Növényeink tápanyagellátásáról, trágyázásáról már nagyon sok írás, információ jelent vagy jelenik meg mindenhol. Azt viszont, hogy a tápanyagfelvétel hogyan zajlik, mi befolyásolja, kevés helyen lehet olvasni.
A növények a tápanyagot alapvetően kétféleképpen vehetik fel, ennek megfelelően kétféle módon trágyázhatunk: a legelterjedtebb és a legnagyobb volument képviseli a talajból, gyökéren keresztüli tápanyag-utánpótlás, míg a másik– mennyiségében kisebb, de annál nagyobb jelentőségű – a levélen keresztül történő táplálás.
A gyökerek és a talaj
Nézzük az elsőt, a talajon keresztüli tápanyagfelvételt! A növények szempontjából a leghatékonyabb módszer, hiszen nagy mennyiségű, és szinte az összes tápelem felvehető általa. Ez azonban több szempontból sem mondható a legkönnyebb útnak, hatékonyságát, eredményességét több tényező is befolyásolhatja:
1. A klimatikus, azon belül is a pillanatnyi időjárási tényezők, körülmények, a fény vagy a hőmérséklet, amely hat a gyökérlégzéshez szükséges szubsztrátok előállítására. Az alacsony hőmérséklet hatására lassul vagy meg is áll a tápanyagok felvétele, a növény hiánytüneteket mutat. Hidegtűrőbb növényeinknél (pl. őszi kalászosok, borsó) 1–5 oC között van a gyökérfejlődés alsó küszöbértéke, míg a melegigényes növényeink esetében (pl. kukorica, napraforgó, szója stb.) ez a hőküszöb jóval magasabb, 6–15 oC.
Ha a talaj ennél hidegebb, a növény táplálkozása lassul, hosszabb távon leáll, és idővel a növény elpusztul. Hiába van a talajunkban elegendő tápanyag, a hideg miatt azt a növény nem tudja felhasználni, hiánytüneteket tapasztalunk, amelyre az egyik legjobb példa a kukorica 2–4 leveles állapotában megjelenő lila szín, a foszforfelvétel akadályozottsága miatt.
2. A talajadottságok:
¬A talaj levegőzöttsége, a gyökérlégzéshez rendelkezésre álló oxigén mennyisége, hiszen tömődött, vízállásos talajokon a gyökérben zajló folyamatok (növekedés, tápanyagfelvétel) korlátozottan vagy egyáltalán nem tudnak lezajlani, így a növény tápanyagkészlete kimerül. De itt meg kell említeni a talajban zajló oxidációs-redukciós folyamatokat is. A vízzel telítettebb talajokban a redukciós folyamatok hatására azok nitrogénkészlete csökken a nagyobb mértékű denitrifikáció hatására. A talaj redoxpotenciálját a talaj kémhatása természetesen tovább befolyásolja.
A nedvességtartalom, hiszen mind a tápanyagok mozgásához, mind felvételükhöz vízre van szükség. A gyökér a tápanyagokat oldott formában veszi fel, ahol az oldószer minden esetben a víz, ami nem mindig áll kellő mennyiségben rendelkezésre. Ha van is elég csapadék, a tápanyagok koncentrációját a talajoldatban több tényező is befolyásolja. A tápelemek jó része a talaj kolloidokhoz kötődik (adszorpció), ahonnan egy dinamikus egyensúlyi rendszer alapján, amikor a talajoldatban csökken a koncentráció, a kolloidok felületéről leválnak, oldatba vándorolnak (deszorpció), ha pedig ez a folyamat kerül túlsúlyba, a töményebb, folyékony közegből fognak megkötődni.
Ez a jelenség addig tart, amíg a két mennyiség (lekötődött és oldatban lévő) ki nem egyenlítődik, egyensúlyba nem kerül. Ez azért dinamikus egyensúly, mert a növények gyökerei folyamatosan tápanyagot vesznek fel, illetve a talajoldat „víztartalma” is folyamatosan változik a növények vízfogyasztása, a párolgás szárító vagy éppen a csapadék hígítóhatása miatt.
‑Kémhatás: meghatározó a gyökérzóna pH-ja is, a semlegeshez képest (pH 6,5–7,5) savanyúbb kémhatás (pH <6,5) hatására az egyes nehézfémsók (Al-, Pb-, Fe-sók), de több mikroelem (vas, mangán cink, réz) oldhatósága, így felvehetősége is növekszik. A növény felhalmozza ezeket a szöveteiben. Az emberi felhasználás szempontjából magas pH (8,5 felett) esetén egyes fontos mikroelemek felvétele rohamos mértékben csökken, míg bizonyos elemekből pedig a szükségesnél többet is fel tud venni a növény, ami antagonizmushoz vezet (a túlsúlyban lévő elem megakadályozza egy másik tápelem felvételét), „túltrágyázza” magát, más anyagokból pedig hiánytüneteket mutathat.
A talaj kémhatását műtrágyázással elég erőteljesen tudjuk változtatni, nitrát-nitrogén nagy adagja esetén inkább lúgosodás, míg ammónium formájában kijuttatott nitrogéntrágyázás esetén savanyodás jelentkezhet.
‑Magas sótartalom: ebben az esetben a nátrium magas koncentrációjáról van szó. Kevés szántóföldön termesztett növényünk van, ami tűri a talaj magas sótartalmát. A sóérzékeny növények gyökerében a nátrium képes toxikus szintig felhalmozódni, ez terméskieséshez vezethet. A sótűrők szerveiben, sejtjeiben a felvett nagy mennyiségű nátrium a sejtnedvüregben (vakuólumban) raktározódik el, ide választja ki, így „hatástalanítja” a növény.
‑Az viszont, hogy mennyi anyag lesz felvehető a növények gyökereinek (azaz oldott állapotú), függ a talajt alkotó anyagok összetételétől, azok arányától és a mikrobiális aktivitástól, valamint a szervesanyag-tartalomtól is.
3. A genetika, biológiai alap: a gyökérzet nagyságát alapvetően a növényfajra/fajtára jellemző gyökérméret, gyökerezési mélység is befolyásolja. Minél nagyobb kiterjedésű, minél mélyebbre nyúló gyökérzettel nagyobb mennyiségű és többféle tápanyag érhető el. Természetesen az agrotechnikai elemekkel is sokat tudunk növelni a gyökérzet kiterjedésén. A nagyobb gyökérfelület összefügg a növény tápanyagfeltáróm képességével is. Egyrészt erőteljesebb lehet a gyökérsavak képzése, valamint a légzése által több szén-dioxidot is bocsát a talajlevegőbe, ami nagyon fontos a talajban kötött tápanyagok oldatba kerüléséhez. Az elhalt gyökerek maradványaiból a mikrobiális tevékenység által szabadul fel több szén-dioxid.
Tápelemek a talajban
A gyökerek a talajban lévő makro- és mikroelemeket minden esetbenionos formában veszik fel. Az ionokat a talajoldatban hidrátburok veszi körül, így tudnak a gyökerek felé áramlani, valamint bekerülve a növényekben is ehhez hasonlóan történik a mozgásuk.
A tápanyagok a talajban három módon mozoghatnak:
diffúzió: ionkoncentráció-különbség hatására mozdulnak el,
anyagáramlás: a gyökér vízfelvételének következtében a vizes közeg elmozdul a talajban, így vele együtt a benne lévő ionok is.
Intercepció: a gyökér a tápelemben dúsabb talajrészek felé kezd növekedni.
A talajból az ionok a gyökérhez érve, a gyökér sejtjeinek falai által alkotott járataiban (apoplazma) még diffúzióval, tehát a töményebb rész felől a hígabb felé tudnak vándorolni. Azonban ez csak a gyökér kéreghatáráig (endodermisz) működik. Ez általában egy, ritkán több sejtsorból álló réteg. Ezután átlépve az endodermiszen, a gyökér belsőbb sejtjei felé haladva a tápelemionok már szimplazmás (sejtről sejtre) úton haladnak. Ez lassúbb folyamat, egészen addig, míg ki nem választódnak a farész szállítósejtjeibe, ahol újból felgyorsul az előrejutásuk. Így haladnak egészen a levélig vagy egyéb szervekig, ahol újból a lassabb, szimplazmás úton fognak átadódni és haladni tovább az alapszövetben. A sejtről sejtre mozgás energiát igénylő folyamat.
Létezik egy fogalom, a tápanyag-hasznosulás vagy a műtrágyahatóanyag hasznosulása, ami százalékban fejezi ki, hogy a kijuttatott trágya hatóanyagából mennyi kerül a termésbe. Debreczeni Béla és felesége, akik a talajtannal, agrokémiával, talajbiológiával és talaj-biokémiával, azok tudományos és gyakorlati kutatásaival foglalkoztak, már az 1900-as évek végén megállapították a három makroelem hasznosulását.
A foszfor esetében például a talajban lévő mennyiség jó része kötött formában van jelen, a növény számára nem felvehető. A hasznosítható forma a foszfátion, amely a talajoldatban nagyon kis koncentrációban van jelen, tehát a növény igényeinek megfelelő ellátást csak a folyamatos oldódás tudja biztosítani, így az oldódás sebessége nagyban függ a talajadottságoktól (kötöttség, levegőzöttség, kémhatás stb.).
Az egyes ionok koncentrációjuk növekedésével más ionok felvételét gátolhatják, a többségben lévő elemből fog többet felvenni a növény, amelynek egyik oldalról túlzott felvétel, a másik oldalról pedig hiánytünet lesz az eredménye. Ez a jelenség az ionantagonizmus, míg létezik a szinergizmus is, ennek a fordítottja, amikor az egyes tápelemek egymás felvehetőségét segítik. Az előzőre jó példa a Ca–K antagonizmus, főként meszes talajokon, ahol káliumhiány mutatkozhat, míg a foszfor és a magnézium segítheti egymás növénybe jutását.
A levélen keresztüli tápanyagfelvétel
A másik felvételi módszer a levélen keresztül történő tápanyaghoz jutás. Eredményességét tekintve kedvezőbb, mint a talajon keresztüli, persze gyorsan hozzá is kell tennünk, hogy olyan mennyiségű tápelemet nem tudunk felvetetni a növényeinkkel a levélen keresztül, mint a gyökérrel. Hatékonysága abban keresendő, hogy sokkal függetlenebb a rendelkezésre álló víztől.
A levélen keresztüli tápanyagfelvételnek két útja lehetséges: az egyik a bőrszöveten keresztüli (kutikuláris), a másik a légzőnyílásokon keresztüli (sztómális). A növényeink leveleinek felületén azonban, a káros vízvesztés, kiszáradás elkerülése, mérséklése érdekében viaszréteg képződik, amelynek vastagsága befolyásolja a lombtrágyák felszívódását. Az öregebb leveleken ez a viaszréteg már vastagabb, valamint általánosságban elmondható, hogy a levelek felszínén is vastagabb ez a réteg, mint a fonákán.
A fiatal levelekre jutott levéltrágya ezért is kedvező, mert innen rövid úton a fejlődő hajtáscsúcshoz kerülnek a táplálóanyagok. Ha a viaszréteg vastag, a sztómákon fognak inkább bejutni a permetezőtrágyák hatóanyagai. A leveken a sztómák felülete 1–2%, mégis fontos tápanyagfelvételi helyek, főleg, ha hozzáveszszük, hogy a gázcserenyílások körül lévő záró- és egyéb melléksejteken is történhet a tápanyagok bekerülése a növénybe. A gázcserenyílások az egyszikűeknél a levél színén és fonákán is vannak, míg a kétszikűek esetében a levél hátsó oldalán találhatóak.
A levéltrágyák alkalmazásánál még egy dolog fontos: a permetezéshez használt víz keménysége, amely a benne oldott kálcium- és magnéziumsók mennyiségétől függ. Ezek az anyagok a kálcium- és magnézium-hidrogén-karbonátok, mennyiségük kifejezésére pedig Magyarországon leginkább az úgynevezett német keménységi fokot használják, ami a vízben lévő Ca és Mg sók mennyiségét a CaO-ban lévő Ca-ion mennyiségéhez viszonyítja.
Minél keményebb a víz, annál nehézkesebb vele a kijuttatás. A kemény víz esetében a vízkőképződés is jelentősebb, ami a szórófejekben lerakódhat, nem beszélve arról, hogy egyes elemek felvétele is korlátozódhat, vagy meg is hiúsulhat, ami tápanyaghiányt okozhat a növényben.
1 német keménységi fok (nk°)10 mg/l CaO-nak megfelelő menynyiségű kalcium- és magnéziumiont jelent.
A levéltrágyázás hatékonyságát, a tápelemek növénybe jutását befolyásolja a léghőmérséklet is. Általános szabály, hogy 25 oC felett nagymértékben romlik a tápanyagfelvétel hatékonysága, károsodhat a levél szövete is, így érdemes a reggeli vagy az esti órákban, a levegő és az állomány lehűlése után végeznünk ezt aműveletet.
Megpróbáltuk nagy vonalakban összefoglalni mi minden van, ami közrejátszik abban, hogy a növényünk jól táplált legyen az adott területen, az adott talajon. Érdemes ezeket átgondolni, ennek függvényében megtervezni tápanyag-gazdálkodásunkat a termesztett növényeink körében.
Szerző: Dr. Dóka Lajos Fülöp1 adjunktus, Dr. Szabó András1 adjunktus, Vad Attila2, igazgató
1DE MÉK Növénytudományi Intézet
2DE AKIT Debreceni Tangazdaság és Tájkutató Intézet
