A bükki barna erdőtalajok klímaérzékenységének vizsgálata matematikai modell alkalmazásával

A klímaváltozásnak a bükki barna erdőtalajokra gyakorolt hatását vizsgálták és értékelték matematikai modellen (SWAP) alapuló szcenárió analízissel. A modellezéshez szükséges meteorológiai adatokat az ENSEMBLES projekt eredményén alapuló korrigált klimatológiai adatbázisból, a FORESEE-ből, a talajtani adatokat a TIM adatbázisból vették. A talajvízforgalom éven belüli változékonyságának vizsgálatát a teljes adatsorból kiválasztott összesen 18 mintaéven végezték el. A kapott eredmények alapján megállapítható, hogy az évi középhőmérséklet fokozatos emelkedésére lehet számítani. A csapadékösszeg azonban a jelenlegi klímára jellemző átlagos évi csapadékösszeghez képest a közeljövőben (A1B55) csökkenést, a távoli jövőben AB100) növekedést mutat. Ebből arra lehet következtetni, hogy az extrém nagy csapadékú (20mm napai csapadékösszeget meghaladó) napok száma megnövekszik, míg a csapadékos napok száma enyhe csökkenő trendet mutat. megállapítást nyert, hogy a közeli és a távoli jövőben a párolgás és a transzspiráció növekedésével számolhatunk a száraz és csapadékos években egyaránt

Városi csapadékvízgyűjtő tározó méretének vizsgálata az 1901-2020 időszak napi meteorológiai adatai alapján = Evaluation of urban rainwater storage sizing based on daily meteorological data for the 1901 – 2020 period

A tanulmány az épületek tetővizeinek gyűjtésére szolgáló csapadékvíz tározók vizsgálatát mutatja be, egy a magyarországi viszonyok között jellemző tetőmérettel és egy lehetséges vízhasználattal. A vizsgálat egy egyszerű, napi csapadék és hőmérséklet adatokon alapuló modell alapján történt. A modell, minthogy 120 év adatain alapul, alkalmas arra, hogy az időközben lezajlott ingadozások és a bekövetkezett emberi tevékenységre visszavezethető klímaváltozás hatásait bemutassa. Emellett vizsgálható az egyes járatos névleges térfogatú tározók néhány jellemzője is. A tanulmányban az éves és a fagymentes időszakra kiterjesztett csapadékgyűjtés eredményeit mutattuk be. Vizsgálat tárgyát képezte egy extrém nagy tározó alkalmazása is, amely során az öntözött terület változtatása volt elemezhető. A vizsgálatok egyik megállapítása az, hogy a tározás optimális mérettartományának felső határa a felvett bemeneti és kimenti paraméterek mellett, az adott napi meteorológiai adatok figyelembevételével a 20 m3 környezetében helyezkedik el. A tározó kihasználtsága efelett lényegében alig értelmezhető és az optimális térfogat valahol e szint alatt található. Vizsgáltuk azt is, hogy az egyes paraméterek aránya miként változott az elmúlt évszázadban. A tanulmány megállapítása az, hogy az öntözési célú vízvisszatartás mindenképp pozitív hatású. A nagyobb tározó kialakítása általában jobb mutatókat eredményez, de felvethető, hogy egy háztartás esetében a beruházási költségek megtérülése miképp alakul, ez további vizsgálatok tárgya kell legyen. = The study presents the investigation of rainwater reservoirs for collecting roof water from buildings, with a roof size typical for Hungarian conditions and a possible water use. The study was based on a simple model based on daily precipitation and temperature data.The model results, which took into account 120 years of data, are suitable for showing the effects of the fluctuations that have taken place in the meantime as the spontaneous fluctuations of the climate and by climate change that can be traced back to human activity. In addition, it was possible to examine some of the characteristics of each reservoir with a nominal volume. In the study, we have presented the results of rainwater collection in the case of annual (whole-year) and seasonal (frost-free) periods. The examination of an extremely large reservoir was also the subject of the study, during which the change in the irrigated area was analyzed. One of the findings of the tests is that the estimated upper limit of the optimal size of the reservoir. It was found that with the frame of the recorded input and output parameters, taking into account the meteorological data, the maximum reasonable size of the tank is around 20 m3 , although the optimal volume is to be found well below this value. The utilization of greater reservoir cannot be interpreted. We also examined how the ratio of individual parameters changed over the past century. The conclusion of the study is that water retention for irrigation purposes is definitely positive. The design of a larger reservoir usually results in better indicators, but it is possible to raise the question of how the return on investment costs can be validate in the case of a household. This question should be the subject of further investigations

Soil Nutrient Dynamics and Nitrogen Fixation Rate Changes over Plant Growth in Temperate Soil

Research on the use of soil enhancer materials such as biochar from soil chemical perspective still provide differing results; therefore, investigations focusing on soil-biochar-plant interactions are still necessary to constrain our understanding of complex biochar effects. The present study investigated the changes in biological nitrogen fixation rates (BNF) and overall nutrient dynamics (NO3−, NH4+, total N, K2O, and P2O5) during the growth of Capsicum annuum (pepper) in pot experiments amended with biochar made of paper fiber sludge and grain husk. Four treatments were studied with 0, 0.5%, 2.5%, and 5.0% (by weight) added biochar (BC) amount to temperate silt loam soil. Peppers were planted at 2–4 leave stages and grown for the duration of 12.5 weeks. Our results showed that total nitrogen had relatively small changes in all treatments over time compared to the dynamic changes observed in the case of inorganic nutrients. NO3−-N and NH4+-N abundances presented a continuous decrease during the course of the study after an initial increase. The pepper plant facilitated the BNF rates to triple in the control soils, while plants were in the growing phase (weeks 1–6), which further increased an additional 61% by harvesting (week 12). A high amount of biochar addition suppressed potential BNF rates of the investigated soil, indicating its potentially negative effects on soil indigenous microbial communities if added in excess. We also found a plateau in plant biomass production that after reaching an optimal (2.5%) biochar amendment in the soils, and excess biochar addition did not result in significant changes in the soils’ pH to achieve better nutrient (potassium, nitrogen, phosphorous) use or crop growth

Biochar Amendment Affects Soil Water and CO2 Regime during Capsicum Annuum Plant Growth

Recent studies on using soil enhancer material, such as biochar, provide varying results from a soil hydrological and chemical perspective. Therefore, research focusing on soil-biochar-plant interactions is still necessary to enhance our knowledge on complex effects of biochar on soil characteristics. The present study investigated the changes in soil water content (SWC) and soil respiration (belowground CO2 production) over time during the growth of Capsicum annuum (pepper) in pot experiments. Concurrently, we investigated the influence of grain husk biochar with the amount of 0, 0.5%, 2.5%, and 5.0% (by weight) added to silt loam soil. Pepper plants were grown under natural environmental conditions to better represent field conditions, and additional irrigation was applied. SWC among treatments showed minor changes to precipitation during the beginning of the study while plants were in the growing phase. The highest water holding throughout the experiment was observed in the case of BC5.0. CO2 production increased in biochar amended soils during the first few days of the experiments; while the overall cumulative CO2 production was the highest in control and the lowest in BC2.5 treatments. We used the HYDRUS 1D soil hydrological model to simulate changes in SWC, using the control treatment without biochar as a reference data source for model calibration. The simulated SWC dynamics fitted well the measured ones in all treatments. Therefore, the HYDRUS 1D can be an exceptionally valuable tool to predict the hydrological response of different amount of biochar addition to silt loam soil including plant growth

Chapter 19 - Soil CO2 Emissions in a Long-Term Tillage Treatment Experiment A2 - Muñoz, María Ángeles

Abstract The aim of our study was to investigate the effect of plowing (P) and no-tillage (NT) management on soil CO2 emissions from an arable field (i.e., winter wheat) in a 13- year-old experiment. In 2015, CO2 measurements were taken weekly in P and NT during the growing season and biweekly during the dormant season using the static chamber technique. Measurements were more frequent in a 7-day campaign scheduled right before and immediately after a soil disturbance caused by plowing to detect the short-term effects of soil management on CO2 emissions. We investigated the relationship among soil CO2 emissions, soil temperature, and soil water content. Soil CO2 emissions increased during the vegetation period and were higher in NT than P, although they were only significant from jointing to maturity stages. In contrast, CO2 emissions were higher in P compared to NT at a relatively short but well-monitored measurement interval just after plowing. Long-term systematic plowing resulted in lower CO2 emissions than that in NT during vegetation season, but a sudden pulse in CO2 emissions were detected in P directly after soil disturbance caused by plowing. These observations indicate that plowing can temporarily have a major effect on soil CO2 emissions

Soil CO2 and N2O emission drivers in a vineyard (Vitis vinifera) under different soil management systems and amendments

Greenhouse gases emitted from agricultural soils entering the atmosphere must be reduced to decrease negative impacts on the environment. As soil management can have an influence on greenhouse gas emissions, we investigated the effects of different soil management systems and enhancer materials on CO2 and N2O fluxes in a vineyard. Five treatments were investigated: (i) no-till management with no fertilizer addition as the control (C); (ii) tilled soil (shallow) with no fertilizer (T); (iii) tilled soil, no fertilizer, and biochar application (T + BC); (iv) tilled soil and manure addition (T + M); and (v) tilled soil, manure, and biochar application (T + M + BC). T treatment showed the highest overall N2O emission, while the lowest was observed in the case of T + M + BC, while manure and biochar addition decreased. Tillage in general increased overall CO2 emissions in all treatments (T 26.7% and T + BC 30.0% higher CO2 than C), while manure addition resulted in reduced soil respiration values (T + M 23.0% and T + M + BC 24.8% lower CO2 than T). There were no strong correlations between temperatures or soil water contents and N2O emissions, while in terms of CO2 emissions, weak to moderately strong connections were observed with environmental drivers

Eső hatása a Csorsza-patak vízgyűjtőjének téli hidrológiai folyamataira

A vizsgálat 42 órája alatt (2016. február 3–4.) és az előtte lévő öt hónapban összesen négy nagyobb mennyiségű csapadékesemény történt a Csorsza-patak vízgyűjtő területén. A vizsgált esőzés időszakában 21,6 mm csapadékmennyiség hullott összesen a vízgyűjtő területére 5 órás intervallumban. A csapadékesemény első órájában a patak zavarosság értéke majdnem megduplázódott, viszont így is viszonylag alacsony szinten maradt a későbbiekben mért értékekhez viszonyítva. Az esőzés kezdetét követő 7. órában emelkedett meg jelentősen a zavarosság mértéke, több mint 14-szeresére, a 13–14. órában pedig 34-szeresére nőtt a vizsgálat előtti naphoz viszonyítva. A Csorsza-patak zavarosságának nagysága nem sokkal a tetőzést követően nagy mértékben lecsökkent, 13 órával később pedig hasonló értékeket mutatott, mint a vizsgálat előtti esőzés nélküli időszakban. A nagyobb esőzések alkalmával az alacsonyabb területeken fekvő, minimális lejtésű szántó esetében telítettséghez közeli talajnedvesség-tartalom volt megfigyelhető, míg a legkisebb talajnedvesség-tartalom ingadozás az esőzést követően a gyepes és az erdős területekre volt jellemző. A jelen vizsgálatban összegyűjtött adatok alapján a Csorsza-patakból a Balatonba bekerülő talajhordalék mennyisége a téli időszakban, az erozív esőzések gyakoriságának ismeretében könnyebben és pontosabban becsülhető. Annak érdekében, hogy az éves átlag lebegtetett hordalék mennyiségének a becslését pontosabban el tudjuk végezni, több időszakos mérésre volna szükség. Munkánkat az OTKA K—101065 projekt, az OTKA PD—116157 és OTKA PD—116084 kutatási projekt, valamint a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj támogatta. Külön köszönet Mózes Mariann és Bányász Ágnes részére a laboratóriumi vizsgálatokban nyújtott segítségükért, valamint Szegvári Győző és kollégáinak a zánkai vízminták gyűjtésében való hatalmas segítségükért. | The amount of suspended sediments leaving the Csorsza catchment area over time was investigated on the basis of turbidity measurements. These were taken at a distance of approximately 3.4 km from the vegetative study sites daily until the start of the erosive rain event, and every one or two hours during and after the event for a total of 42 hours. Soil water contents and soil temperatures were continuously measured at three depths (15, 40 and 70 cm below the surface), while overall weather data were obtained either from local measurements at the sites (for precipitation) or from meteorological stations close to the pilot area (for other meteorological variables). During an erosive rainfall event (precipitation = 21.6 mm; 3 Feb. 2016), a rain gauge was placed at the study site to measure precipitation intensities. During the 3-hour heavy rain event, precipitation rates of 5, 6 and 6 mm/h were recorded. Water turbidity measurements showed a good correlation with the amount of precipitation. During the erosive precipitation event, water turbidity increased considerably to approximately 6 times the background value (from 30–70 FNU to 300 FNU, where FNU stand for Formazin Nephelometric Unit) within two hours of the rain event. The greatest turbidity (~900 FNU) was measured 6 hours after the initial spike; but 5 hours after the peak the measured turbidity values were already similar to values prior to the precipitation event