A beforgatott jövő Talajbiológiai és baktériumtrágyázási ismeretek mindenkinek

Átírás

1 A beforgatott jövő Talajbiológiai és baktériumtrágyázási ismeretek mindenkinek

2

3 A beforgatott jövő Talajbiológiai és baktériumtrágyázási ismeretek mindenkinek Phylazonit Kft. Nyíregyháza, 2015

4 Szakmai közreműködők: Balázsy Sándor Bartók Tibor Benedek Szilveszter Biró Borbála Keresztes Zsolt Máté Sándor Szécsi Árpád Zászlós Tibor Illusztráció: Nagy Diána ISBN Phylazonit Kft., Minden jog fenntartva Illusztráció Nagy Diána, , javított kiadás A kiadásért felel Vajda Péter, a Phylazonit Kft. ügyvezető igazgatója info@phylazonit.hu, 06 (20) Könyvterv, szerkesztés, tördelés: Kertes Gábor ( KARBONSEMLEGESEN NYOMTATVA Nyomta és kötötte a Folprint Zöldnyomda

5 Tartalom Előszó 7 Bevezetés fejezet: A talaj, mint a fenntartható növénytermesztés közege A talajok fizikai tulajdonságainak fontossága 14 A talajok szemcseösszetétele, szerkezetessége 14 A szemcsék közötti tér, a levegő- és víztartalom 15 A talajok kémiai tulajdonságai és a talajfunkciók 15 A humusz és a szerves anyagok 15 Szármaradványok és szénkörforgalom 17 Nitrogén a talajban 19 Foszfor a talajban 20 Kálium a talajban 21 Mezo- és mikroelemek a talajban 24 A talajok biológiai tulajdonságai és a termékenység 26 Élőlények a talajban 26 Kémiai-mikrobiológiai kölcsönhatások a gyökérközegben 31 Az élelmiszerminőség és -biztonság talajbiológiai kérdései fejezet: A talajtrágyázás hatásainak összefoglalása A termőtalaj leromlása 36 A korszerű tápanyag-gazdálkodási gyakorlat 38 A műtrágyázás hiányosságai 38 A szerves trágyázás hiányosságai 38 Környezettudatos és hatékony tápanyag-gazdálkodás 39

6 fejezet: Baktériumtrágyázás új alapokon a növénytáplálás Mikroorganizmusok felhasználása talajoltásra 42 A baktériumok szerepe a talajban 42 A baktériumtrágyák hatásmechanizmusa 43 A baktériumtrágyában alkalmazott baktériumok 44 Azotobacter chroococcum 44 Bacillus megaterium 45 Pseudomonas putida 46 A talajoltás folyamata 47 Phylazonit baktériumtrágya 48 A gyártás folyamata 51 Kiszerelés és tárolás fejezet: A Phylazonit baktériumtrágya helye a termesztéstechnológiában A Phylazonit alkalmazási szempontjai 54 Kijuttatási technológia 54 Hatásmechanizmus 56 Részletes termesztéstechnológiai ajánlások 57 Szántóföldi növénytermesztés 57 Ültetvénytelepítés 59 Gyümölcsös és szőlő 59 Szabadföldi és üvegházi zöldségtermesztés 60 A Phylazonit felhasználásával elért gyakorlati eredmények 61 Üzemi eredmények 61 Talajhibák javítása 67 Zárszó 59 Ajánlott irodalmak jegyzéke 71 6

7 A mezőgazdasági termelés és a földi élet alapját jelentő termőtalajra úgy kell tekintenünk, mintha azt unokáinktól kaptuk volna kölcsön. Előszó Vajda Sándor okl. agrármérnök, növényvédelmi szakmérnök az Agrova-Bio Kft. ügyvezető igazgatója Ez a könyv azért született, hogy segítsen eredményesebbé tenni a növénytermesztést. A második világháború lezárását követő évtizedekben, a zöld forradalomnak is nevezett időszakban az intenzív műtrágyázás és növényvédelem következtében, illetve a lényegesen nagyobb termőképességű fajták nemesítésének hatására nagyságrenddel nőttek meg a növénytermesztésben betakarítható termések. A napjainkban köztermesztésben lévő fajták genetikailag nagyobb terméspotenciállal rendelkeznek, mint amennyit ezekből általában realizálunk. A fajták termésátlaga így számottevően növelhető a megfelelő agrotechnika alkalmazásával. Az agrotechnika kritikus eleme a jó talajállapotot létrehozó talajművelés, továbbá a jól időzített növényvédelem és tápanyag-gazdálkodás. A folyamatok szakszerűségén és hatékonyságán múlik a növénytermesztés eredményessége. Ezzel párhuzamosan fontos kívánalom, hogy a beavatkozások ne károsítsák a környezetet, sőt, járuljanak hozzá annak megőrzéséhez, hiszen a mezőgazdasági termelés és a földi élet alapját jelentő termőtalajra úgy kell tekintenünk, mintha azt unokáinktól kaptuk volna kölcsön. Jelen könyvünk arra tesz kísérletet, hogy közérthetően tárja fel azokat a talajtani, agrokémiai és mikrobiológiai ismereteket, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a talaj életét megérthessük és megismerhessük. Ezekkel az ismeretekkel felvértezve megérthetjük a baktériumtrágyázás, illetve a mikrobiális oltóanyagok lényegét, és ezek gyakorlati alkalmazásának szükségességét is. A biológiai szemléletű talajerő-gazdálkodás egy gyakorlati vezérfonaláról van szó, hiszen ismeretes, hogy egészséges talajélet nélkül nem teremthető meg a talajnak az a termékenysége, amely folyamatosan szükséges a növénytermesztés elvárt és kitűzött sikerességéhez, valamint az egészségesebb élelmiszerek előállításához. Reméljük, hogy könyvünk a gazdálkodók számára is olyan érdekes és hasznos olvasmány lesz, amellyel saját gazdaságukon belül is tudatosan képesek lesznek a talajtermékenység fenn- vagy megtartására, sőt annak a javítására is. Nyíregyháza, december

8

9 A termőtalaj él. Szeretete ne szavakban és birtoklásában, hanem okszerű ápolásában, használatában, művelésében és trágyázásában táplálásában nyilvánuljon meg. Dr. Kreybig Lajos akadémikus Bevezetés Megfelelő talajminőséggel az egészséges élelmiszerért fenti mondatokkal ajánlja a kiemelkedő munkásságú és gyakorlati szemléletű tudós, Kreybig Lajos 1955-ben megjelent nagy hírnevű Trágyázástan című könyvét. A A könyv az azt megelőző évtizedekben végzett kutatómunka eredményeit mutatja be a talajerő-gazdálkodás területén, és külön részletességgel foglalkozik azon belül a szerves trágyák, illetve a talaj élőlényeinek a talaj termékenységére gyakorolt hatásaival. Munkásságával és szemléletével Kreybig megteremtette a biológiai szemléletű talajerő-gazdálkodást, melynek középpontjában a talaj, mint összetett és élőlényekkel (a legapróbb talajlakó mikroszervezetektől a talajon termesztett növényekig) teli szervezet áll. Ma mind gazdasági, mind pedig környezeti szempontból különösen aktuális és fontos ez a szemlélet. Az emberiség történelmét figyelve azzal szembesülünk, hogy több, egyébként igen magasan fejlett civilizáció tűnt el a Föld színéről, részben azért, mert nem kellően becsülte meg a létfontosságú termőtalajt. Mindez fel kell, hogy vesse bennünk is a kérdést: menynyit tudunk valójában a talajról és az abban lakozó életről? Hiszen a talajt jellemző óriási biodiverzitás, faji sokféleség alapvetően szükséges ahhoz, hogy meghatározza annak termékenyégét is. A talajtermékenység azonban nem állandó tulajdonság, megőrzéséhez folyamatosan szükség van, szükség lehet olyan szerves anyagok szakszerű felhasználására, amelyek a talajélet javításán, stimulálásán keresztül képesek kifejteni ha-

10 tásukat. A mezőgazdasági mikrobiológiai kutatások előrehaladtával napjainkban lehetőség van olyan baktériumtenyészetek létrehozására, alkalmazására is, amelyek a talajba juttatva megjavítják vagy növelik a talaj hiányzó életét. Ezzel többek között elősegíthető a talaj szerves anyagainak folyamatos, a növény növekedési igényét követő átalakulása. Ez a folyamat azon túl, hogy pozitívan hat a talaj biológiai, kémiai és fizikai tulajdonságaira, másodlagos hatásként a tápelemek feltáródásához vezet. Az így kezelt talajokban a kijuttatott műtrágya és szerves trágya is jobban érvényesül. A fenti elvek szerint végzett tápanyag-gazdálkodás hozzájárul a természettel való harmóniához, így a fenntartható mezőgazdaság megteremtéséhez. Ezáltal eleget teszünk Kreybig Lajos intelmeinek is, azaz gondozzuk a talajt, azért, hogy az képes legyen a növények folyamatos táplálására. Mindez megteremti az egészséges takarmány és az egészséges élelmiszereink előállításának a lehetőségét. Az egészséges élelmiszer amely a hosszú és tartós emberi élet záloga útja a szántóföldön kezdődik. Csak egészséges, élő talajon lehet egészséges élelmiszert termelni. 10

11

12

13 1. A talaj, mint a fenntartható növénytermesztés közege

14 A talajok fizikai tulajdonságainak fontossága 1. ábra. A talaj szerkezete 1. levegő, 2. porszemcse, 3. gyökér gyökérszőrökkel, 4. kolloid ragasztóanyag (agyag, humusz, más szerves anyagok), 5. homokszemcse A TALAJOK SZEMCSEÖSSZETÉTELE, SZERKEZETESSÉGE TALAJSZERKEZET A talajok három különböző halmazállapotú fázisból (szilárd, légnemű és folyadék) állnak. A szilárd fázisában igen sokféle méretű komponens található, a különböző nagyságú talajszemcsék mennyisége, illetve részaránya döntően befolyásolja a talaj sajátosságait. Alapvetően más feltételek alakulnak ki a talajban akkor, ha például durva homokszemcsék, vagy ha az igen kisméretű kolloidrészecskék dominálnak. A talajszemcsék mérete között fokozatos és folyamatos az átmenet, a fizikai sajátosságok viszont bizonyos mérethatárok fölött és alatt ugrásszerűen változnak. A talaj szerkezetének minősége függ a szerkezeti egységek alakjától, mennyiségétől és a szerkezet vízzel és mechanikai hatásokkal szembeni ellenálló képességétől. Az aggregátumokon (sok talajszemcse által alkotott nagyobb részecskék) belüli és a közöttük kialakult hézagok többsége összeköttetésben van egymással. Ezt a pórusteret részben víz, részben levegő tölti ki. A talajaggregátumok egyesülésével jön létre a földművelési szempontból legértékesebb, tartósan morzsás talajszerkezet. A talajmorzsáknak elsősorban a víz fizikai és kémiai romboló hatásával szemben kell elég tartósnak lenniük, ennek elérésében legtöbbször a biológiai és a kémiai kötőanyagok segítenek. A morzsás szerkezet növeli a talaj víztároló képességét, javítja a levegőgazdál- 14 TALAJFIZIKA

15 kodását, kedvezőbb feltételeket teremt a mikrobiológiai folyamatokhoz és a növények tápanyagfelvételéhez. Ezzel szemben a poros, tömődött talajszerkezet egyedi részecskékből épül fel. A túl szorosan illeszkedő részecskék közötti térben meglehetősen levegőtlen körülmények alakulnak ki a növény számára. A SZEMCSÉK KÖZÖTTI TÉR, A LEVEGŐ- ÉS VÍZTARTALOM TALAJNEDVESSÉG A talaj pórusterének a nedvesség által el nem foglalt részét levegő tölti ki. A levegőtartalom állandóan változik: átnedvesedéskor a pórusok egy részéből a víz kiszorítja a levegőt, a száradó talajban pedig fokozatosan nő a levegő térfogata. A talajlevegőnek fontos szerepe van a növény oxigénellátása, illetve egyes biológiai és kémiai folyamatok intenzitása szempontjából. Fő komponensei: nitrogén, oxigén, széndioxid és vízgőz. A talaj a hőenergia legnagyobb részét a Nap sugárzó energiájából nyeri. A felszínre jutó fénysugárzás zömét a talaj elnyeli, kis részét visszaveri. Annál többet nyel el a talaj a sugárzásból, minél sötétebb a színe. A nagyobb víztartalmú agyagtalajokban ugyanaz a hőmennyiség kisebb felmelegedést okoz, mint a kevesebb nedvességet tartalmazó homoktalajokon. Így a homoktalajok gyorsabban, az agyagtalajok pedig lassabban melegednek fel. Ezért tartotta az egykori tapasztalat a homoktalajokat meleg, az agyagtalajokat pedig hideg talajnak. TALAJFIZIKA A talajok kémiai tulajdonságai és a talajfunkciók A HUMUSZ ÉS A SZERVES ANYAGOK A TALAJTERMÉKENYSÉG KULCSA A talajban található szerves anyagokat a következő nagy csoportok alkotják: a talaj élőlényei, és a növények talajban található gyökerei, az elhalt növényi és állati maradványok, a maradványok lebomlása során felszabadult és újraképződött vegyületek. A szerves maradványok átalakulása bonyolult lebontó és építő mikrobiális folyamatok, és az ezeket kísérő biokémiai reakciók eredménye. A lebontás során a nagy molekulájú vegyületeket a mikroorganizmusok kisebb vegyületekre szabdalják, majd végül szén-dioxiddá és vízzé alakítják. A nehezen bontható vegyületek öszszekapcsolódnak nitrogéntartalmú anyagokkal. Az így létrejövő nagy molekulájú, széntartalmukból kifolyólag sötét színű, viszonylag stabil vegyületeket nevezzük humusznak. A talajban található humusz felosztható valódi és nem valódi humuszanyagokra. Valódi humuszanyagok alatt értjük a fulvosavat, a huminsavat és a humint. Ezek széntartalmukban, és ezáltal kémiai oldhatóságukban különböznek egymástól. A nem valódi humuszanyagok csoportjába ezzel szemben fehérjék, szénhidrátok, szerves savak, lignin és zsírok tartoznak, olyan anyagok tehát, amelyek a humuszképződés során hozzákapcsolódnak a humusz alapvegyületeihez. A talaj mikrofaunája a humuszvegyületekkel táplálkozik, a vegyüle- 15 TALAJKÉMIA

16 tek egy része eközben teljesen lebomlik, további részek pedig kisebb-nagyobb mértékben módosulnak. Ebben a folyamatban fontos szerepet töltenek be az enzimek. A könnyen bontható szerves anyagokból optimális feltételek között gyorsan felszabadulnak, és ásványi formákká alakulnak a tápelemek (például a nitrogén). A humifikáción átesett szerves anyagok felhalmozása teszi lehetővé a talajban az energia raktározását, a mállás és a lebomlás során fel- 2. ábra. A szerves anyag bomlása és a humuszképződés 1. növényi és állati maradványok, 2. talajlakó állatok (aprítás, megbontás), 3. mikroszervezetek: baktériumok, gombák és sugárgombák (lebontás, humifikálódás, ásványosodás), 4. humusz, 5. baktériumok (ásványosodás), 6. ásványi tápanyagok és növényi felvételük

17 szabaduló tápanyagok és a víz megtartását, az élőlények számára legkedvezőbb környezet kialakítását, a morzsás szerkezet létrehozását. Ennek oka egyrészt az, hogy a humuszanyagok tömegükhöz képest igen nagy felülettel rendelkeznek, amelyen a víz és a tápelemek képesek megkötődni a talajon belül, innen pedig hozzáférhetőek a növények számára. Az egyes talajszemcséket összeragasztva pedig javítják a talaj szerkezetét, morzsalékossá teszik azt. Mindezt akkor értjük meg igazán, ha összehasonlítjuk a humuszt kis mennyiségben tartalmazó homokot egy humuszos talajjal: a talajrészecskéken kevés megkötött tápelemet tartalmazó, így alacsony vízmegtartó-képességű homokban gyorsan kiszáradnak a növények. De a homokos talajban a szerves maradványok is nehezebben bomlanak le, mert hiányzik belőle a humusz, és a mikroorganizmusok sokasága. SZÁRMARADVÁNYOK ÉS SZÉN- KÖRFORGALOM LEBONTÁS ÉS ÚJRAALAKULÁS A betakarítást követően a szántóföldön maradó szármaradványok értékes anyagokat jelentenek a talajokban. Amennyiben lebomlanak, egyrészt a talaj humusztartalmát gyarapítják, másrészt pedig tápelemek szabadulnak fel belőlük. Ha viszont nem kezdenek el kellő gyorsasággal lebomlani, nehezítik a következő növényi kultúra számára szükséges talajművelési és vetési műveleteket. Képzeljünk el egy kukorica-, vagy napraforgószárakkal borított talajfelszínt: szinte alig művelhető, amíg ezek jelentős része le nem bomlott. A lebontási folyamatok jelentős mértékben gyorsíthatók baktériumtrágyák kijuttatásával, amelyek a szármaradványokat különböző enzimek segítségével lebontani képes baktériumtörzseket is tartalmaznak. A Az enzimek olyan fehérjék, amelyek az élő sejtekben végbemenő kémiai folyamatokat gyorsítják. szármaradványok lebontása fokozatosan történik az időben előrehaladva, a lebomlásban lévő maradványok pedig olyan méretcsökkenésen mennek át, amely végén már kevésbé jelentenek nehézséget a talajművelés során. Ezzel párhuzamosan javítják a talajszerkezetet is. A talaj felszíni rétegébe (10 15 cm) bedolgozott növényi maradványoknak (mulcsnak) kedvező hatása van a talajok víztartalmának megőrzésében, és a gyomokkal szembeni küzdelemben. A humuszelmélet Az ókori Egyiptomból származó források is beszámolnak olyan megfigyelésekről, hogy a talajnak van egy sötét színű alkotórésze, amely jelentősen befolyásolja termékenységét. A középkorban ezért misztikus erőt tulajdonítottak ennek az anyagnak. A XIX. század első felében még inkább a humuszra terelődött a figyelem, Albrecht Thaer nevéhez kötődik a humuszelmélet, ő azt hirdette, hogy humusz nélkül nem tudnak táplálkozni a növények. Ezt megdöntötte Justus von Liebig felismerése a növények ásványi táplálkozásáról, ugyanakkor ma is igaz, hogy mind a mikroelemek, mind a humusz jelentősen hozzájárul a talajtermékenységhez. 17

18 Tarló A tarló tartalmazza a növény által felvett, de a terméssel nem leszállított tápelemek mennyiségét A mulcshagyó talajművelés, és a baktériumtrágyázással gyorsított szármaradvány-bontás tehát nemhogy nem zárja ki, hanem épp ellenkezőleg, erősíti egymás hatását. A szármaradványok intenzívebb bomlása hozzájárul a mulcsréteg kialakulásához. A bontási folyamatokban szén-dioxid, víz, energia és ásványi sók keletkeznek. A szén körforgása szempontjából a keletkező széndioxidot kell kiemelni, hiszen ez a légkörbe távozva ismét a növények rendelkezésére fog állni a fotoszintézishez. A szén körforgása természetes körülmények között lassú folyamat, hiszen a szerves anyagok lebomlása során a A pentozán hatás Pentozán hatás alatt azt értjük, amikor a talajba dolgozott magas széntartalmú szármaradványok lebontása akadozik, nem a megfelelő ütemben zajlik. Ennek oka a lebontást akadályozó átmeneti nitrogénhiány. A talajban ugyanis az optimális szervesanyag-lebontó folyamatokhoz a C:N aránynak általában 25:1-nél kisebbnek kell lennie. Csak ebben az esetben biztosított, hogy a mikroorganizmusok a lebontás közben a felszabaduló szenet (cukrok és fehérjék, azaz C- és N-forrást adó anyagok formájában) a testükbe építsék. Ha kevés a talajban a nitrogén ehhez a folyamathoz, akkor a mikroorganizmusok képesek elvonni a talajban lévő ásványi nitrogént a növényektől, akadályozva, nem pedig segítve ezzel a sikeres növénytermesztést. A pentozán hatás már régóta ismert jelenség, ez a magyarázata annak is, hogy miért nem célszerű éretlen istállótrágyát juttatni a talajba. A még éretlen istállótrágyában ugyanis lebontatlan formában vannak jelen a nagy széntartalmú molekulák, melyek lebontása, ásványosítása során a mikroorganizmusok elvonják a talajban lévő nitrogént a növények elől. Ennek kivédésére célszerű az istállótrágyázást baktériumtrágyázással egybekötni. A pentozán hatás kiküszöbölésére fejlesztették ki azokat a mikrobiális készítményeket, amelyek egyaránt tartalmaznak cellulózbontásért felelős, illetve a légköri nitrogént megkötni képes baktériumtenyészeteket. Az előbbi csoportba tartozó baktériumok felgyorsítják a szár- és gyökérmaradványok bontását, lerövidítve az ehhez szükséges nitrogénigényes időszakot. Ha ezek mellett nitrogénkötő baktériumtenyészeteket is juttatunk a talajba, azok a légköri nitrogén megkötésén keresztül növelik a talaj nitrogénkészletét, így fedezik a szármaradvány-bontáshoz szükséges nitrogént, és ráadásul optimális esetben még a növény kezdeti növekedéséhez is rendelkezésre fog állni az így létrejött tápelemtőke. 18

19 szén igen hosszú ideig marad megkötve a humuszban. A talajművelési eljárások eredményeképpen oxigénnel dúsul fel a talaj, ez pedig felgyorsítja az oxidációs folyamatokat, amelyek hatására viszonylag rövid idő alatt felszabadul a humusz széntartalma, azaz a humusz e folyamatban lebomlik. Ezzel magyarázható, hogy ahol van rendszeres szervesanyag-utánpótlás, mint például a lombhullató erdők esetében, ott a lebontóképesség nem tud lépést tartani a nagy mennyiségű szerves anyaggal, ezért magas lesz az adott talaj humusztartalma is. NITROGÉN A TALAJBAN SZERVES ANYAGBÓL SZERVES ANYAG látottság tehát a növények hozamának legfontosabb alapfeltétele. Hiányában nem képződik fehérje, a növények elsárgulnak és fejletlenek maradnak, ami csökkenti a termés mennyiségét és minőségét is. A talajok összes nitrogéntartalma 0,02 0,4 tömegszázalék között ingadozhat. A művelt rétegben az összes nitrogénnek több mint 95 százaléka szerves kötésben van jelen, ennek mennyisége a humusztartalommal arányos. A növények a talaj összes nitrogéntartalmának azonban csak tört részét képesek hasznosítani. Ezek a szervetlen nitrogénformák, a nitrát (NO3 ) és az ammónium (NH4 + ). A talaj szervesnitrogén-tartalma a mikroszervezetek tevékenysége révén alakul át szervetlen nitrogénné. A szerves anyagok lebomlását, és a szerves nitrogénvegyületek átalakulását szervetlen formákká mineralizációnak (ásványo- A talaj szervesnitrogén-tartalma a mikroszervezetek tevékenysége révén alakul át felvehető, szervetlen nitrogénné. A növények nitrogénellátásában a biológiai úton megkötött légköri nitrogénnek is fontos szerepe van. A nitrogén amint azt az előző fejezetekben is láttuk a legfontosabb növényi tápelem, de ha a többi tápelem hiányban van, akkor önmagában nem elegendő a növény zavartalan fejlődéséhez. A vegetatív növekedést elsődlegesen meghatározó tápelemként a nitrogénnek köszönhető a növények zöldtömeg-képzése. Termesztett növényeink termésszintjét a harmonikus tápelemellátás biztosítja, a tápelemek közül pedig legnagyobb mennyiségben a nitrogén sodásnak) nevezzük. Ennek során a nitrogén mobilizálódik, a növények számára hasznosíthatóvá válik. A növények nitrogénellátásában ugyanakkor a légköri nitrogénnek is fontos szerepe van. A levegő nitrogénjét a növények nem tudják közvetlenül hasznosítani, csak a szükséges a növények számára. Fontos, mikroszervezetek közreműködésével válik hogy a termésképzés szempontjából jelentős időszakokban elegendő a növény számára felvehető nitrogén álljon rendelkezésre. Ezt szolgálja például az őszi búza nitrogén fejtrágyázása esetében a három-négy részre osztott nitrogéntrágyázás. A kielégítő nitrogénel- hozzáférhetővé, amelyek képesek ennek biológiai úton történő megkötésére. Ilyen mikroszervezetek megtalálhatók a pillangósvirágú növények (lucerna, borsó, szójabab, bab) gyökérgümőin, de baktériumtrágya formájában minden növényi kultúrába bevihetőek 19

20 szabadon élő nitrogénkötők. A nagy növényi igény miatt nincs realitása a nitrogénműtrágyák teljes nélkülözésének, azok túlzott használata azonban környezeti szempontból negatív hatásokhoz vezethet: nitrátkimosódás a talajvízbe, ammónia és nitrogén-oxid emisszió a légkörbe, mely erősíti az üvegházhatást. Ezért fontos szerep jut a műtrágyák mellett az olyan környezetkímélő nitrogéntrágyázási módszereknek, mint az előbb említett baktériumtrágyák. FOSZFOR A TALAJBAN ÁSVÁNYO- SÍTJÁK A MIKROORGANIZMUSOK A foszfor elsődlegesen a növények generatív fejlődését, így termésképzését határozza meg, 3. ábra. A nitrogén körforgása a talajban 1. légköri nitrogén, 2. szabadon élő nitrogénkötő baktériumok, 3. oldott nitrát és ammónium, 4. növényi nitrogénfelvétel, 5. állat, 6. szerves trágya, 7. növényi és állati maradványok, 8. gyökérgümő nitrogénkötő baktériumokkal, 9. nitrogénműtrágya, 10. baktériumtrágya, 11. ionizált légköri nitrogén, 12. pillangós virágú növény. nitrogénnyereség, nitrogénveszteség

21 továbbá jelentősen hat a gyökérképződésre is. A szárazság okozta stresszhelyzetekben felértékelődik annak jelentősége is, hogy a megfelelő foszforellátottság javítja a vízhasznosulást, bizonyos határig ellensúlyozza tehát a szárazság kedvezőtlen hatását. Továbbá jelentős energiaforrást jelent, hiszen megtalálható minden energiahordozó molekulában. Hiányában gátolt a gyökérfejlődés és a lombképződés, a gabonafélék gyengén bokrosodnak, ritkulnak. A gyengébb gyökérfejlődés megnehezíti a tápelemek és a víz felvételét, így romlik a termés mennyisége és minősége, valamint a növény betegségekkel szembeni ellenálló képessége. A foszfor a talajban szerves és szervetlen kötésben fordul elő. A két frakció aránya változó, többnyire azonban 50 50%. A szerves kötésű foszfor legnagyobb része egy összetett, úgynevezett fitinszerű anyag, a másik része pedig a humuszanyagokhoz kötve van jelen. A talaj pillanatnyi felvehető foszfortartalma alig haladja meg a növények számára egy vegetációs időszak alatt szükséges mennyiség 1%-át. A szerves foszfor ásványosodásának üteme lassú, a mikroorganizmusok tevékenysége által azonban jelentősen gyorsítható. A műtrágyákkal a talajba juttatott foszfor a talajban viszonylag gyorsan lekötődik, nehezebben oldható kémiai formákká alakul. Meszes talajokban kalcium-foszfátok, savanyú talajokban vas- és alumínium-foszfátok képződhetnek. Ebből az is következik, hogy a műtrágya formájában kijuttatott foszfor hatóanyag csak részben hasznosul. Több gazdálkodó is beszámolt olyan tapasztalatról, hogy a talajvizsgálat szerint jó, megfelelő foszforellátottságú a területe, mégis foszforhiányosak a termesztett növények. Ez azzal magyarázható, hogy a foszfor a növények számára nem felvehető formában van jelen, amit a jelenleg is rendelkezésre álló baktériumtrágyázással orvosolhatunk. KÁLIUM A TALAJBAN FELSZABADUL A SZÁRMARADVÁNYOKBÓL IS A kálium jelentős mértékben meghatározza a növények vízgazdálkodását, a jó káliumellátottság előnyei így főleg aszályos években érvényesülnek. Hiányában gátolt a növekedés, a nitrogén és a foszfor beépülése, a szénhidrátok azaz például a cukor, a keményítő, a nyersrost képződése. Emiatt romlik a 21

22 minőség, a télállóság, a betegség-ellenállóság és főként a szárazságtűrés. A nagy kvarctartalmú homoktalajok és a szerves talajok (láptalajok) káliumban szegények, a szikes talajok ezzel szemben nagy káliumtartalmúak. A talajban lévő kálium nagyrészt a szilikátokban kötve található, ezért az agyagtartalom növekedésével növekszik a káliumtartalom. Így például viszonylag magas a csernozjom és a réti talajok esetében. A növények számára csak a talajoldatban, illetve a talajkolloidok felületén ionos formában lévő kálium felvehető. Az agyagásványokban gyakran nagy mennyiségű kálium kötődik meg, ez azonban nem hozzáférhető a növények számára. A talajoldat káliumtartalma és a kicserél- 4. ábra. A foszfor körforgása a talajban 1. foszforműtrágya, 2. baktériumtrágya, 3. növényi és állati maradványok, 4. mikroszervezetek: baktériumok, gombák és sugárgombák (foszformobilizálás), 5. humuszanyagok, 6. elsődleges ásványok, 7. vízoldhatatlan foszforvegyületek, másodlagos foszfátok, 8. oldott dihidrogén-foszfát (H2PO4 ) és hidrogén-foszfát (HPO42 ). foszfornyereség, foszforveszteség

23 hető káliumtartalom között viszonylag gyorsan beáll az egyensúly, a tartalékformákból viszont csak nagyon lassan jut oldatba újabb kálium, ugyanakkor a műtrágyával a talajba vitt kálium egy része szintén lekötődik. Ennek során a káliumionok meghatározott agyagásványok rétegrácsai közé épülnek be, és bár a talajban vannak, nem felvehetőek a növény számára. A talaj káliumtartalmának növelésében a műtrágyázás mellett jelentékeny szerepet játszanak a szerves maradványokat elbontó baktériumok, melyek jelentős mennyiségű káliumot mobilizálnak. A növény által felvett káliumnak számottevő része a szárba épül be. A szárban a káliumnak fontos szerepe van a szilárdság kialakításában és a vízháztartás szabá- 5. ábra. A kálium körforgása a talajban 1. káliumműtrágya, 2. baktériumtrágya, 3. növényi és állati maradványok, 4. mikroszervezetek: baktériumok, gombák és sugárgombák (káliumfelszabadítás), 5. humuszanyagok, 6. agyagásványokban kötött kálium, 7. kicserélhető kálium a talajkolloidok felszínén, 8. oldott kálium (K + ). káliumnyereség, káliumveszteség

24 lyozásában. A táblán maradt szármaradványok különösen a kukoricaszár ezért fontos káliumforrásnak tekinthetők. N P2O5 K2O őszi búza őszi árpa tavaszi árpa szemes kukorica napraforgó repce borsó lucerna silókukorica 3,5 1,5 4 Mikroelemek alatt többnyire a cinket, a rezet, a vasat, a mangánt, a bórt, a szilíciumot, a szelént, a kobaltot és a molibdént értjük. A cink enzimaktivátorként fontos szerepet játszik a nitrogén-anyagcserében, a növényi hormonok szintézisében, például a magképződést és a gyökérnövekedést is befolyásolja. A réz részt vesz a fehérjeszintézis és a szénhidrát-anyagcsere folyamataiban, számos enzim katalizálásában nélkülözhetetlen. A vas szerepet játszik különböző enzimatikus folyamatokban, a fotoszintézisben és a légzésben. A mangán részt vesz a fehérjeszintézisben, a citromsavciklusban és a fotoszintézisben. A bór kulcsszereplő többek között a virágzás és a sejtosztódás folyamataiban. A molibdén nélkülözhetetlen a nitrátredukcióban, és a kobalttal együtt a pillangósok nitrogénkötési folyamataiban is, ez utóbbi a B12-vitamin szintetizálásához szükséges fémkomponens. A klórt és a nátriumot szintén képes felvenni a növény, de azok kevésbé szükségesek az életfolyamataihoz. A klór javítja a növények vízháztartását, a nátrium a legelőkön lehet fontos a takarmány beltartalmi értékei miatt. A mikroelemeket a növényi és állati szervezet nem tudja előállítani, azokat csakis a környezetből tudják felvenni. 1. táblázat. Növények tápanyagigénye A főbb termesztett növények nitrogén- (N), foszfor- (P2O5) és kálium- (K2O) igénye kilogrammban megadva 1 t terméshez (magában foglalva a hozzátartozó szármaradványokat) MEZO- ÉS MIKROELEMEK A TALAJBAN HOGY TELJES LEGYEN A NÖVÉNYTÁPLÁLÁS 24 Itt kell megemlítenünk a ként, a magnéziumot és a kalciumot is. Ezeket mezoelemeknek tekintjük, mert a makroelemeknél kisebb, de a mikroelemeknél nagyobb mennyiségben igénylik őket a növények. A kénnek fontos szerepe van a fehérjék, enzimek és vitaminok felépítésében, de részt vesz a fotoszintézisben is. A fehérje- és olajos növényekre magasabb kénigény jellemző. A magnézium a klorofill központi alkotóeleme, részt vesz az aminosavak és fehérjék bioszintézisében, az energiaháztartásban, és több enzim működésében játszik katalizátor szerepet, mint bármely más tápelem. A kalcium felelős a sejtfalak stabilizálásáért, növeli a növények ellenálló képességét a toxikus nehézfémkoncentrációkkal szemben, nélkülözhetetlen a gyökerek egészséges és normális növekedéséhez. Tehát a mikro- és mezoelemek, ásványi anyagok hiánya a szervezetben elsősorban a sejtek életműködéséhez nélkülözhetetlen enzimek és vitaminok működését gátolja, vagyis a

25 megfelelő mikroelemek nélkül a vitaminok és enzimek hatástalanok maradnak. Az enzimek olyan fehérjék, amelyek az élő sejtekben végbemenő kémiai folyamatokat gyorsítják, ezzel a szervezet anyagcseréjét és energiaforgalmát szabályozzák, és így javítják a növények egészségi állapotát is. A jól szabályozott anyagcsererendszer ugyanis jobb kondíciót, a betegségekkel szemben nagyobb ellenálló képességet jelent. A katalizálás ebben az esetben azt jelenti, hogy bár az enzimek nem vesznek részt az adott kémiai folyamatban, mégis növelik annak sebességét. A növényi sejtek képesek önállóan mind az enzimek, mind pedig a vitaminok előállítására. Ugyanakkor valamennyi enzim és vitamin csak akkor képes betölteni élettani funkcióját, ha azo- 6. ábra. A mikroelemek körforgása a talajban 1. mikroelem-tartalmú műtrágya, 2. baktériumtrágya, 3. növényi és állati maradványok, 4. mikroszervezetek: baktériumok, gombák és sugárgombák (mikroelem-felszabadítás), 5. humuszanyagok, 6. talajásványok, 7. kicserélhető mikroelemek a talajkolloidok felszínén, 8. oldott mikroelemek (Fe2 +, Fe3 +, Mn2 +, Zn2 +, Cu2 + stb.). mikroelem-nyereség, mikroelem-veszteség

26 Ha kezünkbe veszünk egy marék földet, élőlények milliárdjait találhatjuk benne. kat a megfelelő mikroelemek aktiválják, minden enzimet és vitamint más és más. A mikroelemeket viszont a növényi és állati szervezet nem tudja előállítani, azokat csakis a környezetből tudja felvenni. Vagyis hiába van meg valamennyi enzim és vitamin a szervezetben, ha azokat nem tudja aktiválni a megfelelő mikroelem. A baktériumok, a gombák, illetve a növényi gyökér is szerves savak kiválasztásával képes oldani, így a növény számára is felvehetővé tenni a talajban lévő mikroelemeket. Ennek is feltétele azonban a megfelelő talajállapot (például a víztartalom) és a megfelelő talajélet. Vannak olyan mikroelemek, amelyek felvehetőségét egy másik elem nagyobb mennyiségben való jelenléte gátolhatja. Ilyenkor relatív hiányról beszélünk, a megoldást pedig az adott mikroelem mennyiségének növelése jelenti. Ilyen antagonizmus lehet a foszfor indukálta cinkhiány, a kálium indukálta magnézium-, vagy kalciumhiány. A növények jó mikroelem-tápláltsági állapota ahhoz is hozzájárul, hogy azok állati, illetve humán elfogyasztásával az élelmiszerláncba is elegendő mennyiségű mikroelem kerüljön. Ez kiemelten fontos az egészséges élelmiszerek előállításának szempontjából, hiszen a mikroelemek az állati és humán szervezetben ugyanazokat a kulcsfontosságú funkciókat töltik be, mint a növényeknél. 7. ábra. A talaj fontosabb mikroszervezetei 1. gombamicélium, 2. baktériumok, 3. sugárgombák

27 A talajok biológiai tulajdonságai és a termékenység ÉLŐLÉNYEK A TALAJBAN LÁTHATATLAN MIKROVILÁG Ha kezünkbe veszünk egy marék földet, az mozdulatlannak, élettelennek tűnik, pedig élőlények milliárdjait találhatjuk benne. Az egysejtű baktériumoktól az emlősökig és a magasabb rendű növényekig több ezer ismert élőlényfaj található a talajokban. Számos olyan is van, elsősorban a mikroorganizmusok között, amelyet még fel sem fedeztek. Az élő anyag tömegének becsült mennyisége talajtól függően hektáronként tonna körül alakul a felső 25 cm-es talajrétegben. A talaj szerves anyagának átlagos összetétele a következő: 85% humusz, 10% gyökerek és 5% a benne élő növény- és állatvilág. Utóbbi összetétele rendkívül változatos, elmondható, hogy a baktériumoktól a mikroszkopikus gombákon és földigilisztákon át egészen a vakondokig számtalan fajt felölel. Ezek közül a talaj termékenysége szempontjából a mikroszervezetek (baktériumok, sugárgombák és gombák) a legfontosabbak. Ezek bár rendkívül kicsiny méretűek, szabad szemmel láthatatlanok, mégis hatalmas mennyiségben fordulnak elő a talajainkban. Mind számukat, mind pedig tevékenységüket tekintve kiemelkednek a baktériumok. Egy gramm talajban számuk néhány milliárd körül A baktériumok felépítése A baktériumok egysejtű, sejtmag nélküli mikroorganizmusok (pár µm méretű, szabad szemmel nem látható élő szervezetek), ivartalanul szaporodnak. Hosszirányban növekednek, majd egy bizonyos méretet elérve kettéosztódnak. Utódaik genetikai állománya megegyezik az eredetivel. Kedvező tenyészfeltételek (megfelelő tápanyagellátás, hőmérséklet, nedvesség stb.) mellett az osztódás gyorsan, akár 20 percenként vagy pár óra alatt megismétlődik. Ha negatív hatások érik a baktériumokat (tápanyaghiány, hosszú ideig tartó szárazság, téli hideg stb.) nem a szaporodás a céljuk, hanem a kedvezőtlen körülmények átvészelése. Ekkor úgynevezett kitartó képletet hoznak létre, amely anyagcseréjét tekintve inaktív, de alkalmas arra, hogy a mikroszervezet a kedvezőtlen körülményeket átvészelje. Egyes baktériumok képesek erős fallal rendelkező spórák létrehozására is, illetve arra, hogy az egész baktériumsejt egy spórává alakuljon át. Ez a forma sokkal inkább képes arra, hogy a kedvezőtlen körülményeket átvészelje. Optimális körülmények között aztán (például a téli hideget követően) újra aktivizálódnak az életfolyamataik ábra A baktériumok sematikus felépítése 1. ostorok, 2. kocsonyás burok, 3. szilárd sejtfal, 4. citoplazma, 5. nukleoid (örökítőanyag), 6. riboszómák

28 van, tömegük pedig mintegy 0,4 tonna 1 hektár 25 cm-es mélységű (4000 tonna tömegű) talajrétegben. Kedvező körülmények között gyors anyagcseréjüknek és szaporodóképességüknek köszönhetően testtömegük több százszorosát is képesek lehetnek egy nap alatt táplálékként (szén- és nitrogénforrásként) hasznosítani. Ezáltal le- (vagy meg-) bontják a legkülönbözőbb típusú szerves anyagokat, ha erre a környezeti körülmények is lehetőséget adnak. Ennél a példánál maradva, 4000 tonna talajban 3 százalék szerves anyagot feltételezve megközelítőleg 9. ábra. A talajélőlények szerepe a szármaradványok lebontásában 1. szerves maradványok a talajfelszínen, 2. talajlakó állatok (aprítás, megbontás), 3. szerves maradványok a talajban, 4. mikroszervezetek: baktériumok, gombák és sugárgombák (megbontás, lebontás, humifikálódás, ásványosodás), 5. humusz, 6. ásványi tápanyagok

29 Ha nem volnának jelen a mikroszervezetek a talajainkban, akkor megszűnne az anyagok biológiai körforgása. 120 tonna mennyiséget kapunk, amelynek csak egy részét képezik a mikroorganizmu sok. Ezek lebontó tevékenységének lényege, hogy olyan anyagokat (enzimeket) termelnek, amelyekkel képesek metabolizálni (lebontani) a talajban lévő szerves maradványokat (például a növények szármaradványait) is. Ezekből az anyagcsereút végén végül szén-dioxid, tápelemek és víz keletkezik. A baktériumok gyorsasága annak köszönhető, hogy tömegükhöz képest nagy a felületük, de emellett sokoldalú tevékenységük is azt eredményezi, hogy ezek a mikroszervezetek végzik a talajban lévő szerves anyag átalakításának legnagyobb részét. Sokoldalúságuknak megfelelően az egyes fiziológiai csoportok fajonként eltérően más-más összetételű anyagot termelhetnek, így a legkülönbözőbb szerves anyagok (állati maradványoktól a kukorica-, repce-, vagy napraforgószárig) lebontását képesek elindítani vagy teljesen elvégezni. A baktériumok után az egysejtű sugárgombák fordulnak elő legnagyobb számban a talajban. Ezek rendszertanilag szintén a baktériumokhoz tartoznak, itt azonban külön említjük őket, mert felépítésükben különböznek az előbb bemutatott baktériumoktól. A sugárgombák száma a talajban grammonként elérheti a százmilliót. A frissen szántott talaj friss szagát például leginkább a sugárgombáknak köszönhetjük. A baktériumok mellett a sugárgombák is hozzájárulnak a talajban végbemenő lebontó folyamatokhoz. A baktériumok mellett nem elhanyagolható a talajban a mikroszkopikus gombák tevékenysége sem. Ezek száma a talajban grammonként elérheti a tíz-száz ezres nagyságrendet, bár egyedszámuk megállapítása a fonalas testfelépítésük miatt nem egyértelmű. A testüket felépítő fonalak a talajt hosszan képesek behálózni, de egy-egy szervesanyag-csomónál akár bonyolult kötegekké is tömörülhetnek. A gombák akkor kapcsolódnak be nagyobb aktivitással a bontási folyamatokba, ha a baktériumok, il- 29

30 A talaj A földkéregnek az a legfelső, szilárd része, amely képes életfeltételeket biztosítani a növények, az állatok és az ember számára is. Csak első ránézésre tűnik azonban szilárd és élettelen közegnek, valójában magában a talajban is számtalan élőlény él. Fizikai összetétele tekintetében pedig igazán különleges, hogy a természetben egyedüliként egyszerre három halmazállapot van jelen benne: a folyékony (víz), a szilárd (szerves és szervetlen talajalkotók) és a gáz (levegő). A talaj ezáltal leginkább egy háromfázisú, élő rendszerként határozható meg. 10. ábra. A növények tápanyagfelvétele a gyökéren keresztül 1. ioncsere talajoldattal, 2. humuszanyagok, 3. mikroszervezeteken keresztüli tápanyagfelvétel, 4. agyagásványok ioncseréje, 5. tápanyag kioldása ásványi alkotóelemből letve sugárgombák már előkészítették ehhez a szerves anyagokat, vagy ha a körülmények azok működőképességéhez nem megfelelők. Ilyen körülmény például a komposzthalom belsejében lévő magas hőmérséklet, vagy a tűlevelű er-

31 A tápelemek felvehetősége szempontjából külön figyelmet érdemel a rizoszférában kialakuló kémhatás. dők erősen savanyú talaja, ahol csak a gombák képesek a szerves anyagok lebontására. Fentiekből következik, hogy ha nem volnának jelen a mikroszervezetek a talajainkban, akkor megszűnne az anyagok biológiai körforgása, az elhalt szerves anyag nem tudna lebomlani azokra az egyszerű vegyületekre, amelyek a növények tápanyagául szolgálnak, így pedig újabb szerves anyagok sem tudnának létrejönni. Nyugodtan állítható tehát, hogy a mezőgazdaság eredményessége a talajok kiegyensúlyozott életénél kezdődik. A talajélet hozza létre a növények számára azt az optimális körülményt, amely szükséges ahhoz, hogy a genetikailag kódolt tulajdonságaik szerint a megfelelő produkciót létrehozzák. A folyamatban a mikroorganizmusok az ásványi anyagok mobilizálásával, a talajtermékenységet jelentősen fokozó humuszképződési folyamatban játszott jelentős szerepükkel járulnak hozzá a morzsalékos talajállapot létrejöttéhez. Ennek az ideális talajszerkezetnek amely nagy felületű szemcseszerkezet a benne képződött levegőzárványok tömegével köszönhető végül is a csapadékvíz megtartása a felső rétegekben, és a kedvező víz-levegő arány kialakulása. Az anyagcsere-folyamatok a víz és a levegő állandó jelenlétében zajlanak, amelyre igen nagy szükség van ahhoz, hogy a mikroorganizmusok többsége kifejthesse aktív tevékenységét. Hozzájárul a talajok nagy változatosságához, hogy igen szoros kapcsolatrendszer létezik a talajban élő legkülönbözőbb élőlények között. A rendszert működésben tartó energia elődleges forrása a Nap sugárzási energiája, ezt használják fel a növények fotoszintézisük során a szerves anyagok előállításához. A növényi szervekben raktározódik el aztán az az energia, amely végső soron a talajban élő összes élőlény energiaforrását képezi. KÉMIAI-MIKROBIOLÓGIAI KÖLCSÖNHATÁSOK A GYÖKÉR- KÖZEGBEN A RIZOSZFÉRA EFFEKTUS A növények gyökérzetükön és levélzetükön keresztül is képesek felvenni a szervezetük Az élet alapja: a fotoszintézis és a tápanyagok körforgása A növények a nap energiájának segítségével glükózt (szőlőcukrot) állítanak elő vízből és szén-dioxidból. A glükóz és az abból képződő összetett cukrok jelentik az élőlények számára leginkább szükséges energiaforrást. Azok az élőlények, amelyek nem végeznek fotoszintézist a növényeken keresztül jutnak glükózhoz. Az állatok és az ember elfogyasztják a növényeket, a talajban élő mikroorganizmusok pedig lebontják a növényi és kisebb részben állati maradványokat, hogy hozzájussanak ehhez az energiaforráshoz. A lebontás folyamán azonban olyan anyagok (szén-dioxid, víz és ásványi tápelemek) is felszabadulnak, melyek a növények számára tudnak kiinduló alapanyagokat jelenteni. 31

32 felépítéséhez szükséges tápanyagokat és vizet, mennyiségileg azonban sokkal nagyobb részt képvisel a gyökéren keresztül felvett tápelemek aránya. Joggal állítható tehát, hogy a gyökérzet sokkal több, mint csupán a növény rögzítő szerve a talajban, összeköttetést jelent a növényi életfolyamatok, és az azokhoz szükséges biológiai, illetve kémiai tényezők között. A növényi tápelemek különböző szervetlen és szerves formában találhatók a talajban, a növények azonban csak szervetlen ionként képesek felvenni és hasznosítani azokat. Növénytáplálási szempontból ezért kulcsfontosságúak azok a folyamatok, melyeken keresztül oldódnak, ezáltal a növény számára is felvehetővé válnak a tápelemeket tartalmazó vegyületek. E tekintetben különös jelentősége van a talajban élő mikroszervezetek által, illetve a gyökerek által termelt szerves savaknak. Ezek Egészséges talaj, egészséges élelmiszer A talajélőlények számának növekedésével vagy működőképességük javulásával a talajon megtermelt élelmiszereink minőségi tulajdonságai is javulnak, kihatva ezzel az ember egészségi állapotára is Növényi eredetű élelmiszereinkben a mikroelemek arányának folyamatos csökkenése figyelhető meg. A mikroelemek hiánya pedig kihat az élelmiszerlánc egészére. képesek felvehető állapotúvá tenni a talaj tápelemtartalmát, különösen a mikroelemeket. A rizoszféra a gyökéren túl magában foglalja az ahhoz közel eső talajrészt, így az abban élő mikroorganizmusokat, és az előbb említett szerves savakat is. A tápelemek felvehetősége szempontjából külön figyelmet érdemel a rizoszférában kialakuló kémhatás: A legtöbb tápelem enyhén savanyú vagy semleges ph tartományban mobilis: a tápanyagok hozzáférhetősége szerves talajokon 5,0 6,0 ph, míg váztalajokon 5,5 7,0 ph tartomány között a legintenzívebb. A savanyúbb kémhatás ugyanakkor elősegítheti a talajokból bizonyos toxikus elemeknek a szükségesnél nagyobb arányban történő növénybe jutását is. Amikor megtörtént a tápelemek és a víz felvétele a gyökéren (vagy kisebb részben a levélen) keresztül, az anyagszállítás során azok a végfelhasználást végző növényi részbe kerülnek a szállítószövet-rendszeren keresztül. Ez két részből, a faelemekből és a háncselemekből áll. A háncselemekben a tápanyagok a felhasználás helyéig jutnak el a növényen belül. Ezzel szemben a farész csupán a víz és az abban oldott ionok (egyszerű elemek, melyekből kémiai reakciókon keresztül tápanyagok keletkeznek) szállítását végzi, mégpedig a gyökértől a levél irányába. 32

33 AZ ÉLELMISZERMINŐSÉG ÉS -BIZTONSÁG TALAJBIOLÓGIAI KÉRDÉSEI A SZÁNTÓFÖLDTŐL AZ ASZTALIG A talajlakó baktériumok a szorosan vett mezőgazdasági termelésen túl a fogyasztókra, azaz a táplálkozásunkra is fontos hatással vannak. A kedvező hatású baktériumok száma a talajokban gyakran lecsökken. Ennek oka lehet a levegőtlen talajkörülmények kialakulása vagy a talaj kémhatásának megváltozása, például a rothadó szármaradványok hatására. Ekkor egyéb, az emberi szempontból kedvezőtlen mikroorganizmusok elszaporodása következik be. A kedvezőtlen mikroorganizmusok felszaporodásának számos negatív hatása van, megnőhet például a nehézfémek, toxikus elemek oldhatósága és növényi felvétele, de megnő a kockázata ezek élelmiszereinkbe való bekerülésének is. Az intenzív termesztés hatására a növények a nagyobb termésekkel egyre több mikroelemet vonnak ki a talajból. Utánpótlásuk azonban csak akkor megoldott, ha célirányos mikroelem-trágyázást folytatunk. A talaj kémhatásának csökkenése is a mikroelemek kioldódását segíti elő. Mindezek egyenes következményeként a növényi eredetű élelmiszereinkben a mikroelemek arányának folyamatos csökkenése figyelhető meg. Mivel az állati takarmányok is növényi alapúak, így az állati termékekben is kimutatható ez a folyamatos mikroelem-csökkenés, ami az emberi szervezetre is hatással van (folyamatosan csökken a mikroelem-ellátottság szintje). A mikroelemek hiánya kihat tehát az élelmiszerlánc egészére. A következményekkel nap mint nap szembesülünk az úgynevezett civilizációs betegségek (allergia, stressz, immunrendszeri problémák) folyamatos erősödése és terjedése által. További példaként említendő a szelén, melynek egyes vegyületei a rák áttétek kialakulását fékezik vagy blokkolják. Az utóbbi évben a rák- és cukorbetegségek száma rohamosan növekedett, ami összefüggésbe hozható a mikroelemek hiányával a táplálékban. De talán nem tudatosodott még bennünk, hogy milyen sok betegségnek és problémának az alapvető oka a mikroelemek folyamatos hiánya. Megállapítható tehát, hogy a talajélőlények számának csökkenésével vagy működőképességük rosszabbodásával a talajon megtermelt élelmiszereink minőségi tulajdonságai is romlanak, kihatva ezzel az ember egészségi állapotára is. Egészséges tejet, illetve húst csak egészséges állat tud termelni. Egészséges állatot csak egészséges takarmánnyal lehet tenyészteni, az egészséges élelmiszer pedig megalapozza az emberi egészség megőrzését is. Az élelmiszerlánc egészének szem előtt tartása meghatározza a gazdálkodás módját. Több civilizáció tűnt el azért a Föld színéről, mert nem becsülte meg kellőképpen a talajt. Mindez felveti a kérdést: mennyit is tudunk valójában a talajéletről? A talajt óriási biodiverzitás, fajgazdagság jellemzi, mely alapvetően meghatározza termékenységét. A talajtermékenység megőrzéséhez szükség van a növénytermesztésben olyan szerves anyagok felhasználására, amelyek megőrzik, sőt növelni is képesek a talaj életképességét. 33

34

35 2. A talajtrágyázás hatásainak összefoglalása

36 A termőtalaj leromlása A talajt unokáinktól kaptuk kölcsön Az első fejezetből kiderült, hogy a fenntartható, környezettudatos és hatékony növénytermesztés megfelelő talajélettel rendelkező, tehát biológiailag aktív talajon tud megvalósulni. Az intenzív növénytermesztési technológiák elterjedésével az utóbbi fél évszázadban megnőtt a műtrágyák és növényvédő szerek, gyomirtók, talajfertőtlenítők, érésgyorsítók, illetve egyéb vegyszerek használata, amelyek pozitív hatásaik mellett a talajok elsavanyodását és a talajélet csökkenését is magukkal vonták. A talaj savanyodásának következtében jelentősen növekszik Több, egyébként igen magasan fejlett civilizáció tűnt el a Föld színéről, részben azért, mert nem kellően becsülte meg a létfontosságú termőtalajt. a tápanyagok oldhatósága, így csapadékos területeken a talaj tápanyagának egy része kimosódik a talajvízbe, ezért a növények nem tudják felvenni. A kimosódott tápanyagok szennyezik a felszín alatti és felszíni vizeinket is. Gazdaságilag pedig mindez óriási veszteséget jelent. Savanyodó talajokon fokozódik a toxikus nehézfémek felvétele is. Ez terméscsökkenést eredményez, növeli a termelés kockázatát, a növények kevésbé lesznek ellenállóak, így megnőnek a védelmükre fordított költségek is. Csökken a termés menynyisége és romlik a minősége. Ezzel párhuzamosan csökken a talajban a kedvező hatású baktériumok száma, és felszaporodhatnak a kedvezőtlen hatásúak. A só formájában megjelenő műtrágyák hatására különösen a szármaradványok lebontására, valamint a levegőben lévő nitrogén megkötésére képes baktériumok száma csökkent le. A hasznos baktériumok visszaszorulásának következtében nem megfelelően bomlanak le a gyökér- és szármaradványok a talajokban. Ennek következményeként megtelepednek rajtuk a kórokozó gombák, áttelelő forrásul szolgálnak a kártevőknek, nem szolgáltatnak megfelelő mennyiségű tápanyagot a következő kultúrnövénynek, nincs pufferhatás, tovább savanyodik a talaj, romlik a szerkezete, levegő-, víz- és hőgazdálkodása, humuszképzési folyamata. A talajélet csökkenésével szorosan összefügg a talaj humusztartalmának csökkenése is. A kizárólag és folyamatosan csak műtrágyázott talajokon a talaj humusztartalmának csökkenésével lehet számolni, ami a talajban lakó mikroorganizmusok számára és arányára is negatívan hat. A humusztartalom egyensúlyban tartása, esteleges növelése csak úgy biztosítható, ha: a szár- és gyökérmaradványokat visszaforgatjuk talajainkba, szerves trágyázunk, következetes és folyamatos talajoltást végzünk (baktériumtrágyával). Az így talajba juttatott anyagok intenzív mikrobiológiai folyamatok által bomlanak le és alakulnak át. A fentebb felsorolt negatív hatásokat tovább erősíti a nem megfelelő agrotechnika is. Ezen tényezők összességeként 36 A TERMŐTALAJ LEROMLÁSA

37 A legfontosabb műtrágyák és hatóanyag-tartalmuk ammónium-nitrát (34% N) mészammon-salétrom (pétisó) (27% N) kálium-nitrát (13% N, 38% K2O) kalcium-nitrát (15,5% N, 28% CaO) karbamid (46,6% N) szuperfoszfát (17% P2O5) kálium-klorid (40 60% K2O) kálium-szulfát (48 52% K2O, 18% S) monoammónium-foszfát (61,7% P2O5, 12,2% N) romlott le a talajaink levegő-, hő- és vízgazdálkodása, lettek nehezebben művelhetőek. A talajélet csökkenésének káros hatásai az alábbi pontokban foglalhatók össze: a mikroorganizmusok száma és aránya nem megfelelő a talajban; a talaj kémhatása kimutathatóan csökkent, ezáltal megindult a talajok savanyodása, ami kedvezőtlen a növények, és kedvező a káros mikroorganizmusok számára; a szuboptimális kémhatásnak köszönhetően a hasznos baktériumok pusztulnak, a károsak felszaporodnak; a kedvezőtlen baktériumok túlsúlyának következményeként a növények nagyobb mértékben vesznek fel toxikus anyagokat. Ennek következtében a növények betegek és kevésbé ellenállóak lesznek a külső hatásokkal, betegségekkel szemben; a talajba kerülő szármaradványok nem tudnak elbomlani, ezzel szemben a talajban rothadási folyamatok indulnak be, ezért nem megfelelő a talaj tápanyagpótlása, csökken a növény számára hasznosítható tápanyagok mennyisége, nem biztosított megfelelő mennyiségű szénforrás, hozzáadott nitrogénnel sem aktív a szárbontás, romlik a talaj szerkezete, levegő-, víz- és hőgazdálkodása, még tovább savanyodik a talaj. Műtrágyák alkalmazásával a terméseredmények jelentős növekedése érhető el, de csak akkor, ha azok hatóanyagai a növény számára felvehetőek. Ehhez oldószerre, szerves agyagokra, és a mobilizáláshoz, feltáródáshoz megfelelő mikrobiális közegre van szükség. Nem kell feltétlenül tudományos igényességgel kezelni a talajélet fontosságát, hiszen józan paraszti észszel könnyen felfogható összefüggésekről van szó. Az ideális talajviszonyokat csak úgy lehet megközelíteni és fenntartani, ha a talajainkat rendszeresen szerves anyagokkal, trágyákkal, komposztokkal látjuk el. 37