Kezelés

Termés t ha -1

N2 N2P N2K N2PK N2PKMg Átlag

2.95 3.33 3.18 3.62 3.09 3.23

N2 N2P N2K N1PK N2PKMg Átlag N2 N2P N2K N2PK N2PKMg Átlag

2.49 2.55 2.40 2.30 2.55 2.46 2.69 2.94 2.81 3.07 2.90 2.88

N2 N2P 1971-1972 N2K N2PK N2PKMg Átlag 3 kísérleti év átlaga

2.99 3.42 3.07 3.33 3.52 3.27 2.87

1965-1966

SzD5%

0.36

I

II

III Átlagos évjárat (1965-1966)

B

ÁT

Rendellenességek az időjárásban IV V

2A3B

VI

VII

VIII

IX

B

ÁT

ÁT

2B

ÁT

ÁT

Aszályos évjárat (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972)

1963-1964

1967-1968

0.36

ÁT

A

6A2B

A

A

A

3A

4A

A

0.26

ÁT

A

4A1B

A

A

A

2A

3A

A

0.31

A

A

3A1B

A

ÁT

A

ÁT

ÁT

A

A

A

A

A

A

A

ÁT

A A Csapadékos évjárat (1969-1970)

N2 2.25 N2P 2.76 0.30 ÁT B 5B ÁT ÁT B 4B ÁT B 1969-1970 N2K 2.54 N2PK 2.69 N2PKMg 2.79 Átlag 2.61 Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (október-március), II. = Nyári félév (április-szeptember), III. = Hónapok (szeptember-augusztus), IV. = Vetés előtti (augusztus) hónap, V. = Betakarításkori (július) hónap, VI. = Vegetáció (szeptember-július), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. = Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus).

244

9. táblázat A rozs (Secale cereale L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései jó tápanyagellátottság esetén átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti év

Kezelés

Termés t ha -1

N3 N3P N3K N3PK N3PKMg Átlag

3.21 3.83 3.60 3.83 3.73 3.64

N3 N3P N3K N3PK N3PKMg Átlag N3 N3P N3K N3PK N3PKMg Átlag

2.23 2.29 2.30 2.22 2.35 2.28 3.00 3.58 3.05 3.50 3.64 3.35

N3 N3P 1971-1972 N3K N3PK N3PKMg Átlag 3 kísérleti év átlaga

3.29 3.83 3.40 4.00 4.05 3.71 3.11

1965-1966

SzD5%

0.36

I

II III Átlagos évjárat (1965-1966)

B

ÁT

2A3B

Rendellenességek az időjárásban IV V

B

VI

VII

VIII

IX

ÁT

ÁT

2B

ÁT

ÁT

Aszályos évjárat (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972)

1963-1964

1967-1968

0.36

ÁT

A

6A2B

A

A

A

3A

4A

A

0.26

ÁT

A

4A1B

A

A

A

2A

3A

A

0.31

A

A

3A1B

A

ÁT

A

ÁT

ÁT

A

0.31

ÁT

A

A

A

A

A

A

A A Csapadékos évjárat (1969-1970)

N3 2.32 N3P 2.43 0.30 ÁT B 5B ÁT ÁT B 4B ÁT B 1969-1970 N3K 2.51 N3PK 2.58 N3PKMg 2.71 Átlag 2.51 Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (október-március), II. = Nyári félév (április-szeptember), III. = Hónapok (szeptember-augusztus), IV. = Vetés előtti (augusztus) hónap, V. = Betakarításkori (július) hónap, VI. = Vegetáció (szeptember-július), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. = Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus).

245

10. táblázat A rozs (Secale cereale L.) termése és az időjárási rendellenességek összefüggései trágyázás nélkül, gyenge, közepes és jó tápanyagellátottság esetén átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti Év

Termés t ha -1

SzD5%

Trágyázás nélkül Gyenge (N1) Közepes (N2) Jó (N3) Átlag

1.63 2.77 3.23 3.64 2.82

0.36

Trágyázás nélkül Gyenge (N1) 1963-1964 Közepes (N2) Jó (N3) Átlag Trágyázás nélkül Gyenge (N1) 1967-1968 Közepes (N2) Jó (N3) Átlag Trágyázás nélkül Gyenge (N1) 1971-1972 Közepes (N2) Jó (N3) Átlag 3 kísérleti év átlaga

1.67 2.22 2.46 2.28 2.16 1.43 2.21 2.88 3.35 2.47 1.43 2.63 3.27 3.71 2.76 2.46

1965-1966

Kezelés

I

B

II III Átlagos évjárat (1965-1966)

ÁT

2A3B

Rendellenességek az időjárásban IV V VI

B

VII

VIII

IX

ÁT

ÁT

2B

ÁT

ÁT

Aszályos évjárat (1963-1964, 1967-1968, 1971-1972)

0.36

ÁT

A

6A2B

A

A

A

3A

4A

A

0.26

ÁT

A

4A1B

A

A

A

2A

3A

A

0.31

A

A

3A1B

A

ÁT

A

ÁT

ÁT

A

0.31

ÁT

A

A

A

A

A

A

A A Csapadékos évjárat (1969-1970)

Trágyázás nélkül 1.47 Gyenge (N1) 2.35 1969-1970 Közepes (N2) 2.61 0.30 ÁT B 5B ÁT ÁT B 4B ÁT B Jó (N3) 2.51 Átlag 2.24 Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, A = aszályos, B = csapadékbő. I. = Téli félév (október-március), II. = Nyári félév (április-szeptember), III. = Hónapok (szeptember-augusztus), IV. = Vetés előtti (augusztus) hónap, V. = Betakarításkori (július) hónap, VI. = Vegetáció (szeptember-július), VII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. = Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. = Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus).

246

11. táblázat Nitrogén, foszfor, kálium és magnézium tápelemek termésnövelő hatásai %- ban rozs (Secale cereale L.) jelzőnövénynél átlagos, aszályos és csapadékos évjáratokban 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelés Kontroll

Átlagos (ÁT) 100

N1 N2 N3 SzD5% Átlag

70 98 123 22 97

N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

97 109 89 112 95 22 91

Évjáratok Aszályos (A) 100 Nitrogén hatás 56 90 106 21 84 NPKMg hatás 84 91 75 91 91 21 79

247

Csapadékbő (B) 100

Átlag 100

60 78 71 20 69

59 89 103 10 84

69 75 63 73 84 20 65

84 91 76 92 90 10 78

12. táblázat Az időjárási rendellenességek átlagos évjárathoz viszonyított terméscsökkentő hatása %- ban rozs (Secale cereale L.) jelzőnövénynél különböző tápanyagellátottsági szinteken 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos)

Kezelés Kontroll N1 N2 N3 SzD5% Átlag N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

Évjáratok Aszályos (A) Csapadékbő (B) 0 0 Nitrogén hatás -14 -10 -8 -20 -17 -52 -1 -2 -13 -28 NPKMg hatás -13 -28 -18 -34 -14 -26 -21 -39 -4 -11 -1 -2 -12 -26

A+B átlag 0 -12 -14 -35 -2 -21 -21 -26 -20 -30 -7 -2 -19

Megjegyzés: Terméscsökkentő hatás = kontrollhoz viszonyított termésnövelő hatás átlagos évjáratban - kontrollhoz viszonyított termésnövelő hatás aszályos, csapadékbő évjáratban

248

13. táblázat A kísérletek havi csapadék és a termés összefüggésvizsgálata regresszió analízissel a rozs (Secale cereale L.) különböző fenofázisaiban (r) trágyázás nélkül, gyenge, közepes és jó tápanyag ellátottság esetén 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelés IX. Csírázás

X. Kelés

XI.

XII.

I. Bokrosodás

Kontroll

0.48*

0.29

0.38+

0.56**

-0.53*

N1 N1P N1K N1PK N1PKMg N1 átlag

-0.33 -0.52* -0.53* -0.56** -0.46* -0.48*

-0.53* -0.66*** -0.09 -0.39+ -0.80*** -0.50*

0.86*** 0.77*** 0.53* 0.69*** 0.61** 0.69***

0.64** 0.37+ 0.34 0.44* 0.14 0.39+

0.01 0.31 -0.41+ -0.13 0.70*** 0.16

N2 N2P N2K N2PK N2PKMg N2 átlag

-0.76*** -0.79*** -0.66*** -0.57** -0.93*** -0.74***

-0.29 -0.60** -0.67*** -0.77*** -0.42+ -0.55**

0.37+ 0.51* 0.62** 0.67*** 0.22 0.48*

0.25 0.19 0.39+ 0.45* -0.16 0.28

-0.28 0.18 0.16 0.29 0.17 0.13

N3 N3P N3K N3PK N3PKMg N3 átlag

-0.76*** -0.70*** -0.65** -0.76*** -0.78*** -0.73***

-0.54** -0.57** -0.67*** -0.60** -0.56** -0.59**

0.39+ 0.41+ 0.60** 0.41+ 0.31 0.42*

0.23 0.28 0.40+ 0.20 0.12 0.25

0.06 0.07 0.15 0.16 0.16 0.12

Főátlag

-0.72***

-0.62**

0.55**

0.31

0.13

Hónapok II.

III.

Trágyázás nélkül -0.29 0.37+ Gyenge tápanyag ellátottság -0.45* -0.42+ -0.52* -0.41+ -0.69*** -0.37+ -0.56** -0.52* -0.31 -0.32 -0.51* -0.41+ Közepes tápanyag ellátottság -0.27 -0.85*** -0.30 -0.78*** -0.15 -0.84*** -0.04 -0.83*** -0.40+ -0.69*** -0.23 -0.80*** Jó tápanyag ellátottság -0.05 -0.94*** 0.04 -0.96*** -0.09 -0.87*** -0.05 -0.92*** -0.004 -0.93*** -0.04 -0.93*** -0.20

-0.85***

249

VII.

Csap. összeg (mm) Vegetáció Éves

n

IV. Szárbai.

V. Virágzás

VI.

-0.20

-0.60**

0.02

-0.25

0.03

0.10

20

-0.59** -0.37+ -0.70*** -0.69*** -0.01 -0.47*

0.28 0.66*** 0.10 0.31 0.92*** 0.45*

0.11 0.28 -0.26 -0.10 0.52* 0.18

0.48* 0.67*** 0.04 0.32 0.87*** 0.48*

0.28 0.43* -0.13 0.06 0.62** 0.32

0.38+ 0.48* -0.05 0.15 0.63** 0.40+

20 20 20 20 20 20

-0.90*** -0.62** -0.71*** -0.64** -0.46* -0.67***

0.17 0.60** 0.46* 0.49* 0.70*** 0.49*

-0.53* -0.13 -0.15 0.05 -0.19 -0.24

0.07 0.47* 0.49* 0.60** 0.34 0.39+

-0.35 0.04 0.05 0.16 -0.08 -0.09

-0.27 0.09 0.13 0.23 -0.06 0.04

20 20 20 20 20 20

-0.77*** -0.78*** -0.73*** -0.70*** -0.67*** -0.73***

0.38+ 0.34 0.43* 0.47* 0.47* 0.42+

-0.36+ -0.37+ -0.19 -0.28 -0.34 -0.31

0.31 0.32 0.47* 0.39+ 0.35 0.37+

-0.17 -0.17 0.02 -0.10 -0.15 -0.14

-0.11 -0.11 0.10 -0.04 -0.11 -0.07

20 20 20 20 20 20

-0.71***

0.49*

-0.19

0.45*

Érés

-0.00

0.07

20

14. táblázat N, P, K, Mg tápelemek, csapadék és a termés összefüggésvizsgálata regresszió analízissel rozs (Secale cereale L.) kísérletekben (r) 1963 és 1972 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos)

Kezelés

IX. Csírázás

X. Kelés

XI.

XII.

I. Bokrosodás

Kontroll

0.48*

0.29

0.38+

0.56**

-0.53*

N1 N2 N3 Átlag

-0.48* -0.74*** -0.73*** -0.65**

-0.50* -0.55** -0.59** -0.54**

0.69*** 0.48* 0.42* 0.53*

0.39+ 0.28 0.25 0.31

0.16 0.13 0.12 0.14

N NP NK NPK NPKMg Átlag

-0.65** -0.67*** -0.61** -0.63** -0.72*** -0.66***

-0.55** -0.61** -0.48* -0.59** -0.59** -0.56**

0.53* 0.56** 0.58** 0.59** 0.38+ 0.53*

0.31 0.28 0.38+ 0.37+ 0.05 0.28

0.14 0.19 -0.09 0.16 0.34 0.18

Hónapok II.

III.

-0.29 0.37+ Nitrogén hatás -0.51* -0.41+ -0.23 -0.80*** -0.04 -0.93*** -0.26 -0.71*** NPKMg hatás -0.26 -0.71*** -0.39+ -0.72*** -0.31 -0.70*** -0.22 -0.76*** -0.24 -0.65** -0.28 -0.71***

250

VII.

Csap. összeg (mm) Vegetácio Éves

IV. Szárbai.

V. Virágzás

VI.

n

-0.20

-0.60**

0.02

-0.25

0.03

0.10

20

-0.47* -0.67*** -0.73*** -0.62**

0.45* 0.49* 0.42+ 0.45*

0.18 -0.24 -0.31 -0.18

0.48* 0.39+ 0.37+ 0.41+

0.32 -0.10 -0.15 0.08

0.40+ 0.04 -0.07 0.18

20 20 20 20

-0.62** -0.59** -0.72*** -0.68*** -0.38+ -0.60**

0.45* 0.53* 0.33 0.42+ 0.70*** 0.49*

-0.18 -0.11 -0.20 -0.17 0.00 -0.16

0.41+ 0.49* 0.33 0.44* 0.52* 0.44*

0.08 0.15 -0.06 0.06 0.39+ 0.16

0.18 0.23 0.08 0.17 0.47* 0.23

20 20 20 20 20 20

Érés

25. táblázat Az időjárási anomáliák, a műtrágyázás és a búza (Triticum aestivum L.) termésének összefüggései átlagos évjáratokban (1981-1982, 1988-1989) (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti Év

Kezelés

Termés Anomáliák az időjárásban T ha -1 I. II. III. IV. V. VI. VII. Kontroll 1.3 N 2.1 NP 2.9 1981-1982 NK 2.1 ÁT ÁT ÁT ÁT SZ ÁT NPK 3.0 NPKMg 3.4 SzD5% 0.7 Átlag 2.5 Kontroll 2.3 N 3.3 NP 3.6 2A2SZ2B2CS 1988-1989 NK 3.2 A B ÁT SZ CS CS NPK 4.0 NPKMg 4.7 SzD5% 1.1 Átlag 3.5 Kontroll 1.8 N 2.7 NP 3.3 Átlag NK 2.7 SZ CS ÁT SZ SZ ÁT 1A1SZ1B1CS NPK 3.5 NPKMg 4.1 SzD5% 0.9 Átlag 3.0 Megjegyzés: ÁT, A, B, SZ, CS, I., II., III., IV., V., VI., VII., VIII., IX. jelzések azonosak a 23. táblázatéval

251

VIII.

IX.

-

ÁT

2A2SZ2B2CS

ÁT

1A1SZ1B1CS

ÁT

26. táblázat Az időjárási anomáliák, a műtrágyázás és a búza (Triticum aestivum L.) termésének összefüggései aszályos és száraz évjáratokban ( 1975-1976, 1989-1990, 1973-1974) (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti Év

1975-1976

1989-1990

Átlag

Kezelés

Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag Kontroll N NP NK NPK NPKMg SzD5% Átlag

Termés t ha -1 1.6 1.8 2.3 1.7 2.4 2.3 0.1 2.1 0.5 1.1 1.1 1.0 1.3 1.2 0.6 1.0 1.1 1.5 1.7 1.4 1.9 1.8 0.4 1.6

Anomáliák az időjárásban V. VI. Aszályos évjárat

I.

II.

III.

IV.

VII.

VIII.

IX.

SZ

A

SZ

A

A

A

3SZ

3SZ2A

A

A

A

SZ

A

A

A

2A2A2A

2A2A3A

A

A

A

SZ

A

A

A

3A2SZ

5A2SZ

A

SZ

2A2SZ2A

2A2SZ2A

SZ

Száraz évjárat Kontroll 1.7 N 2.1 NP 3.0 1973-1974 NK 1.9 A ÁT SZ NPK 3.2 NPKMg 3.2 SzD5% 0.1 Átlag 2.6 Megjegyzés: ÁT, A, SZ, I., II., III., IV., V., VI., VII., VIII., IX. jelzések azonosak a 23. táblázatéval

ÁT

252

SZ

27. táblázat Az időjárási anomáliák, a műtrágyázás és a búza (Triticum aestivum L.) termésének összefüggései csapadékbő évjáratokban (1977-1978, 1979-1980) (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kísérleti Év

Kezelés

Termés t ha -1 I. II. III. Kontroll 1.2 N 1.5 NP 2.3 1977-1978 NK 2.6 SZ CS CS NPK 3.2 NPKMg 3.1 SzD5% 1.3 Átlag 2.4 Kontroll 0.3 N 0.9 NP 1.1 1979-1980 NK 0.8 SZ B CS NPK 1.2 NPKMg 1.4 SzD5% 0.4 Átlag 1.0 Kontroll 0.8 N 1.2 NP 1.7 Átlag NK 1.7 SZ CS CS NPK 2.2 NPKMg 2.3 SzD5% 0.9 Átlag 1.7 Megjegyzés: ÁT, A, B, SZ, CS, I., II., III., IV., V., VI., VII., VIII., IX. jelzések azonosak a 23. táblázatéval

253

IV.

Anomáliák az időjárásban V. VI.

VII.

VIII.

IX.

SZ

B

CS

2SZ

2SZ

CS

CS

B

CS

2A4SZ3B

2A4SZ3B

CS

ÁT

B

CS

1A3SZ2B

1A3SZ2B

CS

28. táblázat N, P, K és Mg tápelemek termésnövelő hatásai %- ban búza (Triticum aestivum L.) jelzőnövénynél átlagos, aszályos, száraz és csapadékos évjáratokban 1973 és 1990 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos)

Évjáratok

Kezelés

Átlag

Kontroll

Átlagos (ÁT) 0

Aszályos (A) 0

Száraz (SZ) 0

Csapadékos (CS) 0

0

N NP NK NPK NPKMg SzD5%

50 83 50 94 128 50

36 55 27 73 64 36

24 77 12 88 88 6

50 113 113 175 188 13

40 82 51 108 117 26

Átlag

68

43

48

107

67

254

29. táblázat Az időjárási rendellenességek átlagos évjárathoz viszonyított terméstbefolyásoló hatása %- ban búza (Triticum aestivum L.) jelzőnövénynél különböző tápanyagellátottsági szinteken 1973 és 1990 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Kezelés Kontroll

N NP

NK NPK NPKMg SzD5%

Aszályos (A) 0

Évjáratok Száraz (SZ) 0

Csapadékos (CS) 0

A+SZ+CS átlag 0

-14 -28 -23 -21 -64 14

-26 -6 -38 -6 -40 44

0 30 63 81 60 37

-13 -1 1 18 -15 32

Átlag -25 -19 39 -2 Megjegyzés: Terméstbefolyásoló hatás = kontrollhoz viszonyított hatás átlagos évjáratban - kontrollhoz viszonyított hatás aszályos, száraz, csapadékos évjáratban

255

31. táblázat A sokéves átlag, a kísérleti évek és a tritikále fenológiai fázisainak csapadékmennyiségei (mm) 1990 és 2001 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Fenofázis

Hónap

Sokévi Kísérleti évek Átlag D1 - D2 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. átlag (D1) (D2) Csír., kel. Szept. 39 41 32 80 32 57 44 190 10 85 36 56 60 21 Október 37 49 94 72 45 41 4 63 18 61 27 1 43 6 Nov. 45 35 39 60 44 17 42 15 66 59 101 21 45 0 Bokr. Dec. 43 42 37 20 44 23 35 52 55 29 114 60 46 3 Január 30 6 10 6 39 28 28 10 15 28 13 50 21 -9 Február 31 47 9 12 28 45 14 12 5 88 21 21 27 -4 Március 28 7 11 24 13 19 14 3 8 28 34 116 25 -3 Szárbaind Április 36 54 18 44 59 69 15 44 115 71 62 42 54 18 Virágzás Május 50 101 21 37 61 28 75 67 73 61 25 25 52 2 Érés Június 83 47 96 53 15 110 9 61 92 101 20 64 61 -22 Teljes ér. Július 67 69 36 59 18 8 29 63 144 47 67 134 61 -6 Aug. 62 45 6 25 31 75 76 39 41 79 8 17 40 -22 Teny. idő ö. 489 498 403 467 398 445 309 580 601 658 520 590 497 8 Elt. + - (mm) 9 -86 -22 -91 -44 -180 91 112 169 31 101 8 Évi összes 551 543 409 492 429 520 385 619 642 737 528 607 537 -14 Elt. + - (mm) -8 -142 -59 -122 -31 -166 68 91 186 -23 56 -14 Kísérleti évek: 1.=1990-1991, 2.=1991-1992, 3.=1992-1993, 4.=1993-1994, 5.=1994-1995, 6.=1995-1996, 7.=1996-1997, 8.=1997-1998, 9.=1998-1999, 10.=1999-2000, 11.=2000-2001. 1990- ben a triticale vetését megelőző augusztus hónap csapadék mennyisége=17mm. Sokévi átlag: Nyíregyháza, 1951-1980. közötti 30 év átlagos adatai

256

32. táblázat

Csapadékeltérések a sokévi átlagtól (%), időjárási anomáliák és ariditási jellemzők (AJ) a kísérleti években 1990 és 2001 között (Kovárványos savanyú homokos barna erdőtalaj, Nyírlugos) Periódus

I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX.

1.

2.

3.

4.

-95 90 2 -73 3 2 -2

-72 -246 -26 -27 -46 -18 -26

-80 -7 -11 -90 -12 -5 -11

-12 -137 -22 -60 -73 -19 -22

Időjárási anomáliák gyakorisága, ariditási jellemzők (AJ) Periódus 1. 2. 3. 4. I. A A A SZ II. B A ÁT A III. ÁT SZ SZ SZ IV. A SZ A A V. ÁT SZ SZ A VI. ÁT SZ ÁT SZ VII. 2B 2SZ5A 2B3A3SZ 2ÁT2A

Kísérleti évek 5. 6. 7. Csapadékeltérések a sokévi átlagtól (%) -92 -227 -193 60 -118 373 -6 -30 12 -50 21 23 -88 -57 -6 -9 -37 19 -6 -30 12

Átlag 8.

9.

10.

11.

-181 283 17 -37 115 23 17

240 256 34 -34 -30 35 34

194 -149 -4 27 0 6 -4

239 15 10 -87 100 21 10

-25 38 -3 -35 -9 2 -3

Átlag SZ B ÁT SZ ÁT ÁT 3A1SZ1B 1CS VIII. 2B 2SZ5A 2B3A3SZ 2ÁT3A 2CS 3A2A 2B3A2CS 2A2CS3A2CS 2B2CS 2B2A 2A 3A1SZ1B 1CS IX. ÁT A SZ A ÁT A CS CS B ÁT CS ÁT Megjegyzés: Ariditási jellemző (AJ): ÁT = átlagos, SZ = száraz, A = aszályos, CS = csapadékos, B = csapadékbő. I. Téli félév (október-március), II. Nyári félév (áprilisszeptember), III. Hónapok (szeptember-augusztus), IV. Vetés előtti hónap (augusztus), V. Betakarításkor (július), VI. Vegetációban (szeptember-július), VII. Egymás utáni hónapok száma a vegetációban (szeptember-július), VIII. Egymás utáni hónapok száma a kísérleti évben (szeptember-augusztus), IX. Kísérleti évek jellege (szeptember-augusztus). 1.=1990-1991, 2.=1991-1992, 3.=1992-1993, 4.=1993-1994, 5.=1994-1995, 6.=1995-1996, 7.=1996-1997, 8.=1997-1998, 9.=1998-1999, 10.=1999-2000, 11.=2000-2001 5. A B ÁT A A ÁT 2CS

6. A A SZ CS A A 3A2A

257

7. A B CS CS ÁT CS 2B3A2CS

8. A B CS SZ B CS 2A2CS3A2CS

9. B B CS SZ SZ B 2B2CS

10. B A ÁT CS ÁT ÁT 2B2A

11. B CS CS A B CS 2A

43. táblázat A monokultúrás rozs (Secale cereale L.) fenológiai fázisainak és kísérleti éveinek csapadékmennyiségei (mm) 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Hónap Fenofázis Össz. IX. X. XI. XII. I. II. III. IV. V. VI. VII. Össz. VIII. CS K Bokrosodás SZI V É B 1961 46 42 59 50 31 28 0 65 87 48 61 517 7 524 1962 0 22 119 41 70 70 68 25 46 23 49 533 2 535 1964 40 59 13 34 0 36 38 21 31 157 55 484 57 541 1965 42 163 17 81 25 4 49 68 47 184 121 801 97 898 1966 102 7 175 72 42 49 32 38 47 105 144 813 108 921 1967 11 66 89 65 23 26 7 83 47 80 18 515 7 522 1968 65 28 16 39 24 19 14 44 35 22 48 354 117 471 1969 69 4 63 47 16 122 44 11 38 118 63 595 42 637 1971 13 10 23 81 58 16 19 35 112 64 60 491 38 529 1972 61 5 39 9 16 31 18 132 141 64 123 639 146 785 1973 44 12 45 0 25 42 2 75 1 148 46 440 21 461 1974 19 43 17 25 37 36 6 22 53 46 27 331 62 393 1975 75 173 36 43 8 7 44 46 54 59 175 720 49 769 1976 70 72 23 46 84 4 23 56 38 48 95 559 28 587 1977 169 94 65 139 75 89 63 38 57 90 69 948 88 1036 1978 31 19 60 28 43 31 34 57 96 82 90 571 23 594 1979 32 31 23 37 94 54 51 55 9 129 39 554 40 594 1980 27 21 118 64 49 30 51 76 31 72 52 591 30 621 1981 34 77 148 40 33 7 42 13 47 103 36 580 59 639 1982 70 65 27 110 47 8 24 8 54 61 60 534 36 570 1983 14 33 35 76 15 54 41 40 53 63 22 446 18 464 1984 34 31 34 11 52 34 26 25 150 31 3 431 61 492 1985 93 57 47 25 9 26 54 15 109 75 30 540 77 617 1986 17 9 106 19 49 43 28 34 16 49 12 382 31 413 1987 0 19 14 90 67 24 34 74 154 38 24 538 55 593 1988 20 19 49 39 37 43 36 22 44 52 17 378 46 424 1989 76 11 14 58 7 16 43 66 53 115 42 501 57 558 1990 31 8 50 0 37 20 15 36 16 70 25 308 18 326 1991 57 72 28 44 0 43 25 52 86 41 175 623 51 674 1992 7 62 76 27 9 2 44 5 23 56 39 350 0 350 1993 23 60 36 44 11 7 6 17 9 22 77 312 5 317 1994 65 131 74 58 48 9 15 52 75 38 16 581 67 648 1995 31 51 22 3 30 45 31 38 74 75 42 442 86 528 1996 90 0 51 76 48 23 2 29 64 39 33 455 25 480 1997 91 19 24 48 51 0 4 18 60 34 43 392 6 398 1998 2 4 43 26 42 0 7 89 131 56 60 460 19 479 1999 144 86 69 14 16 26 7 30 72 50 151 665 96 761 2000 12 53 54 26 7 6 32 49 15 7 71 332 8 340 2001 6 3 58 30 48 4 73 170 115 48 117 612 19 631 2002 80 3 37 39 6 13 14 30 46 41 52 361 98 459 2003 59 52 32 40 40 27 0 12 32 8 57 359 13 372 2004 17 79 45 7 46 49 53 39 42 68 35 280 67 347 Átlag 45 43 49 42 34 28 28 43 57 63 59 490 45 535 * 46 42 59 50 39 35 33 46 59 80 58 547 54 601 Megjegyzés: CS = csírázás, K = kelés, SZI = szárbaindulás, V = virágzás, É = érés, B = betakarítás. * = 30 évi (19611990) csapadék átlag Őrbottyán mérőállomáson. A szeptember, október, november, december hónapok csapadék adatai a megelőző évre vonatkoznak. Az 1961. év esetében ezek azonosak a sokéves átlag ugyanezen hónapjainak csapadék adataival. Év

258

45. táblázat A kísérleti évek periódusainak csapadékeltérései %-ban (±) a sokévi* csapadékátlagtól 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Év

Periódus TFÉ NYFÉ H VEH V BH 1961 -141 -33 -1 -87 5 -6 1962 322 -351 -1 -96 -16 -3 1964 -151 -18 -1 6 -5 -12 1965 203 338 4 80 109 46 1966 203 364 4 100 148 49 1967 -8 -172 -1 -87 -69 -6 1968 -271 23 -2 117 -17 -35 1969 -133 -27 1 -22 9 9 1971 -122 -52 -1 -30 4 -10 1972 -320 621 3 170 112 17 1973 -305 -36 -2 -61 -21 -20 1974 -203 -203 -3 15 -54 -40 1975 32 -158 2 -9 202 32 1976 -2 14 0 -48 64 2 1977 649 342 6 63 19 73 1978 -95 55 0 -57 55 4 1979 -137 -93 0 -26 -33 1 1980 145 -88 0 -44 -10 8 1981 146 -118 1 9 -38 6 1982 38 -197 0 -33 4 -2 1983 6 -243 -2 -67 -62 -19 1984 -137 -61 -2 13 -95 -21 1985 -73 109 0 43 -48 -1 1986 -27 -323 -3 -43 -79 -30 1987 -7 12 0 2 -59 -2 1988 -67 -255 -3 -15 -71 -31 1989 -240 121 -1 6 -28 -8 1990 -299 -265 -4 -67 -57 -44 1991 -95 230 1 -6 202 14 1992 -107 -398 -4 -100 -33 -36 1993 -242 -329 -4 -91 33 -43 1994 -147 -20 1 24 -72 6 1995 -136 0 -1 59 -28 -19 1996 -167 -80 -2 -54 -43 -17 1997 -275 -134 -3 -89 -26 -28 1998 -337 28 -2 -65 3 -16 1999 -114 400 2 78 160 22 2000 -199 -296 -4 -85 22 -39 2001 -80 275 0 -65 102 12 2002 -358 40 -2 82 -10 -34 2003 -162 -260 -3 -76 -2 -34 2004 97 -138 -4 24 -40 -49 Átlag -72 -33 -1 -13 7 -7 Megjegyzés: TFÉ = téli félév (október-március), NYFÉ = nyári félév (április-szeptember), H = hónap (október-szeptember), VEH = vetés előtti (augusztus) hónap, V = vegetáció (szeptember-július), BH = betakarításkori

259

46. táblázat A kísérleti évek periódusainak növényspecifikus aszályindex (NAI) értékei rozsra átlagos*, száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő években 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Év

Periódus H VEH V BH Átlagos* 1969 -9 -3 1 -3 1 1 1976 -1 2 1 -5 1 7 1978 -9 6 1 -6 1 6 1979 -9 -9 1 -3 1 -4 1980 9 -9 1 -5 1 -2 1981 9 -9 1 1 1 -4 1982 4 -9 1 -4 -1 1 1985 -8 9 1 5 -1 -5 1987 -1 2 1 1 -1 -6 1989 -9 9 -1 1 -1 -3 1994 -9 -3 1 3 1 -8 2001 -9 9 1 -7 2 9 Átlag -3.5 -0.4 0.9 -1.8 0.4 -0.7 Száraz 1961 -9 -4 -1 -9 -1 1 1962 9 -9 -1 -9 -1 -2 1964 -9 -2 -1 1 -2 -1 1967 -1 -9 -1 -9 -1 -7 1971 -9 -6 -1 -4 -2 1 1984 -9 -7 -1 2 -3 -9 1995 -9 1 -1 6 -2 -3 Átlag -5.3 -5.1 -1.0 -3.1 -1.7 -2.9 Aszályos 1968 -9 3 -1 9 -4 -2 1973 -9 -4 -1 -7 -3 -3 1974 -9 -9 -1 2 -5 -6 1983 1 -9 -1 -7 -2 -7 1986 -3 -9 -1 -5 -4 -8 1988 -7 -9 -1 -2 -4 -8 1990 -9 -9 -1 -7 -5 -6 1992 -9 -9 -1 -9 -4 -4 1993 -9 -9 -1 -9 -5 4 1996 -9 -9 -1 -6 -2 -5 1997 -9 -9 -1 -9 -3 -3 1998 -9 3 -1 -7 -2 1 2000 -9 -9 -1 -9 -4 3 2002 -9 5 -1 9 -4 -2 2003 -9 -9 -1 -8 -4 -1 2004 9 -9 -1 3 -5 -5 Átlag -6.8 -6.3 -1.0 -3.9 -3.8 -3.3 Csapadékos 1991 -9 9 1 -1 2 9 Csapadékbő 1965 9 9 1 9 5 9 1966 9 9 1 9 5 9 1972 -9 9 1 9 2 9 1975 4 -9 1 -1 4 9 1977 9 9 1 7 8 2 1999 -9 9 1 8 3 9 Átlag 2.2 6.0 1.0 6.8 4.5 7.8 Főátlag -4.5 0.6 0.2 -0.6 0.3 2.0 Megjegyzés: TFÉ = téli félév (október-március), NYFÉ = nyári félév (április-szeptember), H = hónap (október-szeptember), VEH = vetés előtti (augusztus) hónap, V = vegetáció (szeptember-július), BH = betakarításkori (július) hónap. * Sokévi (30 év = 19611990, Örbottyán) átlagnak megfelelő. TFÉ

NYFÉ

260

48. táblázat A műtrágyázás hatása átlagos*, száraz, aszályos, csapadékos és csapadékbő években 1961 és 2004 között (Gyengén humuszos karbonátos homoktalaj, Őrbottyán) Kezelés NK2 NP1K1 6. 7. Átlagos* 1969 0.6 0.8 0.9 0.8 0.8 1.1 1976 0.6 0.7 0.4 0.4 0.4 1.2 1978 0.7 0.7 0.7 0.6 0.7 1.9 1979 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 1.0 1980 1.1 2.6 2.5 1.5 1.6 3.0 1981 0.5 1.8 1.8 1.0 1.0 1.9 1982 0.9 1.5 1.5 0.7 1.7 1.7 1985 0.6 1.8 2.1 0.8 1.5 1.7 1987 0.7 1.8 2.0 0.9 1.0 1.9 1989 1.3 2.9 2.8 2.4 2.4 3.3 1994 0.8 2.3 2.6 1.9 2.0 2.6 2001 0.9 1.9 1.9 1.4 1.4 2.1 SzD5% 0.4 Átlag 0.8 1.6 1.7 1.2 1.3 2.1 Száraz 1961 0.6 1.0 1.2 1.7 1.5 1.4 1962 0.6 0.6 0.8 0.8 0.9 0.7 1964 0.6 0.8 1.0 0.9 0.9 1.1 1967 0.6 0.8 1.2 1.3 1.3 1.1 1971 0.8 1.0 1.5 1.3 1.9 1.5 1984 1.6 3.9 3.8 2.1 2.5 3.4 1995 1.3 2.4 2.2 1.8 1.9 2.7 SzD5% 0.4 Átlag 0.8 1.5 1.7 1.4 1.6 1.7 Aszályos 1968 0.5 0.9 0.9 0.8 0.7 1.5 1973 0.9 1.4 1.4 1.4 1.5 2.0 1974 0.7 0.6 0.5 0.5 0.6 1.0 1983 1.5 2.7 2.9 2.3 2.7 3.1 1986 0.9 1.8 2.0 1.4 1.4 1.7 1988 1.3 3.0 3.1 2.4 2.6 3.3 1990 0.7 1.5 1.8 1.3 1.1 1.8 1992 1.1 1.9 2.0 1.5 1.5 2.2 1993 0.5 0.6 0.7 0.3 0.4 0.8 1996 0.7 1.2 1.2 1.0 1.1 1.3 1997 0.9 1.6 1.6 1.5 1.6 2.0 1998 0.6 1.0 1.1 1.0 0.9 1.5 2000 0.5 0.9 0.9 0.6 0.7 0.8 2002 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.5 2003 0.6 1.2 1.4 0.6 0.7 1.4 2004 0.4 0.7 1.0 0.6 0.7 1.0 SzD5% 0.4 Átlag 0.7 1.3 1.4 1.1 1.2 1.6 Csapadékos 1991 0.9 2.5 2.7 1.6 1.5 2.6 SzD5% 0.7 Átlag 0.9 2.5 2.7 1.6 1.5 2.6 Csapadékbő 1965 0.6 0.7 1.8 1.6 2.3 0.8 1966 0.6 0.7 1.1 0.9 0.9 0.7 1972 0.9 1.5 1.5 1.3 1.5 2.5 1975 0.3 0.2 0.4 0.2 0.5 0.4 1977 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 0.9 1999 0.6 1.1 1.1 0.9 0.9 1.5 SzD5% 0.2 Átlag 0.6 0.8 1.1 0.9 1.1 1.1 * A sokévi (30 év = 1961-1990, Örbottyán) átlagnak megfelelő Év

0 1.

NP1 2.-3.

NP2 4.

NK1 5.

261

NP1K2 8.

NP2K1 9.

NP2K2 10.

SzD5%

Átlag

1.3 1.1 1.5 0.8 2.9 1.9 1.5 2.0 2.0 3.5 2.9 2.1

1.4 1.1 1.9 0.9 3.1 2.0 1.6 2.2 2.0 3.2 2.9 2.2

1.6 1.1 1.7 0.9 2.9 1.9 1.6 2.3 2.0 3.4 2.6 2.3

2.1

2.1

2.1

0.3 0.2 0.2 0.3 0.5 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 0.7 0.5 0.4

1.0 0.8 1.2 0.6 2.4 1.5 1.4 1.7 1.6 2.8 2.3 1.8 0.4 1.7

1.2 1.1 1.2 1.6 2.3 4.2 2.6

2.1 1.1 1.4 1.9 2.2 3.6 2.8

1.6 1.5 1.3 2.1 2.4 3.6 2.7

2.0

2.2

2.2

0.2 0.2 0.6 0.2 0.4 0.8 0.5 0.4

1.4 0.9 1.0 1.3 1.7 3.2 2.3 0.4 1.7

1.2 1.7 1.1 3.0 2.0 3.5 2.0 2.2 0.8 1.2 2.0 1.6 0.9 0.5 1.2 1.4

1.5 1.9 1.2 3.2 2.0 3.5 1.9 2.2 0.8 1.2 2.0 1.5 1.0 0.5 1.3 1.0

1.5 2.1 1.3 3.2 2.1 3.4 2.3 2.3 0.9 1.3 2.1 1.8 1.1 0.5 1.3 1.4

1.6

1.7

1.8

0.2 0.3 0.2 0.5 0.3 0.6 0.6 0.4 0.7 0.3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.3 0.4 0.4

1.1 1.6 0.8 2.7 1.7 2.9 1.6 1.9 0.6 1.1 1.7 1.2 0.8 0.4 1.1 0.9 0.4 1.4

2.9

3.1

2.9

2.9

3.1

2.9

0.7 0.7

2.3 2.3

2.1 1.5 2.2 0.7 1.0 1.4

2.3 1.7 2.2 1.2 1.2 1.5

3.0 1.7 2.5 1.3 1.4 1.3

1.5

1.7

1.9

0.2 0.1 0.2 0.3 0.2 0.4 0.2

1.7 1.1 1.8 0.6 0.8 1.1 0.2 1.2

53. táblázat A sokéves* átlag, a kísérleti évek és a kukorica (Zea mays L.) fenológiai fázisainak csapadékmennyiségei (mm) 1969 és 2002 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Fenofázis Kel. 4-6 lev. Sz.ind. Cím.h. Érés -

-

Hónap

Sok évi átl. (D1) 36.6 56.3 44.5 33.1 31.0 34.6 43.0 49.3

1. 7.7 62.6 20.9 37.1 98.6 41.1 14.9 62.8

2. 23.6 61.0 3.0 21.7 36.8 11.2 61.8 0.0

3. 30.5 24.8 71.4 33.5 49.8 10.9 34.2 69.7

4. 47.4 38.4 98.1 29.7 63.0 51.6 35.2 49.4

5. 16.4 78.8 25.9 8.2 24.3 35.7 41.7 75.0

6. 56.3 151.5 39.0 7.9 14.7 34.4 6.2 45.4

7. 22.2 34.3 115.1 31.3 19.4 39.1 40.9 29.0

Jún. Júl. Aug. Szept. T. idő. ö. Elt. (mm) Évi ö.

72.9 53.8 59.0 43.3 321.3 -

133.5 21.9 78.4 29.5 341.0 19.7

100.9 58.8 27.2 38.2 286.9 -34.4

102.5 48.5 79.6 88.0 422.5 101.2

40.3 32.6 62.3 36.3 256.1 -65.2

119.3 106.8 9.9 30.9 383.6 62.3

101.0 41.6 53.2 40.2 287.6 -33.7

72.4 87.9 49.9 14.9 295.0 -26.3

557.4

609.0

444.2

643.4

584.3

572.9

591.4

Elt. (mm)

-

51.6

-113.2

86.0

26.9

15.5

34.0

Okt. Nov. Dec. Jan. Febr. Márc. Ápr. Máj.

Kísérleti évek 8. 9. 16.0 27.0 96.9 13.8 57.0 38.0 41.2 5.5 32.7 24.2 49.0 42.2 43.4 71.6 53.3 43.5

11. 124.5 64.0 28.5 10.1 4.0 14.7 27.5 7.5

12. 90.8 103.0 60.0 37.0 10.0 13.0 50.5 35.0

13. 0.0 27.5 42.0 0.0 8.0 13.0 7.5 53.2

14. 37.0 27.6 50.6 54.0 0.0 28.0 104.3 78.7

15. 31.5 33.5 57.0 44.5 0.0 62.3 47.0 17.0

16. 0.0 57.2 25.2 11.0 17.5 14.3 41.0 54.9

Átlag (D2) 35.1 56.9 46.2 25.4 25.4 29.7 43.4 44.6

D1-D2

10. 31.4 35.9 7.0 33.5 3.0 15.0 67.0 39.0 90.5 45.0 23.5 60.2 325.2 3.9

17.0 22.0 81.2 36.5 242.2 -79.1

36.6 63.3 61.0 114.3 458.2 136.9

47.3 79.5 128.8 112.8 432.4 111.1

32.0 64.2 84.0 65.0 341.1 19.8

69.0 54.2 55.2 46.1 312.5 -8.8

-3.9 0.4 -3.8 2.8 -8.8 -

556.0

59.6 50.1 8.5 4.0 182.9 138.4 273.4

655.4

661.2

466.3

531.2

-29.6

-1.4

-284.0

98.0

103.8

-91.1

-26.2

-

62.4 65.3 77.5 1.0 321.3 0.0

556.4

77.5 19.0 26.5 0.0 219.7 101.6 512.5

472.0

451.0

11.5 60.5 31.7 66.0 204.7 116.6 450.5

-1.0

-44.9

-85.4

-106.4

-106.9

-1.5 0.6 -1.7 -7.7 -5.6 -4.9 0.4 -4.7

*=30 éves (1961-1990) csapadék átlag Nagyhörcsök mérőállomáson. Az október, november, december hónapok csapadék adatai a megelőző évre vonatkoznak. 1.=1969, 2.=1973, 3.=1974, 4.=1977, 5.=1978, 6.=1981, 7.=1982, 8.=1986, 9.=1989, 10.=1990, 11.=1993, 12.=1994, 13.=1997, 14.=1998, 15.=2001, 16.=2002

262

54. táblázat Csapadékeltérések a sokévi átlagtól (%), ariditási jellemzők (AJ) a kísérleti években 1969 és 2002 között (Mészlepedékes csernozjom vályogtalaj, Nagyhörcsök, Mezőföld) Kísérleti évek

Anomáliák

1.

2.

3.

4.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

%

AJ

I. II.

128 -13

B SZ

-204 -75

A A

-19 189

SZ B

261 -112

B A

III. IV. V. VI.

10 19 -32 -13

CS CS SZ SZ

-23 -68 -12 -75

SZ A SZ A

14 -69 103 189

CS A B B

12 49 -16 -112

CS CS SZ A

VII. VIII.

2A3CSB 4ASZ5CS2B

ÁT2A2SZCS 2ÁT4A3SZ3CS

ÁT2ASZ2B ÁT2A3SZ3CS3B

2SZ2CS2B 2ÁT6SZ2CS2B

IX.

Csapadékbő

Aszályos

Csapadékbő

Csapadékbő

Anomáliák

9.

10.

11.

12.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

%

AJ

I.

-200

A

-280

A

-3

ÁT

148

B

II.

-5

ÁT

22

CS

-186

A

-126

A

Átlag 5.

6.

% AJ Félévek időjárása -151 A 100 B Hónapok időjárása -4 ÁT 3 ÁT -29 SZ 100 B Hónapok száma ÁT2A2SZCS 2ÁT3A3SZCS3B Évjárat Aszályos Kísérleti évek 13. % AJ Félévek időjárása -393 A

7.

8.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

%

AJ

-81 -95

A A

52 -65

B A

117 -205

B A

13 -35

CS A

-1 -1 -7 -95

ÁT ÁT ÁT A

-1 13 -66 -65

ÁT CS A A

-7 42 -100 -205

ÁT CS A A

0 -2 -20 -35

ÁT ÁT SZ A

ÁT2ASZ2B 3ÁT3A3SZCS2B

ÁT3SZCSB 3ÁTA5SZCS2B

ÁTA3CSB 4ÁT4A3CSB

ÁTASZCSB 2ÁT3A3SZ2CS2B

Száraz

Száraz

Aszályos

Száraz Főátlag

14.

15.

16.

%

AJ

%

AJ

%

AJ

%

AJ

-92

A

-13

SZ

-311

A

-54

A

-277 A 338 B 235 B 61 B -13 SZ Hónapok időjárása III. -17 SZ -22 SZ -15 SZ 2 ÁT -56 A 21 CS 19 CS -21 SZ -6 ÁT IV. 22 CS -57 A -58 A -62 A -62 A -19 SZ 80 B -59 A -14 SZ V. -98 A 39 CS 52 B -16 SZ -91 A 164 B 161 B 50 B 6 ÁT VI. -5 ÁT 22 CS -186 A -126 A -277 A 338 B 235 B 61 B -13 SZ Hónapok száma VII. 2A3SZCS ÁT3A2SZ 3ASZCSB 2A2CS2B ÁT5A ÁT2ASZCSB A2SZ2CSB ÁT3A2SZ 3ÁT3SZ VIII. 3A5SZ3CSB ÁT4A4SZ2CSB 5A3SZ2CS2B 4A2SZ4CSB 3ÁT8ASZ 2ÁT3ASZ2CS4B ÁT2A3SZ3CS3B 2ÁT4A2SZ3CSB 8ÁT4SZ Évjárat IX. Aszályos Aszályos Aszályos Csapadékbő Aszályos Csapadékbő Csapadékbő Aszályos Aszályos Megjegyzés: *=30 éves (1961-1990) átlag: Nagyhörcsök mérőállomás. 1.=1969, 2.=1973, 3.=1974, 4.=1977, 5.=1978, 6.=1981, 7.=1982, 8.=1986, 9.=1989, 10.=1990, 11.=1993, 12.=1994, 13.=1997, 14.=1998, 15.=2001, 16.=2002. Ariditási jellemző=AJ, ÁT=átlagos, SZ=száraz, A=aszályos, CS=csapadékos, B=csapadékbő. I.=Téli félév (október-március), II.=Nyári félév (április-szeptember), III.=Hónapok (október-szeptember), IV.=Vetés előtti (március) hónap, V.=Betakarításkori (szeptember) hónap, VI.=Vegetáció (április-szeptember), VII.=Kritikus egymásutáni hónapok száma a vegetációban (április-szeptember), VIII.=Kritikus egymásutáni hónapok száma a kísérleti évben (október-szeptember), IX.=Kísérleti évek jellege (október-szeptember).

263

47. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) rozsra (Secale cereale L.) (Márton, 2004) Periódus

Aszályosság (-1- -9) Normál

Télifélév (okt.-márc.) Nyárifélév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.) Vetés előtti hónap (aug.) Tenyészidő (szept.-júl.) Betakarításkori hónap (júl.) Év (okt.-szept.)

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Enyhe -2 -2 -2 -

Szárazság Mérsékelt Közepes -2 -2 -3 -4 -3 -4 -2 -3 -4 -

Periódus

Aszály Erős -3 -3 -5 -5 -3 -5 -2

Mérsékelt -4 -4 -6 -6 -4 -6 -3

Közepes -6 -6 -7 -7 -6 -7 -6

Erős -8 -8 -8 -8 -8 -8 -8

Súlytó -9 -9 -9 -9 -9 -9 -9

Csapadékosság (1-9) Csapadékos Csapadékbő Enyhe Mérsékelt Közepes Erős Mérsékelt Közepes Erős Súlytó Télifélév (okt.-márc.) 1 2 3 4 6 8 9 Nyárifélév (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Hónap (okt.-szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetés előtti hónap (aug.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tenyészidő (szept.-júl.) 1 2 3 4 6 8 9 Betakarításkori hónap (júl.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Év (okt.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Megjegyzés: NAI rozsra: aszályosság: -1=0- -9%, -2=-9- -19%, -3=-19- -29%, -4=-29- -39%, -5=-39- -49%, -6=-49- -59%, -7=-59- -69%, -8=-69- -79%, -9=-79% csapadékosság: 1=0-9%, 2=9-19%, 3=19-29%, 4=29-39%, 5=39-49%, 6=49-59%, 7=59-69%, 8=69-79%, 9=79% %=eltérés a sokévi átlagtól Normál

264

48. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) burgonyára (Solanum tuberosum L.) (Márton, 2004) Periódus

Aszályosság (-1- -9) Normál

Télifélév (okt.-márc.) Nyárifélév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.) Vetés előtti hónap (márc.) Tenyészidő (ápr.-szept.) Betakarításkori hónap (szept.) Év (okt.-szept.)

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Enyhe -2 -2 -2 -

Szárazság Mérsékelt Közepes -2 -2 -3 -4 -3 -3 -

Periódus

Aszály Erős -3 -3 -5 -4 -2 -4 -2

Mérsékelt -4 -4 -6 -5 -3 -5 -3

Közepes -6 -6 -7 -7 -6 -7 -6

Erős -8 -8 -8 -8 -8 -8 -8

Súlytó -9 -9 -9 -9 -9 -9 -9

Csapadékosság (1-9) Csapadékos Csapadékbő Enyhe Mérsékelt Közepes Erős Mérsékelt Közepes Erős Súlytó Télifélév (okt.-márc.) 1 2 3 4 6 8 9 Nyárifélév (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Hónap (okt.-szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetés előtti hónap (márc.) 1 2 3 4 5 7 8 9 Tenyészidő (ápr.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Betakarításkori hónap (szept.) 1 2 3 4 5 7 8 9 Év (okt.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Megjegyzés: NAI burgonyára: aszályosság: -1=0- -9%, -2=-9- -19%, -3=-19- -29%, -4=-29- -39%, -5=-39- -49%, -6=-49- -59%, -7=-59- -69%, -8=-69- -79%, -9=-79% csapadékosság: 1=0-9%, 2=9-19%, 3=19-29%, 4=29-39%, 5=39-49%, 6=49-59%, 7=59-69%, 8=69-79%, 9=79% %=eltérés a sokévi átlagtól Normál

265

49. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) őszi búzára (Triticum aestivum L.) (Márton, 2004) Periódus

Aszályosság (-1- -9) Normál

Télifélév (okt.-márc.) Nyárifélév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.) Vetés előtti hónap (aug.) Tenyészidő (szept.-júl.) Betakarításkori hónap (júl.) Év (okt.-szept.)

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Enyhe -2 -2 -2 -

Szárazság Mérsékelt Közepes -2 -2 -3 -4 -3 -4 -2 -3 -4 -

Periódus

Aszály Erős -3 -3 -5 -5 -3 -5 -2

Mérsékelt -4 -4 -6 -6 -4 -6 -3

Közepes -6 -6 -7 -7 -6 -7 -6

Erős -8 -8 -8 -8 -8 -8 -8

Súlytó -9 -9 -9 -9 -9 -9 -9

Csapadékosság (1-9) Csapadékos Csapadékbő Enyhe Mérsékelt Közepes Erős Mérsékelt Közepes Erős Súlytó Télifélév (okt.-márc.) 1 2 3 4 6 8 9 Nyárifélév (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Hónap (okt.-szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetés előtti hónap (aug.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tenyészidő (szept.-júl.) 1 2 3 4 6 8 9 Betakarításkori hónap (júl.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Év (okt.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Megjegyzés: NAI őszi búza: aszályosság: -1=0- -9%, -2=-9- -19%, -3=-19- -29%, -4=-29- -39%, -5=-39- -49%, -6=-49- -59%, -7=-59- -69%, -8=-69- -79%, -9=-79% csapadékosság: 1=0-9%, 2=9-19%, 3=19-29%, 4=29-39%, 5=39-49%, 6=49-59%, 7=59-69%, 8=69-79%, 9=79% %=eltérés a sokévi átlagtól Normál

266

50. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) tritikáléra (XTriticosecale W.) (Márton, 2004) Periódus

Aszályosság (-1- -9) Normál

Télifélév (okt.-márc.) Nyárifélév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.) Vetés előtti hónap (aug.) Tenyészidő (szept.-júl.) Betakarításkori hónap (júl.) Év (okt.-szept.)

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Enyhe -2 -2 -2 -

Szárazság Mérsékelt Közepes -2 -2 -3 -4 -3 -4 -2 -3 -4 -

Periódus

Aszály Erős -3 -3 -5 -5 -3 -5 -2

Mérsékelt -4 -4 -6 -6 -4 -6 -3

Közepes -6 -6 -7 -7 -6 -7 -6

Erős -8 -8 -8 -8 -8 -8 -8

Súlytó -9 -9 -9 -9 -9 -9 -9

Csapadékosság (1-9) Csapadékos Csapadékbő Enyhe Mérsékelt Közepes Erős Mérsékelt Közepes Erős Súlytó Télifélév (okt.-márc.) 1 2 3 4 6 8 9 Nyárifélév (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Hónap (okt.-szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetés előtti hónap (aug.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tenyészidő (szept.-júl.) 1 2 3 4 6 8 9 Betakarításkori hónap (júl.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Év (okt.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Megjegyzés: NAI tritikáléra: aszályosság: -1=0- -9%, -2=-9- -19%, -3=-19- -29%, -4=-29- -39%, -5=-39- -49%, -6=-49- -59%, -7=-59- -69%, -8=-69- -79%, -9=-79% csapadékosság: 1=0-9%, 2=9-19%, 3=19-29%, 4=29-39%, 5=39-49%, 6=49-59%, 7=59-69%, 8=69-79%, 9=79% %=eltérés a sokévi (30 éves=1961-1990) átlagtól Normál

267

51. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) kukoricára (Zea mays L.) (Márton, 2004) Periódus

Aszályosság (-1- -9) Normál

Télifélév (okt.-márc.) Nyárifélév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.) Vetés előtti hónap (márc.) Tenyészidő (ápr.-szept.) Betakarításkori hónap (szept.) Év (okt.-szept.)

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Enyhe -2 -2 -2 -

Szárazság Mérsékelt Közepes -2 -2 -3 -4 -3 -4 -2 -3 -4 -

Periódus

Erős -3 -3 -5 -5 -3 -5 -2

Mérsékelt -4 -4 -6 -6 -4 -6 -3

Aszály Közepes -6 -6 -7 -7 -6 -7 -6

Erős -8 -8 -8 -8 -8 -8 -8

Súlytó -9 -9 -9 -9 -9 -9 -9

Csapadékosság (1-9) Csapadékos Csapadékbő Enyhe Mérsékelt Közepes Erős Mérsékelt Közepes Erős Súlytó Télifélév (okt.-márc.) 1 2 3 4 6 8 9 Nyárifélév (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Hónap (okt.-szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetés előtti hónap (márc.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tenyészidő (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Betakarításkori hónap (szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Év (okt.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Megjegyzés: NAI kukoricára: aszályosság: -1=0- -9%, -2=-9- -19%, -3=-19- -29%, -4=-29- -39%, -5=-39- -49%, -6=-49- -59%, -7=-59- -69%, -8=-69- -79%, -9=-79% csapadékosság: 1=0-9%, 2=9-19%, 3=19-29%, 4=29-39%, 5=39-49%, 6=49-59%, 7=59-69%, 8=69-79%, 9=79% %=eltérés a sokévi átlagtól Normál

268

52. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) borsóra (Pisum sativum L.) (Márton, 2004) Periódus

Aszályosság (-1- -9) Normál

Télifélév (okt.-márc.) Nyárifélév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.) Vetés előtti hónap (febr.) Tenyészidő (márc.-júl.) Betakarításkori hónap (júl.) Év (okt.-szept.)

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Enyhe -2 -2 -2 -

Szárazság Mérsékelt Közepes -2 -2 -3 -4 -3 -3 -4 -

Periódus

Aszály Erős -3 -3 -5 -4 -2 -5 -2

Mérsékelt -4 -4 -6 -5 -3 -6 -3

Közepes -6 -6 -7 -7 -6 -7 -6

Erős -8 -8 -8 -8 -8 -8 -8

Súlytó -9 -9 -9 -9 -9 -9 -9

Csapadékosság (1-9) Csapadékos Csapadékbő Enyhe Mérsékelt Közepes Erős Mérsékelt Közepes Erős Súlytó Télifélév (okt.-márc.) 1 2 3 4 6 8 9 Nyárifélév (ápr.-szept.) 1 2 3 4 6 8 9 Hónap (okt.-szept.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vetés előtti hónap (febr.) 1 2 3 4 5 7 8 9 Tenyészidő (márc.-júl.) 1 2 3 6 8 9 Betakarításkori hónap (júl.) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Év (okt.-szept.) 1 2 3 6 8 9 Megjegyzés: NAI borsóra: aszályosság: -1=0- -9%, -2=-9- -19%, -3=-19- -29%, -4=-29- -39%, -5=-39- -49%, -6=-49- -59%, -7=-59- -69%, -8=-69- -79%, -9=-79% csapadékosság: 1=0-9%, 2=9-19%, 3=19-29%, 4=29-39%, 5=39-49%, 6=49-59%, 7=59-69%, 8=69-79%, 9=79% %=eltérés a sokévi átlagtól Normál

269

53. táblázat Növényspecifikus aszályindex (NAI) (Márton, 2004) Periódus

Növény

Átlag

Búza

Kukorica

Év (okt.-szept.) Téli félév (okt.-márc.) Nyári félév (ápr.-szept.) Hónap (okt.-szept.)

20 30 30 50

20 30 30 50

Vetés előtti hónap Tenyészidő Betakarításkori hónap

50 30 50

50 30 50

Rozs Tritikálé Határérték (%) 20 20 30 30 30 30 50 50 Specifikum (%) 50 50 30 30 50 50

270

Borsó

Burgonya

20 30 30 50

20 30 30 50

20 30 30 50

40 25 50

47 28 40

48 29 48

Intézetünk kiadványai 1980-2013 között Elek Éva, Kádár Imre 1980. Állókultúrák és szántóföldi növények mintavételi módszere. Mezőgazdasági és Élelmezésügyi Minisztérium MÉM NAK. Budapest. 55 p. Kádár Imre 1991. A talajok és növények nehézfém-tartalmának vizsgálata. Környezetvédelmi Minisztérium – MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 104 p. Kádár Imre 1992. A növénytáplálás alapelvei és módszerei. MTA TAKI (Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet). Budapest. 398 p. Kádár Imre 1993. A kálium-ellátás helyzete Magyarországon. Környezetvédelmi Minisztérium – MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 112 p. Ditz, Heinrich 1867. A magyar mezőgazdaság. Szerk.: Kádár I. (1993) MTA TAKI. Budapest. Akaprint. 247 p. Kádár Imre & Szemes Imre 1994. A nyírlugosi tartamkísérlet 30 éve. MTA TAKI. Budapest. Akaprint. 248 p. Kádár Imre 1995. A talaj–növény–állat–ember tápláléklánc szennyeződése kémiai elemekkel Magyarországon. Környezetvédelmi Minisztérium–MTA TAKI. REGICON Nyomda. Kompolt. Budapest.388 p. Liebig Justus V. 1840–1876. Kémia alkalmazása a mezőgazdaságban és a növényélettanban. Szerk.: Kádár I. 1996. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 341 p. Thaer Albrecht 1809–1821. Az ésszerű mezőgazdaság alapjai. Trágyázás-tan. Szerk.: Kádár I. 1996. MTA TAKI. Akaprint.Budapest.100 p. Kádár Imre 1998. Kármentesítési Kézikönyv 2. A szennyezett talajok vizsgálatáról. Környezetvédelmi Minisztérium. Nyomda:FHM.Budapest.151 p. Liebig Justus 1842. A szerveskémia alkalmazása az élettanban és a kórtanban. Szerk. Kádár I. 2007. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 132 p. Wolff Emil 1872. Gyakorlati Trágyázástan. A fontosabb növényi tápanyagokról szóló bevezetéssel. Közérthető agrokémiai vezérfonal. Szerk. Kádár I. (2007) MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 128 p. Wilhelm Körte 1839. ALBRECHT THAER élete és munkássága orvosként és mezőgazdaként. Szerk.: Kádár I. 2007. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 185 p. Kádár Imre 2010. Az MTA TAKI 60 éve (Kommentár nélkül). MTA TAKI. Akaprint. 120 p. Kádár Imre, Szemes Imre, Loch Jakab & Láng István 2011. A nyírlugosi műtrágyázási tartamkísérlet 50 éve. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 110 p. Kádár Imre, Márton László, Láng István 2012. Az őrbottyáni 50 éves örökrozs és egyéb műtrágyázási tartamkísérletek tanulságai. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 172 p. Kádár Imre 2012. A mezőföldi műtrágyázási tartamkísérlet első évtizedének tanulságai. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 177 p. Kádár Imre 2012. A főbb szennyező mikroelemek környezeti hatása. MTA TAKI. Akaprint. Budapest. 359 p. Kádár Imre 2013. A mezőföldi műtrágyázási tartamkísérlet tanulságai 1984-2000. MTA ATK TAKI. Budapest. 357 p. Kádár Imre 2013. A gyepek műtrágyázásáról. MTA ATK TAKI. Budapest. 290 p. Beszerezhetők a szerzők címén: 1022 Budapest, Herman Ottó út 15. Postacím: 1525 Budapest, Pf. 35. Tel./Fax: 212-2265 illetve letölthetők az MTA TAKI honlapról http://www.mta-taki.hu/osztalyok/agrokemiai-osztaly/munkatarsak

271