A hidraulikus tulajdonságok térbeli variabilitás vizsgálata estében fontos, hogy bemutassam a talajok víztaszítás vizsgálatát, mivel ez az átmeneti talajtulajdonság nagymértékben befolyásolhatja a hidraulikus vezetőképesség értékét, mint azt egy későbbi blogbejegyzésemben részletezem.
A talajok víztaszításával világszerte sokan foglalkoznak
(Dekker és Ritsema, 1994; Doerr at al., 2000; Hallett, 2007; Lichner et al.,
2006), de hazánkban még alig kutatott téma.
Néhány talaj bizonyos
körülmények között víztaszítóvá válhat, mely jelentősen befolyásolhatja a
talajok hidrológiai tulajdonságait. Dekker és Ritsema (1996) öt
talajnedvesíthetőségi kategóriát különböztet meg a vízbeszivárgáshoz szükséges
idő alapján: (1) nedvesíthető (wettable),
vagy nem víztaszító (nonwater repellent) (t<
5 s); (2) kissé víztaszító (slightly)
(t=5 – 60 s); (3) közepesen víztaszító (strongly)
(t=60 – 600 s); (4) erősen víztaszító (severely)
(t=600 – 3600 s); (5) extrém víztaszító (extremely
water repellent) (t> 3600). A kritikus mértéket meghaladó víztaszítás
világszerte több helyen kimutatható (Dekker et al., 2005), mely hatással van a
talajok hidrológiai tulajdonságaira, s ezáltal az ökoszisztémák
produktivitására is. A kismértékű víztaszítás már késlelteti a beszivárgás
elindulását, de nem akadályozza meg (Hunter et al., 2011), továbbá befolyásolja
a felszíni lefolyás mennyiségét (Doerr, 1998, Lichner et al., 2012) is. A
talajok víztaszításának mértéke függ a talaj nedvességtartalmától. A két
jellemző között fordított arányosság áll fenn (Doerr és Thomas, 2000). A száraz
víztaszító talaj általában nehezen nedvesedik át csapadék vagy öntözés hatására
(Dekker et al., 2001), de ha már átnedvesedett, könnyen beszivárog a víz.
Talajműveléssel a víztaszítás mértéke jelentősen csökkenthető (Hallett et al.,
2001).
A víztaszítás egy
átmeneti talajtulajdonság, mely igen nagymértékű térbeli változatossággal
(Ritsema és Dekker, 2003) és időbeli változékonysággal rendelkezik
(Rodríguez-Alleres és Benito, 2011) hasonló vegetációs körülmények között.
A víztaszítás (vagy talajnedvesíthetőség) mértéke nagymértékben
meghatározhatja a mért telítési vízvezető képesség értékét. Mivel a KS
fontos paramétere a talajban történő vízmozgás leírásának, ezért
elengedhetetlen, hogy megvizsgáljuk a talajnedvesíthetőséget.
A talajok víztaszítás vizsgálata:
A szakirodalom szerint (Singer és Ugolini, 1976) a
talajnedvesíthetőség mértéket befolyásolja a talaj szervesanyag mennyisége és
minősége, ezért szükségszerűnek láttuk a humuszfrakciók meghatározását is a
hagyományos humusztartalom mérés mellett.
A talaj nedvesíthetőségét — a
világszerte egyre elterjedtebb — Water
Drop Penetration Time (WDPT)
vagyis vízcsepp beszivárgási idő mérésével vizsgáltuk. A vizsgálat során a talaj felszínére pipetta segítségével elhelyezünk egy
vízcseppet és mérjük a beszivárgásához szükséges időt, mely mértékéből
következtethetünk a talaj víztaszítására. Az mérések kiértékeléséhez Dekker és
Ritsema (1996) skáláját alkalmaztuk, mely beosztása feljebb olvasható. Víztaszítás
vizsgálatokat a csólyospálosi és őrbottyáni homoktalajokon végeztünk el.
Eredmények:
Az 1m2 terület 100 cellájának
WDPT módszerrel mért víztaszítás értékek alapján Dekker és Ritsema (1996)
módszerével meghatározott talajnedvesíthetőség kategóriákat az 1. ábrán mutatom be.
Az őrbottyáni
homoktalaj nem tekinthető víztaszítónak. 100 mérésből csupán 1 pontot mértünk
víztaszítónak, 1 pontot pedig erősen víztaszítónak 1b ábra,
melynek több oka is lehet. Az őrbottyáni mintaterülettől kb. 20 méterre
található egy idősebb (30 éves) telepített fenyves (Pinus Sylvestris), mely fáiról is származhat talajnedvesíthetőséget
befolyásoló gyanta (Licher et al., 2012), illetve okozhatják egyéb szerves
maradványok is (pl.: viasz, hangyasav, növényi maradványok).
A csólyospálosi
homoktalaj víztaszító (1a. ábra),
helyenként erősen víztaszító. A víztaszításnak több lehetséges oka van: az élő
és/vagy bomló növényi-, vagy mikroorganikus maradványok lebomlásából származó
szerves vegyületek (Doerr et al., 2000; Hallett, 2007; Lichner et al., 2012),
továbbá hidrofób/amfifil komponensek ― pl.: növényi levél, szár és gyökerek
bomlástermékei, maradványai, gyantái és viaszai ― is előidézhetik (DeBano,
1969; Bisdom et al., 1993; Dekker et al., 2001; Moradi et al., 2012), mely
utóbbiak hidrofób bevonatot képezhetnek a talajrészecskék körül (Ellies et al.,
2005).
Az őrbottyáni és
csólyospálosi talajok fulvosav mennyisége hasonló, azonban az őrbottyáni talaj
huminsav tartalma mérhető mennyiségű volt. Az eddigi vizsgálatok a huminsav és
fulvosav arányát (HA/FA) jó indikátornak találta a talaj víztaszításával
kapcsolatban (Singer és Ugolini, 1976), miszerint a huminsavak ― lévén nagyobb
molekulatömegűek és ebből kifolyólag jóval hidrofóbbak, mint a fulvosavak ―
okozhatják az adott talaj víztaszítását. Vizsgálataink nem erősítik meg ezt a
hipotézist, hiszen annak ellenére, hogy a csólyospálosi talaj alig tartalmaz
huminsav-frakciót, víztaszítása igen jelentős, különösen a mérhető huminsavat
tartalmazó őrbottyáni talajjal összevetve.
A fenti mérések
értelmében a csólyospálosi talaj víztaszító, helyenként erősen víztaszító.
Ezért a feltételezésünk
az, hogy a csólyospálosi talaj víztaszítását nem a huminsavak dominanciája
okozza, hanem a talajban előforduló hidrofób karakterű anyagok. Ezek
jelenlétére utal a talaj összes szervesanyagtartalma és a lúggal kivont
szervesanyagtartalom közötti nagy különbség a csólyospálosi talajnál, mely
jóval nagyobb, mint az őrbottyáni homok esetében. Ezek az anyagok a növényekből
vagy akár az állati szervezetekből származó vegyületek, sokszor makromolekulák.
Ezek a nem, vagy csak részben, humifikálódott, azaz kémiailag nem átalakult (oxidáció,
degradáció) biopolimerek sokkal hidrofóbabbak lehetnek, mint a már
humifikálódott szervesanyag, amely szerkezetében a kémiai átalakulások
különböző poláris részeket, hidrofil funkciós csoportokat hozhatnak létre
(Hayes és Clapp, 2001). Ez okozhatja az őrbottyáni és csólyospálosi talajok
vízáteresztő képességében tapasztalt jelentős különbségeket. Azonban a víztaszításhoz
hozzájárulhat még a csólyospálosi régi barackos enyv és viasz kiválasztása,
továbbá a homoktalaj durvább szemcséit fulvosav is bevonhatja (Dekker et al.,
2005).
