A gyapjútakaró hatása a növények fejlődésére a talaj fizikai és biológiai feltételeivel összefüggésben

4.rész

4. Anyagok és módszerek

4.1. Virágcserép kísérlet  

  A talajtípus (homok, agyagos, virágföld) és a gyapjútakaró takaró (igen/nem) mindegyik kombinációját 4-szer, összesen 24 mintában állítottuk fel és ismételtük meg. Az összes következő kísérlethez 100%-ban mosott juhgyapjút tartalmazó, 500 g m² sűrűségű, nem szőtt gyapjútakaró szőnyeget (Gartenwolle) használtunk. 

  A homokos talaj a Budapest környéki kertészetre jellemző Arenosols termőtalajból származott (SOM = 1,60%; pH = 7,79). 

  Az agyagos talaj egy tipikus nyugat-magyarországi Gleysols felső rétegéből származott (SOM = 2,53%; pH = 6,75). 

A virágföld a Pindstrup Plus volt, amely tipikus tőzeg alapú táptalaj a palántaneveléshez (pH = 5,9-6,0, NH4+ + NO3− − N = 144 mg/L, P2O5 = 165 mg/L, K2O = 288 mg/L). EC = 1,2 dS/m). 

  Levegőn szárított talajmintákat használtunk a 0,3 l térfogatú és 8 cm átmérőjű edények kitöltésére amelyek a kapillárisokon keresztül engedték felvenni a vizet, amíg el nem értek talajnedvesség-kapacitásuk határát. A talaj vízkapacitásának és a talajnedvesség teljes változásának mérésére gravimetriás értékelést végeztünk. Minden cserépbe ‘Amy F1’ (Capsicum annuum L.) paprika palántákat ültettünk. A kísérlet végén a teljes száraz biomasszát is feljegyeztük. Ezenkívül a talaj nedvességtartalmát a Huanyu PMS710 típusú digitális talajnedvesség-érzékelővel mértük az 1., 4. és 10. napon. Ezután a talajt még egyszer egyenletesen öntöztük, és a méréseket az 1., 2. , 6. és a 10. napon végeztük,  és amikor a kísérlet befejeződött. A teljes evapotranszspirációt (ET) a teljes talajnedvesség-tartalom változásának megfelelően számítottuk ki. A transzspirációs együtthatókat (ETc) a teljes ET és a száraz biomassza arányaként számítottuk ki.

4.2. Fél terep kísérletek

  A félig szántóföldi kísérleteket 2022 június –  szeptember között végezték két helyszínen (a), hogy megvizsgálják a talajtakarás (csak gyapjútakaró) hatását az extenzív öntözőrendszerekre (Görögország), a talajparaméterekre és az édespaprika („Amy F1”). ‘) termésére; és (b) a különböző talajtakaró anyagok összehasonlítása egy intenzív rendszerben, vízkorlátozás nélkül (Szerbia). Mindegyik kezelést négyszer végeztük el és ismételtük meg (kezelésenként négy parcella), és a kísérleti terv mindkét helyen randomizált blokkot tartalmazott. A talaj heterogenitásának elkerülése érdekében nagyon kicsi, maximum 2 m² területű parcellákat alakítottak ki. 

  Az első terület Görögországban, Sithonia (40,298524° É, 23.694660° K) volt, amely durva-agyagos semleges talajt tartalmazott, alacsony-közepes szervesanyag-tartalommal (Luvisols, SOM = 1,57%; pH = 6,90). 

Minimális mennyiségben NPK (25 g m−2, NPK 14,5-7-14,5) műtrágyát csak a növények gyökereihez adtunk. A gyomnövekedés nem volt releváns a kísérleti időszakban. Négy 1,32 m²-es parcella került kialakításra a következők kombinációjával: gyapjútakaró borítás (igen/nem) és paprika növény jelenléte (igen/nem). Azokban az esetekben, amikor növényeket adtak hozzá, 8 növényt helyeztünk el egy rácsba, 0,4 m távolsággal. A parcellákat vízkapacitási határuk eléréséig öntözték, ami akkor vált nyilvánvalóvá, amikor a víz a talaj felszínén maradt. Ez 6 naponta történt, elválasztó sávot hagyva a parcellák között. A talaj hőmérsékletét este digitális hőmérővel 0-5 cm mélységben mértük, így a leolvasást a nap közvetlen sugárzása nélkül vettük fel a parcellákon. 

  A második terület Szerbiában, Királyhalmon volt (46,102046° É, 19,885812° K), amely alacsony talaj szervesanyag-tartalmú homokos talajt tartalmazott (Arenosols, SOM = 0,75%; pH = 7,44). 2 m²-es (köztük pufferterület nélkül) parcellák kerültek kialakításra, amelyeken parcellánként 10 paprika növény található. Minden parcellát intenzív ásványi műtrágyával kezeltünk, és naponta 6 L m² vízzel öntöztük permetezővel. A kontroll parcellákon hetente mechanikusan kezeltük a gyomokat. Három talajtakaró anyag (gyapjútakaró, mezőgazdasági textil, szalmatakaró) és egy talajtakarás nélküli kontroll hatását értékeltük a talaj paraméterei és a paprika hozama alapján. Az agrotextil talajtakaró egy szintetikus fekete PPHA fólia volt, amely lehetővé tette a levegő, a víz és a műtrágya átszitálását a szöveten a növények növekedése és a gyomok elleni küzdelem érdekében. A gyapjútakaró 500 g m² sűrűségű, nem szőtt gyapjútakaró szőnyeg volt. A szalmatakaró anyag búzaszalmából készült. Az ültetés előtt a parcellák teljes felületére 6 kg m² dózisban tanyatrágyát adtunk.

  A Meteoblue adatbázis adatai alapján a nyári időszak (júniustól szeptemberig) mindkét helyen meleg és száraz. (4. táblázat) Görögországban a havi átlagos napi hőmérséklet magasabb volt (25,5 °C, 27,24 °C, 27,99 °C, illetve 22,32 °C), mint Szerbiában (25,34 °C, 26,36 °C, 26,33 °C és 18,45 °C).  A nyáron nem esett sok csapadék (5,5 mm, 3,9 mm, 39,7 mm, illetve 51,1 mm), és a relatív páratartalom is alacsony volt a szerbiai területen (41,66% 35,7%, 43,79% és 57,98%).  Összességében ez alacsonyabb előre jelzett párolgási értékeket eredményezett (1,78 mm, 0,17 mm, 0,49 mm és 1,00 mm), mint a görögországi helyen (2,28 mm, 1,51 mm, 1,05 mm és 0,95 mm). A görög telephelyen viszonylag magas volt a relatív páratartalom (55,27%, 45,72%, 49,08%, illetve 60,35%), és a havi összesített csapadékszint is alacsony volt (22 mm, 39,8 mm, 13,4 mm és 51,1 mm).

   A félterepkísérletek során a talajbiológiai aktivitás monitorozása céljából parcellánként 0-10 cm mélységben 3 alkalommal vettünk összetett talajmintákat. A β-glükozidáz és dehidrogenáz (DHA) enzimaktivitást, valamint a permanganáttal oxidálható aktív szén (POXC) szintjét mértük a talaj biológiai aktivitásának felmérésére minden minta esetében két parcellán. A β-glükozidáz aktivitás mérésére a Sinsabaugh és munkatársai által megadott módszert alkalmaztuk kisebb módosítással, Kotroczó et al. vizsgálatának megfelelően. Ez a módosítás a puffer és a terminális oldatok koncentrációjának növelését jelentette. A dehidrogenáz aktivitást (DHA) 2,3,5-trifenil-tetrazólium-klorid redukciós módszerrel mértük Veres és mtsai. A POXC szintet a Weil és mtsai., ahol a KMnO4^✸ koncentrációszintjének változását használták az oxidált szén mennyiségének becslésére. Ezt a módszert úgy módosítottuk, hogy 1 g levegőn szárított talajt 10 ml 0,02 M KMnO4-oldatban 5 percig ráztunk, és az abszorbancia szintet 565 nm hullámhosszon mértük Biochrom Libra S22 spektrofotométerrel (Biochrom Ltd., Cambridge, Egyesült Királyság). A talajminták talajnedvesség-tartalmát gravimetriásan mértük. Feljegyeztük a parcellákról betakarított terméshozamot.

4.3. Adatelemzés

 Minden statisztikai elemzést az R (v. 4.2.1) statisztikai környezetben végeztünk. A többváltozós varianciaanalízis segítségével vizsgáltuk a kezelések hatását a válaszváltozókra. A cserepes kísérletben végzett kezeléseket talajtípusonként hasonlítottuk össze. Mindhárom válaszváltozó esetében a normalitást a Kolmogorov–Smirnov tesztnek megfelelően elfogadtuk. A válaszváltozók varianciahomogenitását Levene-teszttel teszteltük, és csak az evapotranszspiráció és az ETc^✸ szintjének értékeléséhez rontották őket; azonban a maximális és minimális eltérések arányát elfogadták [48]. A görögországi helyszínen a növény-takaró kölcsönhatást a kétirányú MANOVA modell segítségével tesztelték a négy válaszváltozóra. A két tényező hatását Wilks-lambdának is feltételeztük a célváltozókra.       Azokban az esetekben, amikor szignifikáns hatást észleltünk, az egyváltozós főhatásokat is teszteltük Bonferroni korrekcióval együtt. Kiértékeltük a parciális η2 értéket, amely megadja a hatás méretét, valamint a megfigyelt teljesítményt; ráadásul ez jelzi a megfelelő szignifikáns hatás észlelésének valószínűségét. A mutató értéke 0 és 1 között változhat. A nulla a függetlenséget, az 1,00 pedig a determinisztikus kapcsolatot jelöli. A modellben a két tényező kölcsönhatását is vizsgáltuk. Az interakció megjelenítéséhez az effektuscsomagot használtuk. Mind a négy válaszváltozó esetében a normalitást a Shapiro–Wilk teszt alapján feltételeztük. Az eltérések homogenitását Levene teszttel is ellenőriztük. A kezelések hatását a szerbiai telephelyen mért talajparaméterekre egyutas MANOVA módszerrel, a kezelések hatékonyságát pedig a Wilks’ Lambda szerint értékeltük. Tekintettel az átfogó teszt jelentőségére, az egyváltozós főhatásokat Bonferroni korrekciójával együtt vizsgáltuk. A maradványok normalitási feltételezését Shapiro–Wilk teszttel, valamint körtózis- és ferdeségi teszttel ellenőriztük. A varianciák homogenitását Levene teszttel ellenőriztük.

✸ KMnO4 ( hidrogén-peroxid oldat)

✸ ETc ( evapotranszspiráció koncentráció)

Forrás:

https://www.mdpi.com/2223-7747/12/3/684