Koós Sándor tudományos segédmunkatárs MTA ATK Talajtani és Agrokémiai Intézet 1022 Budapest, Herman Ottó utca 15.
Prof. Dr. Győri Zoltán opponensi kérdéseire adott válaszok
1. Ez után merül fel a Bírálóban az a kérdés, hogy esetleg ritkább mérési, mintavételi alkalommal miért nem végzett újabb méréseket mintegy pontosítva a kapott eredményeket? A disszertációmban bemutatott mérési módszert Shinya Funakawa, a Kyotói Egyetem Talajtani Laboratóriumának professzora által irányított több országot felölelő projekten keresztül ismertük meg, amely a világ több pontján (Indonézia, Japán, Kazahsztán, Ukrajna, Thaiföld, Magyarország) a talaj CO2-emisszióját befolyásoló paraméterek meghatározására irányult. A magyar partnerintézmények a MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete és a Debreceni Egyetem ATC Karcagi Kutatóintézete voltak. Az MTA TAKI részéről volt szerencsém méréseket végezni a Kápolnásnyéken található Víruskertben felállított mérési ponton. A módszer legnagyobb előnye, hogy nagyon olcsón kivitelezhető, és ezért sok ismétlésben végezhető. Az ANAGAS CD98-as műszer a professzor úron keresztül került hozzánk, és tudomásom szerint kutatási munkában hazánkban előttünk még nem használta senki. A műszer egy miniatürizált kettős hullámhosszon mérő infravörös egységgel ellátott kézi CO2 analizátor, mely a beépített rásegítő pumpa lévén, gyorsabban végzi el a mérést. 0-10.000 ppm mérési tartományban képes mérni 10 ppm-es pontossággal. A mérési eredményt 40 másodperc mérési időn belül megadja. Működéshez szükséges hőmérsékleti tartománya +5°C és +40°C között van. Kalibrálását illetően két opció lehetséges: standard gázzal laborban való kalibrálás, vagy a környezet CO2 koncentrációjához való kalibrálás. Mi minden esetben a második kalibrálási opciót választottuk, és azt minden egyes mérést, méréssorozatot megelőzően elvégeztük. A 2003-as év előre nem láthatóan extrém száraz év volt. A 2004-es év nagy része a labormunkák elvégzésével teltek, illetve a kapott eredmények, adatok rendszerezésével. Ugyanakkor a 2002-es és még inkább a 2003-as év tapasztalatai alapján a 2005-ös évtől kezdődően fejlesztéseket kezdtünk el végezni, a terepi talaj CO2-kibocsátás mérését illetően. A kis hengerek helyett nagyobb műanyag hengerekkel kezdtünk méréseket, majd kifejlesztettünk egy fémből készült inkubáló műszert, mely egy keretből és egy tetőből áll, ahol a keretet elegendő egyszer leverni, majd a tetejét a mérés alkalmával, az inkubációhoz 1
rá lehet helyezni. A keretbe vizet öntönk, hogy a külső belső levegő között minimalizáljuk a légcserét. Mindemellett az Anagas CD98-as műszeres mérést fokozatosan felváltott a levegő mintavétel, amiben a CO2-koncentrációt gáz-kromatográffal határoztuk meg, melynek oka a nagyobb mérési pontosság.
2
2. A disszertációban az ábrák jól áttekinthetőek és azokból megállapítható, hogy a július 8i mintavételkor volt minimumban a talaj CO2-kibocsátása mindkét hengerben mérve, a talaj nedvességtartalma valamint a gyökérlégzésből sokkal több kibocsátás származott, mint a mikrobiális tevékenységből. Ilyen arányváltozás még kétszer fordult elő szeptember 30-án és október 28-án. Mivel magyarázza Jelölt ezeket az eredményeket? A 2003. július 8-i arányváltozás oka lehet, hogy a talajnedvesség tartalom ebben az időpontban volt a legalacsonyabb (átlagosan: 8,25 m/m%) a mérési intervallumban, míg a talaj hőmérséklete az egyik legmagasabb (átlagosan: 24°C), így a mikrobák ilyen szélsőséges körülmények között mérsékelték lebontó tevékenységüket, így csökkent a mikrobiális tevékenységből
származó
CO2-kibocsátás.
S
bár
előtte
és
utána
is
magasabb
hőmérsékleteket lehetett mérni, de a 42. ábrán jól látható, hogy a talajhőmérsékleti csúcs a június 24. (25°C felett talajhőmérséklet) és július 22. (30°C közeli talajhőmérséklet) között időszakban volt. A másik két esetben a nagyon erős hőmérséklet visszaesés okozhatott a mikrobiális tevékenységben depressziót, még akkor is, ha a talaj nedvesség tartalma fokozatosan nő. A szeptember 30-i méréskor az előző méréshez képest 6,6°C-al esett vissza a mért talajhőmérséklet (30%-os visszaesés), míg az október 28-i méréskor 4,4°C-al esett vissza, mely erőteljes lehűlést jelent, hiszen felére esett vissza a talajhőmérséklet. A szeptember 30i arányváltozás nem olyan erőteljes, mint az október 28-i, melyet a hőmérséklet visszaesés is magyarázhat. Az 1. ábrán a Nagyhörcsöki Kísérleti Telepen mért léghőmérsékleti adatok láthatóak, a 2. ábrán a Telepen regisztrált csapadékmennyiségi adatok.
1. ábra. A Nagyhörcsöki Kísérleti telepen regisztrált hőmérsékleti adatok a vizsgált időintervallumban
3
2. ábra. A Nagyhörcsöki Kísérleti telepen regisztrált csapadék adatok a vizsgált időintervallumban
4
3. A már feltett kérdéseken túlmenően kérem, fejtse ki véleményét arról, hogy a kaszálás ideje és ténye (2003. június 3.), a gyep növényzetének akkori fenológiai állapota mennyiben befolyásolhatta az utána következő mintavételek mérési eredményeit? 2003-ban a telepített gyep harmadik évében volt, melyet 2000. szeptember 20-án telepítettek 8 komponensből álló gyepvetőmag keverékével, 60 kg/ha-os mennyiséggel. 2001 és 2002-ben 2-2 alkalommal kaszálták, míg a száraz 2003-as évben csak egy kaszálásra került sor. A terméseredményeket tartalmazó táblázatban (1. táblázat) jól látható, hogy a 2003-ra az átlagos kaszálék mennyisége jelentősen visszaesett, mindegyik kezelésben. 1. táblázat. Az 1.84-es kísérlet három évének terméseredményei (gyep kaszálék) N0P0K0
N 1P 1K 1
N2P2K2
N3P3K3
2001
2,96
9,82
11,56
12,95
2002
1,73
6,96
7,31
8,69
2003
0,52
2,83
3,46
3,71
Kétféle hengerrel mértünk, az ’A’ hengerben mértük a gyökérlégzésből és a mikrobiális tevékenységből származó talaj CO2-kibocsátást, míg a ’B’ hengerben csak a mikrobák által termelt CO2-t mertük. A mérések előtt mindkét hengerben a növényeket kiszedtük, így a növény föld feletti része nem került bele a hengerbe, vagyis sem a kezdeti, sem a végső CO2 koncentráció mért értékeiben nem lehetett jelen a növényi levelek légzéséből származó CO 2 mennyiség. A kaszálás befolyásolta a növény fiziológiai állapotát, vagyis a megváltozott légzés és párologtatás hatással volt a tápanyag és a vízfelvételre, így a gyökérlégzésre is, de ez a hatás véleményem szerint nem jelentkezett érdemben. A kaszálással a növény fotoszintetikus produktivitása erőteljesen lecsökkent, így a gyökértömegben csökken az asszimilálták leadása, így csökken a légzési intenzitása is. Ugyanakkor a megváltozott anyagcsere folyamatok kiválthatnak egy gyökértömeg pusztulást is, mely viszont a talaj mikróbák aktivitását fokozhatja, melyet igazol, hogy a kaszálást követő két mérési időpontban erőteljesebbé vált a mikróbák aktivitásából származó talaj CO2 kibocsátás, valamint visszaeset a gyökérlégzésből származó CO2 kibocsátás (43. ábra). A két folyamat úgy gondolom kiegyenlíti egymást. Megjegyzendő, hogy személyes véleményem szerint ennek hatását csak terepi mérésekből kimutatni nem lehet. A laborkörülmények közötti végzett talaj CO2-kibocsátás az MTA TAKIban 2008 óta vannak, ahol is kontrollált hőmérséklet és páratartalom, valamint beállított talajnedvesség tartalom mellett mértük a talaj CO2 emisszióját, igaz azok a különböző 5
talajművelési eljárások hatásait vizsgálta a talaj CO2-kibocsátására. A Kifejlesztett módszer ötvözni próbálja a terepi és a laborkörülmények közötti vizsgálati eljárások előnyeit. PVC hengerekbe bolygatatlan mini talajoszlopot veszünk nagy ismétlésszámban, majd azokat állítjuk be klímaszobába, ahol ellenőrzött klimatikus viszonyok mellett tudjuk vizsgálnia a talajok emisszióját.
6
