A növénytermesztési ágazatban a leggyakrabban a nagyobb terméshozamot és termésbiztonságot nevezik meg termelési célként. Előbbi a növények genetikai alapjaiban meglévő potenciál, míg utóbbi elsősorban a környezeti körülmények és az agrotechnika függvénye. Úgy is fogalmazhatunk, hogy a fajták és hibridek génállományában meglévő lehetőségeket igyekszünk maximálisan kihasználni a feltételek optimalizálásával.
Vegyük például az őszi búza fejlődését a csírázástól egészen a betakarításig. Élettanilag jól nyomon követhető az a természetes rend, ahogyan a potenciál, azaz a lehetőségek kialakulása megelőzi a megvalósuló teljesítményt (pl. hozam). Az 1. ábra azt mutatja, hogy a – már ősszel megjelenő – tenyészőcsúcs hogyan alakul át a fejlődés során kalásszá.
A termés lehetséges maximuma kora tavasszal kialakul, amikor a kalász hossza véglegesedik (a bokrosodás végén, szárba indulás elején), ezután ez már nem változik (potenciál). A lehetőség aztán később, a virágzás/termékenyülés idején válik valósággá, amikor eldől, hogy a virágokból mennyi termékenyül meg – ezután már ez sem változik.
A szemkitelítődés során véglegesedik az ezerszemtömeg (újabb termésparaméter), ami később csak a leadott víz mennyiségével lesz kevesebb, de az elraktározott szárazanyag mennyisége nem változik. Ez a rövid példa jól mutatja, hogyan és mikor nyílik meg a lehetőség a termés növelésére: a bokrosodáskor, szárba-indulás előtt, virágzáskor és teljes-éréskor.
Ilyenkor van alkalom a terméspotenciál kihasználására, és hozzátenni azt a „talajbiológiai életerőt” (http://talajesviz.kertk.szie.hu/oktataskepzes/biologiai-talajero-gazdalkodas), ami mindezeket a folyamatokat segítheti, javíthatja.
Nem véletlen, hogy a talajban a legnagyobb mikrobiológiai aktivitás a virágzásnál mutatható ki, de hasonló a helyzet a gyökeresedésnél és a bokrosodásnál is (elsősorban a növénytápláló és/vagy a hormontermelő mikroorganizmusok mennyisége és aktivitása növekszik meg ilyenkor).
Mit jelent mindez a gyakorló növénytermesztő számára? A felsorolt fejlődési stádiumokban támogassuk a növények megfelelő erőnlétét, egészségét, azaz az akkor zajló élettani folyamatok zavartalanságát.
Ha ez sikerült, akkor az utána következő időszakban maximális mértékben biztosítsuk a megvalósításhoz (azaz a kialakult potenciál kihasználásához) szükséges feltételeket és nyersanyagokat: elsősorban életteret, fényt, vizet és a tápanyagokat.
Ezek az elméleti alapok (azaz a potenciál), ami megelőzi időben a termelési gyakorlatot (azaz a lehetőségek kihasználását). A szántóföldi növénytermesztés nehézségét és egyben szépségét is az adja, hogy a gazdálkodó folyamatosan alkalmazkodni kénytelen a környezeti feltételekhez (pl. időjárás, kártevők, talajadottságok).
Döntéseket hoz az adott helyzetben és időpontban. Jó döntést azonban csak a lehető legtöbb megbízható információ birtokában lehet hozni. Ehhez van szükség az elméleti alapok bővítésére és a lehetőségek megismerésére. A továbbiakban abból szeretnénk ízelítőt adni, hogyan és milyen szerepet játszik a talajbiológia a növénytermesztés sikerében.
A talaj, a talajélet és az élőlények közötti kapcsolati háló
A talajról köztudott, hogy egy háromfázisú rendszer: szilárd fázis, víz és levegő alkotja. A talaj szilárd fázisa tovább osztható szerves és szervetlen részre. A szerves tartalom egyik felét az elhalt növényi és állati maradványokból folyamatosan átalakuló anyagok jelentik, amelyek végső terméke a talajban a legtöbb talajtulajdonságra kedvezően ható humusz.
A szerves anyagok másik felét maguk az élőlények, a „talaj táplálékhálónak” nevezett szervezetek alkotják. A talajt a talajélőlények által létrehozott szervesanyag-tartalom és maguk az élőlények teszik termékennyé, folyamatosan működő rendszerré. Így válik alkalmassá arra, hogy raktározza és biztosítsa a növényi élethez szükséges anyagokat (a vizet és a tápelemeket).
Ha tehát a gazdálkodásunkkal fenntartható módon biztosítjuk a talajélet feltételeit, akkor a talaj el tudja látni ezt a feladatát, és a gazdasági növényeink genetikai potenciáljában rejlő lehetőségeket ki fogjuk tudni használni.
Hogyan biztosítja a talajbiológia a növénytermesztéshez szükséges vizet, tápanyagokat?
A növények „száját” a gyökerek jelentik. Ezen keresztül veszik fel a legnagyobb mennyiségben szükséges anyagok közül a vizet és a benne oldott tápanyagokat, főleg a makro- és mezoelemeket, így pl. a nitrogént, foszfort, káliumot, magnéziumot és kálciumot. A tápanyagok másik része, ha az nincs a talajban megfelelően felvehető formában (ilyenek a mikroelemek), a levélen keresztül is pótolható.
A növényi tápanyagellátásnál könnyen belátható, hogy minél nagyobb a növény gyökere, annál jobban képes ellátni a feladatát, és annál nagyobb támogatást ad a növénynek a magasabb terméshozam elérésére. A gyökér növekedését, fejlődését többek között a megfelelő talajszerkezet és a közvetlen környezetében (szakszóval a rizoszférában) vagy a növénybelsőben élő (endofita) mikroszkopikus élőlények (baktériumok, gombák) által termelt anyagok (hormonok, szerves savak) segítik.
Számos olyan mikroorganizmus és a talajélőlények egyéb típusa (pl. az ugróvillások, baktériumfogyasztó fonálférgek is) ismert, amelyek a növényi gyökér által feltárható tápanyagok mennyiségének növeléséhez kedvező módon tudnak hozzájárulni. A talaj részecskéinek összekötését, ezáltal a talaj másodlagos szerkezetességét a talaj élőlényei több módon is segítik.
Az élő gyökerek és a talajlakó gombák fonalai (micéliumai) összefogják a különálló szemcséket, talajalkotó elemeket. A baktériumok által termelt különféle nyálkaanyagok (pl. a saját kiszáradásuk megakadályozására kiválasztott cukrok, ún. exopoliszacharidok) is habarcsként működő ragasztóanyagok.
A jó szerkezetű talajban a mikorrhiza (AM) gombák egyszerre járulnak hozzá a „ragasztógyár” működéséhez az általuk kiválasztott cukor-fehérje anyagokkal (a glomalinnal) és a cérnaként működő hifafonalaikkal. Az elhalt szerves anyagoknak a talaj ásványi anyagaival alkotott komplexei is fontos alkotók az úgynevezett morzsa-állékonyság (szakszóval az aggregátumstabilitás) létrejöttében.
Minél jobb a talaj szerkezete, annál több vizet képes hasznosítani és elraktározni a lehulló csapadékból, ami aztán később így a növények rendelkezésére áll. Ugyanez a szerepe a talajba került növényi maradványok felaprításából, elkeveréséből, majd bontásából származó humuszanyagoknak.
Kötött, agyagos talajokon a szerves anyag emellett nehezíti, akadályozza a talaj levegőtlenné válását és erős összetapadását; míg homokos területeken a talajélet segítségével javuló talajszerkezet növeli a talaj összetartását és a víztároló képességét is.
A talajban lévő tápanyagoknak csak egy része van felvehető, oldott állapotban. A különböző szervetlen (ásványi) és szerves (elhalt növényi maradványok) kötésben lévő tápelemeket ugyancsak a talajlakó élőlények teszik a növények számára elérhetővé.
A talajt a talajélőlények által létrehozott szervesanyag-tartalom és maguk az élőlények teszik termékennyé
Vegyünk erre három példát:
• Mindenki számára ismert, hogy a pillangós virágú növények gyökerein ún. nitrogéngyűjtő gümőcskék fejlődnek. Ezekben olyan baktériumok (rhizobiumok) élnek, amelyek a gazdanövény számára képesek a levegőből biológiai úton a nitrogén megkötésére. Egyes források szerint így akár 200 kg (!) nitrogént is képesek biztosítani hektáronként, amit a műtrágyaadagok tervezésénél érdemes számításba venni.
• A talajban található káliumnak csak néhány százaléka elérhető a növények számára (oldott forma), 94-95%-a kötött, stabil állapotban található. Ennek a „mobilizálásához”, azaz a felvehetővé tételéhez erős savakra van szükség. Ezeket a savakat termelheti a gyökér, de nagy részüket a gyökér környezetében élő hasznos baktériumok és mikroszkopikus gombák állítják elő. Ezek az élőlények oldható formájúvá alakítják a káliumot, így azt a növény már fel tudja venni.
• A tápelemek egy része a talajba került növényi és állati maradványokban (pl. istállótrágya) szerves kötésben raktározódik. Ezt hatékonyan enzimekkel (a szerves kötések bontására alkalmas bioaktív anyagokkal) lehet feltárni, amelyeket ismét csak a talaj mikroorganizmusai képesek megtermelni. A talajélet által biztosított megfelelő talajszerkezet és tápanyag-ellátottság előnyeit az egészséges növények tudják teljes mértékben kihasználni. A talaj mikrobiológiai közösségének egyes tagjai (pl. a Trichoderma gombák) segítenek a talajban élő növénypatogén mikroorganizmusok visszaszorításában (3. kép), hozzájárulva az egészséges növényállomány kialakulásához.
Ha tehát optimálisak a feltételek a talajban ahhoz, hogy ott egészséges talajélet alakuljon ki, akkor a talajban zajló folyamatok működése is zavartalanná válik. A talaj el tudja látni azt a funkcióját, hogy a növények igényeit kielégítse, ezáltal azok képessé válnak arra, hogy a génjeikben kódolt genetikai potenciált minél jobban kihasználják, és nagyobb termést, jobb minőséget érjenek el.
Így valósul meg a címben is megfogalmazott állítás, mely szerint a terméspotenciál kihasználásában segít a talajbiológia – illetve a talajbiológiai ismeretek célirányos, tudatos felhasználása.
SZERZŐ: SZABÓ ISTVÁN TALAJTANI SZAKMÉRNÖK • LEKTORÁLTA: BIRÓ BORBÁLA, MAKÁDI MARIANNA • MAGYAR TALAJTANI TÁRSASÁG TALAJBIOLÓGIAI SZAKOSZTÁLY
