 |
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
 |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
104899 |
| típus |
PD |
| Vezető kutató |
Madarász Balázs |
| magyar cím |
Gyepes sávok szerepe a talajerózióban |
| Angol cím |
Role of grass strips in soil erosion control |
| magyar kulcsszavak |
gyepes sáv, talaj erózió, tápanyagveszteség |
| angol kulcsszavak |
grass strip, soil erosion, nutrient loss |
| megadott besorolás |
| Természetföldrajz (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 100 % | | Ortelius tudományág: Földrajz |
|
| zsűri |
Földtudományok 2 |
| Kutatóhely |
Földrajztudományi Intézet (HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont) |
| projekt kezdete |
2013-01-01 |
| projekt vége |
2016-12-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
11.962 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
3.20 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A felszíni lefolyás negatív következményeként jelentkezik a talajerózió és üledék lerakódás, a talaj elszegényedése valamint az élővizek fizikai és kémiai elszennyeződése. A talaj elszegényedését a talaj termékeny, tápanyagokban és szerves anyagokban gazdag felső szintjének lepusztulása okozza. A hazai szakirodalomban kevés adat található a füves sávok talajerózió, a tápanyag- és növény védőszerek lemosódása elleni védekezésben betöltött szerepéről.
A gyepes sávok talajpusztulásban, a tápanyagok és növényvédő-szerek felfogásában betöltött szerepükről igen kevés vizsgálati adat áll rendelkezésünkre hazánkban. A kutatás célja a gyepes sávok talajpusztulás, tápanyag- és növény védőszer lemosódás megelőzésében betöltött szerepének vizsgálata. Vizsgálatokat három léptékben, parcella, tábla és mikrovízgyűjtő szinten végzem. Parcella szintű méréseket egy speciális 4 db 24x50 m-es parcellán végzem, ahol a gyűjtőrendszerhez kapcsolt tartályokkal csapadékeseményenként vizsgálható a lefolyás és szediment mennyisége, a minták fizikai ill. kémiai összetétele, talaj szerves szén tartalma, a lemosódó makroelemek és növényvédő-szerek mennyisége. A vizsgálatokat repce, kukorica és őszi búza kultúrákban végzem el. Tábla szinten folyadék-mintagyűjtő párok elhelyezésével a makroelemek és a talajveszteség kerül becslésre, míg mikrovízgyűjtő szinten, ahol egy hosszanti füves vápa kerül kialakítására, a talajpusztulás, a szedimentáció hatása kerül vizsgálatra, valamint, hogy a művelésből kivett terület mennyiben csökkenti a terület hozamát.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A felszíni lefolyás és a talajerózió világszerte komoly problémát okoz. Következményei a talajerózió, az üledék lerakódás és a talaj elszegényedése. Nagyobb térségeket fenyegető probléma az élővizek fizikai és kémiai elszennyeződése. A barázdás – és végső soron az árkos – erózió elleni harc eszközei lehetnek a gyepes sávok. A mikrodomborzat által előre jelzett vápákban összegyűlik a területről lefolyó víz, mely a megnövekedett tömeg miatt csekély lefolyás esetén is könnyen megbontja a talajfelszínt. Ha ezen természetes vízlevezetőket állandó vegetációval fedjük kevésbé sérülékenyek, mint a szántóföldi kultúrák gyakran fedetlen, vagy kis fedettségű felszínei. A gyep további előnye, hogy a felszínen mozgó vizet megszűri, a növények szára és gyökérzete a lefelé mozgó víz energiáját megtörik, s némileg visszatartják. A folyás lelassítása elősegíti a víz talajba szivárgását és a szedimentációt egyaránt. A lepusztult talaj, tápanyagok (növényvédő-szerek) mennyiségét jelentősen csökkentik, s a megmozdult talajszemcsék lerakódását elősegíti. A gyepes sávok fékezik a szediment, a vízszennyezők és a tápanyagok élővízbe-jutását. E sávok alkalmazásával a területről eltávozó vízmennyiség is csökken, ezért kiterjedt alkalmazásuk hatással lehet az aszálykárok mérséklésére, illetve a manapság egyre gyakoribb hirtelen fellépő árhullámok kialakulására is. Alkalmazásukkal a hazai gyakorlatban nemigen találkozhatunk, így a gyepes sávoknak az erózióban betöltött szerepükről igen kevés vizsgálati adat áll rendelkezésünkre. Ezért kutatásom célja a gyepes sávok talajpusztulás, tápanyag- és növény védőszer lemosódás megelőzésében betöltött szerepének vizsgálata.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A mezőgazdaságban végbemenő technológiai fejlődés nagymértékben növelte a hozamokat, ugyanakkor a fejlődés a talaj és tápanyagok fokozott pusztulásával és a vadonélő növény- és állatfajok megfogyatkozásával járt együtt. A gyarapodó ismeretek azonban ma már lehetővé teszik, hogy hatékony gazdálkodás mellett is biztosítsuk a mezőgazdasági területeken a talaj- és annak termékenységének, valamint a biológiai sokféleség megőrzését, illetve értékes élőhelyeket őrizzünk meg vagy teremtsünk újra a mezőgazdasági tájban. Ennek egyik módja a gyepes sávok telepítése, amely (talaj, tápanyagok, növényvédő-szerek) erózióra gyakorolt hatását vizsgálja e kutatás. A gyepes sávok jelentősége azonban még ennél is nagyobb. Eltérő mikroklímájukkal megbontják a nagy kiterjedésű monokultúrákat, változatos talajfelszínt és arra települő növényvilágot alakítanak ki. A sávok kiváló lehetőséget kínálnak a vadonélő élővilág számára, segítik a kártevők és a gyomok elleni védekezést, és a zöld folyosó szerepét tölthetik be. Az emelkedő műtrágya árak, a talaj- és környezetkímélő technológiát szorgalmazó támogatások hatására (pl. a 2011 októberében elfogadott új Közös Agrárpolitika reformterv) az utóbbi években egyre nagyobb az érdeklődés az új „zöld” megoldásokkal szemben, azonban a füves sávok továbbra sem kaptak elég figyelmet eddig Magyarországon. Éppen ezért különösen fontos, hogy ezen technológiáról hazai viszonylatban minél többet megtudjunk, amely alapul szolgáltathat a széleskörű elterjedéséhez és tudományos alapot az alkalmazáshoz. A szántóföldi termelésben megfelelő kompenzációval megvalósítható lenne a természetkímélő gazdálkodás, amely találkozik / találkoznia kell a területen gazdálkodó termelők érdekeivel is.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A mezőgazdaságban végbemenő technológiai fejlődés nagymértékben növelte a hozamokat, ugyanakkor a fejlődés a talaj és tápanyagok fokozott pusztulásával és a vadonélő növény- és állatfajok megfogyatkozásával járt együtt. Élénk felszínű dombsági területeken a domborzati viszonyok predesztinálják a jelentős talajpusztulást, valamint a lepusztult talaj áthalmozását, a kultúrnövények eltemetését. A felszíni lefolyás és a talajerózió világszerte komoly problémát okoz. Nem kívánt következményei a talaj lepusztulás, üledék lerakódás és a talaj tápanyagvesztése mellett a felszíni vízfolyások és tavak elszennyeződése. A gyepes sávok talajpusztulásban, a tápanyagok és növényvédő-szerek felfogásában betöltött szerepükről igen kevés vizsgálati adat áll rendelkezésünkre hazánkban. A kutatás célja a gyepes sávok talajpusztulás, tápanyag- és növény védőszer lemosódás megelőzésében betöltött szerepének vizsgálata. Vizsgálatokat három léptékben, parcella, tábla és mikrovízgyűjtő szinten végzem.
A korábbi, a talajkímélő- és a hagyományos gazdálkodási ágakat összehasonlító kutatások folytatásaként, további eredmények várhatók e két művelési mód esetében a füves sávval és anélkül mérhető lepusztulási adatokról. A kutatási eredmények ismeretében a hazánk dombsági területén gazdálkodók tudatosan dönthetnek majd, hogy milyen módon kívánnak védekezni a talaj lepusztulása ellen, és hogy a befektetésük mi módon és mikor térül meg. A talajerózió elleni védekezés kiemelten fontos a mezőgazdaság (talaj, tápanyagok, növényvédő-szerek helyben maradása, kevesebb kemikália-igény) és a környezet (élővizek elszennyezésének mérséklése) szempontjából.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Negative consequences of overland flow are soil erosion, sedimentation and land degradation, and even more serious damage such as physical and chemical pollution in downstream areas. Land impoverishment is due to the loss of fertile topsoil with its load of organic matter and nutrients There is little data in the Hungarian literature about the grass strips in protection against soil erosion and as a natural way to keep nutrients and pesticides on site.
Main goal of the planned research is to study the role of grass strips in the prevention of soil erosion and nutrient- and pesticide runoff and loss. The effect of grass strips will be examined in field conditions in three different scales: on plot-, field- and micro-watershed-size study areas. The plot-scale measurements will be carried out on four, 24x50m size plots equipped with a special collection system of pipes and tanks. Here the amount of runoff water and sediment, the physical and chemical properties of the samples, the organic carbon content of the soil and the amount of macro-elements and pesticides leaving the plot with the runoff water will be measured after each precipitation event. Rape, maize and winter wheat will be the cultures subject of the investigations.
On the field-scale sample area sample collection pairs will be settled to measure the soil- and macro-element loss by runoff.
A longitudinal grass strip will be created in the scale of a micro-watershed area, where soil erosion and sedimentation will be examined. Besides here it will be possible to assess how much the area with no production (i.e. the grass strip) affects the yield of the area.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
Overland flow and soil erosion are worldwide problems. Negative consequences are erosion, sedimentation and land degradation, and even more serious damage such as physical and chemical pollution in downstream areas. Grass strips are tools of the fight against the rill and subsequent gully erosion caused by the runoff water accumulated in micromorphological soles. The water can carry away significantly less soil if these natural draining paths are covered by vegetation, compared to the uncovered or sparsely vegetated plough land cultures. Other advantage of the grass is that it filters the runoff water. Stems and roots break the energy of the out-flowing water and are able to hold back part of the water, too. Both infiltration and sedimentation are promoted by the slackening of running water, therefore less soil nutrient and pesticide can leave the area polluting the surface waters. As the quantity of runoff water is also reduced, grass strips may lessen the damage of droughts and decrease the probability of flash-floods.
Grass strips hardly appear in the agricultural practise and there is little information on their role in soil protection against erosion and as a natural tool to prevent nutrients and pesticides from getting into the surface waters. Accordingly, main objective of my planned research is twofold: examination of the grass strips as means 1) of preservation of the soil on the plough land (together with the nutrients and pesticides), and 2) of environment protection against the increased nutrient and chemical income.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Output oriented expansion of the agriculture led to an accelerated soil- and nutrient erosion and to a decrease of the wild flora and fauna species. With the application of new, natural techniques, like the formation grass strips, preservation of the soil and its fertility together with valuable habitats in the agricultural landscape is achievable. Present research aims at the investigation of the effect of grass strips on erosion of soil, nutrients and pesticides. The significance of grass strips is even bigger: they break the large monocultures as they have a diverse soil surface, microclimate and vegetation. Grass strips help the protection against pests and weeds and they form green corridors for the wild animals. Nowadays, owing to the growing price of the fertilizers and pesticides and to the support of the environmental-friendly technologies (reformed Common Agricultural Policy accepted in October 2011), the popularity of the “green” solutions is increasing. However, in Hungary there is still little interest for the grass strips. This is why it is important to have more information on this technology and its applicability in Hungary. A detailed study is necessary to serve as a scientific basis for the widespread application of grass strips. With an appropriate compensation system in plough land cultures an environment-friendly farming would be feasible, which would meet the interests of the local farmers.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Increased productivity of the modern agriculture came together with significant soil erosion and a considerable damage of the wild flora and fauna. Large scale agriculture in hilly regions of dissected topography suffers from the denudation of the soil from the upper-slopes, transporting away soil particles, nutrients and pesticides and consequent re-deposition on the lower part of the slopes, burying the culture plants. Even more serious damage is the physical and chemical pollution in downstream areas. In Hungary there is little information about the application of grass-strips to prevent soil erosion and its environmental consequences. Main goal of the planned research is to study the role of grass strips in the prevention of soil-, nutrient- and pesticide runoff and loss. During the planned project the effect of grass strips will be examined in 3 scales: in plot-, field- and micro-watershed area scales.
As a continuation of an earlier research project of conventional and conservational tillage types, further results are expected by the comparison of the erosion observed on the two tillage types with-and without grass strip. As a result, Hungarian countrymen farming on hilly areas will have full knowledge on the possibilities the of the erosion prevention on their lands and if their investments will return by the quality improvement of their land. Protection against erosion is very important from the point of view of the agriculture (soil and nutrients and pesticides remaining on site, less chemicals needed) and from the point of view of the environment (less pollution in the surface waters) as well.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Közleményjegyzék |
|
|
| Madarász B. Jakab G. Bádonyi K. Juhos K. Tóth A. Benke S. Csepinszky B. Szalai Z. Kertész Á.: Long-term effects of conservation tillage on soil erosion in continental, sub-humid Central Europe, Hungary., Environmental Science and Pollution Research. (Közlésre elküldve), 2017 | | Madarász B, Juhos K, Ruszkiczay-Rüdiger Zs, Benke Sz, Jakab G, Szalai Z: Conservation tillage vs. conventional tillage: long-term effects on yields in continental, sub-humid Central Europe, Hungary, http://real.mtak.hu/44912/, 2016 | | Jakab G, Szabó J, Szalai Z, Mészáros E, Madarász B, Centeri Cs, Szabó B, Németh T, Sipos P: Changes in organic carbon concentration and organic matter compound of erosion-delivered soil aggregates, ENVIRONMENTAL EARTH SCIENCES 75:(2) pp. 1-11., 2016 | | Szalai Z, Szabó J, Kovács J, Mészáros E, Albert G, Centeri Cs, Szabó B, Madarász B, Zacháry D, Jakab G: Redistribution of soil organic carbon triggered by erosion at field scale under subhumid climate, Hungary, PEDOSPHERE 26:(5) pp. 652-665. (2016), 2016 | | Madarász B, Tóth A (szerk.): International Conference on Conservation Agriculture and Sustainable Land Use: Book of Abstracts, Budapest: MTA CSFK Földrajztudományi Intézet, 2016. 104 p., 2016 | | Tóth A, Madarász B (szerk.): International Conference on Conservation Agriculture and Sustainable Land Use : Proceedings, Budapest: MTA RCAES Geographical Institute, 2016. 68 p., 2016 | | Madarász B, Jakab G, Csepinszky B, Bádonyi K, Szalai Z, Kertész Á: Szántásos és talajkímélő művelések talaj és vízgazdálkodási vizsgálata, Talajvédelem, 2013 | | Madarász B, Kertész Á: A gyepes sávok szerepe a talaj, víz és természetvédelemben, IX. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, Miskolc, 2013 | | B. Madarász, Á. Kertész: Investigations on SOC content and soil water management properties of soils under conventional and conservation tillage, SOIL CARBON SEQUESTRATION for climate, food security and ecosystem services International conference REYKJAVÍK, ICELAND, 27 ‐ 29 May 2013, 2013 | | Centeri C, Szabó B, Jakab G, Kovács J, Madarász B, Szabó J, Tóth A, Gelencsér G, Szalai Z, Vona M: State of soil carbon in Hungarian sites: loss, pool and management, New York: Nova Science Publishers, 2014. pp. 91-117., 2014 | | Jakab G, Kiss K, Szalai Z, Zboray N, Németh T, Madarász B: Soil organic carbon redistribution by erosion on arable fields, In: Hartemink A, McSweeney K (szerk.) Soil carbon. 506 p. Dordrecht: Springer, 2014. pp. 289-296., 2014 | | Kertész Á, Madarász B: Conservation agriculture in Europe, INTERNATIONAL SOIL AND WATER CONSERVATION RESEARCH 2:(1) pp. 91-96. (2014), 2014 | | Madarász B, Csepinszky B, Benke Sz: Gyepes sávok szerepe a talajerózió elleni védekezésben, In: Jakab G, Szalai Z (szerk.) Talajpusztulás térben és időben: az "Eróziós kerekasztal 2013" közleményei. 82 p., 2014 | | Madarász B, Kertész Á: SOM content and soil water management properties of soils under conventional and conservation tillage, In: Halldórsson G et al (szerk.) Soil carbon sequestration for climate food security and ecosystem serv, 2014 | | Madarász B, Csepinszky B, Jakab G, Szalai Z, Benke Sz: Gyepes sávok szerepe a mezőgazdasági területek erózió elleni védekezésében, In: Sisák István, Homor Anna, Hernádi Hilda (szerk.) Talajtani Vándorgyűlés: A talajok térbeli változatossága - elméleti és gyakorlati vonatkozások., 2014 | | Benke Sz, Madarász B, Bádonyi K, Kertész Á: A környezetkímélő talajművelés hatása a madárfaunára, In: Madarász Balázs (szerk.) Környezetkímélő talajművelési rendszerek Magyarországon: elmélet és gyakorlat., 2015 | | Domonkos M, Horváth Z, Madarász B, Biró B: Művelési módok összehasonlító értékelése mikrobiológiai és mikromorfológiai vizsgálatokkal, In: Madarász Balázs (szerk.) Környezetkímélő talajművelési rendszerek Magyarországon: elmélet és gyakorlat., 2015 | | Dyson J, Madarász B, Wallace D, Pecze R: Pesticide runoff from cropped fields and vegetative buffers: modelling and mitigation strategies, In: Cigolini M, Luzzani G, Sacchettini G (szerk.) Environmental risk assessment and management, 2015 | | Madarász B, Csepinszky B, Benke Sz, Juhos K, Bádonyi K, Kertész Á: Gyepes sávok szerepe a talajerózió elleni védekezésben, n: Madarász Balázs (szerk.) Környezetkímélő talajművelési rendszerek Magyarországon: elmélet és gyakorlat, 2015 | | Madarász B, Benke Sz: Role of grass strips and conservation agriculture in soil erosion control, n: Hungarian Geographical Society (szerk.) EUGEO Budapest 2015: congress programme and abstracts., 2015 | | Madarász Balázs (szerk.): Környezetkímélő talajművelési rendszerek Magyarországon: elmélet és gyakorlat, Budapest: MTA CSFK Földrajztudományi Intézet, 2015 | | Jakab G, Szabó J, Szalai Z, Mészáros E, Madarász B, Centeri Cs, Szabó B, Németh T, Sipos P: Changes in organic carbon concentration and organic matter compound of erosion-delivered soil aggregates, Environmental Earth Sciences, 75(2), 1-11, 2016 | | Madarász B, Juhos K: Talajkímélő művelési módok terméshozamra gyakorolt hatásai lejtős területeken, ÉRTÉKÁLLÓ ARANYKORONA 16:(10) pp. 35-37., 2016 | | Tóth A, Sipos P, Madarász B: Complementary examinations to a field scale study on soil redistribution due to erosion using rare earth oxides as tracers, In: Madarász B, Tóth A (szerk.) International Conference on Conservation Agriculture and Sustainable Land Use: Book of Abstracts. 104 p., 2016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
