Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
1. szám - Tóth Brigitta–Makó András–Guadagnini, Laura–Guadagnini, Alberto: A víztartó-képesség becslési lehetőségének vizsgálata faktoranalízissel
58 A víztartóképesség becslési lehetőségének vizsgálata faktoranalízissel Tóth Brigitta 1 - Makó András 1 - Guadagnini Laura 2 - Guadagnini Alberto 2 'Pannon Egyetem, Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Növénytermesztéstan! és Talajtani Tanszék, 8360. Keszthely, Deák F. u. 16., toth.brigitta@georgikon.hu 2Dipartimento di Ingegneria Idraulica Ambientale, Infrastrutture Viarie e Rilevamento, Politecnico di Milano Kivonat: A talaj víztartó-képességének mérése költséges, munka- és időigényes, ezért érdemes egyszerűbben mérhető talajtulajdonságok alapján becsléssel meghatározni. Munkánk célja az volt, hogy az alábbiakban bemutatott többváltozós módszer segítségével vizsgáljuk a magyarországi nagy méretarányú talajtérképek azon változati talajparamétereit, amelyek hatással lehetnek a talaj víztartóképességére, előkészítve ezzel a továbbiakban kidolgozandó becslési eljárást, víztartó-képesség, faktor-analízis. Kulcsszavak: Bevezetés A talaj vízháztartásától fiigg a természetes vegetáció és a termesztett növények vízigényének kielégíthetősége. Emellett szerepet játszik a talaj levegő- és hőháztartásának, a biológiai aktivitás mértékének és a tápanyag-forgalomnak a kialakításában. Befolyásolja a talaj szerkezeti, technológiai tulajdonságait, így meghatározza a talajmüvelés idejét, típusát, valamint hatással van a talaj stresszhatásokkal szembeni puffer-képességére is (Várallyay, 2004, 2005a, b). Mivel a talaj vízgazdálkodási és fizikai tulajdonságai kulcsfontosságúak a talaj-növény kölcsönhatásokban, ezért ezek ismerete nélkülözhetetlen a talaj termőképességét fenntartó földhasználat tervezéséhez is (Tóth et al., 2006). A növényprodukció stabilitása a talaj vízgazdálkodási tulajdonságainak megőrzésével és javításával biztosítható (Farkas et al., 2005; Várallyay, 2005). A talaj vízháztartását leíró tulajdonságok egyike a talaj víztartóképessége, mely lehetővé teszi, hogy a talajba be-, odaszivárgó nedvesség akár hosszabb ideig is raktározódjon a talajban. A talajnedvesség menynyisége önmagában még nem határozza meg a növények számára felvehető vízmennyiséget. Ez függ még a talajnedvesség halmazállapotától és a talaj nedvesség-potenciáljától. A nedvesség-potenciál írja le, hogy a talajnedvesség mely része milyen erők hatása alatt áll. A talajnedvesség össz-potenciálja (4*,) a nehézségi erők hatását kifejező gravitációs potenciál (H^), a hidrosztatikus nyomáskülönbséget kifejező nyomáspotenciál (^p), a szilárd fázis integrált hatását (kapilláris erők és adszorpciós erők) kifejező mátrixpotenciál ( vF m), valamint az oldható sók és a disszociáló adszorbeált ionok koncentráció-különbségéből adódó ozmózispotenciál (fj algebrai összege: A fenti alapegyenlet leegyszerűsíthető, így a talajnedvesség energiaállapota legtöbbször jól jellemezhető a mátrixpotenciál (f,,,) mértékével. Használatának megkönnyítésére bevezetésre került a pF érték, mely a mátrixpotenciál vízoszlop cm-ben kifejezett értékének a logaritmusa. A talaj víztartó-képessége a különböző nedvesség-potenciálokhoz tartozó nedvesség-tartalmakkal jellemezhető: a pF 0 értékhez tartózó teljes vízkapacitás (VK X),; a pF 2 értékhez tartozó minimális vízkapacitás (VK mi n); a pF 2,5 értékhez tartozó szabadföldi vízkapacitás (VK S Z); a pF 4 2 értékhez tartozó holtvíztartalom; a hasznosítható vízkészlet (DV), a növények által felvehető vízmennyiség (pF 2,s - pF 4 2); a pF 6 2 értékhez tartozó higroszkópos nedvesség (Várallyay, 2002). A talaj víztartóképességének vizsgálata költéges, munka- és időigényes, ezért gyakran egyszerűbben mérhető talaj-tulajdonságok alapján becsléssel számítják. A talaj víztartó-képességének becsléséhez leginkább a talaj mechanikai összetételét, szerves anyag tartalmát és térfogat-tömegét veszik figyelembe (Rajkai&Várallyay, 1992 Wösten et al., 2001). A többváltozós statisztikai módszerek a jelenségek együttes összefüggés-rendszeréről adnak áttekintést (Pachepsky & Rawls, 2005). A faktor-analízis olyan elemzési koncepció, amely alkalmas többváltozós összefüggés-rendszerek háttér-változóinak feltárására, azok számának meghatározására és számszerű kifejezésére, így a komplex tulajdonságok is vizsgálhatóvá válnak (Sváb, 1979). Lin et al. (1999) főkomponens analízissel vizsgálta a talaj morfológiai, fizikai és egyes vízgazdálkodási tulajdonságai közötti kapcsolatokat. Vereecken et al. (1989) szintén főkomponens analízis segítségével tárta fel a talaj víztartóképessége és egyéb talajtulajdonságok közötti kapcsolatokat. Vizsgáltunkban faktor-analízissel elemeztük a talaj víztartó-képessége és azon egyszerűen mérhető talaj-tulajdonságok összefüggéseit, amelyek az ország mezőgazdasági területeinek 60 %-át lefedő nagy méretarányú talaj-térképeken (1:10 000) (Tóth & Máté, 2006) fel vannak tüntetve, és kapcsolatban állhatnak a talaj vízgazdálkodási tulajdonságaival. Tervezzük, hogy a későbbiekben ezen eredmények segítségével kidolgozunk egy olyan módszert, mely alkalmas a nagy méretarányú talajtérképek információja alapján a talaj víztartó-képességének becslésére. Anyag és módszer Adatbázis A vizsgálathoz egy 3821 talajszelvény adatait tartalmazó, talajtípus, valamint fizikai és kémiai tulajdonságok szempontjából heterogén adatbázist használtunk (Magyaroszági Részletes Talajfizikai és Hidrológiai Adatbázis: MARTHA ver. 1.0). Az adatbázis többek között a talajok típusáról, altípusáról, mechanikai összetételéről, szerves anyag és kálcium-karbonát tartalmáról, pH-járól és a pF 0, pF 2 5, pF 4 2, pF 6 2 értékekhez tartozó víztartó-képességéről nyújt információt. A talajtulajdonságok meghatározása standard módszerekkel történt (Búzás, 1993). Statisztikai módszerek A többváltozós statisztikai elemzéseket az SPSS 14.0 statisztikai programcsomaggal végeztük el (Norusis, 1994). Faktor-analízist alakalmaztunk, a kezdeti faktor értékeket főkomponens analízissel becsültük. A megtartandó faktorok számát az általuk magyarázott variancia
