A mechanikai összetétel vizsgálatok talajmintái

3.1.1.1. Az MSZ és az ISO/DIS szabvány szerinti SPM MÖ vizsgálatok összehason-lításába bevont talajminták

A vizsgálatok adatbázisának talajmintái 69 talajszelvény 339 különböző genetikai szintjei-ből származnak (2. ábra). A hazai osztályozás szerint tekintve, a vizsgálatba bevont szelvények csaknem kétharmada erdőtalaj, közel azonos arányban találhatók mezőségi illetve réti, vagy öntéstalajok (14–11%), 9% a váz- vagy kőzethatású talajok aránya, két szelvény pedig szikes (Karcag). A feltárt 44 erdőtalaj szelvény zöme Zala-megyében, illetve Keszthely környékén található, ezek elsősorban Ramann-féle, illetve agyagbemosódásos barna erdőtalajok.

Pszeudoglejes barna erdőtalajt Magyarszombatfán tártunk fel. A vizsgált mezőségi szelvények többsége karbonátos (két szelvény kivételével), jellemzően vályog, agyagos vályog fizikai fé-leségű. Réti és öntéstalajok az Alföldön, illetve a Duna és Dráva mentén kerültek feltárásra, nagy részük nehéz mechanikai összetételű, háromnegyedük karbonátos. Humuszkarbonát, fu-tóhomok és rendzina talajok egy-két szelvénnyel képviseltetik magukat az adatbázisban.

2. ábra

Az MSZ – ISO/DIS mechanikai összetétel adatbázis talajmintáinak származási helye (a feltárt szelvények száma)

A talajminták alapvizsgálatait a hazai talajvizsgálati módszertan szerint végeztük el (MSZ-08.0206-2-78; BUZÁS, 1988; 1993), az alapvizsgálatok eredményeit a 8. táblázatban foglaltam össze. Az adatbázisból – az eredmények megbízhatóságának növelése céljából – kiszűrtük az extrém kicsi és nagy pH-jú (pHDV < 5,5; pHDV ≥ 9,5), a nagy humusztartalmú (humusz % ≥ 5) és nagy mésztartalmú (CaCO3 % ≥ 35) talajmintákat. Későbbi következtetéseink tehát azokra

a talajmintákra érvényesek, melyek az előbbi tulajdonságaik alapján a megadott értelmezési tartományba esnek.

8. táblázat

Az MSZ – ISO/DIS mechanikai összetétel adatbázis főbb talajtani jellemzői

Tulajdonság Átlag Szórás Minimum Maximum

ISO/DIS agyag^a (m%) 31,63 11,41 4,01 72,90

ISO/DIS por^b (m%) 43,54 13,48 5,04 79,39

ISO/DIS homok^c (m%) 24,84 18,83 0,71 89,71

MSZ agyag^a (m%) 24,58 12,13 1,90 56,80

MSZ por^b (m%) 44,00 13,53 6,20 78,50

MSZ homok^c (m%) 30,94 19,55 1,93 83,93

Arany-féle kötöttség 45 12 19 96

pH(H2O) 7,5 0,9 4,4 9,4

humusz (m%) 1,7 1,5 0,0 10,6

CaCO3 (m%) 6,9 9,5 0.0 48,2

aagyag, agyag frakció (< 0,002 mm); ^b por, por frakció (0,002–0,050 mm); ^chomok, homok frakció (0,050–2,0 mm), nemzetközi (ISO/DIS 11277:1994) ill. magyar szabvány ( MSZ-08.0205-78) szerinti előkészítéssel (N=339)

3.1.1.2. Az ISO módszertan szerinti SPM és LDM MÖ vizsgálatok összehasonlítá-sára kiválasztott talajminták a LUCAS talajadatbázisból

A LUCAS (Land Use/Land Cover Area Frame Survey) talajadatbázis az első konzisztens térbeli adatbázis, mellyel Európa talajtakaróját jellemezhetjük. Összeállítása során közel 22 000 db talajmintát gyűjtöttek be egységes mintavételezési eljárással, majd a talajmintákat egyetlen minősített laboratóriumban egységes szabványok szerinti módszertannal vizsgálták (TÓTH et al., 2013). A LUCAS feltalaj minták közül 400 darabot kiválasztottunk, mely jól reprezentálta a talajtakaró változékonyságát (9. táblázat). A kiválasztás oly módon történt, hogy felosztottuk a teljes mintaanyagot textúra osztályok és növényborítottság szerint, majd egyszerű véletlen-szerű mintázással (R szoftver srswor program; TILLÉ &MATEI, 2015) válogattunk minden cso-portból. A válogatást addig ismételtük, míg a kiválasztott mintasereg a fontosabb talajjellemzők (pl. szerves szén mennyisége, CaCO3 tartalom), klimatikus zónák és országok tekintetében megfelelően reprezentálta a teljes LUCAS adatbázist.

3.1.1.3. Az MSZ módszertan szerinti SPM és LDM MÖ vizsgálatok összehasonlí-tására kiválasztott talajminták a tokaji talajadatbázisból

2014-ben és 2015-ben az MTA ATK TAKI munkatársai átfogó talajfelvételezési projektet szerveztek a Tokaji borvidéken, Észak-Magyarországon. A Tokaji Régió Magyarország egyik leghíresebb borvidéke, a szőlőültetvények a vulkáni eredetű Tokaj-hegység lábánál fekszenek (~700 m tengerszint feletti magasságban). A különböző mértékben mállott riolittufa és a szél által szállított lösz a leggyakoribb talajképző kőzet. Az eróziós-szedimentációs folyamatok kö-vetkeztében a talaj termőréteg vastagsága általában növekszik a felső térszintekről az alacso-nyabban fekvő területek irányába. A riolit talajképző kőzettel jellemezhető területeken a dom-borzati viszonyoktól függően különféle talajsorozatok alakulhatnak ki: a felsőbb, eróziónak jobban kitett térszinteken kevésbé mállott, de töredezett riolittufa jelenik meg a mélyebb

talaj-rétegekben, míg a lejők alján erőteljes fizikai és kémiai mállás eredményeképp kialakult „vul-káni homok” a talajképző kőzet, melyben a mállékony földpátok részben vagy teljes egészében agyagásványokká alakultak át. Ezeken a területeken a felszín közeli talajrétegek a kémiai mál-lási és üledék-szállítódási folyamatok következtében általában nagyobb agyagtartalmúak. A lö-szön képződött talajoknál (ezek főként a vizsgált mintaterület déli részén találhatók) az anyag-vándorlási folyamatok az uralkodók: a mélyebb talajrétegekben a másodlagos karbonátok fel-halmozódása a jellemző. A másodlagos karbonát-felhalmozódások megtalálhatók ugyanakkor a riolittufás területeken is, mely – feltehetően – a régebben a mainál sokkal kiterjedtebb, mára azonban már erodálódott lösztakaró kilúgzási maradványa.

9. táblázat

A LUCAS mechanikai összetétel adatbázis főbb talajtani jellemzői

Tulajdonság Átlag Szórás Minimum Maximum

ISO agyag^a (m%) 22,3 15,0 1,0 76,0

ISO por^b (m%) 41,7 18,2 4,0 88,0

ISO homok^c (m%) 36,0 26,2 1,0 94,0

pH(H2O) 6,3 1,2 3,8 8,7

OC^d (g kg^-1) 28,6 25,7 3,1 170,3

CaCO3 (m %) 4,7 10,8 0,0 60,7

CEC^e / cmol(+)kg^-1 15,7 11,7 1,0 92,2

aagyag, agyag frakció (< 0,002 mm); ^b por, por frakció (0,002–0,063 mm); ^chomok, homok frakció (0,063–2,0 mm), nemzetközi szabvány (ISO 11277:2009(E)) szerinti előkészítéssel; ^dOC: szerves szén tartalom; ^eCEC:

kationcserélő kapacitás (T-érték); a mérések szabványaira történő hivatkozásokat ld. T^ÓTH és munkatársai (2013) munkájában (N=400)

A talajfelvételezési adatbázis felhasználásával 53 reprezentatív talajszelvény mintáit választot-tuk ki további összehasonlító vizsgálatainkhoz. A talajszelvények mind talajképző kőzet, mind pedig domborzati helyzet szempontjából jól jellemzik a terület helyi változékonyságát (3.

ábra). A begyűjtött bolygatott talajminták (155 db) körülbelül 2 m mélységű fúrt szelvények különböző genetikai szintjeiből származnak. A minták legfontosabb fizikai és kémiai tulajdon-ságait a 10. táblázatban ismertetem.

3.1.2. A talaj aggregátum-stabilitás vizsgálatokhoz használt talajminták A későbbiekben nagyobb mintaseregen tervezett talajszerkezet-vizsgálatainkhoz módszer-tani előkísérleteket végeztünk. A kísérletsorozatba a következő talajokat, üledékeket és ásványi őrlemény mintákat vontuk be (zárójelben a minták kódját tüntettem fel): Karcag, réti szolonyec, B szint (1); Keszthely, Ramann-féle barna erdőtalaj A és B szint (2 és 3); Várvölgy, agyagbe-mosódásos barna erdőtalajt A és B szint (4 és 5); Salföld, pannon kvarc homok (6); Magyar-szombatfa, pszeudoglejes barna erdőtalaj, B szint (7); Paks, lösz (8); Kápolnásnyék, mészlepe-dékes csernozjom, A szint (9); Mád, Bentonit (10); Zettliz, Kaolin (11); Kisújszállás, réti talaj, A szint (12). A salföldi nagy tisztaságú pannóniai kvarchomokot a Káli-medencében (JANTSKY, 1966), a lösz mintát a paksi löszfal „Dunaújváros – Tápiósülyi lösz” (1,5-8 m) összletéből (PÉCSI, 1979) gyűjtöttük. Az ásványi őrlemények közül a nagyobbrészt kaolinit agyagásványt tartalmazó zettlitzi kaolin Csehországból (ROSS &KERR, 1930), míg a nagy szmektit tartalmú bentonit minta a Tokaji-hegységből (VARJÚ, 1974; MÁTYÁS, 1979) származott.

3. ábra

A tokaji mechanikai összetétel adatbázis talajmintáinak származási helye

10. táblázat

A tokaji mechanikai összetétel adatbázis főbb talajtani jellemzői

Tulajdonság Átlag Szórás Minimum Maximum

MSZ agyag^a (m%) 35,3 12,4 7,5 67,9

MSZ por^b (m%) 45,6 11,4 12,1 65,4

MSZ homok^c (m%) 19,1 12,4 2,7 78,2

pH(H2O) 7,2 1,0 5,0 8,9

Humusz (m %) 1,1 0,6 0,2 3,1

CaCO3 (m %) 1,8 4,1 0 36

aagyag, agyag frakció (< 0,002 mm); ^b por, por frakció (0,002–0,050 mm); ^chomok, homok frakció (0,050–2,0 mm), a magyar szabvány (MSZ-08.0205-78) szerinti előkészítéssel (N=155)

Az előkísérletek során törekedtünk a vizsgált minták minél pontosabb megismerésére, jel-lemzésére, ezért az alapvizsgálatokat kibővítettük néhány ritkábban mért talajtulajdonság meg-határozásával. A légszáraz, 2 mm-es szitán átrostált minták alapvizsgálatát a vonatkozó magyar szabványok alapján (BUZÁS, 1993) végeztük el, a szervesanyag-tartalmat Tyurin-féle módszer-rel, a talajminták BET-felületét a minták nitrogén adszorpciójának mérésével (BRUNAUER et al., 1938) határozták meg a Pannon Egyetem Mérnöki Kar, Föld- és Környezettudományi Inté-zeti Tanszékén. A mechanikai összetételt az ISO (ISO 11277:2009(E)) szabvány szerint (az aggregátumok teljes roncsolásával) mértük (11. táblázat).

A talajok ásványos összetételének meghatározása röntgen-pordiffrakcióval (XRD) történt PHILIPS PW 1710 készülékkel 45 kV feszültséggel, 35 mA csőárammal, grafit monokromátort és Cu Kα sugárzást alkalmazva, az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Föld-tani és Geokémiai Intézetében. Az agyagásvány vizsgálatok a talajok 2 m alatti szemcseméret frakcióiból történtek. A 2 m alatti frakciót az előzetesen desztillált vízben többször átmosott, diszpergált porított mintákból ülepítéssel állítottuk elő. A duzzadó agyagásványok meghatáro-zásához minden mintát etilén-glikollal telítettük. Ugyanígy elvégeztük az összes minta hőkeze-lését is 350 illetve 550 ^oC-on, elsősorban a kaolinit és a klorit elkülönítése, valamint a

közberétegzett agyagásványok meghatározása érdekében. A minták jellemző ásványtani tulaj-donságait a 12. táblázatban foglaltuk össze.

11. táblázat

A talajminták néhány fizikai és kémiai tulajdonsága

12. táblázat

3.1.3. A talajszerkezet és a víztartó képesség kapcsolatának vizsgálatához