Hydrology, Hydrogeology (Council of Complex Environmental Sciences)
10 %
Panel
Complex agricultural sciences
Department or equivalent
Agricultural Institute (Centre for Agricultural Research)
Participants
Rajkai, Kálmán
Starting date
2007-07-01
Closing date
2012-06-30
Funding (in million HUF)
3.269
FTE (full time equivalent)
2.04
state
closed project
Summary in Hungarian
A talajtani adatbázisok komoly hiányossága, hogy a talaj vízgazdálkodása szempontjából igen fontos telítési vízvezető-képessége vagy hiányzik vagy gyakran csak becsléssel származtatták az adatbázis egyéb elemeiből vagy ha megmérték is, a mérések során vagy többféle módszert alkalmaztak vagy igen kicsi méretű mintát használtak. A különböző módszerrel meghatározott vezetőképesség értékek miatt az adatbázison a vízvezető-képesség becslésére szolgáló pedotranszfer függvények kidolgozása problematikus. A néhány cm-es mintaméretből következik, hogy a talajszelvény szintű (pedonméretű) reprezentativitás nem egyértelmű. Annak érdekében, hogy Magyarország talajaira a talajok telítési vízvezető-képességére módszertanilag egységes adatbázis legyen összeállítható, amelyben a mért értékek megfelelően reprezentálják a mintavételi hely talajszelvénnyel jellemzett talaját, olyan módszer kidolgozását tervezzük, amellyel bolygatatlan mintákon történő méréssel, tetszőleges talaj pedonléptékű telített és telítésközeli vízvezető-képesség értékei határozhatók meg laboratóriumi körülmények között. Az új módszert Magyarország mezőgazdasági szempontból jellemző talajtípusaira tesztelnénk. Az új módszerrel bővíthetnénk a már meglévő talajtani adatbázisainkat és előkészíthetnénk egy pedonléptékű vízvezető-képesség becslőeljárás kidolgozását. Olyan talajtani adatbázis kialakítására szolgáló módszertan alakulna ki, melynek segítségével a több kutatóhelyen is használt vízgazdálkodási szimulációs modellek az ország teljes területére használhatóvá válnának.
Summary
Although the saturated hydraulic conductivity is an important parameter in terms of the soil water regime it is often missing or only estimated from other elements of the database, or if it was measured either different methods were employed or the samples were too small. Because of the different methods applied development of pedotransfer functions is problematic using such databases. Resulting from the applied small samples the determined conductivity value might not be characteristic of the soil profile (pedon). In order to create a methodologically homogeneous conductivity database for Hungarian soils in which the measured values are representative of the soil profile of the samples, a new method is to be made with which the saturated and near saturated water conductivity of undisturbed pedon-scale samples taken from any soil can be determined in the lab. The new method will be tested for agriculturally characteristic soils of Hungary. Using the new method the existing soil databases can be extended and the development of padon-scale pedotransfer function for hydraulic conductivity can be prepared. With the help of the new methodology the presently used water balance simulation models could be applied to the whole territory of the country.
Final report
Results in Hungarian
A projekt fő célja az volt, hogy különféle terepi és laboratóriumi eljárások vizsgálata/használata során szerzett tapasztalatok alapján, egy kiforrott és könnyen reprodukálható mérési módszertan kerüljön kidolgozásra a talajok telített (KS) és telítés közeli (Kfs) vízvezetőképességének határozására. Négy terepi, kettő labor és tíz becslőeljárást vizsgáltunk meg és hasonlítottunk össze három igen különböző talajféleségen. A becslőeljárások egyikét sem találtuk megbízhatóan alkalmazhatónak. A terepi eszközök esetében megállapítottuk, hogy a velük mért nyers beszivárgási adatok kiértékelése során alkalmazott közelítések/elhanyagolások komoly hiba- illetve bizonytalansági-forrást jelenthetnek a KS értékek meghatározásában. A terepi mérőeszközök közül egyértelműen az un. Mini Disc Infiltrometer-t (kiskorongos beszivárgás-mérő) találtuk legalkalmasabbnak. Olcsó, könnyen kezelhető és a segítségével mért nyers adatok kiértékelése, azaz a KS értékének számítása is egyszerű. A Suction Crust Infiltrometer-re (’kéreg’ módszer), az eredeti metodikát továbbfejlesztve, részletes mintavételezési és labormérési eljárást dolgoztunk ki. Ez a módszer valódi alternatívája lehet a jelenleg szabványos kispatronos (100 cm3) állandó/csökkenő vízoszlop módszerének mivel a valóságos talajállapotot jobban reprezentáló mintákon történik a mérés kifinomultabb technikával.
Results in English
The main objective of the project was to elaborate a well-defined and easily reproducible method for determining the saturated (KS) and near-saturated (Kfs) hydraulic conductivity of soils based on the experiences acquired in using and investigating various field and laboratory methods. Four field, two laboratory and ten estimation procedures were analyzed and compared on three considerably different soil types. None of the estimation procedures was found to be reliably applicable for all soil types. For the field methods the applied evaluation method for assessing raw measured data could be a significant source of error or uncertainty when calculating the KS values. Without doubt, the Mini Disc Infiltrometer was found to be the most suitable for measuring KS among the field methods. It is inexpensive, easy to handle, and its procedure for evaluating the raw measured data (calculating KS) is quite simple. Improving its original methodology a detailed sampling and lab measurement method was elaborated for the Suction Crust Infiltrometer. As it measures KS on soil samples representing the real soil status better with more sophisticated methodology, the Suction Crust Infiltrometer could be a real alternative to the present, standard procedure that uses the constant/falling head technique on small (100 cm3) samples.
Fodor N., Sándor R., Orfanus T., Lichner L., Rajkai K.,: Evaluation method dependency of measured saturated hydraulic conductivity, Geoderma, 2011
Sándor R., Fodor N.,: Simulation of Soil Temperature Dynamics with Models Using Different Concepts, The Scientific World Journal, 2012
A. Megyes, N. Fodor, L. Huzsvai and T. Rátonyi: Modelling the effect of tillage systems on water and nitrogen dynamics of chernozem soil in a long-term experiment, Cer. Res. Comm., 2008; 36(2):915-918, 2008
Máthéné G.G., Fodor N.,: Modeling the phosphorus balance of different soils using the 4M crop model, Plant, Soil and Environment (accepted), 2012
Nándor Fodor, Ildikó Dobi, János Mika, László Szeidl: MV-WG: a new multi-variable weather generator, Meteorology and Atmospheric Physics 107: 91-101, 2010
Fodor N., Blaskó L., Éri L., Rajkai K.,: Hidraulikus vezetőképesség mérési és becslési eredmények összehasonlítása homoktalajra, Agrokémia és Talajtan 58: 369-380, 2009
Fodor N., Rajkai K.: Analysis of measured and estimated saturated hydraulic conductivities using HUNSODA, Agrokémia és Talajtan 59:19-28, 2010
Fodor, N., K. Rajkai: Representativity of hydraulic conductivity measurements on sandy soil, LI. Georgikon Napok Konferencia, 2009
G. Koltai , G. Milics, M. Neményi, V. Nagy, K. Rajkai: Plant Water Supply of Layered Alluvial Soils under Different Weather Conditions, Cer. Res. Comm., 2008; 36(2):167-171., 2008
Sándor R., Fodor N., Rajkai K..: A bizonytalanság megjelenése a hidraulikus vezetőképesség mérésekben, Az élhető vidékért 2010 környezetgazdálkodási konferencia. 2010. szeptember 22-24., Siófok, 2010
Lichner, L., Orfanus, T., Czachor, H., Rajkai, K., Fodor, N., Sándor, R: Ponded infiltration into water repellent soil in field and laboratory conditions, 18th International Poster Day; Transport of Water, Chemicals and Energy in the Soil-Plant-Atmosphere System; Bratislava, 2010
Rajkai Kálmán: The Role of Soil in Bioclymatology, Soil Water Res. 3:30-41., 2008
Events of the project
2022-01-10 11:49:34
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Növénytermesztési Osztály (Agrártudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Mezőgazdasági Intézet (Agrártudományi Kutatóközpont).
2014-01-17 09:05:37
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Talajtani és Agrokémiai Intézet (MTA Agrártudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Növénytermesztési Osztály (MTA Agrártudományi Kutatóközpont).
