TALAJTAN
KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1) 89
NÖVÉNYI EREDETŰ BIOSZÉN TARTAMHATÁSA A TALAJ SZERVESANYAG-TARTALMÁRA ÉS AGROKÉMIAI TULAJDONSÁGAIRA KOCSIS TAMÁS1*, BIRÓ BORBÁLA1, MÁTRAI GERGŐ2, ULMER ÁKOS2, KOTROCZÓ ZSOLT1 Szent István Egyetem, Kertészettudományi Kar, Talajtan és vízgazdálkodás Tanszék, Szent István Egyetem, Mezőgazdaság- és Környezettudományi Kar, Talajtani és Agrokémiai Tanszék E-mail:
[email protected] 1 2
KULCSSZAVAK: talaj szerves anyag, talajszerkezet, talajtulajdonságok, tápanyagtartalom, bioszén Bioszénnek nevezzük azt a szerves eredetű biomasszaanyagot, amelyet reduktív pirolízissel állítanak elő. A mezőgazdasági felhasználást indokolja, hogy nagy széntartalma miatt a talaj funkcióinak általános javítása mellett, a globális éghajlatváltozás következményeit is képes mérsékelni. Munkánk során a bioszén talajra kifejtett hosszú távú hatásait vizsgáltuk. Olyan helyszínekről gyűjtöttünk talajmintákat, ahol évekre visszamenően (25, 35 és 80 évvel ezelőtt) intenzív faszénégetés történt, hagyományos módszerekkel (boksaégetéssel). Célunk volt, hogy a több évtized alatt a talajba juttatott szilárd pirolízis-végtermék (a bioszén) hosszú távú hatásait vizsgáljuk a talaj szervesanyag-tartalmára és legfontosabb agrokémiai paramétereire. A vizsgálatok során mértük a talajok pH-ját, szervesanyag-tartalmát, szerves (N) és szervetlen nitrogén- (NH4+ és NO3), P2O5 és K 2O koncentrációit és a kationcsere kapacitását (CEC). A kapott eredményeket One-Way Anova- és Pearson-féle korrelációs együttható tesztekkel értékeltük. Eredményeink alapján összefüggést találtunk a felvehető tápelemek (NPK) és a talaj bioszén által módosított kationcsere kapacitása, valamint az összes nitrogén, a szervesanyagtartalom és a felvehető nitrogéntartalom között. Megállapítottuk, hogy a bioszén 25 év hatóidő alatt megköti a talaj felvehető makroelem-tartalmának egy részét, melynek oka, hogy számottevően növeli a kationcsere kapacitást a talajban, ezáltal folyamatos utánpótlást biztosítva a termesztett növénykultúrák számára. A „biochar” ily módon nem csak a talaj felső rétegeiben, de a természetes folyamatok és agrotechnikai eljárások során mélyebbre kerülve biztosítja a növények tápanyagellátását. Méréseink alapján a 25 évnél idősebb mintáknál már megfigyelhető volt a bioszén szerkezeti degradációja is, vagyis a szénfelület csökkenése, illetve az ezzel összefüggő tápanyag-felszabadulás. Eredményeink hozzájárulnak ahhoz a feltevéshez, hogy a talajba kerülő bioszén 25 éves időtávon javítani képes annak kertészeti és mezőgazdasági szempontból kulcsfontosságú agrokémiai tulajdonságait, így megoldást jelenthet a fokozott tápanyagbevitel csökkentésére. BEVEZETÉS ÉS IRODALMI ÁTTEKINTÉS A bioszén különböző növényi vagy állati származású, szerves hulladékból reduktív körülmények között előállított, viszonylag stabil anyag (MOHAN et al., 2006), amelynek a környezetkímélő mezőgazdaságban és a kertészeti gyakorlatban számos alkalmazása ismert (BRIDGEWATER, 2007). Jelentősége egyre nagyobb, ezért alkalmazása napjainkban folyamatosan növekszik (DOWNIE et al., 2012; CHAN et al., 2007; BLACWELL et al., 2009). Fenntarthatósági szempontok miatt előállítása során elsődleges kritérium, hogy olyan nyersanyagból készüljön a bioszén, amely emberi fogyasztásra, állati takarmányozásra, illetve növények tápanyag-utánpótlására már nem hasznosítható gazdaságosan. Fontos még, hogy az alapanyag környezeti és klímavédelmi szempontból is fenntartható forrásból származzon. A termék fogalmazásánál és piacra kerülésénél szigorú ellenőrzés szükséges, ugyanis a kiindulási anyag befolyásolja a végtermék minőségét és az egyes bioszénfrakciók arányát (RÉKÁSI és UZINGER, 2015). A bioszenet többek között a talaj biológiai, fizikai és kémiai tulajdonságainak a javítására használják, illetve kívánják felhasználni. Egyik jelentős alkalmazási irány lehet még a talajélet aktivitásának a feljavítása is (KOCSIS és BIRÓ, 2015). A bioszén általában 2-5 milliméteres granulátum, fekete színű, és a hagyományos műtrágyákhoz hasonlóan alkalmazható. A kertészeti és mezőgazdasági kultúrákban egyes szerzők szerint jelentőségét az adja, hogy alkalmazásával, különösen az állati csontokból készült ABC (Animal Bone Char) terméknél csökkenthető a hagyományos foszfátműtrágyák felhasználási igénye is (ATKINSON et al., 2010). Az újrahasznosított „biofoszfát” használata a termés mennyiségét legalább 10, míg a termék értékét akár 20 százalékkal is emelheti, emellett növeli a talaj termékenységét, helyreállítva annak természetes egyensúlyát. Ez megoldást jelenthet a talajok
90 KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1)
TALAJTAN
és termesztőközegek nagymértékű foszfátkitettségének költséghatékony és környezetbarát csökkentésére, a mezőgazdasági és kertészeti talajbiztonság és a foszfor-tápanyagellátás növelésére. Előnye a műtrágyákkal szemben, hogy ellenőrzött módon szolgáltatja, adagolja a foszfort (JEFFERY et al., 2011). A technológia az Amazonas mentén élő indiánok hagyatékának tekinthető. Köztudott, hogy az esőerdők talaja általában kilúgozott és tápanyagban szegény. A folyamatos esőzések következtében a tápanyagok rövid távon kimosódnak, a talaj hamar alkalmatlanná válik bárminemű mezőgazdasági termelésre. Az Amazonas-medence egyes részeinek földfelszínét mégis vastag, akár egyméteres termékeny talajréteg alkothatja. Az itt gazdálkodó őslakosok az erdő égetésével teremtettek mezőgazdasági területet, kitapasztalták, hogy a sárral lefojtott tüzek nyomán termékeny talajt nyerhetnek, amely rendkívül gazdag olyan elemekben, mint a szén (C), a kalcium (Ca), a magnézium (Mg), valamint a foszfor (P). A rendszeresen kijuttatott és beforgatott faszén jótékony hatásának következtében Amazónia közel 10%-át ilyen termékeny talaj, úgynevezett feketeföld (terra preta) alkotja (VERHEIJEN et al., 2009). Úgy jön létre, hogy az elhalt biomassza a talajba kerülve, a trópusi körülmények között egyfajta pirolízisen esik át, és az így visszamaradó anyag hosszú ideig lényeges szerkezeti változások nélkül kedvezően hat a talajtulajdonságokra. A folyamat során kialakult terméket nevezi a szakirodalom annak biológiai eredetére is utalva bioszénnek (angolul biochar-nak) (LEHMANN et al., 2009). Napjainkban ez a technológia sok lehetőséget rejt magában a talajtápanyag-utánpótlás és talajjavítás fenntartható és környezetbarát alternatívájaként. A modern technológia lényege a bioszén előállítása a biomassza pirolízisével, majd termőtalajba való bekeverése, a termőképesség fokozása céljából. Mesterségesen a szén előállítása ún. forgódobos kemencékben történik, ahol anaerob körülmények között faszén és különböző illékony halmazállapotú gázok keletkeznek. A képződött gázok elégetésével villamos energiát is nyerhetünk. A létrejött bioszenet a talajhoz keverve pedig javítható a termesztőközeg szerkezete, biztosítható bizonyos tápanyagok utánpótlása, és végső soron a helyes alkalmazást követően növelhető a terméshozam (LEHMANN et al., 2006). A technológia további előnye, hogy a talajból nem távozik a szén azonnal a levegőbe, hanem hosszú távon a talajban marad, tehát az üvegházhatású gázok megjelenését, így a globális klímaváltozás hatását is jelentősen csökkenti (TÓTH et al., 2009; KOTROCZÓ et al., 2009; KOTROCZÓ et al., 2014). A városi hulladékok meghatározó részét a szerves és kerti hulladékok képezik (KARDOS et al., 2009), amelyeket felhasználhatunk a bioszén előállítására, így a bioszénkészítés a hulladékok újrahasznosításában is jelentős szerepet tölthet be. Egyes szerzők szerint képes megkötni a mobilis szennyezőanyagokat, így megakadályozni a tovább terjedésüket, illetve a talajvízbe kerülést is (VERHEIJEN et al., 2010). Talajtisztításnál a lehatárolást könnyíti, de mivel csökkenti a hígulás lehetőségét, így a lokális felhalmozódások bizonyos esetekben akár toxicitást is eredményezhetnek (SANDER és PIGNATELLO, 2005; VERHEIJEN et al., 2010). Kármentesítés szempontjából ugyanakkor egy kötött szennyezés megszüntetése jelentősen könnyebb és alacsonyabb költségekkel is jár. Kertészeti és mezőgazdasági szempontból jelentőségét az adja, hogy a talajhoz különböző arányban kevert bioszén képes megkötni a növények számára nélkülözhetetlen tápanyagokat (CHIOU, 1998) és így azok a gyökérzónában maradnak, hosszú ideig hozzáférhetők a növények számára. A talajba jutó víz és tápanyagok jobban hasznosulhatnak, kevesebb szerves és műtrágya alkalmazása mellett magas termésátlag érhető el (TÓTH et al., 2011; JUHOS et al., 2015), ezzel jelentősen csökkenthető a környezeti terhelés. A pórustereket növelve javítja a talaj szerkezetét, így az levegőzöttebb, és növénytermesztési szempontból kedvezőbb szerkezetű lesz (LEHMANN et al., 2003a). A bioszén-előállítás és a boksaégetés kémiai szempontból nem tekinthető teljesen azonos folyamatnak. Ugyanakkor a bioszén előállítása nem rendelkezik olyan múlttal, hogy hosszú távú következtetéseket lehessen levonni, vagy évtizedes adatsorokkal lehessen összehasonlítani a vizsgálati eredményeket. Másrészt a bioszén előállításához a boksaégetéssel készülő „széngyártás” áll a legközelebb. Ez egészen a XIX. század eleje óta ismert „háziipari” tevékenység a Kárpát-medence minden jelentős erdővidékén elterjedt volt KÓS (1978) adatai alapján. Faszénégetéskor a halomba rakott, földdel borított, kör alapú farakást a levegő csaknem teljes kizárásával, lassú hevítéssel elszenesítik. A fa így lassan, füst nélkül, gőzölögve 8-12 napig izzik (KÓS, 1978). Ehhez hasonló a pirolízis is a bioszén előállítása során, ahol szintén légmentes körülmények között, izzítás folyamán állítják elő a bioszenet (KOCSIS és BIRÓ, 2015). CÉLKITŰZÉS Viszonylag ritkák azok a tanulmányok, amelyek a talajba került szén hatását hosszú távon is követték volna. Vizsgálatunk során arra kerestük a választ, hogy a talajszenezés, vagyis a talajba került szén milyen hatást fejt ki a talaj kertészeti és mezőgazdasági szempontból is nélkülözhetetlen tápelemmegtartó és -feltáró képességére.
TALAJTAN
KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1) 91
Hogyan hat a talaj kertészeti és mezőgazdasági szempontból fontosabb tulajdonságaira? Azt feltételeztük, hogy a talajba került növényi eredetű szén idővel arányos módon képes a növénytáplálás szempontjából fontos makrotápelemeket megkötni, majd azokat a növény számára biztosítani. ANYAG ÉS MÓDSZER Vizsgálatainkat a Borsod-Abaúj-Zemplén megyei Putnoki dombság területén (48° 24’ É; 20° 43’K) végeztük 2014-ben. A kistáj 200-400 m tengerszint fölötti magasságú, éghajlata mérsékelten hűvös. A napfényes órák száma nem haladja meg az 1800 órát egy évben. Az évi középhőmérséklet 8,5-9,2 °C, a vegetációs időszakban 15,3 és 15,8 °C körüli középértékekkel. Az éves csapadék mennyisége 600-630 mm körül mozog. Összefüggő talajvízszint csak a völgyekben állapítható meg 2-4 m között. A terület növényborítottságát nagy kiterjedésű zonális cseres-tölgyes jellemzi (MAROSI és SOMOGYI, 1990). A talajtípus Ramann-féle barna erdőtalaj (MEPAR, 2013). Olyan talajokat mintáztunk, melyek különböző korú alacsony hőmérsékleten (450-550 °C) pirolizált faszenet tartalmaznak. A mintavétel négy helyszínen, három ismétlésben történt, egy kontroll és három boksa helyszínen ahol 25, 35 illetve 80 évvel ezelőtt faszénégetés folyt a hagyományos módszerrel. A talajmintavétel mélységét az határozta meg, hogy hol találtuk meg a bioszénréteget a talajban. Ennek megfelelően a mintavétel, a humuszos szint eltávolítása után, 5 és 35 cm között történt. Reprezentatív talajmintákat vettünk a bioszenet tartalmazó rétegből, 3-3 ismétlésben, illetve a szenet nem tartalmazó kontrolltalajból. A kémiai vizsgálatok számára a mintákat kiszárítottuk, a növényi maradványokat eltávolítottuk, valamint 2 mm-es átmérőjű rostán átszitálva tároltuk a vizsgálatok megkezdéséig. A kémiai vizsgálatok során megmértük a talaj pH-ját. A szervesanyag-tartalom meghatározását Walkley-Black és izzításos (LOI, „loss on igniton”) módszerrel is elvégeztük (COMBS és NATHAN, 1998). Titrálásos módszerrel mértük az összes nitrogént (N), valamint a növények számára könnyen felvehető ásványi nitrogén (NH4+ és NO3-) mennyiségeket. Spektrofotometriás eljárással a foszfor- (P2O5) és lángfotometriával a kálium- (K2O) koncentrációkat vizsgáltuk. A kationcsere kapacitást (CEC) az MSZ-08-0215-1978 alapján leírtak szerint végeztük módosított Mehlicheljárással. A kapott eredményeket One-Way Anova és Pearson-féle korrelációs együttható tesztekkel értékeltük. EREDMÉNYEK ÉS MEGVITATÁS A szervesanyag-vizsgálatok során a talaj összes szervesanyag-tartalma (izzítási veszteség) és az szerves széntartalom (WB) között korreláció figyelhető meg. A kontroll-, a 25 és a 35 éves minták esetében a szervesanyagtartalom és a szerves C aránya között szignifikáns különbséget állapítottunk meg. Ebből arra következtetünk, hogy 35-40 évig a szerves C aránya növekszik az egyéb szerves összetevőkhöz képest, azonban a 80 éves mintáknál már nem mértünk szignifikáns különbséget a minták szerves C és az összes szervesanyag-tartalma között (1. ábra). A szerves anyagok változása a talajban természetes módon végbemenő mikrobiológiai folyamatokkal magyarázható (BIRÓ et al., 2014; BENI et al., 2014; FEKETE et al., 2015). Ezáltal a C-tartalmú vegyületek (fulvosav, himatomelánsav, szürke és barna huminsav) egymásba való átalakulása (humifikációja) hosszú távú, akár évtizedes folyamat is lehet (VERES et al., 2015), ugyanakkor az egyéb szerves összetevők (szerves N-formák, szerves P-formák) átalakulása sokkal rövidebb idő alatt megy végbe. A bioszén hatására megnőtt a talaj adszorpciós kapacitása (2. ábra). Negatív töltése következtében fokozódott a kationmegkötő képessége, így javult a talaj tápanyagmegtartó tulajdonsága és vízmegkötő képessége. A talajoknak ezek a tulajdonságai kertészeti és mezőgazdasági szempontból kulcsfontosságúnak tekinthetők. Hasonló eredményre jutottak VERHEIJEN et al. (2015), amikor különböző kertészeti kultúrák talajait vizsgálták. Hasonlóan LIN et al. (2012) korábbi eredményeihez, vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a bioszén a talaj pH-ját huszonöt éves időtávon át enyhén semleges, azaz kedvezőbb irányba tolta el, ugyanakkor az adszorpciós felület idővel telítődik, és ennek hatására a talaj fokozatosan visszaállt az eredeti állapotába, vagy ahhoz viszonyítva is rosszabbodik a pH (3. ábra). A pirolízis hatására a bioszén alapanyagának N-tartalma lebomlik (DEMEYER et al., 2001). A 25 éve bioszénnel ellátott talajmintáknál ugyanakkor magasabb N-mennyiségeket mértünk, ami a bioszén hosszú távú megkötő, adszorpciós képességének köszönhető (4. ábra). A bioszén képes a megkötött tápanyagok felhalmozására, így azok folyamatos leadása által a növények számára felvehető tápanyag-formák felszabadulhatnak, javítva ezáltal a talajban a tápelemek (pl. nitrogén) hozzáférhetőségét.
92 KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1)
TALAJTAN
1. ÁBRA Bioszén hatása a talaj szervesanyag-tartalmának (átlag, +/- szórás) alakulására 25, 35 és 80 éves időt követően (p<0,01)
2. ÁBRA Bioszén hatása a talaj kation-kicserélő képességének alakulására (átlag, +/- szórás), 25, 35 és 80 éves hatóidőt követően (p<0,001)
3. ÁBRA Bioszén hatása a talaj pH (átlag, +/- szórás) alakulására 25, 35 és 80 éves hatóidőt követően (p<0,001)
KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1) 93
TALAJTAN
4. ÁBRA Bioszén hatása a talaj összes N tartalmának (átlag, +/- szórás) alakulására 25, 35 és 80 éves hatóidőt követően (p<0,001)
Megállapítottuk, hogy a bioszén 25 éves hatóidőt követően megköti a talaj felvehető makroelem-tartalmának egy részét, ennek az az oka, hogy módosítja a kationcsere kapacitást a talajban (2. ábra). Több szerző szerint a bioszén már önmagában, a magas foszfor- és káliumtartalma miatt képes javítani ezeknek a tápelemeknek az ellátottságát a talajban (LEHMANN et al., 2003b; VAN ZWIETEN et al., 2010). További hatás, hogy a bioszén adszorbeálja a talajból kioldódó, vízben oldhatóvá vált kationokat, így azok kimosódása csökken, és nem kell számottevő tápanyagveszteséggel számolni. Ez a folyamat azonban erősen pH-függő, amely paramétert a bioszén szintén befolyásolja (3. ábra). Huszonöt év után a bioszénnek a talajban történő degradációja következtében a megkötött ásványi tápelemek folyamatosan felszabadulnak, ezáltal egy lassú, de fokozatos tápanyag-utánpótlást képes biztosítani a termesztett növénykultúráknak.
5. ÁBRA Bioszén hatása a talaj makro-tápelem (átlag, +/- szórás) alakulására 25, 35 és 80 éves hatóidőt követően (n=36; SzD5%=60,31)
A Person-féle korrelációanalízissel erős összefüggést állapítottunk meg a felvehető tápelemek (NPK) és a talaj bioszén által módosított kationcsere kapacitása között (1. táblázat), valamint az összes nitrogén, a szervesanyag-tartalom (izzítás) és a szervetlennitrogén-tartalom között (2. táblázat). Ezek az összefüggések minden esetben szignifikánsnak tekinthetők. A táblázatban a feltüntetett eredmények szignifikanciaszintje p<0,05 és p<0,01 volt.
94 KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1)
TALAJTAN
PEARSON-FÉLE KORRELÁCIÓANALÍZIS EREDMÉNYE. ÖSSZEFÜGGÉS A BIOSZÉNTARTALMÚ TALAJOK SZERVETLEN NITROGÉN-, FOSZFOR- ÉS KÁLIUMTARTALMA, VALAMINT A KATIONCSERÉLŐ KAPACITÁSA KÖZÖTT SZERVETLEN NITROGÉN
FOSZFOR
Szervetlen nitrogén
1. táblázat
KÁLIUM
KATIONCSERE KAPACITÁS
1
0,617*
0,833**
0,660*
Foszfor
0,617*
1
0,859**
0,640*
Kálium
0,833**
0,859**
1
0,695*
Kationcsere kapacitás
0,660*
0,640*
0,695*
1
PEARSON-FÉLE KORRELÁCIÓANALÍZIS EREDMÉNYE. ÖSSZEFÜGGÉS A BIOSZÉN-TARTALMÚ TALAJOK ÖSSZES NITROGÉN-, SZERVESANYAG-TARTALMA ÉS SZERVETLENNITROGÉNTARTALMA KÖZÖTT
Összes nitrogén
2. táblázat
ÖSSZES NITROGÉN
SZERVESANYAGTARTALOM (IZZÍTÁS)
SZERVETLEN NITROGÉN
1
0,866**,*
0,833**,*
Szervesanyag- tartalom (izzítás)
0,866**,*
1
0,845**
Szervetlen nitrogén
0,833**,*
0,845**
1
* A korreláció szignifikáns: p<0,05. ** A korreláció szignifikáns: p<0,01.
A vizsgálatainkból kiderült, hogy a bioszén megközelítőleg 25 éves intervallumban folyamatosan képes megkötni a talaj szervetlen tápanyagait és szerves összetevőit, ezáltal folyamatos utánpótlást képes biztosítani a termesztett növénykultúrák számára. Méréseink alapján a 25 évnél idősebb mintáknál már megfigyelhető volt a bioszén degradációja, illetve az ezzel összefüggő tápanyagveszteség és egyéb talajtulajdonságokban bekövetkező romlás. Az eredmények alátámasztják azt a feltevést, miszerint a talajba kerülő bioszén 25 éves időtávon belül képes javítani annak kertészeti és mezőgazdasági szempontból kulcsfontosságú agrokémiai tulajdonságait, amit az alkalmazásánál figyelembe kell venni. LONG-TERM EFFECT OF PLANT COAL BIOCHAR ON SOIL ORGANIC MATTER CONTENT AND SOME AGROCHEMICAL PARAMETERS KOCSIS, T.1*, BIRÓ, B.1, MÁTRAI, G.2, ULMER, Á.2, KOTROCZÓ, Zs.1 Szent István University, Faculty of Horticultural Science, Department of Soil Science and Water Management Szent István University, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Department of Soil Science and Agricultural Chemistry E-mail:
[email protected] 1 2
KEYWORDS: soil organic matter, soil structure, soil characteristics, nutrient content, biochar SUMMARY Biochar can be defined as pyrolysis biomass produced from organics of an agricultural origin and potentially used as soil-amendments, which might mitigate the serious effects of global climate change. In one step the biochar can improve, in general, the main soil functions. During our research, soil samples were collected from those sites where charcoal (plant made biochar) applications took place in the past 25, 35 and 80 years, due to the traditional burning process of plant-coal preparation. Our aim was to measure the long term effect of biochar
TALAJTAN
KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1) 95
for the organic matter content and some agrochemical parameters of the soils. The pH, the organic-, inorganic nitrogen, phosphorus-, potassium concentrations and the Cation Exchange Capacity (CEC) were assessed in the soil samples. The evaluation of the data were checked using Anova analysis and Pearson’s correlation coefficients tests. Based upone our research, there are strong correlations between the available nutrients (NPK) and the modified CEC of the biochar treated soil. Moreover, it looks as though correlations also exist between the organic-, inorganic nitrogen and the soil organic matter content. Our conclusion is that biochar can absorb a part of the available nutrients - over a 25 year period - due to the modified CEC values of the soil. Those nutrients can be made available to the growing plant cultures in an optimal way. Biochar moves deeper into the soil due to natural as well as agricultural processes. Getting into the deeper layers of the ground, biochar provides nutrients to the perennial plant cultures. According to our results of the 25 year-old (or older) samples, the biochar become more and more biodegradable and the surface of the carbon was decreasing which led to a reduced beneficial effect on a long-term level. TABLES AND FIGURES FIGURE 1. The effect of biochar on soil organic matter content (average,+/-deviation) under 80 year period (p<0,01). FIGURE 2. The effect of biochar on soil cation exchange capacity (average,+/-deviation) under 80 year period (p<0,001). FIGURE 3. The effect of biochar on soil pH (average,+/-deviation) under 80 year period (p<0,001). FIGURE 4. The effect of biochar on soil organic and inorganic N capacity (average,+/-deviation) under 80 year period (p<0,001). FIGURE 5. The effect of biochar on soil available nutrients (NPK) (average,+/-deviation) under 80 year period (n=36, df5%=60,31). TABLE 1. Results of the Pearson correlation coefficient between the cation exchange capacity and the available nutrients (NPK). TABLE 2. Results of the Pearson correlation coefficient between the organic-inorganic N and the organic matter content. IRODALOMJEGYZÉK 1.
ATKINSON, C.J., FITZGERALD J.D., HIPPS N.A. (2010): Potential mechanisms for achieving agricultural benefits from biochar application to temperate soils: a review. Plant and Soil. 337. 1-18. 2. BENI, A., SOKI, E., LAJTHA, K., FEKETE, I. (2014): An optimized HPLC method for soil fungal biomass determination and its application to a detritus manipulation study. Journal of Microbiological Methods 103: 124-130. 3. BIRÓ B, TOSCANO G, HORVÁTH N, MATICS H, DOMONKOS M, SCOTTI R, RAO A M, FRENCH H K. (2014): Vertical and horizontal distributions of microbial abundances and enzymatic activities in propylene glycol affected soils. Environmental Science And Pollution Research 21(15): 9095-9108. 4. BRIDGEWATER, A.V. (2007): IEA Bioenergy Update 27: Biomass Pyrolysis. Biomass and Bioenergy 31, 2-5. 5. CHAN, K.Y., VAN ZWIETEN, L., MESZAROS, I., DOWNIE, A., JOSEPH, S. (2007): Agronomic values of greenwaste biochar as a soilamendmant. Aust J Soil Res 45, 629-634. 6. CHIOU, C. T., KILE, D. E. (1998): Deviations from sorption linearity on soils of polar and nonpolar organic compounds at low relative concentrations. Environmental Science and Technology 32: 338-343. 7. COMBS, S.M., NATHAN, M.V. (1998): Soil organic matter. Pp. 57-58. In J.R. Brown(Ed.), Recommended Chemical Soil Test Procedure for the North Central Region. NCR Publ. N0. 221 (revised). Missouri Agr. Exp. Sta. SB 1001. Columbia, MO. 8. DEMEYER, A., VOUNDI NKANA, J.C., VERLOO, M.G., (2001): Characteristics of wood ash and infuence on soil properties and nutrient uptake: an overview Bioresource Technology. 77. 287-295. 9. DOWNIE, A., MUNROE, P., COWIE, A., VAN ZWIETEN, L., LAU, D. M. (2012): Biochar as a geoengineering climate solution: Hazard identification and risk management. Critical reviews in environmental science and technology, 42(3): 225-250. 10. FEKETE, I., VARGA, C., BIRÓ, B., TÓTH, J. A., VÁRBÍRÓ, G., LAJTHA, K., SZABÓ G, KOTROCZÓ, Z. (2015). The effects of litter production and litter depth on soil microclimate in a central european deciduous forest. Plant and Soil, 1-10. 11. JEFFERY, S., VERHEIJEN, F. G. A., VAN DER VELDE, M., BASTOS, A. C. (2011): A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using meta-analysis. Agriculture, ecosystems & environment, 144(1): 175-187.
96 KERTGAZDASÁG 2016. 48. (1)
TALAJTAN
12. JUHOS K, SZABO S, LADANYI M. (2015): Influence of soil properties on crop yield: A multivariate statistical approach. International Agrophysics 29(4): 433-440. 13. KARDOS, L., PALKÓ, GY., OLÁH, J., BARKÁCS, K., ZÁRAY, GY. (2009): Operation control of anaerobic digesters on basis of enzyme activity tests. Water Science and Technology 60(4) 957-964. IWA Publishing, London, UK. ISSN 0273-1223 14. KOCSIS T., BIRÓ B. (2015): Bioszén hatása a talaj-növény-mikróba rendszerre: előnyök és aggályok. Agrokémia és Talajtan 64(1): 257-272. 15. KOTROZÓ ZS., KRAKOMPERGER ZS., VERES ZS., VASENSZKI T., L. HALÁSZ J., KONCZ G., PAPP M., TÓTH J. A. (2009): Talajlégzés vizsgálatok tartamhatású avarmanipulációs modellkísérletben. Természetvédelmi közlemények 15: 328-337. 16. KOTROCZÓ ZS., VERES ZS., BIRÓ B., TÓTH J.A., FEKETE I. (2014): Influence of temperature and organic matter content on soil respiration in a deciduous oak forest. Eurasian Journal of Soil Science 3: 303-310. 17. KÓS K. (1978): Lápos vidéki szénégetők és szénégetés. Népismereti dolgozatok 64-72. 18. LACKWELL, P., RIETHMULLER, G., COLLINS, M. (2009): Biochar Application in Soil. In: Leihmann, J., Joseph, S. (Eds.), Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan, London, pp. 207-222. 19. LEHMANN, J., KERN, D. C., GLASER, B., AND WOODS, W. I. (2003a): Amazonian Dark Earths: Origin, Properties and Management. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands 20. LEHMANN, J., KERN, D., GERMAN, L., MCCANN, J., MARTINS, G. C., & MOREIRA, A. (2003b): Soil fertility and production potential. In Amazonian dark earths (pp. 105-124). Springer Netherlands. 21. LEHNMANN, J., GAUNT, J., RONDON, M. (2006): Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems – a review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 11. 403-427. 22. LIN, YUN, PAUL MUNROE, STEPHEN JOSEPH, STEPHEN KIMBER, LUKAS VAN ZWIETEN (2012): Nanoscale organo-mineral reactions of biochars in ferrosol: an investigation using microscopy 23. MAROSI S., SOMOGYI S. (1990): Magyarország kistájainak katasztere II. kötet, MTA FKI. Budapest 24. Mezőgazdasági Parcella Azonosító Rendszer (MePAR) (2013). 25. MOHAN, D., PITTMAN, C.U., STEELE, P.H. (2006): Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: a critical review. Energy Fuels. 20. 848–889. 26. RÉKÁSI M., UZINGER N., (2015): Bioszén felhasználásának lehetőségei a talaj tápanyag-utánpótlásában. Agrokémia és Talajtan. 64. 239-256. 27. SANDER, M., PIGNATELLO, J. J. (2005): Characterization of charcoal adsorption sites for aromatic compounds: insights drawn from single-solute and bi-solute competitive experiments. Environmental science & technology, 39(6), 1606-1615. 28. TÓTH, J. A., K. LAJTHA, ZS. KOTROCZÓ, ZS. KRAKOMPERGER, B. CALDWEL, R. D. BOWDEN, M. PAPP (2009): A klímaváltozás hatása az elhalt szerves anyag lebomlási folyamataira. „Klíma-21” Füzetek. Klímaváltozás – Hatások – Válaszok. 56: 66-75. 29. TÓTH, J. A., NAGY, P. T., KRAKOMPERGER, ZS.; VERES, ZS. KOTROCZÓ, ZS., KINCSES, S., FEKETE, I., PAPP, M., LAJTHA, K. (2011): Effect of litter fall on soil nutrient content and pH, and its consequences in view of climate change (Síkfőkút DIRT Project). Acta Silvatica et Lignaria Hungarica 7: 75-86. 30. VAN ZWIETEN, L., KIMBER, S., MORRIS, S., CHAN, K. Y., DOWNIE, A., RUST, J., JOSEPH, S., COWIE, A. (2010): Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant and soil, 327(1-2): 235-246. 31. VERHEIJEN F.G.A, JONES R.J.A, RICKSON R.J, SMITH C.J. (2009): Tolerable versus actual soil erosion rates in Europe. Earth-Sci. Reviews, 94: 23-38. 32. VERHEIJEN, F., JEFFERY, S., BASTOS, A.C., VAN DER VELDE, M., DIAFAS, I. (2010): Biochar application to soils - A critical scientific review of effects on soil properties, processes and functions. European Commission, Joint Research Centre, Institute for Environment and Sustainability. pp. 166. 33. VERHEIJEN, F., SILVA, F., AMARO, A., PINTO, G., MESQUITA, R., JESUS, C. ALVES, A., KEIZER, J. (2015): Trade-offs between soil hydrology and plant disease effects after biochar amendment in sandy soil. In EGU General Assembly Conference Abstracts (Vol. 17, p. 5365). 34. VERES, Z., KOTROCZÓ, Z., FEKETE, I., TÓTH, J. A., LAJTHA, K., TOWNSEND, K., TÓTHMÉRÉSZ, B. (2015): Soil extracellular enzyme activities are sensitive indicators of detrital inputs and carbon availability. Applied Soil Ecology, 92, 18-23.
