Talaj ABC Tartalom 1 A talaj, mint környezetünk része 2 A talaj kialakulása 2.1 Fizikai aprózódás 2.2 Kémiai mállás 2.3 Biológiai mállás 3 A talaj tulajdonságai 3.1 A talajszemcsék méretei 3.2 A talaj nedvesség- és levegőtartalma 3.3 A talaj élőlényei 3.4 A talaj termékenysége 3.5 Kation csere-kapacitás 3.6 A talaj kémhatása 3.7 A talaj szerkezete (struktúrája) 4 A talaj pusztulása 4.1 Lefedés 4.2 Talajerózió 4.3 Talajszennyezés 1. A talaj, mint környezetünk része A talaj a szilárd földkéreg legfelső, termékeny rétege, amely a víz és a levegő mellett környezetünk lényeges részét képezi. A talaj az élővilág fennmaradásának feltétele, hiszen életteret nyújt a növények és az állatok számára. Részese a biológiai és geológiai körfolyamatoknak, és befolyásolja az egész Föld anyag- és energiaáramlását. Jelentős hatást gyakorol a Föld vízhozamaira, és ezáltal az éghajlatra. Talaj nélkül lehetetlenné válna a Földön élő magasabb rendű organizmusok létezése. Kialakulásában az éghajlati feltételek, a kőzetek, a domborzat, a talajvíz, és az élővilág hatása együttesen vesz részt, ezek kölcsönhatásának eredményeként, valamint az idő múlásának és az emberi beavatkozásnak következtében jön létre. 2. A talaj kialakulása A talaj képződése (pedogenezis) a fizikai, kémiai, biológiai és az emberi tevékenység okozta folyamatoknak az anyakőzetre gyakorolt együttes hatása, melynek eredményeként talajrétegek alakulnak ki. A talaj állandóan változik. Mivel a változások igen hosszú idő alatt mennek végbe, és számos tényező befolyásolja őket, ritkák az egyszerű talajtípusok. Az adott anyakőzet, valamint annak kémiai összetétele szerint több különböző talajtípust különböztetünk meg. A gránit vagy homokkő alapú, illetve homokos anyakőzeteken olyan talajtípusok alakulnak ki, melyek az évek során erős savasodásra hajlamosak. A mészköves vagy egyéb, karbonátokat (pl. márga vagy agyagos mészkő) tartalmazó anyakőzeteken lúgos talajtípusok keletkeznek.
A talaj kialakulása tehát mindig először az anyakőzetek illetve ásványaik összetételétől függ. A talaj keletkezése a kőzetek mállásával indul meg. A mállási folyamatokat két fontos csoportra oszthatjuk. A fizikai aprózódás során az időjárási elemeknek közvetlenül kitett felső kőzetrétegekből és ásványaikból a szél, a lezúduló víz, a hőmérsékletingadozás, a légköri nyomás, illetve a parányi repedéseket tágító jég hatására törmelék keletkezik. A kémiai mállás (más néven biológiai mállás) a légkörben található kémiai anyagoknak vagy biológiai úton termelt anyagoknak a kőzetekre és ásványokra gyakorolt közvetlen hatását jelenti. 2.1 Fizikai aprózódás A fizikai aprózódás okozza a kőzetek szétbomlását. A fizikai aprózódás elsődleges folyamata az abrázió (más szóval koptatás, csiszolás, mely során a törmelékek és egyéb szemcsék egyre kisebbé válnak.) Ugyanez a jelenség játszódik le a kőzetek szemcséi közti pórusokban (hézagokban). Amint víz kerül a pórusokba, azok nagyobbak lesznek. Ha a víz megfagy, a pórusok kitágulnak. A nyomás annyira megnő, hogy a kőzetet szét is zúzhatja (lásd 1. ábra). 1. ábra: A kőzet a beáramló víz ismétlődő jegesedése következtében felaprózódik. A nap felmelegíti a kőzeteket, melynek hatására azok kitágulnak. Mivel a kőzetek különböző ásványokat tartalmaznak (világosak és sötétek, mint pl. a gránit esetében), az egyes ásványtípusok másképpen tágulnak. A kőzet porózussá válik. Az esti hűvösebb hőmérséklet, vagy a hidegebb esővíz hatására a kőzet darabokra törik. 2.2 Kémiai mállás A kémiai mállás folyamán a kőzet összetétele változik meg, amely gyakran a kőzet szétbomlásához vezet. A folyamat során a víz és számos kémiai anyag együttes hatására olyan sav keletkezik, amely az anyagot közvetlen módon zúzza szét. Ez a fajta mállás hosszú ideig tart. A kémiai mállás megváltoztathatja a kőzet kémiai
összetételét úgy, hogy átalakítja a kőzet ásványait, vagy új ásványokat hoz létre a kőzetben. A bomlás során például a mészkő csaknem teljesen feloldódik a vízben és szivárgás útján a talajvízbe kerül. A feloldódott mészkő a talajvízzel együtt a folyókba, majd a tengerekbe áramlik, hogy ott újból kicsapódjon. Így az új kőzet kialakulása hosszú ideig tart. A hidrolízis (vízmolekulák elraktározása) során a víz kétpólusú tulajdonsága kerül előtérbe: a különböző pólusú vízmolekulák behatolnak a kőzetek ásványaiba és felgyorsítják a mállási folyamatot. Az oxidáció során a levegőből vagy a szivárgó vízből származó oxigén a vastartalmú ásványokkal lép reakcióba és vasoxidok keletkeznek. Ennek következtében az adott kőzet felszíne vöröses színűvé válik, könnyen mállik és lazábbá teszi a kőzetet. Ezt a folyamatot rozsdásodásnak is nevezzük. 2.3 Biológiai mállás Ide tartozik a fizikai-biológiai, valamint a kémiai-biológiai mállás. A fizikai-biológiai mállás folyamatában a fák gyökerei játsszák a fő szerepet. Ahogy a gyökerek megvastagodnak, feldarabolják a kőzetet, így megnövelik annak felületét és ezáltal erőteljesebbé válik a kémiai mállás. A baktériumok, gombák és algák úgy vesznek részt a kémiai-biológiai mállás folyamatában, hogy a kőzetet az anyagcseréjük során kibocsátott savas vegyületekkel porózussá teszik, hogy táplálékhoz jussanak (2. ábra) 2. ábra: Zuzmók által okozott kőzetmállás 3. A talaj tulajdonságai 3.1 A talajszemcsék méretei A talaj részecskéit méretük szerint osztályozzuk. A talaj nedvesség- és levegőtartalmának, valamint termékenységének szempontjából számos tényező mellett a talajszemcsék mérete meghatározó fontosságú. A durvább talajszemcsék méretét 2 mm-nél nagyobb csoportokra osztjuk, míg a finomabb talajszemcsékét 2 mm-nél kisebb kategóriákra. Különösen nagy
jelentőséggel bír a finom talaj, amelyet újabb alkategóriákra osztunk, ezek az agyag, iszap és homok (lásd 1. táblázat). A talaj szövetét (textúráját) aszerint osztályozzuk, hogy a talajban jelenlévő részecskék milyen arányban vesznek részt a talaj felépítésében. 1. táblázat: A finom textúrájú talaj szemcseméretei (< 2 mm, 1 µm = 0,001 mm) Átmérő µm-ben Szemcsék < 2,0 Agyag 2,0 63,0 Iszap 63,0-2000 Homok A talaj általában különböző mennyiségekben tartalmazza az eltérő nagyságú szemcséket. Ezenkívül vannak olyan talajtípusok, amelyek túlnyomórészt agyagból, iszapból, vagy homokszemcsékből állnak. A gyakran használt vályog kifejezés a három csoportból (homok, iszap, agyag) származó vegyes összetételt takarja. A talaptípusokat az alábbi ismérvek jellemzik: Homokos talajok Alacsony vízvisszatartó képesség Kedvező szellőzés Viszonylag kicsi hézagtérfogat (pórustérfogat) Az egyes pórusok viszonylag nagyok Gyorsan kiszárad A növényi tápanyagok erős kilúgozódása Rossz tápanyagszállítás Iszapos talajok Rossz szellőzés Jó kapilláris emelkedés ( vízemelés ) a nedvesebb talajrétegekből A talaj iszapolódik, könnyen tömörödik és megszilárdul az eső hatására Könnyen erodál (lásd 4.2) A tápanyagok lassan kerülnek felszínre a mállás során A növényi tápanyagok gyenge kilúgozódása Agyagos talajok Magas víztartó képesség Magas a növények számára nem elérhető víztartalom Kedvezőtlen szellőzés Nagy hézagtérfogat Gyenge vízelvezető képesség Alacsony átjárhatóság (permeábilitás) a víz és a levegő számára Általában magas a természetes tápanyagtartalom és gyenge a kilúgozódás Lecsapolás hatására könnyen kiszárad és megrepedezik A növények gyökereikkel nehezen hatolnak át a tömör, agyagos talajon
Az agyagos talajban a fémoxidok mellett, amelyek az eredeti kőzetekből és a kvarcból származó elsődleges ásványok másodlagos ásványok is találhatók (új keletkezésű ásványok), ezek az agyagásványok. Az agyagásványok rendkívül fontosak a talaj számára. Képesek megkötni például a kálcium-, potasszium- és magnézium-ionokat és ellátni a növényeket tápelemekkel 3.2 A talaj nedvesség- és levegőtartalma Egy talajtípus víztartalma főképpen a talajt alkotó szemcsék méretétől, a szervesanyagtartalomtól, valamint az adott talaj használatának sajátosságaitól függ. A különböző méretű szemcsék nagysága határozza meg a talajban található pórusok mennyiségét. A pórusok vizet vagy levegőt tartalmaznak. A szemcsék különböző méretét a primer pórusok térfogata határozza meg. Egy homokos talajtípus felső rétegében kizárólag nagy pórusok találhatók (makropórusok), amelyek gyorsan áteresztik a vizet a talajvízgyűjtő zóna szintjére. Egy agyagos talajban nagyrészt mikropórusok vannak, amelyek az adhéziós erő (kötőerő/tapadóerő) segítségével visszatartják vizet a gravitáció hatásával szemben. Az agyagos talajok olyan erősen megköthetik a nedvességet, hogy a növények nem képesek felvenni ezt a vizet. Az iszapos vagy vályogos talajok főleg közepes méretű pórusokkal rendelkeznek, melyekben a növények számára felvehető víz található. Ha egy talaj kedvezőtlen körülmények között van -- például túl nedves összesűrűsödik. A pórusok összeszűkülnek, ezáltal a víz átszivárgása is nehezebbé válik. Az addigra többnyire kisméretű pórusok nagyon erősen visszatartják a vizet, ezért az nem lesz már felvehető a növények számára. A talaj összesűrűsödésekor a víz gyakran visszafelé folyik, ami megnehezíti a talaj megművelését és lehetetlenné teszi a növények gyökereinek áthatolását. 3.3. A talaj élőlényei A talaj élőlények tömegének ad otthont. Ezek az élőlények alakítják át a szerves anyagokat szervetlen alapanyagokká, melyek minden élet alapját képezik. A talaj élőlényeit összefoglalóan edafonnak nevezik. Az élőlények osztályozása többféle módon történik; általában a méretük alapján különböztetjük meg őket. A legkisebb élőlények (mikroorganizmusok) a baktériumok, a gombák és az algák. A talaj állatvilágát többek között az ostoros és csillós egysejtűek, pókok, fatetvek és csigák, valamint a földigiliszták és vakondok képviselik. Nem minden talajlakó élőlény pozitív hatású. Vannak élősködők is, mint például a fonalférgek, amelyek megtámadják a cukorrépát és óriási károkat okoznak a termésben. Ezenkívül a Clostridium tetani nevű talajbaktérium is egy káros élőlény, amely tetanuszt (szájzárat) okoz az embernél. A talaj élőlényeinek életmódja igazodott ehhez a különleges élőhelyhez. Aktivitásukat mindenekelőtt a hőmérséklet, a nedvesség, az évszakok váltakozása, valamint a talaj ph-értéke (savas vagy lúgos kémhatás) befolyásolják. Azt, hogy a talaj kémhatása milyen jelentőséggel bír a talaj élőlényei számára, már szabad szemmel is megfigyelhetjük egy-egy területen. A semleges vagy gyengén savanyú kémhatású talajban előforduló szerves anyagok -- például levelek -- egy év alatt átalakulnak. A savanyú ph-értékű talajon (< 5) egy csökkenő ph-értékű szerves réteg képződését figyelhetjük meg. A körülbelül 10 és 35 Celsius fok közötti
talajhőmérséklet optimális az élőlények számára, és ennek következtében kedvező a szerves anyagok lebomlása szempontjából is. A hőmérsékletet az évszakokkal összefüggésben kell figyelembe vennünk. Az élőlények aktivitása az év adott időszakának megfelelően változik. A legtöbb élőlény a talaj legfelső 30 centiméteres rétegében található. Ennek oka a felső rétegek magasabb oxigéntartalma, illetve a mélységgel arányosan növekvő tömeg és sűrűség is. Természetesen vannak olyan élőlények is, amelyek még a mélyebb rétegekbe is behatolnak, ilyen a földigiliszta. A sok könnyen átalakuló szénhidrát (cukor, amilum) jelenléte a szerves anyagokban gyors bomláshoz vezet. A magas lignin és csersav tartalmú növényi anyagokat ilyenek például a fenyők az élőlények nem tudják olyan gyorsan átalakítani. Ehhez néhány szakértőre van szükség (például egyes gombafajokra), amelyek képesek ezeket az anyagokat hosszú idő alatt átalakítani. 3.4 A talaj termékenysége A humusz a talajban lévő szerves anyag, amely sötét vagy fekete színt kölcsönöz a talajnak. A humusz igen nagy jelentőségű a talaj számára, mivel képes tárolni a vizet és a tápanyagokat. A talajtudományban a humusz bármely olyan szerves anyag, amely elérte azt a stabil pontot, ahonnan már nem bomlik tovább, és amennyiben a körülmények nem változnak évszázadokig, vagy akár évezredekig is ugyanebben az állapotban marad. A mezőgazdaságban a humusz kifejezést néha az érett komposzt, illetve egy erdőből vagy más spontán közegből nyert természetes komposzt megnevezésére alkalmazzák, amelyet a talaj minőségének javítására használnak. Ezenkívül a talaj felső, szerves anyagokat tartalmazó rétegét is nevezik így. A szervetlen talajrészecskékkel és a talajban található élőlényekkel kapcsolatban lévő humusz adja a talaj termékenységét. A humusz az elpusztult növényekből és élőlényekből, valamint a szerves trágyából keletkezik. A talajba kerülő szerves anyag számos átalakuláson megy keresztül: a talajban élő szervezetek makro tápelemekké (kalcium, magnézium stb.) illetve mikro tápelemekké (cink, bór stb.), valamint vízzé és széndioxiddá alakítják át. Ezeket a tápanyagokat azután ismét felvehetik a növények és/vagy a talaj élőlényei. 3.5 Kation csere-kapacitás A talaj egyik legfontosabb funkciója a kation csere-kapacitás. Az, hogy a talaj újra és újra lehetővé teszi a növények növekedését, annak a képességének köszönhető, hogy reverzibilis módon képes a tápelemek és a szennyezőanyagok leadására. A tápelemeknek ezt a megfordítható cseréjét nevezzük a talaj kation csere-kapacitásának. A talajrészecskék képesek az ionok cseréjére. A talajban az ioncsere végrehajtói a szerves anyagok, ásványok és más parányi talajrészecskék, mint például az oxidok és az allofánok. Az oxidok között a vasoxidokat illetve a mangán-oxidokat érdemes megemlíteni. A legfontosabb ionok mindenekelőtt a kálcium-kation, a magnéziumkation, a potasszium-kation és a szódium-kation. Az allofánok apró ásványi
talajrészecskék, amelyek az agyagrészecskékhez tartoznak. Mindegyikük képes az ionok cseréjére, de eltérő arányban. Ez a cserefolyamat a talajrészecskék és a talajoldat között megy végbe, ahol az ionok cseréje egyenlő mértékben történik. 3.6 A talaj kémhatása Már említettük, hogy a talaj kémhatása fontos a talaj élőlényei, az edafonok szempontjából, mivel ezek a szervezetek a semleges illetve a gyengén savanyú kémhatású talajban a leghatékonyabbak, és a szerves anyagok átalakulása is ezeken a ph-értékeken a legjobb. A talaj kémhatása azonban a rendelkezésre álló tápanyagtartalom miatt is különösen nagy szerepet játszik. A ph-érték a hidrogén-ion koncentráció Briggs-féle logaritmusa. Ez azt jelenti, hogy a kémhatást a talajban lévő hidrogén-ionok melyeket H + -ionoknak vagy protonoknak is nevezünk aránya határozza meg. A víz kémiai képlete a mindenki által jól ismert H 2 O. Azonban nem kizárólag ebben a formában van jelen a talajban, hanem H 3 O + és OH - ionokat is tartalmaz (hidronium-ion és hidroxil-ion). Leegyszerűsítve H + és OH jeleket írunk. Ha a H + -ionok és az OH - -ionok egyensúlyban vannak, a kémhatás semleges (ph 7). Ha a talajoldatban lévő H + -ionok száma megnő, a ph-érték csökken, a talaj elsavanyodik. Ha a H + -ionok eltűnnek, a ph-érték nő. 2. táblázat: A talaj osztályozása ph-érték szerint Kémhatás phérték Kémhatás ph-érték Semleges 7,0 Gyengén savanyú 6,9 6,0 Gyengén lúgos 7,1 8.0 Mérsékelten savanyú 5,9 5,0 Mérsékelten lúgos 8,1 9,0 Erősen savanyú 4,9 4,0 Erősen lúgos 9,1 10,0 Nagyon erősen savanyú 3,9 3,0 Nagyon erősen lúgos 10,1 11,0 Rendkívül savanyú < 3,0 Rendkívül lúgos > 11,0 A ph-érték különös jelentősége a talaj számos tulajdonságában megmutatkozik. A talaj tápelem- és szennyezőanyag tartalma a kémhatás közvetlen függvénye. A talaj ph-értéke határozza meg a talaj élőlényeinek élettevékenységét és a szerves anyagok átalakítását, az egyes anyagok vándorlását (vas, mangándioxid), illetve az alumínium kibocsátását. A növények többsége optimális fejlődéséhez megfelelő phjú talajt igényel. A zab, rozs és burgonya alacsonyabb ph-értéken érzi jól magát, mint például a cukorrépa és az árpa. A ph-érték hatást gyakorol a talajban zajló folyamatokra és könnyen is befolyásolható. A ph-értéket tehát növelhetjük mész hozzáadásával. Egyes nitrogéntartalmú trágyák csökkentik a ph-értéket. It különösen fontos megemlítenünk az ammóniummal való trágyázást (NH4 + ), amely egy lassan ható nitrogén-tartalmú trágya. A talajban zajló átalakulási folyamatok során H + -ionok szabadulnak fel. Ezek a folyamatok tehát a talaj savanyodásához vezetnek, és rendszeres meszezéssel kell őket kiegyenlíteni.
A csapadék is befolyásolja a talaj kémhatását. A talajon átáramló víz kilúgozza az olyan alapvető tápelemeket, mint a kálcium és a magnézium, és savas elemekre, például alumíniumra és vasra cseréli őket. Ez az oka annak, hogy az erősen csapadékos területek talaja savanyúbb, mint a száraz vidékeké. 3.7 A talaj szerkezete (struktúrája) Az egyes talajtípusok igen eltérő szerkezettel rendelkeznek aszerint, hogy milyen tényezők, körülmények befolyásolják őket (anyakőzet, éghajlat, a terület fekvése). Nem minden talajtípus tükrözi ezeket a jellemvonásokat. A különbözőségeket az alábbi tényezők okozzák: anyakőzet, lejtésszög (erózió), a víz hatása (visszafelé áramló víz, talajvíz), éghajlat (a lebomlás intenzitása), valamint számos egyéb tényező. A mészkövön kialakult talajok tehát a képződés hosszú időtartama miatt csak két rétegből állnak, egy A-rétegből és egy C-rétegből. Ez azt jelenti, hogy a talaj átjárhatósága a növények gyökerei számára átlagosan csupán 20 cm. 4a ábra: Talajrétegek O) Avarszint: szerves növényi maradványok viszonylag lebomlatlan formában. A) Kilúgozódási szint: felszíni ásványtartalmú talaj, ahol a legtöbb szerves anyag halmozódott fel és legaktívabb a talaj élete. Ez a réteg lúgozza ki a vasat, agyagot, alumíniumot, szerves összetevőket, és egyéb oldható elemeket. B) Felhalmozódási szint: Ez a réteg halmozza fel a vasat, az agyagot, az alumíniumot és a szerves elemeket, ez a felhalmozódás folyamata. C) Talajképződési szint (substratum): Ebben a rétegben található a még nem megszilárdult anyakőzet. Itt halmozódhatnak fel a jobban oldódó elemek, amelyek áthaladnak a B"-rétegen.
Ah-Horizont Bv-Horizont Cv-Horizont 4b ábra: Tipikus barnatalaj. A rétegek betűjele mellett található v betű a német verwittert szóra utal, melynek jelentése időjárás által megrongált, míg a h betű a humuszt jelenti. 4 A talaj pusztulása 4.1 Lefedés A talajnak rendkívül fontos szerepe van, hiszen nem csak a növények számára biztosít életteret, de az emberek és az állatok életének alapját is képezi. Annak felismerése, hogy a talaj pufferhatása (bizonyos mértékben képes tompítani a savvagy lúgterhelést), valamint szűrő- és átalakító képessége véges lehet, a talajvédelmi programok megerősítéséhez vezetett az elmúlt évek során. Ezek a programok elsősorban a lefedéstől, az eróziótól és a szennyezéstől igyekeznek megmenteni a talajt. A talaj lefedése azt jelenti, hogy a talajt olyan áthatolhatatlan (a vizet át nem eresztő) anyagokkal fedik le, mint az aszfalt, a cement vagy épületek. A talaj lefedésének számos oka lehet, például a nedvesség elleni védelem, az altalaj teherbíró képességének javítása, könnyen kezelhető terek létrehozása, illetve a talaj védelme a szennyezésekkel szemben. A lefedésnek közvetlen hatása van a talajvíz keletkezésére, mégpedig csökkenti a talajvíz szintjét a települések felszíne alatt. A párolgás csökken, így a lefedett területeken megváltozik az éghajlat. A lefedett talajok felszínén megnő a vízkibocsátás, mely nagyban megnöveli az árvíz kockázatát. A talajokat gyakran nem teljesen fedik le. A különböző felszínek esetében megtörténhet, hogy a csapadékvíz egy része átszivárog. Azt az egyes esetekben kell eldönteni, hogy a vizet kb. 60%-ban átengedő felszínt (zúzott kavicsfelületek, gyeptégla), vagy a vizet 20-40% közötti mértékben átengedő kis-, közepes, vagy nagyméretű kavicsokból épült járdát, illetve a minimális vízátengedő képességgel rendelkező aszfaltot válasszuk-e. Sok esetben kiderülhet, hogy szükséges a talaj lefedését gátló intézkedéseket tenni. Új lakott területek beépítésekor a lehető legkisebb lefedést kell megcélozni. Az erősen lefedett területek esetében vizsgáljuk meg a lefedés megszüntetésének lehetőségét (ez nem ajánlatos, amennyiben a
lefedés a jelenlegi használat szempontjából szükséges, például a szennyezés elleni védelem miatt). Lehetséges megoldásokra bukkanhatunk, ha megváltoztatjuk a járdák, kerékpárutak és kerti utak burkolatát stb. Azt is vizsgáljuk meg, hogy használhatunk-e nagyobb vízátengedő képességgel rendelkező felületeket. A városi környezetekben meg kell nagyobbítani a fák gyökérzetét lefedő rácsokat, valamint újból természetessé kell tenni a nagyobb utakat. Az udvarokban, előkertekben szükségtelenül lefedett területeken meg kell szüntetni a lefedést. A várostervezésben meg kell határozni a lefedés megszüntetésének, illetve a felületek megváltoztatásának lehetőségeit. 4.2 Erózió Ahol a szárazföld a tenger fölé emelkedik, talajerózió lép fel. Az eróziónak két folyamatát különböztetjük meg: a víz által okozott eróziót, illetve a széleróziót. A víz okozta erózió során az egyik helyről kimosott talajt a víz egy mélyebb helyen rakja le (süllyedés), vagy a folyók a tengerbe szállítják (5. ábra). Clarence-River Mündung, Neuseeland 5. ábra: Erőteljes erózió, a szárazföld talaja a tengerbe kerül Több millió év során a tengerfenék megemelkedése és süllyedése által új anyakőzet alakul ki. A víz okozta erózió mértéke többek között a csapadék mennyiségétől, a széltől, a lejtő hosszától, a lejtésszögtől, a lejtő formájától, a vegetációtól, illetve a lefedéstől függ. A gyengén fedett talajokon az erős, heves esőzés különösen nagymértékű eróziót eredményez. A közvetlenül a talajra hulló esőcseppek tönkreteszik a talaj szerkezetét, és a talajfelszín iszapolódik. Ezáltal csökken a talaj vízelnyelő képessége. A talaj felszínén folyó víz fellazítja a talajrészecskéket és lesodorja őket a lejtőn. Hasonló folyamat megy végbe a hó vagy jég olvadásakor is, amikor a fagyott altalaj nem tudja felvenni az olvadékvizet. A vegetáció jelentős szerepet játszik az erózió szempontjából. A nem lefedett talaj esetében sokkal erősebb az erózió, mint a szorosan lefedett talajoknál. Ezért
mindenféle szántóföldi növény (például kukorica, cukorrépa) termesztése problémás, mivel a talaj hosszú időre csaknem teljesen fedetlen marad. Nem minden talajtípus egyformán hajlamos az erózióra. A talaj erózióval szembeni ellenállása egyenes arányban nő a talajrészecskék közötti összetartó erővel, a talajrészecskék méretével, illetve a vízáteresztő képességével (permeábilitás). A kisebb részecskéket könnyebben elsodorja a víz, mint a nagyobbakat. Ennek megfelelően az iszapban gazdag talajok könnyebben erodálnak, mint a homokos talajok. Az erózió következtében a növények, állatok és emberek életének alapja tűnik el. A talaj erózióval szembeni védelméhez jelentősen hozzájárulhatunk azzal, ha szerves anyagot (humuszt) és/vagy meszet alkalmazunk, amely stabilizálja a talajt. A hegyvidéki, lejtős területek talaja speciális művelést igényel. A gazdáknak megfelelő talajnedvességnél kell szántaniuk rézsútosan a talaj lejtésszögére, és kerülniük kell a talaj tömörítését. A szilárd talajok gyorsabban erodálnak, mint a nem tömörített talajok. Sok országban a teraszos földművelés hatékony védelmet biztosít a talajerózió ellen (rizs-teraszok). Németországban különleges kultúrák esetében jellemző a teraszos művelés, ilyen a szőlőtermesztés. Az erózió csökkenthető egy minden évszakban fennmaradó talajtakaróval (például egy folyamatosan művelt legelő), egy köztes szántóföldi növénnyel (a fő termények közé más magot vetünk, pl. az árpa és a cukorrépa közé), mulcsozással (szerves anyag alkalmazásával), illetve a lejtő hosszának csökkentésével (a szántóföld felosztása). A szélerózió elsősorban ott fordul elő, ahol nagy a szél sebessége. A szélerózió megelőzése céljából ugyanazokat az intézkedéseket kell alkalmazni, mint a víz okozta erózió esetében (kivéve a teraszos művelést). Itt a fásítás (pl. sövények telepítése) játszik fontos szerepet. 4.3 Szennyezés A szennyezőanyagok a levegő illetve a víz útján kerülnek a talajba (csapadék, árvizek). Ezért az ólom, amelyet 1998-ig a benzinhez kevertek, még a távoli Szibéria talajában, az Antarktisz jegében és az Északi sarkon is mérhető mennyiségben fellelhető. Ez a környezeti ártalom mára már a világ minden talaját elérte a hosszú távú közlekedés által. A kibocsátott szennyezőanyagok 20-50 km közötti távolságon minden talajba eljutnak. Az olyan hulladékok kitermelése, mint a csatornaiszap vagy kikötői iszap, valamint a szeméttelepek illetve szennyvíztisztító telepek miatt a talajokat erősen elárasztották a szennyezőanyagok. Az ipari használat során a talajban nem csak hatékony változások mennek végbe, hanem szerves illetve szervetlen szennyező anyagok is bejutnak a talajba. Az, hogy a talajban lévő egyes anyagokat a szennyező anyagok kategóriájába lehet-e sorolni, az anyag által kifejtett hatástól függ. Egyes nehéz fémek (réz, cink stb.) kis mennyiségben nélkülözhetetlenek a növények, állatok és emberek számára, ha azonban nagyobb mennyiségben kerülnek a talajba, káros hatásaik lehetnek. Az, hogy a talaj szennyezőanyag tartalma még a normál határérték alatt van-e, vagy túl magas, pontosan meghatározható. Mivel a talaj természetes módon tartalmaz bizonyos anyagokat, és mint már említettük ezeknek az anyagoknak egy része nélkülözhetetlen, a normál illetve túl magas szennyezőanyag-tartalom értéke hosszú kutatásokat követően került meghatározásra. Bizonyos szerves szennyezőanyagok mennyiségét, mint például az ásványi olaj hidrokarbonátokat, a talajban élő organizmusok képesek csökkenteni és ezáltal
ártalmatlanítani. Egyéb szerves szennyezőanyagok, mint például a dioxinok és furánok, melyek a nem teljes égés során keletkeznek, bonyolultabb felépítésűek és a talajban élő szervezetek nem tudják őket olyan könnyen lebontani. Azokat a talajrészeket, amelyek ilyen szennyezőanyagokat tartalmaznak, ki kell emelni a környező talajból és megfelelő erőművekben elégetni. E folyamat során megsemmisülnek a szennyezőanyagok és a talaj ismét használhatóvá válik. A három témával kapcsolatban (lefedés, erózió, és szennyezés) további javaslatok és anyagok találhatók elméleti bevezetők illetve gyakorlati kísérletek formájában a DIG and LEARN weboldalon (www.teaching-soil.eu). A részletesen bemutatott tantervek főleg az óvodás és kisiskolás korú, 5-8 éves gyermekekre vonatkoznak.