Impact of Low-Dose Municipal Sewage Sludge Compost Treatments on the Nutrient and the Heavy Metal Contents in a Chernozem Topsoil Near Újkígyós, Hungary: A 5-Year Comparison

Ladányi, Zsuzsanna; Csányi, Katalin; Farsang, Andrea; Perei, Katalin; Bodor, Attila; Kézér, Adrienn; Barta, Károly; Babcsányi, Izabella

doi:10.2478/jengeo-2020-0003

Cited by 4 publications

(6 citation statements)

References 11 publications

(12 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The value expressing natural soil fertility for the study areas is 70-80% in Kardos compared to 50-60% in Újkígyós study areas. There were no significant changes in the basic soil parameters in the Újkígyós sample area in the last 5 years besides the sewage sludge discharges, only N and P content increased (Ladányi et al, 2020).…”

Section: Study Areamentioning

confidence: 77%

Plot-level field monitoring with Sentinel-2 and PlanetScope data for examination of sewage sludge disposal impact

Kovács¹,

Ladányi²

2022

Geographica Pannonica

View full text Add to dashboard Cite

Agricultural use of sewage sludge is one of the means of sustainable environmental management. In order to monitor the short-term effects of sludge disposal a multi-year, high-resolution data collection was planned on arable land in south-eastern Hungary. Data acquisition was applied at the highest temporal and spatial resolution using Sentinel-2 and PlanetScope satellite imagery observing the vegetation period based on vegetation indices (EVI, NDVI) from 2016 to 2021. There were statistical differences in the case of sunflower and maize biomass productions but the spatial and statistical deviations between the affected and non-affected areas of sludge disposal were generally not significant. The sensitivity of EVI in the dense vegetation period and its applicability might be emphasized in a comparative analysis.

show abstract

Section: Study Areamentioning

confidence: 77%

Plot-level field monitoring with Sentinel-2 and PlanetScope data for examination of sewage sludge disposal impact

Kovács¹,

Ladányi²

2022

Geographica Pannonica

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Prior to the measurement of the Ni content of the soil (initial and final value) 200 g of soil samples were dried (105 °C, 24 h) and digested in aqua regia (hydrochloric acid: nitric acid = 3:1) in a microwave oven (Anton Paar Multiwave 3000, Graz, Austria). Ni concentration was measured by inductively coupled plasma atomic/optical emission spectrometer (ICP-OES, Perkin Elmer Optima 7000DV, Waltham, MA, USA) [ 51 ], and given in ppm (equals µg/g dry weight (DW)). The Ni content of the plant organs (root and shoot) were measured with inductively-coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS, Agilent 7700 Series, Santa Clara, CA, USA) as described by Lehotai et al [ 52 ] and given in ppm (equals µg/g dry weight (DW)).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Different Nitro-Oxidative Response of Odontarrhena lesbiaca Plants from Geographically Separated Habitats to Excess Nickel

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

Odontarrhena lesbiaca is an endemic species to the serpentine soils of Lesbos Island (Greece). As a nickel (Ni) hyperaccumulator, it possesses an exceptional Ni tolerance; and it can accumulate up to 0.2–2.4% Ni of its leaves’ dry weight. In our study, O. lesbiaca seeds from two geographically separated study sites (Ampeliko and Loutra) were germinated and grown on control and Ni-containing (3000 mg/kg) soil in a rhizotron system. Ni excess induced significant Ni uptake and translocation in both O. lesbiaca ecotypes and affected their root architecture differently: plants from the Ampeliko site proved to be more tolerant; since their root growth was less inhibited compared to plants originated from the Loutra site. In the roots of the Ampeliko ecotype nitric oxide (NO) was being accumulated, while the degree of protein tyrosine nitration decreased; suggesting that NO in this case acts as a signaling molecule. Moreover, the detected decrease in protein tyrosine nitration may serve as an indicator of this ecotype’s better relative tolerance compared to the more sensitive plants originated from Loutra. Results suggest that Ni hypertolerance and the ability of hyperaccumulation might be connected to the plants’ capability of maintaining their nitrosative balance; yet, relatively little is known about the relationship between excess Ni, tolerance mechanisms and the balance of reactive nitrogen species in plants so far.

show abstract

“…A távérzékelési módszereken alapuló adatgyűjtést és a statisztikai, térbeli vizsgálatot a mintaterületen folyó, FARSANG et al (2020) szerinti talajtani mintavételezéssel párhuzamosan, különböző növényeket termelő, három mezőgazdasági parcellán elhelyezkedő, összesen 14 db, 50 m x 50 m-es, homogén felszínfedettségű egységekre, kvadrátokra vonatkozóan végeztük. A kvadrátok egy része szennyvíziszappal kezelt területeket mintáz, míg a mellettük lévő, nagyon hasonló tulajdonságokkal bíró, kihelyezéssel nem rendelkező kvadrátok kontroll területként szolgáltak a vizsgálathoz.…”

Section: A Mintaterületek Jellemzéseunclassified

“…A természetes termékenységet kifejező talajértékszám 70-80% az újkígyósi 50-60%-hoz képest. Az újkígyósi mintaterület talajparamétereiben a kihelyezések mellett az utóbbi 5 évben nem történt lényeges változás, csupán a N-és a P-tartalom lett nagyobb (LADÁNYI et al, 2020).…”

Section: A Mintaterületek Jellemzéseunclassified

Szennyvíziszap kihelyezés rövidtávú következményeinek értékelési lehetősége Sentinel-2 alapú szántóföldi vegetációmonitoring alapján

Kovács

Ladányi

2021

Agrokem

View full text Add to dashboard Cite

Az iszapkihelyezések rövidtávú hatásainak megfigyelésére és igazolására több évre kiterjedő, nagy időfelbontású monitoringot terveztünk dél-alföldi, csernozjom talajokon folyamatosan művelt, gyakran évről-évre különböző növényzettel fedett szántóföldi parcellákon. A 14 db 50 m x 50 m-es kvadráton, a Sentinel-2 műholdfelvételezés alapú adatgyűjtést a legnagyobb idő- és térbeli felbontásban alkalmaztuk. Atmoszférikus korrekcióval előfeldolgozott, közel 100 db felhőmentes képből álló adatbázist LANDSAT OLI (Operational Land Imager) felvételekkel kiegészítve, vegetációs indexekkel (EVI, NDVI) értékeltük a nyári félév fotoszintetikus aktivitását és biomassza-produkció változásait térben és időben.A spektrális index alapú vegetációs ciklus különbségek alapján meghatározhatók a területen termelt változatos növényfajok, a felszínfedettség különbségek és a területhasználati változások. A vizsgálatainkkal párhuzamosan, LADÁNYI et al., (2020) szerint értékelt talajtani eredményekhez hasonlóan az iszapkihelyezés által érintett, illetve nem érintett területek között kimutatható, EVI és NDVI-vel mért statisztikai és térbeli különbségek rövidtávon általánosan nem szignifikánsak. A vizsgált négy termény közül a napraforgó, kukorica biomassza produktuma esetén láthatók index különbségek, amelyek az iszapkihelyezés 1–3 éven belül tapasztalható hatásaként értékelhetők, de ennek igazolására folyamatos monitoring vizsgálat szükséges. A repce és az őszi búza esetén a rendelkezésre álló adatok alapján nem tapasztaltunk hasonlót, sőt esetenként a kihelyezés előtti VI értékek magasabbak. A parcellákat jellemző térbeli heterogenitáson – melyet a kvadrátok jól mintáznak – a szennyvíziszap kihelyezések a vizsgált időszakban nem változtattak.A két különböző vegetációs index együttes alkalmazása hasznos. Az EVI általános előnyei mellett kiemelhető a dús vegetációs időszak értékelésének pontossága, az összehasonlító elemzésben tapasztalható alkalmazhatósága, míg az NDVI a csekélyebb vegetáció dinamikájában, a vegetációtípusok megkülönböztetésében, vagy a dús vegetációt jellemző változékonyság megfigyelésében lehet érzékenyebb. Érdekes, hogy az NDVI és EVI közötti különbség a szennyvíziszappal kezelt területeken kisebb. A várakozásnak megfelelően, a nagy felbontást igénylő vizsgálatban a LANDSAT adatok, a Sentinel alapú indexértékekkel általánosan szoros statisztikai kapcsolatban vannak és igazolják az értékelés eredményeit, de a parcellákon, adott időkben tapasztalt jelentős eltérések miatt önmagukban nem tudják kiegészíteni a vizsgálatot.A gazdálkodásváltás ellenére kitűzött cél, a szignifikáns különbségek kimutatása indokolja az aktuális évek adatainak további vizsgálatba való bevonását, amely segít az adathiányos időszakok leszűkítésében is; 2020. év megfigyelése folyamatban van.The agricultural use of sewage sludge is one of the means of refilling the soil nutrients and an effective tool for sustainable environmental management. In order to monitor and verify the short-term effects of sludge disposal (in parallel with other soil observations) we planned a multi-year, high-resolution data collection for monitoring the effects of disposal in some arable land parcels on 14 pieces of 50 m x 50 m quadrates in southeastern Hungary. Using free Sentinel-2, pre-processed satellite imagery, data acquisition was applied at the highest temporal and spatial resolution supplemented with LANDSAT-8 recordings, evaluating the vegetation period from 2016 to 2019 (almost 100 images). We evaluated the photosynthetic activity of the summer season and the changes in biomass production in space and time based on vegetation index (EVI, NDVI).The difference in the vegetation cycle of the plants on the arable land and the difference in the land use and land cover (LU/LC) are clearly visible in the values of EVI and NDVI. The statistical and spatial index differences between the affected and non-affected areas of sludge disposal are generally not significant in the short term. It can be seen differences in the case of the sunflower and maize biomass products. These can be assessed as the effect of sludge disposal within 1–3 years, but continuous monitoring is required to verify this. In the case of colza and winter wheat (based on the available data) we did not find similar effects, and in some cases the pre-placement EVI/NDVI values were higher.Vegetation indices heterogeneity among the parcels is also well patterned spatially in the quadrates. The spatial heterogeneity characteristic of the quadrates was not changed by the sewage sludge disposal over the study period. Geometric resolution and monitoring can be used to map a former alluvial form, which is an important factor in understanding parcel yield changes.We can emphasize the accuracy of EVI evaluation in the dense vegetation period and its applicability in a comparative analysis. NDVI may be more sensitive in the dynamics of smaller or sparse vegetation, or sometimes in the observation of variability characteristic of rich vegetation. It is interesting, that the difference between NDVI and EVI is smaller in areas treated with sewage sludge. LANDSAT data are generally closely related to the Sentinel-based indices values and confirm the results of their evaluation, but they cannot supplement the study on their own due to the significant differences on the parcels at certain times.In addition to the change of agricultural management, in the detection of significant differences, it is appropriate to measure the data for the following years, that can help to narrow down the data deficient periods; monitoring for 2020 is in progress.

show abstract

Impact of Low-Dose Municipal Sewage Sludge Compost Treatments on the Nutrient and the Heavy Metal Contents in a Chernozem Topsoil Near Újkígyós, Hungary: A 5-Year Comparison

Cited by 4 publications

References 11 publications

Plot-level field monitoring with Sentinel-2 and PlanetScope data for examination of sewage sludge disposal impact

Plot-level field monitoring with Sentinel-2 and PlanetScope data for examination of sewage sludge disposal impact

Different Nitro-Oxidative Response of Odontarrhena lesbiaca Plants from Geographically Separated Habitats to Excess Nickel

Szennyvíziszap kihelyezés rövidtávú következményeinek értékelési lehetősége Sentinel-2 alapú szántóföldi vegetációmonitoring alapján

Contact Info

Product

Resources

About