A mezőgazdasági vízelvezetés behatóbban és gyorsabban változtatja meg a talajt, mint azt korábban feltételezték
A talaj a szén tárolása mellett szűrőrendszerként is működik, tisztán tartva ezáltal a felszíni és a felszín alatti vizeket. A talaj ásványi részecskéi (mint például az agyag) kulcsfontosságúak a szerves anyagok és tápanyagok (például foszfátok) szorpciójához és stabilizálásához, valamint csökkenthetik a növényvédő szerek toxicitását is. Egy 2008-as tanulmány szerint a vízelvezetők közelében az ásványi részecskék jelentős hiánya figyelhető meg alig 16 évvel a létesítmény megépítését követően. Korábban azt feltételezték, hogy az ilyen változások évszázadokig vagy akár évezredekig is eltarthatnak. A felfedezések ellenére a tanulmányt nem ismételték meg egészen addig, amíg az EU által finanszírozott IDESoWa (Increased drainage effects on soil properties and water quality) projekt nem kezdte el annak a vizsgálatát – első alkalommal –, hogy a talaj ásványi összetételének változásai hogyan befolyásolják a szerves anyagokat és a tápanyag-körforgást. A 2008-as tanulmányhoz hasonlóan az IDESoWa projekt is az agyagrészecskék hiányát állapította meg a vízelvezetők közelében. „Újra kell gondolni azt a feltételezést, amely szerint a talaj ásványianyag-tulajdonságai egy emberéletnyi időtartam során meglehetősen változatlanok maradnak,” jelentette ki Antra Boča, a projektgazda Latvia University of Life Sciences and Technologies Marie Skłodowska-Curie ösztöndíjasa.
Mezőgazdasági vízelvezetés és talajfejlődés
A talajnedvesség-gazdálkodási technikák, mint például a felszín alatti vízelvezető rendszerek, megváltoztathatják a talajban végbemenő folyamatokat. Ugyanakkor meglepően kevés tanulmány készült az emberi tevékenységeknek a talaj ásványianyag-összetételére gyakorolt hatásáról. Annak érdekében, hogy többet tudjanak meg a mezőgazdasági vízelvezetésnek a talajban végbemenő folyamatokra gyakorolt hatásáról, az IDESoWa csapata három különböző földhasználati modell esetében a vízelvezető csatornákra merőlegesen gödröket ásott. Ezek a következők voltak: agyagos vályogtalaj megművelt mezőgazdasági terület alatt, gleccserekből létrejött üledékes tillen kialakult legelő, valamint a gleccsertavak üledékein kialakult nem megművelt iszapos vályogtalaj. A kutatók talajmintákat gyűjtöttek a vízelvezetőtől különböző távolságokra. A legtávolabb elhelyezkedő talaj esetében a víz telítettségi jellemzői leginkább a vízelvezető rendszer megépítése előtti állapotot tükrözik, lehetővé téve így az érintetlen és a megváltoztatott talajok közti összehasonlítást. A talajból a vízelvezetőkig, körülbelül egy méter mélységig vettek mintákat, hogy meghatározzák a talaj ásványianyag-összetételét, foszforszorpciós képességét, szervesszén-stabilitását és nitrogén-körforgását. „Bár a világjárvány miatt bizonyos adatok késtek, máris érdekes eredményeink vannak. Arra a következtetésre jutottunk, hogy 40 évnyi, felszín alatti vízelvezetés olyan jelentősen megváltoztathatja a talaj ásványianyag-összetételét, hogy az még az olyan heterogén anyagok esetében is nyilvánvaló, mint például a till,” jelentette ki Boča. Kissé meglepő módon a csapat arra az eredményre jutott, hogy a teljes vaskoncentráció nem változott a vízelvezetőtől való távolságtól függően, mint ahogy az az agyag esetében történt. „Mivel a vas szorosan kapcsolódik az agyagrészecskékhez, az agyagéhoz hasonló veszteség volna elvárható. Ráadásul a talajban zajló redoxifeltételek, amelyek a vízelvezetőtől való távolságtól függően eltérőek, befolyásolják a vas mobilitását. A vízelvezetőhöz közelebbi talajban a víz gyors elszivárgása miatt rendszerint kisebb az oxigénhiány, míg a távolabbi talajban a víztelítettség nagyobb esélye miatt jellemző az oxigénhiány,” tette hozzá Boča. Ebből kiindulva a csapat különböző vasvegyületeket szándékozik tanulmányozni, mivel a jelenlegi eredmények nem tűnnek logikusnak. „Tekintettel arra, hogy a vas mennyire fontos a tápanyagok és a szerves anyagok körforgásában, meg kell értenünk, hogy pontosan mi történik,” tette hozzá Boča.
Fenntartható talajgazdálkodás
Az ásványi anyagok képezik a talaj gerincét, ezáltal számos biológiai és kémiai folyamatra hatással vannak. A felszín alatti vízelvezető létesítmények által okozott változások megértése elősegíti az ökoszisztéma-szolgáltatások (például a talaj szervesanyag-tárolásának és a tápanyagok/növényvédő szerek szűrésének) beépítését a mezőgazdasági gyakorlatokba. „Az adatok elemzése után az eredmények hozzájárulhatnak a számos európai országban elterjedt, mesterségesen lecsapolt talajok talajgazdálkodási gyakorlatainak fejlesztéséhez,” jegyzi meg Boča. A jövőbeni kutatás azt vizsgálja majd, hogy a talaj ásványtani változásai hogyan befolyásolják a növényvédő szerek toxicitását. Ezeket a kutatásokat ellenőrzött (ahol a víz hosszabb ideig marad a talajban) és ellenőrizetlen vízelvezetési rendszerekkel rendelkező földterületeken is elvégzik majd. Mindkét rendszer eltérő redoxifeltételeket hoz létre az ásványi anyagok eróziójához és átalakulásához, ami valószínűleg befolyásolja a talaj ásványi anyagai és a növényvédő szerek között végbemenő kölcsönhatásokat is.
Keywords
IDESoWa, vízelvezetés, víz, szerves anyag, tápanyagok, szennyező anyagok, talajok, ásványi anyagok, agyag, vas, növényvédő szerek
