Examination of Carbon-Dioxide Emission of Agricultural Lands in Karcag Region

A vizsgálatokat a Debreceni Egyetem ATK Karcagi Kutatóintézetében végeztem 2005 és 2012 között. A CO2-emisszió méréseknél a terület lehatárolásának megoldására a keretes (fémkeret + mérőedény) módszer eszközei alkalmasak. Az inkubációs térben a gázkoncentráció alakulásának nyomon követésével, illetve az időbeli telítődés folyamatának vizsgálatával az optimális inkubációs időtartamot határoztam meg. Bebizonyítottam, hogy 30 percnél hosszabb inkubációs időre a koncentráció-különbségen alapuló vizsgálatoknál nincs szükség. A legtöbb esetben a szántóföldi emisszió méréseket tarlón végeztem, betakarítás után. A művelési beavatkozások magasabb emisszió értékeket eredményeztek, viszont tarlón, a redukált parcellán magasabb emisszió értékek voltak jellemzőek. A redukált művelésű talajoszlopok CO2-emisszió értékei magasabbak voltak, mint hagyományos művelés esetén, vagyis a redukált talajművelés során kedvezőbb feltételek jönnek létre a mikrobiológiai aktivitáshoz. Az általam vizsgált hígtrágya, talajkondicionáló szer és juhtrágya alapú komposzt élénkítette a talajokban lejátszódó mikrobiológiai folyamatokat. A kezelt területek emissziója minden esetben magasabb a kezeletlenhez képest. A levegő és a talaj hőmérséklete, a talaj borítottsága, valamint a talaj nedvességállapota és a talajok CO2-emissziója közötti összefüggéseket az átfolyóvizes liziméterekben beállított kísérletekben vizsgáltam. Statisztikailag igazolható különbséget tapasztaltam a növényborításos edények talajának CO2-emissziójában a növényborítás nélküli felszínekéhez képest. A talaj nedvességtartalma és CO2-emissziója között közepes erősségű kapcsolatot sikerült statisztikailag igazolnom. A levegő hőmérsékletének változása valamennyi kezelésben korrelációt mutatott a talaj CO2-emissziójával. A CO2-kibocsátás napi dinamikájának vizsgálatához 24 órán keresztül végeztem méréseket. A legalacsonyabb emisszió értékeket a délelőtti órákban tapasztaltam. Az IPCC metodikája és módszertana alapján különböző talajművelési és klíma szcenáriókat állítottam fel, meghatároztam a hazai szántó területek talajainak legfelső 30 cm-ében szénkészlet változását. Megállapítottam, hogy a direktvetés a szénkészlet megőrzése érdekében hatékonyabb talajművelési rendszer a hagyományossal szemben. Igazoltam, hogy ezzel a módszerrel nemcsak országos léptékben, hanem akár táblaszinten is lehetséges a szénkészlet meghatározása. Investigations providing the basis of this dissertation were carried out in Karcag Research Institute of CAS, University of Debrecen between 2005 and 2012. The tools of the frame + bowl method are suitable to the spatial delimitation of the measurement area. The optimal incubation term was determined by the evolution of the gas concentration in the incubation space and analysis of the temporal saturation process. It has been proved that no more than 30 minutes incubation time is needed for the examinations based on the measurement of concentration difference. In most cases, the emission measurements were carried out on field stubbles after harvest. Increased emission level was induced immediately after the cultivation intervention but on the stubble on the plot without disturbance higher emission values were characteristic. CO2 emission levels were higher on the reduced cultivated soil columns than on conventional tillage, because reduced tillage created favourable conditions for microbiological activity. Enriching the soil with organic matter (thin manure, soil conditioner, compost) stimulates soil microbial processes. Higher emissions were detected from the manure-treated fields in each case as compared to the untreated plots. The correlation between air and soil temperature, soil coverage and soil moisture content and the soil CO2 emissions was examined in a simple drainage lysimeter experiment. Statistically significant difference was found in the CO2 emissions of the soil of the plant cover units compared to the lysimeter units with bare soil surface. The correlation between soil moisture content and CO2 emissions are analyzed statistically with moderate correlation between the two parameters. The change of the air temperature was correlated with soil CO2 emissions of each treatment. To examine the time dynamics of the CO2 emissions measurements for 24 hours were carried out. The lowest emission values were observed in the morning. According to the IPCC methodology and methods different cultivation and climate scenarios were set up to determine the change of soil carbon stocks of the top 30 cm layer in the arable lands of Hungary. I established that the direct seeding system is more efficient compared to the conventional tillage system regarding the preservation of soil the carbon stocks. I could prove that using this method it is possible to determine the carbon stocks not only at national, but even at plot level