Talajtan és mezőgazdaságtan 1. előadás PDF

2024.10.16. Talajtan és mezőgazdaságtan 1. előadás Berger Ádám, mérnök [email protected] Iroda: Oktatási épület, 124/2. NKE-VTK VKBT...

2024.10.16. Talajtan és mezőgazdaságtan 1. előadás Berger Ádám, mérnök [email protected] Iroda: Oktatási épület, 124/2. NKE-VTK VKBT A tárgy ismertetése Szakok, ahol oktatják ÉM KM VÜM Nappali 24 EA + 12 GY 24 EA + 12 GY 24 EA + 12 GY Óraszám Levelező 10 EA + 5 GY 8 EA + 4 GY 8 EA + 4 GY Tanórákon való részvétel követelményei: A hallgatónak az előadások legalább 80 %-án jelen kell lennie, 20 %-ot meghaladó hiányzás esetén a félév teljesítése nem írható alá. A terepgyakorlaton és a laborgyakorlaton a részvétel kötelező. A foglalkozásokról való távolmaradás indokolt esetben (pl. orvosi) pótolható, amely pótlás egyéni megbeszélés szerint történik. 1  2024.10.16. Félévközi feladatok, ismeretek ellenőrzésének rendje: A tanulmányi munka alapja az előadások rendszeres látogatása. A félévközi feladatokat, azok teljesítési határidejét, pótlási lehetőségét az oktató a tanév első foglalkozásán ismerteti a hallgatókkal. A félévközi feladat a létszámtól függően lehet zárthelyi dolgozat és/vagy egyéni feladat.  N: 1 db ZH a féléves anyagból, az utolsó előadás idejében; L: előre egyeztetett időpontban. Az évközi jegy kialakítására a zárthelyi dolgozatok és/vagy az egyéni feladatok (illetve azok súlyozott átlaga) alapján kerül sor. Értékelésük ötfokozatú skálán, az alábbiak szerint történik: o 60 %-tól elégséges, o 70 %-tól közepes, o 80 %-tól jó, o 90 %-tól jeles. Az aláírás megszerzésének feltételei: A tanórákon való részvétel az ismertetettek szerint, valamint a gyakorlati feladat és zárthelyi dolgozat legalább elégséges szintű teljesítése. Értékelés: Gyakorlati jegy, a részeredmények súlyozott átlaga alapján. (x,50-ig lefelé; x,51-től felfelé kerekítés) Kötelező irodalom: Szalai, Jakab: Bevezetés a talajtanba környezettan szakosoknak. ISBN 978-963-279-549-2. Budapest, 2012. Ajánlott irodalom: Stefanovits P.: Talajtan. Mezőgazdasági Kiadó. ISBN 963 816 001 2. 1999. 2  2024.10.16. A tárgy szakmai tartalma: Talajban lévő kapcsolatok, összefüggések. Talajfizika, talajkémia, talajosztályozás, talajdegradáció és talajvédelem alapjai. Öntözés és a talajok. Magyar mezőgazdaság (állattenyésztés, növénytermelés) jellemzői. A NVS kapcsolódási pontjai a mezőgazdasághoz. Talajanalitikai laborgyakorlat, terepgyakorlat. 1. A talaj fogalma és funkciói 1.1. A talaj fogalma A Föld szárazulatainak legnagyobb részét o igen vékony, o laza szerkezetű, o heterogén természeti képződmény, a talaj borítja. Felszíne rendszerint sötétebb színű, mint a mélyebb részeké. A mélységgel együtt változó szín egyben változó tulajdonságokat is jelent. 3  2024.10.16. „A talaj a Föld legkülső szilárd burka, amely a növények termőhelyéül szolgál. Alapvető tulajdonsága a termékenysége, vagyis az, hogy kellő időben és a szükséges mennyiségben képes ellátni a rajta élő növényzetet vízzel és tápanyagokkal, és így lehetővé teszi az elsődleges biomassza termelését.” – Stefanovits Pál „A talaj feltételesen megújuló természeti erőforrás”, amely a napenergia, a légkör, a domborzat, a felszíni és a felszín alatti vízkészletek, illetve az élővilág hatásait transzformálva nyújt termőhelyet a növények számára, ily módon a mezőgazdaság legfontosabb termelési feltétele – Várallyay György „A talaj a Föld mint környezeti elem felszíne és felszínközeli rétege.” – MSZ 21470-1:1988 „A talaj háromfázisú anyagi rendszer.” – Bohn, McBrian, O’Connor „A talaj számos alrendszerből álló, összetett, nyílt rendszer.” – Kilham „A talaj bármely két önmagában is részrendszerek sokaságának hierarchiájából felépülő nagy alrendszer.” – Szabó István Mihály „A talaj a föld szárazföldi felszínének legkülső töredezett és mállott rétege.” – Coleman, Crossley, Hendrix „A talaj a vadózus zóna azon – mállott ásványi anyagok és holt szerves anyagok keverékéből álló – alegysége, amely kapcsolatot teremt a földkéreg és az atmoszféra között.” Wilson, Artiola 4  2024.10.16. „A talaj bonyolult – fizikai, kémiai, illetve biológiai folyamatok sokaságában megnyilvánuló – kölcsönhatásrendszer által kialakított aktív réteg, amelyet globális léptékben önálló földi szférának, pedoszférának, talajburoknak nevezünk.” – Szalai, Jakab A kőzetburok azon része, amelyet a talajképző folyamatok anyagában és szerkezetében átalakítottak, illetve amelyben a talajképző folyamatok hatnak, de a talajképző kőzet még anyagában és szerkezetében nem alakult át. A talajtan: „a termőfölddel, mint önálló természeti jelenséggel foglalkozó tudomány”. A talajtan az alkalmazott módszerek, illetve a célkitűzések alapján számos más tudományterülettel áll szoros kapcsolatban. o Társtudományok pl.: Geológia Kőzettan Ásványtan Geomorfológia Éghajlattan Természeti Hidrológia Növénytan, Mikrobiológia Állattan földrajz növényélettan Kémia, Fizika, Környezet- Ökológia Térinformatika agrokémia talajmechanika tudományok o A talajtan felosztása: Általános Talajmineralógia Talajfizika Talajkémia Talajkolloidika talajtan Talajbiológia Talajgenetika Talajföldrajz Alkalmazott Talajművelés Talajvédelem Mechanikai Kémiai talajjavítás talajtan talajjavítás Trágyázástan Öntözés talajtani Talajtérképezés Környezetvédelem talajtani alapjai alapjai talajtani alapjai 5  2024.10.16. 1.2. A talaj funkciói Ökológiai funkciók: o Biomassza termelési funkció: A talaj a mező- és erdőgazdálkodás termőhelye, az élelmiszer- és takarmánynövények, valamint a megújuló energia és nyersanyag előállítója, illetve forrása. o Szabályozó funkció: A környezet elemeit védő, szűrő, tompító és átalakító folyamatok, melyek különösen a felszín alatti vizek és a tápláléklánc védelme szempontjából fontosak. Ökológiai funkciók (folyt.): o Biotóp funkció: A talaj biológiai élettér, mely mint a biocönózusok élettereinek alkotója teret, anyagot és biomasszát nyújt a benne élő mikroorganizmusoknak, növényeknek és talajlakó állatoknak. Egyben géntartalék, hiszen genetikai öröksége elengedhetetlenül szükséges életünkhöz. A talaj ökológiai funkciói (+egyéb) https://cdn.britannica.c om/37/6537-050- CF14602B/ammonia- Nitrogen-fixation- nitrogen-form-means- nitrates-1909.jpg 6  2024.10.16. Emberi tevékenységhez kötődő funkciók: o Fizikai közeg funkció: A talaj, mint építési telek technikai, ipari, szociális létesítmények alapjául szolgál, beleértve a közlekedési utakat, pályákat, pihenőhelyeket, stb. o Nyersanyagforrás funkció: A talaj anyagai, mint a tőzeg, folyami kavics, agyag, homok, stb. az építőipar alapanyagai. Emellett a talaj a víz, olaj, ásványok és egyéb nyersanyagok lelőhelye is. o Archív funkció: A talaj archeológiai és paleontológiai információkat hordoz, és mint földtörténeti, illetve kultúrtörténeti objektum lehetővé teszi az emberiség és a Föld kialakulásának, fejlődésének tanulmányozását és megismerését, a klímaváltozás tanulmányozását. 1.3. A talajszelvény A talajnak horizontális (területi) és vertikális (mélységi) kiterjedése és így sajátosságai vannak. Talajnak tekintjük mindazt, ami a felszín és a talajképző kőzet között terül el és a rajta díszlő növénytakaróval kapcsolatban van. Ebből következik, hogy a talaj mindig talajszelvényt jelent, melynek rétegződését és az egyes rétegek tulajdonságait vizsgáljuk. A talajszelvényt tanulmányozhatjuk természetes feltárásban, vagy ásott, esetleg fúrt szelvényben. Talajszelvény (Csernozjom BET) https://enfo.hu/sites/d efault/files/csernozjom _BET_kicsi.jpg 7  2024.10.16. A talajképződés során elkülönült rétegeket talajszinteknek nevezzük. A talajszintek milyenségével és sorrendjével a talajmorfológia foglalkozik. A talajmorfológiában a talajszintek megjelölésére egyezményes betűjelzést használnak. (M = csernozjom, E = erdő, Sz = szikes talaj) Stefanovits et alii: Talajtan (1999) A genetikai szinteket az ABC nagybetűivel jelöljük. A fő genetikai szinteken belül elkülöníthető szinteket a hazai talajtan alsó indexbe helyezett számokkal, vagy betűkkel különíti el. Amennyiben a két szint közötti határ nem egyértelmű, úgy a két szint közötti átmeneti szintet az értintett szintek két nagybetűjével (pl.: AB, BC) jelöljük. Genetikai talajszintek jelülése a hazai talajtanban Szalai, Jakab: Bevezetés a talajtanba környezettanosoknak (2011) 8  2024.10.16. A-szint: o A talaj szerves anyagban leggazdagabb legfelső szintje. o A legfelső, döntően kevéssé lebomlott szerves anyagokból álló szintet A0-lal jelöljük. o Amennyiben valamilyen folyamat (pl. kilúgzás, agyagvándorlás) miatt az A-szint differenciálódik, úgy annak felső – humuszban gazdagabb – részét A1-gyel, az alatta húzódó fakóbb, kilúgozott (eluviális) részét A2-vel jelöljük. o A művelt talajok szántott részét Asz-szel, a barázdafenék alatt kialakult, tömődött eketalp réteget AET-vel jelöljük. B-szint: o Az A-szintek alatt fekvő felhalmozódási szint. o Csernozjom talajoknál B-szinten a fokozatosan csökkenő humusztartalommal jellemzett szintet értjük. o Azokban a talajokban, amelyekben a felszínre jutó csapadékvíz az év nagy részében a mélybe szivárog, ez a szint (B) az A-szintből kilúgozott anyagok felhalmozódásának szintje. o Tovább bontható B1 (agyagban gazdagabb) és B2 (agyagban szegényebb) szintekre. 9  2024.10.16. C-szint: o A talaj alapanyagául szolgáló, úgynevezett talajképző kőzet, melynek felső, többé-kevésbé átalakult része a talaj. o C-szintnek a talajképző kőzet azon részét tekinthetjük, amelyben a talajképző folyamatok már hatnak, de anyagában még a kiinduló kőzettest jellegzetességeit hordozza. o Elkülöníthetjük a Cca szintet, amely a talajképző kőzetben felhalmozódott szénsavas meszet jelzi. D-szint: o Az ágyazati kőzet szintje. o Annak kifejezésére használják, ha a talajképző kőzet alatt valamilyen más kőzetféleség található, amely azonban nem alapja a talajképződésnek, tehát a talajképző folyamatok itt már nem hatnak. Átmeneti szintek: o A szintek közötti átmenet jelölésére kettő betűjelzést használunk. o Ekkor a meghatározóbb szint jelét vesszük előre. o További megkülönböztetésre az index ad lehetőséget (pl.: Bt – texturális B, Bg – glejes B). o Ha több talajszint anyaga elkülönülve jelenik meg egy rétegben, akkor / jellel választjuk el őket. 10 2024.10.16. 11  2024.10.16. A nemzetközi talajosztályozási rendszer (WRB) az alábbi szinteket különíti el: WRB talajosztályozási rendszer (Genetikai talajszintek) Szalai, Jakab: Bevezetés a talajtanba környezettanosoknak (2011) 12  2024.10.16. H-szint: o Friss, vagy csak részlegesen lebomlott, nagy mennyiségű szerves anyagot (talaj szerves szén, TOC>20%; talaj szerves anyag, SOM>34,4%) tartalmazó, felszíni szint. (Szerves talajok felszíni szintje.) A-szint: o A felszínen fekvő szerves anyagban gazdag, sötét színű szint. o Művelt talajoknál az átforgatott, szántott részt Ap-vel jelölik. E-szint: o Kilúgozási (eluviális) szint. (Hazai terminológiában A2.) B-szint: o Felhalmozódási, vagy átmeneti szint. o A kilúgozással, sófelhalmozódással, illetve agyagelmozdulással jellemezhető talajokban itt halmozódnak fel a felsőbb szintekben megmozdított anyagok. C-szint: o Laza szövetű talajképző kőzet. R-szint: o Szálban álló, vagy cementált talajképző kőzet. L-szint: o Víz alatti üledékek. Az amerikai talajosztályozási rendszer (USDA NRCS) által definiált szintek lényegében megegyeznek a WRB által leírtakkal. Attól csak az alábbiakban tér el (a szerves anyagban gazdag szinteket a vízhatás függvényében is elkülönítik): o H-szint: friss, vagy csak részlegesen lebomlott, nagymennyiségű szerves anyagot (TOC>18%, SOM>31%) tartalmazó, időszakos (>30 nap) vízborítású felszíni szint. o O-szint: 30 napnál rövidebb ideig vízzel telített, friss, vagy csak részlegesen lebomlott nagymennyiségű szerves anyagot (TOC>18%, SOM>31%) tartalmazó felszíni szint. 13  2024.10.16. Alsó indexben használatos fontosabb jelölések WRB rendszerben. Szalai, Jakab: Bevezetés a talajtanba környezettanosoknak (2011) 1.4. A pedon és szolum Azt a legkisebb térbeli egységet (talajoszlopot), amely egy adott talaj jellemzéséhez elégséges, pedonnak nevezzük. A pedonnak horizontális és vertikális kiterjedése is van. Ennek mélysége talajtípusonként és földrajzi övezetenként eltérő. A gyengén fejlett talajok mélysége csak pár centiméteres, az egyenlítői övben viszont a talajképző folyamatok akár több tízméteres mélységben is hathatnak. A mérsékelt övezeten a talajok mélysége rendszerint nem haladja meg a 2 métert. Egy terület talajtakarója így a talajtípusok pedonjainak összességeként, polypedonként is értelmezhető. 14  2024.10.16. Az A és a B genetikai szintek a talajképző kőzetek anyagának átalakulása útján jönnek létre. E szintek összességét szolumnak nevezzük. A talajon belül a szolum elkülönítését részben az eltérő anyagi sajátosságok, részben a talajképző folyamatok erőssége indokolja. Szalai, Jakab: Bevezetés a talajtanba környezettanosoknak (2011) A talaj tanulmányozása http://www.geo.u- szeged.hu/~andi/Talajtan%20eloada s%20PDF/Bev_talajtanba_III.pdf 15  2024.10.16. 2. A talajképző tényezők A képződő talaj tulajdonságait a talajképző folyamatok alakítják. E folyamatok változatos körülmények között játszódhatnak le, melyek környezetét a térben és időben rendelkezésre álló feltételek, a talajképző tényezők határozzák meg. Mivel a talajképző tényezők hatása is folyamatos, ezért a talajok kialakulása, fejlődése, pusztulása, esetleg ismételt kőzetté alakulása szünet nélkül zajlik. A tényezők megváltozásával a talaj fejlődési iránya is változik. A talaj jellemzőket (S) a klasszikus (Dokucsajev-féle) felfogás szerint 5 alapvető tényező határozza meg: 1. éghajlati /klíma (cl), 2. biológiai / élővilág (o), 3. domborzati (r) 4. földtani: aktív és passzív (p), 5. talajok kora / idő (t), E felfogás kizárólag a természeti adottságokat veszi figyelembe. Azonban az antropogén hatás napjainkra meghatározóvá vált a talajok képződésében. 6. emberi tevékenység. 16  2024.10.16. 2.1. Éghajlat Az éghajlati elemek közül a csapadék és a hőmérséklet (+szélviszonyok) játszik kiemelt szerepet (mállás, valamint talajbiológiai folyamatok intenzitása, minősége). A magasabb hőmérséklet és a növekvő csapadékmennyiség a talajképző folyamatok számának és intenzitásának növekedését, ezáltal a talajfejlődés gyorsulását is okozzák. A hőmérsékleti viszonyok azt jelzik, hogy a felszínre mennyi energia érkezik, és ez milyen mértékben és milyen hosszú időn át segíti a talajban lejátszódó fizikai és kémiai folyamatok kialakulását, valamint sebességét. Egyben megszabják azt is, hogy a talajon milyen növények élhetnek, ezek tevékenysége milyen hosszú ideig tarthat, valamint a növények által termelt szerves anyag milyen ütemben bomlik el a mikroszervezetek tevékenységének következményeként. A csapadékviszonyok a felszínre érkező víz mennyiségét és formáját szabják meg, valamint a párolgással együtt a talaj vízháztartását befolyásolják. A nedvesség mennyisége, az átnedvesedés tartama, valamint hőmérséklettel való kapcsolat szabja meg a mállási folyamatok irányát és intenzitását, de ugyanezek a tényezők irányítják a talajon élő növénytakaró és a talajban tevékenykedő mikroszervezetek életét is. A szélviszonyok közvetett hatásuk – a párolgás és a párologtatás fokozása – révén befolyásolják a talajképződést, de közvetlen hatásuk is érvényesül a defláció, a szél által előidézett talajpusztulás útján. 17  2024.10.16. A víz talajképző szerepe már a domborzatnál megjelent. Emellett a víz egyrészt reagens, mely fizikailag és kémiailag is kapcsolatba lép a szelvénnyel. Másrészt pedig szállító közeg, amely a szelvényen belüli anyagmozgást is biztosítja. A talajok képződésében tehát meghatározó jelentősége van a víz meglétének, vagy hiányának. Azokat a talajokat, amelyek fejlődésében elsősorban a felszín alatti vizek játszanak szerepet, vízhatású, hidromorf talajoknak nevezzük. Folyóvíz szerepe: a folyóvizek által végzett feltöltő tevékenység során kialakuló síksági forma és üledékösszletek kialakítása. Ha a talajképződéshez elegendő mennyiségű víz áll rendelkezésre, akkor a víz mozgásának iránya szabja meg a talajok fejlődését: 1. A beszivárgó csapadékvíz a felszínről a mélyebb rétegek irányába szivárog.  kilúgzó vízháztartás, jellegzetes talajszintek 2. A beszivárgó csapadékvíz fel-le irányuló mozgást végez.  egyensúlyi vízháztartás, mezőségi talajok 3. A víz a talajvízből a felszín felé a kapillárisemelés által mozog.  párologtató vízháztartás https://www.youtube.com/watch?v=JYVBo6BSr8o&ab_channel=Interakt%C 3%ADvKi%C3%A1ll%C3%ADt%C3%A1siK%C3%B6zpontMobilis 4. A víz a talajszelvény egy részében, vagy egészében folyamatosan, mozgás nélkül van jelen (pang).  pangó vízháztartás 18  2024.10.16. 2.2. Élővilág A szolummal kapcsolatba kerülő élőlények hatásainak összességét a biológiai tényező fogja össze.  biológiai aktivitás A felszínre került kőzet és a talaj közti alapvető különbség, hogy a talajnak általában szervesanyag-tartalma van. Szervesanyag csak élőlények közvetítésével kerülhet a talajba. A talaj élővilágának egésze részt vesz a friss szervesanyagok lebontásában, átalakításában, termelésében. A mezo- és makrofauna a talaj anyagának intenzív átkeverésével szintén talajképző tevékenységet folytat. Természetes körülmények között egy adott területen kialakuló flóra és fauna sajátosságait a többi talajképző tényező, elsősorban a klíma határozza meg. 2.3. Domborzat A domborzat kontinentális, regionális és helyi szinten is befolyásolja a talajok fejlődését. Elemei közvetve érvényesülnek mind az éghajlati tényezők hatásának módosításában, mind a földtani tényezők alakulásának mikéntjében. A tengerszint feletti magassággal nemcsak a hőmérséklet csökken, hanem rendszerint a csapadék mennyisége is nő. Jelentős hatással van a domborzat, illetve a domborzat fejlődése a talajpusztulásra, elsősorban a víz által okozott talajpusztulás kialakulására és kártételére, valamint a lejtők kitettségének mértéke szerint a besugárzásra, amely a talajok hő- és vízgazdálkodását alapvetően megszabja. 19  2024.10.16. 2.4. (Aktív és passzív) földtani tényezők Azon természeti adottságok, amelyek a talaj képződésének fizikai helyszínét létrehozták (aktív földtani tényezők) és alkotják (passzív földtani tényezők). A talajképző kőzet szövete által meghatározott fizikai tulajdonságok (pl. porozitás, vízbefogadó képesség) határozzák meg az élőlények megtelepedésének feltételeit. A laza, porózus kőzetek összes felülete nagy, sok nedvességet képes megtartani, felszínükön intenzívebb a talajosodás, mint a szálban álló, vagy cementált, kis fajlagos felületű kőzeteken. A kőzet kémiai és ásványos összetétele az aprózódás és mállás sebességét, valamint részben a mállás minőségét is befolyásolja. Egyes kőzetek (pl. mészkő) csak minimális mennyiségű tápelemet szolgáltatnak, így a rajtuk képződött talajok termékenysége jóval elmarad a nagy tápanyag tartalmú, jól feltáródó kőzetek talajainak termékenységétől. Aktív földtani tényezők: o A kéregmozgások következtében lejátszódó kiemelkedés.  növekvő eróziós mérték, növekvő lejtő meredekség. o A süllyedés következtében megindul a feltöltődés, növekszik a belvízveszély és erősödik a talajvíz hatása. o A talajvízviszonyok hatása többféle:  a talajvíz közelsége réti, szikes vagy lápos talajok kialakulását idézi elő,  a víz nátriumsó-tartalma pedig a szikesedést váltja ki. o A felszíni vizek az ártereken gyarapítják, az „oldalazó” erózió útján csökkentik a talajok felületét. 20  2024.10.16. Passzív földtani tényezők: o A kőzet fizikai tulajdonságai – tömör vagy laza volta, szemcsézettsége – befolyásolják az élővilág megtelepedésének feltételeit. o A kőzet ásványi összetétele egyrészt a mállást szabja meg, másrészt azoknak az anyagoknak a skáláját és mennyiségét, melyek a mállás folyamán felszabadulnak, és átcsoportosulva a talaj jellemző és értékes alkotóelemeivé válnak. 2.5. Idő – a talajok kora A Föld felszínén különböző időpontokban indult meg a talajképződés, ez az abszolút kor, több évmilliónyi különbség is lehet. o A talajképződés folyamán fizikai és kémiai folyamatok játszódnak le, amihez idő szükséges. o Ezért az idősebb talajokban ezek hatása kifejezettebb, összetettebb (új folyamatok fellépésére is lehetőséget ad), mint a fiatalabbakéban. Azonban az ugyanazon idő alatt elért különböző fejlődési állapot is nagy jelentőséggel bír  relatív kor. o A talajképző tényezők összhatásában mutatkozó különbség ugyanazon idő alatt egyszerűbb és összetettebb talajok kialakulásához is vezethet. Ugyanazon abszolút korú talajok közt fejlődési állapotuk tekintetében különbség mutatkozik, amit úgy fejezünk ki, hogy más a talajok relatív kora. 21  2024.10.16. 2.6. Emberi tevékenység Az emberi tevékenységek hatása a talajokra földtani léptékben igen rövid múltra tekint vissza. Kezdetben csak nagyon kis területeken és minimális mértékben bolygattuk a talajt. Később a növénytermesztés és a nyersanyag kitermelése kapcsán a talaj természetes folyamataiba történő beavatkozás egyre nagyobb területekre terjedt ki. A civilizáció térhódításával egyre elterjedtebbé vált az öntözéses és az árasztásos gazdálkodás, egyre nagyobb területen végeztek erdőirtást, lecsapolást, árvízmentesítést és egyéb beavatkozásokat. A légkörbe és a folyóvizekbe kerülő szennyezőanyagok a Föld talajainak összességét elérték. Már lényegében nincs olyan talajjal borított terület, melyet az antropogén hatások ne érintettek volna/érintenek. A talajok legfontosabb tulajdonsága a termőképesség. Azonban a talajok funkcionalitása ≠ azok termékenységével. A talajok antropogén átalakításában két alapvető folyamatcsoportot különítünk el: 1. A talaj termőképességének javítását szolgáló beavatkozások: o Talajművelés – a talaj szerkezetét javítja??? o Tápanyagpótlás – esetleges szennyezés. o Folyamatos művelés – pl. erdőtalajok mezőségi talajokká alakulhatnak. o Szántóföldi gazdálkodás terjedése – vizes élőhelyek átformálása, lecsapolások. o Folyószabályozások – mezőségi talajokká váltak, elszikesedtek. o Pótlólagos vízellátás – hosszú távon átalakíthatja a talaj fizikai és kémiai állapotát. o Talajjavító tevékenységek – meszezés  a talaj alapvető kémiai tulajdonságai is megváltozhatnak. 22  2024.10.16. 2. Nem a talaj termőképességének javítását célzó hatások: o A talajt érő emberi hatások legtöbbje valamilyen egyéb tevékenység „mellékterméke”, mely gyakran a talajok fizikai és/vagy kémiai leromlásához vezet. o Fizikai leromlás: a talaj egy részének vagy egészének elvesztése, vagy porozitásának kritikus csökkenése. Hatására a talaj vízgazdálkodása kedvezőtlenné, szélsőségessé válik. o Kémiai leromlás: a talaj kémhatásának szélsőséges irányok felé történő eltolódása, a humusztartalom lecsökkenése, a Na+-ionok mennyiségének növekedése. o Pontszerű, diffúz szennyezések: a vegyszerek, nehézfémek, kőolajszármazékok, stb. negatívan hatnak a talaj biológiai aktivitására. o Építő tevékenységek hatása: olyan rétegek halmozódtak fel, amelyek talajszerű sajátosságokat mutatnak. Az ún. városi talajok aránya jelentősen megnőtt. 3. A talajképződési folyamatok A képződő talaj tulajdonságait a talajképző folyamatok alakítják. Így alakul ki a talajra jellemző rétegzettség, ami együttesen a talajszelvény viselkedését is megszabja. A folyamatok egymással összefonódva jelennek meg és fejtik ki hatásukat, ugyanakkor az egyik folyamat előfeltétele lehet a másiknak. A talajképződési folyamatok külső és belső hatásokra jönnek létre. A folyamatok megjelenésük után felerősödnek, majd állandósulnak vagy elhalnak, de hatásuk a talajtulajdonságokra még ezután is fennmarad. A folyamatok három alapfeltétele: o anyag, o a folyamatot kiváltó hatás (energia), o idő. 23  2024.10.16. 3.1. Humuszosodás A szerves anyagok átalakulásával kapcsolatos folyamatok során alakul ki a talajra jellemző humusz. Előzménye a talajra jutó szerves anyag átalakulása, majd bomlása, a bomlástermékeknek a talaj ásványi anyagával való keveredése és kapcsolódása. A humuszosodást befolyásoló tényezők: o a talajra és a talajba jutó szerves anyag mennyisége és minősége, o a szerves anyag bomlásának feltételei, a bontást végző szervezetek milyensége és aktivitása, o a bomlástermékekből keletkező új, a talajra jellemző anyagok, o a humuszanyagok keveredése és kötődése a talaj ásványi anyagával. A talajra és a talajba jutó szerves anyag mennyisége és minősége a rajta élő növénytársulástól függ. A Föld különböző övezeteiben a növényzet más és más szervesanyag- termelésre képes, de a talajban felhalmozódott humusz mennyisége nem követi ezeket az arányokat. A növényi biomassza és a talaj szervesanyag-mennyisége a különböző ökoszisztémákban. Az oszlopok szélessége arányos az egyes biomok területi elterjedésével. A = trópusi erdő, B = szavanna, C = mérsékelt égövi mezőség, D = mérsékelt égövi lombos erdő, E = boreális erdő, F = tundra – Anderson, 1991. Stefanovits et alii: Talajtan (1999) 24  2024.10.16. 3.2. Mállás Az egyik legösszetettebb, a talajképző kőzetet legátfogóbban alakító talajképző folyamat. Eredményeként elsősorban az anyag minősége változik meg, de közvetlen hatása van a talaj textúrájára is. A mállás lehet tisztán kémiai és kémiai-biológiai folyamat is. Mállás http://www.vilaglex.hu/Lexikon/ Html/Mallas_.htm Aprózódás: (a mállással ellentétben) csak a talajképző kőzet fajlagos felülete változik meg, az anyagminősége nem. o A növekvő felülettel arányosan az anyag víztartó képessége is fokozatosan nő, ezzel is javítva a kémiai lebomláshoz szükséges feltételeket. o Az aprózódás több különböző folyamat eredményeként is létrejöhet, mint pl.:  inszoláció,  fagyhatás,  antropogén hatások,  stb. Aprózódás http://www.vilaglex.hu/L exikon/Html/Mallas_.ht m 25  2024.10.16. Aprózódási és mállási folyamatok áttekintése Szalai, Jakab: Bevezetés a talajtanba környezettanosoknak (2011) 3.3. Kilúgozás Lényegében a mállás következménye, illetve velejárója. A mállás folyamán a bomlástermékek egy része újraegyesül/új ásványt alkotva marad a talajban, míg más részük oldhatóvá válik és eltávozik a talajszelvényből. Előfeltétele a lefelé áramló talajoldat, valamint az oldható anyagok jelenléte vagy keletkezése. Szükséges még a megfelelő közeg (megfelelő kémhatás és a redoxi viszonyok). A kilúgozással sok esetben együtt jár a már oldott anyagok kicsapódása, a felhalmozódási szintek kialakulása. A kilúgozás tehát függ a csapadék mennyiségétől és az evapotranspiráció mértékétől. A kilúgozás eredménye a karbonátok kimosódása a felső talajszintekből, majd a mélyebb szintekben, vagy a talajképző kőzetben való felhalmozódása. 26  2024.10.16. 3.4. Agyagosodás Az agyagosodás folyamatában felgyorsul az elsődleges szilikátásványok átalakulása, lebomlása, és másodlagos ásványok képződnek belőlük. Ennek hatására a talajszelvényben több lesz az agyag, mint a talajképző kőzetben (méretük alapján a másodlagos ásványok többsége az agyagfrakciókba tartozik). A kilúgzás lényegesen felgyorsítja az agyagosodást, mert a karbonátmentes szintek kémhatása savassá válik. Az agyagosodás hatása az elsődleges ásványoknak a csökkenését jelenti. 3.5. Agyagbemosódás Ekkor az A szintek agyagtartalma lényeges változás nélkül levándorol az alatta fekvő B szintbe. Az agyag vándorlása savanyú (pl. erdőtalajokban) és lúgos (pl. szikes) talajokban is felléphet. A kilúgozási szint (savanyú és lúgos közegben is) agyagbemosódás hatására azért fakul ki, mert az elsődleges ásványszemcsék (pl. kvarc) megválnak kolloidköpenyüktől, így az eredeti világosabb színüket „nyerik vissza”. 27  2024.10.16. 3.6. Az agyag szétesése, a podzolosodás és a szologyosodás Ez a folyamat annak a következménye, hogy az alom felől folyamatosan érkeznek a savas szerves anyagok, és ezek az A szintben kolloidszegény talajanyagra hatnak. „Megtámadva” az agyagásványokat, azok alkotóelemeikre való szétesését váltják ki. A podzolosodás során az elsődleges és másodlagos ásványok erőteljes szétesése következik be a felső szintekben, aminek eredményeként kovasav válik ki. A podzolosodás hatásaként a talajok felső szintjei kifakulnak, szerkezetük porossá, lemezessé válik, míg a mélyebben fekvő szintek vörösesbarnás színűek, agyagosak és diós szerkezetűek lesznek. A szikes talajok agyagásványainak szétesését szologyosodásnak nevezzük, mely folyamat a felszín kifehéredésével, az A szint porszerű fehér kovasavtól származó tarkaságával jelentkezik. 3.7. Kovárványosodás A homokon kialakult talajok jellemző folyamata. Lényege, hogy a homokban lefelé mozgó híg talajoldatokból kicsapódó anyagok nem összefüggő felhalmozódási szintet hoznak létre, hanem egymás alatt ismétlődő rétegeket. Kovárványosodás csak ott léphet fel, ahol a homok 10%-nál kevesebb leiszapolható részt tartalmaz, nem karbonátos és nem glejes. Kovárványos BET https://enfo.hu/sites/default /files/2006_aprilis_kali_med ence%20079_kicsi_kovarvan yos_BET.jpg 28  2024.10.16. Agyagbemosódásos BET Podzolos BET Kovárványos BET https://admin.oee.hu/upload/pics/news/cover/abet-talajok-20200909145745.jpg 3.8. Glejesedés A levegőtlenség következményeként fellépő redukció hatására megy végbe. A glejesedés elindulhat a talajvíz felől és a felszíni vízborítás irányából is. (A szelvényben kialakult tömődött és vízzáró felhalmozódási szintek felett is.) https://leporelo.inf https://web2.mend o/pics/small.php?f= elu.cz/af_291_proje glej- kty2/vseo/files/198/ _profil_gleje.jpg&s= 16062.jpg 400 29  2024.10.16. 3.9. Szikesedés Az adszorpciós viszonyok olyan változását jelenti, melyben a talajkolloidok felületén kötött kationok között megnő a nátriumionok mennyisége és aránya. Ha a kicserélhető kationok arányán belül a nátrium eléri az S-értéknek 15%-át, akkor általában megjelennek a kedvezőtlen talajfizikai tulajdonságok (pl.: rossz vízáteresztés, nagy holtvíztartalom, erős duzzadóképesség). Ha a talajvízből, vagy felszíni vizekből a talajoldatba jutott betöményedő sók sok Na-ot és/vagy Mg-ot tartalmaznak, akkor szikesedést váltanak ki. Ezért kell nagy figyelmet fordítani az öntözővíz minőségére, illetve a sós talajvíz szintjének emelkedésére. 3.10. Láposodás A talajképződési folyamatok speciális esete. Ekkor a talajképződés állandó, vagy az év nagy részében fennálló vízborítás alatt játszódik le. A víz alatt a vízi növényzet maradványai kizárólag levegőtlen körülmények között bomlanak le. Ebből következik, hogy a bomlástermékek alapvetően különböznek a szárazföldi bomlásterméktől, a humusztól. Az anaerob bomlás által termelt szerves anyag a tőzeg, mely a bomlás mértéke szerint három fő fokozatba sorolható: o nyers tőzeg: rostos növényi részek kevéssé átalakult maradványaiból áll, o szuroktőzeg: nincs benne szemmel látható növényi rész, o vegyes tőzeg: a nyers és a szurok közötti átmenet. Kotu: a láposodás folyamatának kisebb szervesanyag-tartalmú terméke. 30  2024.10.16. Szikes talaj Fehérvízi-láp https://cms.sulinet.hu/get/d/4c5930d3-720f-4a09- https://www.termalfurdo.hu/upload/images/Galeria 8962- /cikk/feher_vizi_lap/feher_vizi_lap_1.jpg f94450962667/1/4/b/Large/e06803a_elemek_020_n agyitott.jpg 31  2024.10.16. Humuszosodás – gazdagodás szerkezetképződés - átalakulás A-szint: humuszos, felső szint Kilúgzás – átrendeződés E vagy A2-szint: kifehéredett, szegényedés, szerkezetleromlás vagy kifakult kilúgzási szint Sófelhalmozódás – átrendeződés B-szint: felhalmozódási szint Agyagosodás – átalakulás Agyagvándorlás - átrendeződés Mállás - átalakulás C-szint: talajképző kőzet Dobos E.: Talajtan e.a. A-szint Bg-szint Cg-szint Dobos E.: Talajtan e.a. 32 2024.10.16. 33  2024.10.16. 4. A talaj szerkezete A talaj négyfázisú polidiszperz rendszer. Ezek közül a legmeghatározóbb a szilárd fázis (talaj legtöbb tulajdonsága, talajban lezajló folyamatok). A szilárd fázist alkotó ásványi részecskék, különböző erők és folyamatok hatására kisebb-nagyobb halmazokká, aggregátumokká tapadnak össze. A 0,002 mm-nél nagyobb szemcsék képezik a szerkezeti egységek vázát, az ennél kisebb méretű részecskék (ásványi és szerves kolloidok) pedig a vázrészek összeragasztásában vesznek részt. A szemcsék és az aggregátumok között különböző nagyságú és formájú hézagok rendszere található, ez a pórustér. Az aggregátumok fizikai, kémiai és biológiai folyamatok kölcsönhatásának eredményeként jönnek létre. Méretük alapján mikro- és makroaggregátumokat különböztetünk meg. makroaggregátumok pórusrendszere makroaggregátum első- és másodrendű mikroaggregátum Stefanovits et alii: Talajtan (1999) 34  2024.10.16. 4.1. Kötőerők Kötőerők: az aggregáció az adhéziós és a kohéziós erők hatására vezethető vissza. Adhézió: egy szilárd felület és egy másik fázis összetapadását okozó kölcsönhatás. Kohézió: az anyagok elemi részecskéi (atomjai, ionjai) közötti összetartás. Tehát az adhéziós erők a felületeken, a kohéziós erők pedig az anyagok belsejében érvényesülnek. Az adhéziós erők nagysága a felülettel arányosan nő, ezért a nagy fajlagos felületű részecskék, a kolloidok tapadóképessége sokkal nagyobb, mint a durvább szemcséké. Az adhézió erőssége nagymértékben csökken a felületek távolságának növekedésével. Száraz vályog- és agyagtalajokban erős a szilárd részecskék közötti vonzás. Vízzel átitatva (a szemcsék körüli hidrátburok miatt) csökken az összetartás  a talaj lazábbá válik. 4.2. Kötőanyagok A durvább szemcsék összeragasztását, a mikroaggregátumok képződését és a szerkezet stabilitását a kötőanyagok biztosítják. Kötőanyagok: o Szerves anyagok: kiemelkedő szerepet töltenek be az ásványi részecskék összeragasztásában. o Agyagásványok: főleg a humuszban szegény vályog- és agyagtalajoknál van nagy szerepük. A szerkezet stabilitása csak akkor megfelelő, ha Ca-mal telített agyagásványok vannak a talajban. o Vas- és alumínium-hidroxidok (-oxihidroxidok): a pórusok falán és a durvább szemcsék érintkezési pontjainál kicsapódva igen erős cementáló hatást fejtenek ki. 35  2024.10.16. Kationhidak: két és három vegyértékű kationok által alkotott hídkötések nagymértékben befolyásolják a különböző kolloidanyagok, illetve a kolloidok és a durvább szemcsék összekapcsolódását. Kalcium-karbonát: a semleges és gyengén lúgos kémhatású talaj száradásakor, a folyadék fázisban oldott Ca- és Mg-hidrogénkarbonát kicsapódik és hártyaszerű fehér bevonatot képez az aggregátumok felületén (mészlepedék). Nem „vízálló”. Mikroorganizmus telepek és a talajlakó állatok ürüléke: a baktériumkolóniák bevonják, a gombafonalak pedig átszövik a szerkezeti egységeket, vagy azok egyes részeit. A férgek és a bogarak ürülékében (pl. gilisztafélék) pedig „ragasztóanyagok” vannak. Az aggregátumok felépítése és kötőanyagai Stefanovits et alii: Talajtan (1999) 36  2024.10.16. 4.3. A szerkezet kialakulását módosító fizikai hatások A szerkezeti egységek elkülönítésében, összetapadásában és a makroaggregátumok kialakításában a másodlagos fizikai hatásoknak is nagy szerepük van. o Időjárással összefüggő fizikai hatások:  átfagyás és olvadás: az ismétlődő fagyás és olvadás a rögös talaj morzsolódásához, a rögök aprózódásához vezet;  duzzadás-zsugorodás: a talaj átnedvesedése (duzzad) és kiszáradása (zsugorodik) térfogatváltozással jár. o Fejlődő gyökérzet és a talajművelő eszközök hatása:  a fejlődő gyökerek kisebb rögöket különítenek el a nagyobb aggregátumokból, majd ezek egy részét egymáshoz szorítva újabbak létrejöttét okozhatják;  a gyökerek vízfelvételük útján lokális zsugorodást idézhetnek elő;  a gyökérváladékok kedvező feltételeket teremtenek a mikroorganizmusok számára.  Kísérletek szerint csupán mechanikai nyomással nem lehet stabil, vízálló aggregátumokat előállítani.  A talajművelő eszközök elősegíthetik a szerkezetképződést (szerkezeti egységek tömörítése – adhéziós erők jobb érvényesülése).  Azonban a túlzott művelés rombolhatja, elporosíthatja a szerkezetet. 37  2024.10.16. Köszönöm a figyelmet! 38