Az összes szerves szén változása az eredeti értékhez képest

A tartamkísérlet időtartamának kétfelé választásával - az 1983-as és a 2005-ös mérések alapján - elvégeztük az első és a második két évtizedes időszak kiértékelését. Az elemzés során a kísérlet beállításakor meghatározott 0,87%-os TOC értékhez viszonyítottuk a kialakult eltéréseket. A két mérés összehasonlítása - a TOC dinamikája miatt - nem teszi lehetővé messzemenő következtetések levonását, ugyanis a TOC évente kisebb-nagyobb ingadozást mutat. Az ingadozás jól magyarázható a labilis frakció könnyebb lebonthatóságával, növekedésével, ami az évhatás (hőmérséklet, csapadék) és a biotikus tényezők hatása alatt áll.

A szerves kezelésekben a labilis frakció jelentősebb mennyiség, míg a műtrágyázás a humusz kis molekulasúlyú szerves komponenseit növeli, így mindkét kezelésfajtában megfigyelhető kisebb-nagyobb fluktuáció.

1963 - 1983 között - a kontroll kezelés kivételével - a szerves C koncentráció növekedését tapasztaltuk a szerves és szervetlen inputok hatására (átl. 107,6%). Az istállótrágyázás 107,6%, a műtrágyázás 101,8%, a szárleszántás 122,3%-os relatív TOC növekedést okozott.

A kezelések között - a kiadott hatóanyag mennyiségnek megfelelően -, arányaiban alakultak ki a TOC különbségek. Az időszakot nagymértékű szerves C gyarapodás jellemezte.

A legkisebb műtrágya-kezelés (1ekv) nem volt elegendő a TOC szinten tartására. A közepes adag (2ekv) hatása ennél kedvezőbb, míg a nagy adag (3ekv) esetében jelentős, a 3#-kezelés hatásához volt mérhető a növekedés. Az NPK-3#-kezelés hasonlóan magas értékhez vezetett. A kukorica szármaradvány alászántása nem volt humusznövelő a csak NPK-kezelés-hez képest, viszont a kukorica és búza maradvány leszántása a nagy istállótrágya (3#) adag hatásának csaknem kétszeresét (122,6%) jelentette, kiemelkedő hatásúnak bizonyult. A válto-zások relatív százalékban való feltüntetése szemléltetőbb, egyértelműbb képet ad (19. Ábra).

A kontroll parcellában a kezelés hiányával, a termés, és a növény föld feletti részének - ezzel együtt a tápanyagok - éves elvonásával magyarázhatjuk az összes szerves C kismértékű csökkenését. A tápanyagelvonás leginkább a szántott réteget jelenti, de a gyökerek akár 2 m-es mélységig is lehatolnak. A tápanyag-ellátás szüneteltetése tehát a talaj tápanyagellátó- képességének, ezen keresztül a növény tápanyag-ellátottságának csökkenéséhez vezet, ami kisebb gyökérzetben és föld feletti biomasszában realizálódik, kevesebb szerves anyagot hagy vissza a talajban. A trágyázatlan kezelések humuszcsökkentő hatását mind hazai (Hoffmann et al. 2005, 2006; Kovács és Füleky 1991; Lazányi 1994), mind külföldi (Brown 1993; Nardi et al. 2004; Odell et al. 1982) tartamkísérletek igazolták.

A P és a K ellátás szüneteltetésével csak kissé csökkent a P- és a K-koncentráció (Kovács és Füleky 1991), a szerves vagy a mű-trágyázás mellőzése már jelentősen csökkentette a N és TOC értékeket. Az istállótrágyázás felhagyása még évtizedekig jó, de csökkenő termékeny-séget, termést nyújtott. A N-ellátás nagyobb mértékben csökkent (Schmidt et al. 2000).

1983 - 2005 között a TOC gyarapodás intenzitása az előző időszakhoz viszonyítva vissza-esett (átl. 102,2%). Az istállótrágyázás 106,6%, a műtrágyázás 101,0%, a szárleszántás 105,5%-os relatív TOC növekedést eredményezett.

Az 1983-as méréshez képest a nagy műtrágya-adag (3ekv) kezelésben csökkent a szerves C akkumulációja. A csökkenés ugyancsak megfigyelhető az NPK-kezelésben is. Mivel mindkét nagy adagú N-kezelésben (132 és 171kg N/ha/év) előállt a jelenség, nem beszélhetünk a talaj heterogenítása okozta, illetve a mintavételezés és analízis során történt hiba okán előállt eltérésről. A trend tehát csak 40 év elteltével nyilvánult meg. A rövid távú (két évtizedes) eredmények extrapolálásával eltérő jövőképet vázoltunk volna fel.

Az ’A’ vetésforgóban a kontroll a korábbi érték közelében maradt, kissé emelkedett. A keszthelyi talajművelési és NPK-trágyázási tartamkísérlet kontroll-kezelésében szintén a TOC csekély mértékű növekedését mutatták ki, amely a légköri N-kiülepedés talajéletre gyakorolt kedvező hatásával magyarázható (Hoffmann és Kismányoky 2001).

A referencia parcella tehát valós referenciaként használható (eszköz) a kezeléshatások viszonyításához. A ’B’ vetésforgó kontroll parcellájában viszont a TOC először jelentősen növekedett, majd a következő 22 évben jelentősen csökkent. Ez a tábla előéletével és a talaj heterogenitásával magyarázható - amiről sajnos nincs sok információnk.

Az NPK+k- és az NPK+k+b-kezelés az istállótrágyázás hatásfokához mérhető. Nagyobb TOC-t képviselt továbbra is (1,05 és 1,10%). Az NPK+k+b-kezelésben a TOC gyarapodás

'A' vetésforgó

19. Ábra. Relatív TOC (%) változás az ’A’ és a ’B’ vetésforgó kiválasztott kezeléseiben

A talaj szerves anyag növekedésének intenzitása csökkent. Ennek több oka lehet:

1) A humusz gyarapodása a kezdeti időszakban volt a legintenzívebb.

2) A korábbi intenzív - a vörös here miatti - szerves anyag-felhalmozási szakasz véget ért.

3) A talaj szerves C raktározó kapacitása korlátozott (agyag, aggregátumok)

4) A talajművelés a talaj szerves anyag csökkenéséhez, annak lebomlásához vezetett.

5) A nagyobb szerves anyag bevitel, ill. a nagyobb N-adagok a lebontást segítették elő.

A Rothamstedt-i tartamkísérletben a humusz egyensúlyi állapotának kialakulása 100 évet igényelt. A humusz növekedése a kezdeti időszakban volt a legintenzívebb. A szerves C gyarapodása telítődési függvénnyel írható le. Az első 25 évben 0,14%-os TOC emelkedés jellemezte, majd újabb 0,14%-os növekményhez 75 évnek kellett eltelnie (Johnston 1991).

Vörös here helyett - 1985-től - a talajra igényes, mélyművelést, mélyszántást igénylő, az aprómorzsás talajállapotot eléréséhez jelentős bolygatással, talajelőkészítéssel járó cukorrépa szerepelt 15 éven keresztül (1999-ig), amit aztán burgonya (2003) váltott fel. A kapásnövé-nyek jellegzetes humuszfogyasztó növékapásnövé-nyek, mivel mélyművelésük során a táphumusz csökken. A humuszgyarapító növények (herefélék) (Kemenesy 1972), a pillangósok termesztése kedvező a talaj szerves anyag gyarapodására (Odell et al. 1982). Pillangósok alatt a mikrobiális biomassza több mint más növénynél. Eltérő a rhizoszféra, a gyökérváladék, de sokkal jelentősebb, hogy a baktériumok N-t fixálnak. A nagyobb mikrobiális tömeg egyben több labilis szerves C-t is jelent, ami a TOC növekedésére utal (Brown 1994; Chan and Heenan 1999; Körschens et al. 1998; Odell et al. 1982).

A talajok szerves C raktározó képessége korlátozott. A 20 µm alatti ásvány-szemcsék %-os C-telítettsége befolyásolja a további C megőrzését. A talajok védelmi képessége limitált: a

telített szemcsék növekedésével arányosan csökken a szerves C megkötése (Hassink 1996).

Emellett a mikro- és a makroaggregátumok szerves anyagot raktározó szerepe is kiemelkedő (Carter 2002; Christensen 1986).

Ismert a talajművelésnek, ill. a túlzott művelésnek a talaj szerves anyag mennyiségére gyakorolt (-) hatása (Kismányoky 1993a; Nyíri 1993a). A talajhasználat humusztartalomra gyakorolt kedvezőtlen hatása a művelési módtól függően enyhén csökkenhet, vagy növeked-het (Stefanovits et al. 1999b; Szűcs és Szűcs-né 2005). A talajművelés a védett szerves frakciót is módosítja. A makroaggregátumok és a szemcsés szerves C tartalom harmadára, az ásványszemcsékhez kapcsolódó C csak harmadával csökken (Carter 2002). A TOC felhalmo-zódása látszólagosan is csökkenhet; a talajművelés mélyítésével a szerves anyag nagyobb talajtérfogatban keverik el (Nieder et al. 1993; Richter et al. 1989).

A nagyobb N adagok a szerves anyag kismértékű lebomlását, kis molekula méretű, könnyen bomló humuszvegyületek kialakulását eredményezik. A szerves anyag ásványoso-dása fokozódik, humifikációja csökken, így az egyensúlyi helyzet a lebontás irányába tolódik el (Debreczeniné és Győri 1994; Ghani et al. 2003). Az OMTK 8 kísérleti helye alapján Németh (1996) több esetben kimutatta, hogy a 121 vagy 206 kg N-műtrágya adag kissé csökkentette a humusztartalmat. A TOC a legnagyobb N hatóanyag-szinten csökkent leginkább (Kovács és Füleky 1991). Régen bizonyított, hogy a növényi maradványok képezte nagy szerves inputok elősegítik a talaj szerves anyagának lebontását (Bingeman et al. 1953;

Hallam and Bartholomew 1953). A labilis szerves input (Jenkinson 1971), valamint a felvehető N-koncentráció növekedése (Palm and Sanchez 1991; Tian et al. 1995) is - a mikrobiális populáció stimulálásán leresztül (Neill and Gignoux 2006) - a talaj szerves anyagának akár szignifikáns mértékű csökkenését okozza.

Összességében, 42 év alatt (1963-2005) a kezelések - a kiadott hatóanyag mennyiségeknek megfelelően - arányosan, szignifikánsan növelték a TOC-t.

Az első időszakban jelentősebb (107,6%), ehhez képest a rákövetkező újabb két évtizedben ennél kisebb mértékű (102,2%) humusz-gyarapodást határoztunk meg. A négy évtizedes kezelések eredményeként beállt TOC változásról a 20. Ábra tájékoztat.

Megállapítható, hogy a humusz mennyiségi változásának, időbeli dinamikájának nyomon követése hosszabb időszakot ígényel. Az összehasonlítás időszakonként, illetve kezelés-típusonként is szükséges, hogy reális képet kapjunk a szerves C változásáról.

A 44 évet kiértékelve nem vehető észre a reciprok kapcsolat a nagyobb N-műtrágya adagok és a TOC értékek között. Ez csak a két időszak összehasonlításával állapítható meg.

A kontroll és a kisadagú műtrágya-kezelésben - a kezdeti értékhez képest - a TOC enyhén csökkent. Az istállótrágyázás, műtrágyázás, és a szármaradvány-leszántás 114,9, 102,4 és 123,6 (átlagban 109,9) %-os TOC gyarapodást eredményezett.

A kiértékeléskor figyelembe kell venni a talaj heterogenitását, valamint egy komplex jelenséget: a vetésforgók különböző növényi sorrendje, az évhatások, elővetemények eltérő hatását a talaj szerkezetére, vízgazdálkodására, a talajéletre, ami mind-mind befolyásolja a talaj tulajdonságainak alakulását, a kezelések érvényre jutását (Melléklet: 19. Táblázat).

'A' vetésforgó

95 100 105 110 115 120 125 130

KontA 1# 2# 3# 1ekv 2ekv 3ekv

% a,b b,c,d d,e e a a,b,c c,d

'B' vetésforgó

95 100 105 110 115 120 125 130

KontB NPK NPK + k NPK + k + b

% a a,b b b

20. Ábra. Relatív TOC (%) változás az ’A’ és a ’B’ vetésforgó kiválasztott kezeléseiben (1961-2005)