Characterization of the organic matter stored in the major soil types of Hungary  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
81181
Type K
Principal investigator Hetényi, Magdolna
Title in Hungarian A magyarországi fő talajtípusok szerves anyagának jellemzése
Title in English Characterization of the organic matter stored in the major soil types of Hungary
Keywords in Hungarian talaj szervesanyag (SOM), globális C-ciklus, talaj típusok, Rock-Eval pirolízis
Keywords in English soil organic matter (SOM), global C-cycle, soil types, Rock-Eval pyrolysis
Discipline
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Ortelius classification: Mineralogy
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Department of Mineralogy, Geochemistry, and Petrology (University of Szeged)
Participants Bozsó, Gábor
Fekete, József
Gál, Anita
Nyilas, Tünde
Orosz, Tímea
Sajgó, Csanád
Starting date 2010-03-01
Closing date 2014-12-31
Funding (in million HUF) 31.301
FTE (full time equivalent) 9.88
state closed project
Summary in Hungarian
Mivel a talajban raktározódott nagy tömegű (legalább 1500 Gt) szerves anyag (SOM) az atmoszférában lévő szén-dioxid forrása és elnyelője is lehet, mennyiségének bármilyen változása módosítja az atmoszféra szén-dioxid tartalmát. A rendkívül heterogén összetételű SOM nagyon különböző átlagos élettartamú (néhány évtől sok ezer évig) alkotórészei természetesen nagyon különböző mértékben befolyásolják az atmoszféra és a talaj közötti C-cserét. Annak ellenére, hogy a talajban lévő szerves szén (SOC) meghatározó szerepet játszik a globális szénciklusban, az SOC különböző stabilitású csoportjainak egymás közötti, illetve az SOC és más fontos C-rezervoárok közötti C-cserélődés folyamatát még alig vizsgálták.
A tervezett kutatás célja a magyarországi fő talajtípusokban raktározódott, különböző összetételű szerves anyagok környezeti hatásának vizsgálata, az atmoszféra és a talaj közötti szén-dioxid cserében játszott szerepük összehasonlító elemzése. Célkitűzések: (1.) az SOM különböző eredetű és különböző stabilitású csoportjai részarányának meghatározása, (2.) a biopolimerek huminanyaggá történő transzformációjának kvantitatív jellemzése, (3) az SOM frakcióinak izolálása és részletes geokémiai vizsgálata. Az SOM összetételének kialakításában meghatározó szerepet játszó éghajlat hatásának elemzése érdekében, eredményeinket más éghajlat alatt képződött talajok publikált adataival hasonlítjuk össze.
Az izolálási, az analitikai módszerek kidolgozása és alkalmazhatóságuk tesztelése a vezető kutató 2009 októberében záródó OTKA-kutatásának keretében már megtörtént, az eredmények publikálásra kerültek.
Summary
Soil organic matter (SOM) representing the largest store (about 1500 Gt) of terrestrial organic carbon has a great environmental interest. Since SOM pool acts as a source and a sink of atmospheric carbon dioxide, any change in soil organic carbon (SOC) quantity may affect atmospheric carbon dioxide concentration. The organic matter in soils is very heterogeneous and is composed of different pools - with very different residence times (from few years up to millenia and longer) - which are considered to play different roles in the carbon exchange. Despite the major role of the SOC pools in the global carbon cycle, the dynamics of carbon exchange both within the SOC pool and between the SOC pool and the other major carbon reservoirs have been poorly studied.
The aim of this project is the geochemical characterization of the organic matter in the major soil types of Hungary in order to obtain more detailed information about the carbon dynamics and the sink-source function of different soils. The research is focused mainly on (1) the evaluation of the relative contribution of labile and stable bio-macromolecules, humic substances and the refractory fraction to the SOM, (2) the turnover of biopolymers to humic substances and (3) the isolation and detailed geochemical characterization of the SOM fractions (lipids, fulvic and humic acids and the most stable insoluble organic pool). In order to study variations in SOC pools with respect to climate, the results of this project are to be compared with data from other climatic zones determined by French researchers.
Isolation and analytical protocols have been developed and tested on soils and recent sediments in the framework of our present OTKA project (2005-2009).




 

Final report

  
Results in Hungarian
A talajban raktározódó heterogén összetételű szerves anyag (SOM) nagyon eltérő élettartamú komponensei különböző szerepet játszanak a legfontosabb környezeti változásokban. A Rock-Eval pirolízissel (RE) mérhető és számítható adatokat, elsősorban a pirogrammok matematikai bontásának eredményeit, felhasználva becsülhető a különböző stabilitású fő vegyületcsoportok hozzájárulása az SOM-hez. Napjainkig ez a becslés csak az SOM termikus krakkolódása során képződött szénhidrogéneket reprezentáló görbe bontásával történt. Ebben a projektben megkíséreltük a pirolízis során és a rezisztens szerves anyag oxidációjával képződött CO és CO2 görbék bontásának eredményeit is felhasználni az SOM jellemzésére. A magyarországi fő genetikai talajtípusok és néhány altípus reprezentáns mintáin végzett részletes RE vizsgálat és a különböző módszerekkel történt geokémiai mérések eredményeinek együttes értékelése nem jelzett szoros összefüggést az SOM geokémiai jellemzői, stabilitása és a talajtípusok között. A különböző stabilitású csoportok részaránya inkább a biológiai prekurzor anyag mennyiségének, minőségének és a talaj ásványos összetételének függvénye, de a kilúgozódás és a talajhasználat is jelentős módosító tényezőnek látszott. A RE adatok talajprofilja felhasználhatónak bizonyult a humifikáció folyamatának követésére, a talajszintek elhatárolására és a környezeti feltételek által előidézett jellegzetes változások kimutatására.
Results in English
Variations in the relative contribution of carbon pools with very different residence times to soil organic matter (SOM) have a crucial impact on the most important environmental processes. Rock-Eval pyrolysis (RE), especially through the mathematical deconvolution of pyrograms, is an effective method not only for the bulk geochemical characterization of SOM but also for estimating the major classes of organic components with different stability. Besides the deconvolution of the curve representing the hydrocarbons released by thermal cracking of SOM, that of CO and CO2 curves produced by the pyrolysis and the oxidation of the highly resistant organic matter were also used to study the stability of SOM. The results of this project displayed that not only the characteristics but the stability of the SOM was also controlled mainly by the supply and nature of source biomass and by the mineral composition of the soils. However, variations in the abundance of the SOM pools with different stability were strongly affected by the intensity of leaching and land use, too. The comparison of the RE data from different Hungarian soil types and some subtypes revealed that the relative contribution of the major classes to the SOM depended on the mineral composition rather than the genetic type of soil. Soil profiles of these data allowed us to follow the evolution of humification, to determine the soil horizons and to point out the alterations diagnostic of special environmental conditions.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81181
Decision
Yes





 

List of publications

  
T. Nyilas; N. Czirbus; M. Hetényi: Geochemical characterization of soils of slope sediments from calcic chernozem and red clay rendzina, Növénytermesztés Volume 60, Supplement 287-290, 2011
Czirbus N.; Nyilas T.; Hetényi M.: Vörösagyagos rendzina lejtőhordalékának geokémiai jellemzése, Az Élhető Vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia, Természeti erőforrásaink a globális környezeti folyamatok tükrében, Konferencia kötet pp. 180-188, 2010
T. Nyilas; I. Czinkota: Soil organic matter characterization by modified Rock Eval pyrolysis in a Calcic Chernozem profile, Advances in natural organic matter and humic substances research 2008-2010; XV. Meeting of the International Humic Substances Society, Proceedings Vol 2 198-201, 2010
M. Hetényi; T. Nyilas: Changes in SOM Composition as a function of land-use, Advances in natural organic matter and humic substances research 2008-2010; XV. Meeting of the International Humic Substances Society, Proceedings Vol 2 304-307, 2010
Czirbus N.; Nyilas T.; Bozsó G.; Hetényi M.: Az Aggteleki-Karsztról származó vörösagyagos rendzina talaj szerves anyagának geokémiai jellemzése Rock-Eval pirolízissel, TUDOC – 2010 Kárpát-medencei Doktoranduszok Nemzetközi Konferenciája, ISBN 978-963-269-186-2 konferencia kiadvány, 46-53, 2010
Nyilas T.; Hetényi M.: Különböző környezeti rendszerek szerves anyagának jellemzése termikus stabilitásuk alapján, Az Élhető Vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia, Természeti erőforrásaink a globális környezeti folyamatok tükrében, Absztrakt k, 2010
T. Nyilas; I. Czinkota; N. Czirbus; K. Kiss; M. Hetényi: Comparison of soil organic matter fractions of calcic chernozem, red clay rendzina, typical meadow and podzol brown forest soils, 13th Nordic Baltic IHSS Symposium, Book of Abstracts p. 37., 2011
T. Nyilas; N. Czirbus; T. M.Tóth; M. Hetényi: Investigation of slope sediment of red clay rendzina (Aggtelek Karst, Hungary), 6th International Symposium of Interactions of Soil Minerals with Organic Components and Microorganism, Abstr. V., 2011
T. Nyilas; M. Hetényi; N. Czirbus; A. Gál; Cs. Sajgó: Geochemical characterization of a meadow soil, Abstract volume of the 25th International Meeting on Organic Geochemistry, p. 623, 2011
Cs. Sajgó; J. Fekete; T. Nyilas; M. Hetényi: Influence of extraxtion temperature on the chemical composition of soil lipids, Abstract volume of the 25th International Meeting on Organic Geochemistry, p. 166, 2011
Cs. Sajgó; J. Fekete; M. Hetényi: Influence of sample preparation on hydrogen isotopic composition of soil lipid fraction, Studium Conferences: Hydrogen Isotopes as environmental recorders, p.49, 2011
N. Czirbus, T. Nyilas, M. Hetényi: Geochemical comparison of soil of red clay rendzina and its soil of slope sediments, XLI. Ifjú Szakemberek Ankétja, Book of Abstracts p. 34, 2011
Nyilas T., Czirbus N., Hetényi M.: A talaj szerves anyagának jellemzése Rock-Eval pirolízissel egy csernozjom szelvény példáján, Talajtani Vándorgyűlés, Absztrakt kötet 40., 2010
Nyilas T., Czirbus N., Kiss K., Hetényi M.: Vörösagyagos rendzina talajok vizsgálata (Aggteleki-karszt, Magyarország), II. Kőzettani és Geokémiai Vándorgyűlés, Absztrakt kötet p. 39., 2011
T. Nyilas; T. M.Tóth: Organic matter "fingerprint" determintaion by Rock-Eval pyrolysis, 4th International Congress Eurosoil 2012 Abstract Book, p. 1689, 2012
T. Nyilas; M. Imre; G. Nagy; A. Király; M. Venczel: Investigation of the environmental changes produced by human activity on examples of a sodic land a karst land, 4th International Congress Eurosoil 2012 Abstract Book, p. 836, 2012
N. Czirbus; T. Nyilas; K. Kiss; L. Bíró: Investigation of pedogenesis and weathering processes on Aggtelek Karst (North-East Hungary), 4th International Congress Eurosoil 2012 Abstract Book, p. 2360, 2012
T. Nyilas; I. Czinkota; N. Czirbus; A. Gál; M. Hetényi; G. Nagy; A. Király; M. Venczel: Variations in composition and quality of soil organic matter with respect to environmental conditions, 4th International Congress Eurosoil 2012 Abstract Book, p. 1769, 2012
T. Nyilas; N. Czirbus; M. Hetényi; I. Czinkota: Characterization of organic matter in rendzina soils, 4th International Congress Eurosoil 2012 Abstract Book, p. 1671, 2012
Á. Filep; T. Ajtai; N. Utry; M.D. Pintér; T. Nyilas; Sz. Takács; Zs. Máté; A. Gelencsér; A. Hoffer; M. Schnaiter; Z. Bozóki; G. Szabó: Absorption Spectrum of Ambient Aerosol and Its Correlation with Size Distribution in Specific Atmospheric Condition after the Red Mud Accident, Aerosol and Air Quality Research, 2012
T. Nyilas; G. Nagy; M. Papp; L. Bíró; M. Imre: Effects of the anthropogen activity in Lake Nagyszéksós (Mórahalom, Hungary), Növénytermelés Volume 62, Supplement 1-4, 2012
T. Nyilas; N. Czirbus; M. Hetényi: Geochemical characterization of soils of slope sediments from calcic chernozem and red clay rendzina, Növénytermelés Volume 60, Supplement 287-290, 2011
Nyilas T.; Hetényi M.: Különböző környezeti rendszerek szerves anyagának jellemzése termikus stabilitásuk alapján, Az Élhető Vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia, Természeti erőforrásaink a globális környezeti folyamatok tükrében, Absztrakt k. p. 85, 2010
T. Nyilas; M. Imre; G. Nagy; A. Király; M. Venczel: Investigation of the environmental changes produced by human activity on examples of a sodic land and a karst land, 4th International Congress Eurosoil 2012 Abstract Book, p. 836, 2012
T. Nyilas; G. Nagy; M. Papp; L. Bíró; M. Imre: Effects of the anthropogen activity on the water- and soil chemistry of the Lake Nagyszéksós (Mórahalom, Hungary), Növénytermelés Volume 62, Supplement pp. 449-452., 2013
Hetényi M., Nyilas. T., Czirbus N.: Residual inert carbon as a part of soil organic carbon measured by Rock-Eval pyrolysis, 26th International Meeting on Organic Geochemistry (IMOG 2013) Tenerife (Canary Islands (Spain) 16-20 September. Book of abstracts Volume 2, pp. 478-479., 2013
Sajgó Cs., Fekete J., Nyilas T., Hetényi M.: Geochemical characterization of some different soil types of Hungary, 26th International Meeting on Organic Geochemistry (IMOG 2013) Tenerife (Canary Islands (Spain) 16-20 September. Book of abstracts Volume 2, pp. 529-530, 2013
Nyilas T., Nagy G., Papp M., Imre M.: The effects of the cultivated fields soil chemistry of the Lake Nagyszéksós (Hungary), Proceedings of The 19th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, pp. 99-102. (ISBN 978-963-315-141-9), 2013
N. Czirbus, T. Nyilas, G. Bozsó, K. Kiss, L. Bíró: The origin of heavy metal content in soils of Aggtelek Karst (NE Hungary), Proceedings of The 19th International Symposium on Analytical and Environmental Problems, pp. 52-55. (ISBN 978-963-315-141-9), 2013
Nyilas T., Papp M., Bíró L., Imre M., Nagy G.: A mórahalmi Nagyszéksós-tó vízkémiai vizsgálatainak elemzése, A VI. Magyar Földrajzi Konferencia, a MEREIXWA nyitókonferencia és a Geográfus Doktoranduszok Országos Konferenciájának Tanulmánykötete pp. 659-671., 2012
Nagy G., Király A., Nyilas T.: Antropogén hatások vizsgálata a mórahalmi Nagyszéksós-tó területén, A VI. Magyar Földrajzi Konferencia, a MEREIXWA nyitókonferencia és a Geográfus Doktoranduszok Országos Konferenciája. Absztrakt kötet p. 149., 2012
T. Nyilas, G. Nagy, A. Király, L. Bíró, M. Papp: Investigation of the environmental changes produced by human activity on example of a karst lake with thermal spring-water, Növénytermelés Volume 61. Supplement, pp. 423-426., 2012
Nyilas T.; Nagy G.; Czinkota I.; Papp M.; Imre M.:: Water- and soil chemistry examinations in a saline area,, 26th International Meeting on Organic Geochemistry (IMOG 2013) Tenerife (Canary Islands (Spain) 16-20 September. Book of abstracts Volume 1, pp. 354-355, 2013, 2013
Király A.; Nagy G.; Nyilas T.: A klímaváltozás hatására bekövetkező környezeti változások feltárása a mórahalmi Nagyszéksós-tó területén, A VI. Magyar Földrajzi Konferencia, a MEREIXWA nyitókonferencia és a Geográfus Doktoranduszok Országos Konferenciája, Abstract kötet p. 95, 2012
Bozsó G, Czirbus N, Hetényi M: Qualitative and quantitative properties of clay minerals in salt-affected sediments with different organic matter and salt content in the Lake Fehér in Szeged and Kardoskút., In: Kleeberg R (szerk.) (szerk.) Middle European Clay Conference 2014 Abstract book . Dresden, Németország, 2014.09.16-2014.09.19. Kiadvány: 2014. pp. 163, 2014
Czirbus N, Nyilas T, Raucsik B, Hetényi M: Az ásványos összetétel hatása különböző, mészkő alapkőzeten képződött talajok szerves anyagának termikus stabilitására, In: Pál-Molnár E, Harangi Sz (szerk.) (szerk.) Kőzettani folyamatok a földköpenytől a felszínig: 5. Kőzettani és geokémiai vándorgyűlés. Budapest: MTA-ELTE Vulkanológiai Kutatócsoport; SZTE ÁGKT Vulcano Kutatócsoport, 2014. pp. 23., 2014
Hetényi Magdolna, Nyilas Tünde: Soil organic matter characterization using S3 and S4 signals from Rock-Eval pyrolysis, PEDOSPHERE 24: (5) 563-574, 2014
Hetényi M, Nyilas T, Sajgó Cs: Organic geochemical evidence of late Pleistocene–Holocene environmental changes in the Lake Balaton region (Hungary), ORG GEOCHEM 41: (9) 915-923, 2010
Czirbus Nóra: A Rock-Eval pirolízis alkalmazásának lehetőségei a talajok vizsgálatában, A szerves geokémia aktuális kérdései, GeoLitera, 2014
Bozsó Gábor: Szikes tavi üledékekben felhalmozódó szerves anyag minőségi és mennyiségi jellemzői, A szerves geokémia aktuális kérdései, GeoLitera, 2014
Nyilas Tünde: Szerves anyag vizsgálatok talajokban Rock-Eval pirolízissel, A szerves geokémia aktuális kérdései, GeoLitera, 2014
N. Czirbus, T. Nyilas, B. Raucsik, M. Hetényi: Investigation of the effect of soil mineral composition on soil organic matter stability, Soil &Water Resc., 11. 147o-154o, 2016
D. Sebag, E.P. Verrecchia, L. Cécillon, T. Adatte, R. Albrecht, M. Aubert, F. Bureau, G. Cailleau, Y. Copard, J.-R. Disnar, M. Hetényi, T. Nyilas, L. Trombino: Dynamics of soil organic matter based on new Rock-Eval indices, Geoderma 284. 185o-203o, 2016




 

Events of the project

  
2015-06-26 11:52:43
Résztvevők változása
2010-03-11 16:20:24
Résztvevők változása



Back »