Az új szemléletű biológiai talajerővizsgálat és -értékelés szükségessége
A talajok szerepével kapcsolatosan elérkeztünk egy olyan paradigmaváltáshoz, ahol a termékenység, mint alapvetően elvárt talajtulajdonság mellett figyelni kell az élelmiszereink minőségére és az élelmiszer-biztonságra. Ehhez pedig a talajok egészségi állapotát is figyelembe kell venni, hiszen innen indul a talaj-növény-állat-ember tápláléklánc minden egyes lényegi tulajdonsága. De vannak-e módszereink arra, hogy meglássuk a talajminőségben a talajerőben és a talajoktól elvárt ökoszisztéma-szolgáltatásokban bekövetkezett változásokat? Mit figyeljünk gondos és felelős gazdaként?
Miért fontos a talajegészség?
A talajegészség napjainkban az egyik leglényegesebb kérdések egyike. Az élelmiszereink, a táplálékaink minőségével való összefüggés is egyértelmű. Mégis eddig a termékenység volt a legnagyobb kihívás a „termő”talajainkkal kapcsolatban. Napjainkra azonban elérkeztünk a talajok működőképességének, kapacitásainak a határaihoz. A talajok túlhasználata és degradációja mellett a talajoknak az élelmiszer-minőség és élelmiszer-biztonságban betöltött szerepe is előtérbe került. Ezeket a kérdéseket feszegeti az Európai Unió által létrehozott új szakértői (missziós) testület, a „Talajegészség és az élelmiszereink” (Soil health and Food) témakörben (https://ec.europa.eu/info/news/commission-launches-work-major-research-and-innovation-missions-cancer-climate-oceans-and-soil-2019).
A talajegészség és a biológiai talajerő közötti összefüggések
Hajlamosak vagyunk azt gondolni, hogy ha a talaj erejét külső, bevitt tápanyagokkal növeljük, akkor azzal minden rendben van, a nagyobb termés mellett egyúttal a talajaink egészségesek is lesznek. A talajerő, vagyis az így értelmezett talajtermékenység növelésénél ugyanakkor nem lehet egyenrangúnak venni a különböző típusú és fajtájú bevitt tápanyagokat, azok hatását és szerepét a talajban. Ha a talajerőt kizárólag mesterséges úton előállított szervetlen kémiai anyagokkal növeljük, akkor az nem lesz egyenrangú azokkal a művelési módokkal, amit a szerves anyagok visszajuttatásával érünk el. A szerves anyagok a talajok „szívét, lelkét” adják. Egyszerre javulnak a talajfizikai tulajdonságok, a talaj szerkezete, ami befolyásolja annak levegőzöttségét és víztartalmát is. A szerves anyagok kivédik a nap vízelvonó és a csupasz talajon megvalósuló extrém nagy szárító hatását is. Ez utóbbi következményeként különösen az igen nagy agyagtartalmú talajokon rögök, szilárd, sokszor csak kalapáccsal szétverhető szerkezeti elemek alakulnak ki (hasonló módon, mint a kerámiaégetésnél). Erre utal az 1. kép is.
A szerves anyagok átalakulásához pedig szükséges a talaj teljes biológiai aktivitása, életereje és annak működése. Az úgynevezett talaj-táplálékháló (Soil food web) minden egyes élőlénye közreműködik a szerves-szervetlen átalakulásban, azaz a növényi-állati maradványok lebontásában, aminek a végső eredménye az, hogy az anyagokból a víz, a szén-dioxid és a tápelemek is visszakerülnek az ún. geokémiai körforgásba. A szerves anyagok utánpótlásának fő forrását elsősorban a növényi maradványok jelentik. A talajok szervesanyag- és humusztartalma arányban van a bennük található talajélettel, a növényekhez (flóra) és az állati (fauna) szervezetekhez tartozó élőlényekkel. Ezek össztömege az összes szerves alkotóhoz viszonyítva mindössze 5% élő anyagot jelent, mégis ezek az organizmusok határozzák meg a talaj összes funkcióját és szerepét az úgynevezett ökoszisztéma-szolgáltatásokban. A szerves anyagok mennyisége mellett figyelni kell azok minőségére is. A humuszminőséget vizsgálva meg lehet állapítani, hogy azok könnyen bomló, kevésbé stabil molekulákból vagy nagy, hosszú, szerkezetes (akár 2 000 molekulát is tartalmazó), stabil láncokból állnak. További vizsgált paraméter ezzel kapcsolatban a talajnak és a benne található szerves humuszmolekuláknak a színe. Minél stabilabb és jobb minőségű a humusz, annál inkább javítja, mélyíti a talaj színét.
1. kép. A növényi maradványok és a biológiai úton létrejött humuszanyagok a talajban szivacsként működnek. Megtartják a vizet, és kellő mennyiségű levegőt (oxigént) is biztosítanak. A szerves anyag nélküli összetömörödött rögök pedig olyanok, mint a tégla, a növényi gyökerek támasztása mellett nem képesek azt tápanyagokkal is ellátni (fotó: biológiai talajerő-gazdálkodó szakirányú továbbképzés oktatási anyaga, SZIE))
1. táblázat. A biológiai nitrogénkötésre képes mikroorganizmusok a talajokban, mint javasolható talajegészség-indikáló szervezetek (forrás: Biró B.)
A talajerő, vagyis az így értelmezett talajtermékenység növelésénél nem lehet egyenrangúnak venni a különböző bevitt tápanyagokat
A szín kialakításában közreműködnek azok a sötét, szeptákkal is rendelkező gombafonalak, amelyek a melanin színanyag kiválasztására képesek. Látható tehát, hogy a talajokban a gombák mennyiségének a növelése a cél, ez segít hozzá a talaj éréséhez, amihez a szerves növényi maradványokra igen nagy szükség van. Ha friss szerves anyagok is vannak a talajban, akkor javul a G:B (gomba-baktérium) arány a gombák javára, amivel egy lépésben a további talajtulajdonságok javulása is együtt jár. Ebben a folyamatban a nagy C-mennyiség kompenzálásához a biológiai úton nitrogént (N2-t) kötő baktériumok is életfeltételhez jutnak, ami előnyös lehet a nem kívánt „pentozán” hatás kivédéséhez. A nitrogénkötő baktériumok korábbi eredményeink szerint is segítő (helper) mikrobái az arbuszkuláris mikorrhiza (AM) gombáknak is. Az együttes (tripartit, azaz háromszoros) növényoltásnak, ahol az AM gomba mellett a biológiai nitrogén megkötésére képes Rhizobium és Azospirillum baktériumok is jelen voltak, többszörösen kedvező (szinergista) pozitív hatását tudtuk kimérni. Mindez bionergetikailag is igazolódott, és nem csak a termésmennyiségre volt hatással.
A növényi fittnesz javulását egy szakmailag is alátámasztott, a fotoszintetikus aktivitást és a fénynek az energiaáramlását is figyelembevevő módszerével lehetett kimutatni. A nitrogénkötők jelenthetik a talajokban az egyik legfontosabb csoportot, amelyek segítségével a nitrogéntartalmú műtrágyák mennyisége okszerűen csökkenthető lenne. Fontos volna ezért mindezek szerepét a jelenlegi tápanyag-gazdálkodási szaktanácsi rendszerekben is figyelembe venni, illetve ehhez az említett nitrogénkötők számát és aktivitását vizsgálatokkal alátámasztani.
A talajegészség vizsgálata
A talajok egészségét nem elég csak a szerves anyagok mennyiségével és/vagy minőségével jellemezni. Irodalmi adatok szerint az egészséget a szerves anyagok csak körülbelül 40%-ban jelzik. A biológiai tulajdonságok közül kell kiemelni azokat, amelyek megmutathatják, hogy mennyire szupreszszív, azaz betegségelnyomó és/vagy mennyire fogékony (receptív), azaz immungyenge a talajunk. Nem nehéz elképzelni, hogy az intenzív mezőgazdasági gyakorlat milyen hatással van például a földigiliszták számára. A bolygatás miatt is csökken a számuk, ezenkívül a szerves anyagok vesztése a talajokban fokozódik, és hozzájön még a gyomirtó szerek, egyéb kémiai anyagok használata is. Több kimutatás szerint is a földigiliszták a leginkább veszélyeztetett csoportját adják a talajok biológiai tulajdonságainak. A földigiliszták tudvalevőleg a talaj munkásai, és megvalósítják a talajok keveredését is. A földigiliszták járataiban és ürülékében többszörösen felvehető tápelemek találhatók (2. kép). A nyálkaanyagok az érzékeny és könnyen kiszáradó baktériumokat is védik, a mikrobiális aktivitás pedig szintén hozzájárul a tápanyagok feltáródásához.
2. táblázat. A talajegészséget jelző legfontosabb biológiai tulajdonságok és eredményességük a talajminőség javításában (forrás: Biró B)
2. kép. A talaj munkásai a földigiliszták. A giliszták ürüléke 11% humuszt, 7-szer több nitrogént, 11-szer több foszfort és 9-szer több káliumot tartalmaz, mint a talaj (forrás: a biológiai talajerőgazdálkodó szakirányú továbbképzés oktatási anyaga, SZIE)
Az is kimutatást nyert már, hogy így például éppen a gilisztahumusz az, amivel a leghatékonyabban lehet a könnyen felvehető műtrágyákat pótolni és/vagy helyettesíteni. A giliszták szerepe ebben az, hogy feltáródnak a növénynek fontos tápelemek, de mindeközben a higiéniai szempontokra is kevésbé kell figyelnünk. A kommunális szennyvíziszapok hasznosításánál is az egyik legjárhatóbb út a trágyagiliszták felhasználása, hogy tápanyaggazdag szerves anyagokat hozzunk létre. A giliszták hatására az élelmiszer-minőség és biztonság kérdéseire kevésbé kell figyelni, a potenciális talajeredetű kórokozók száma lecsökken, így biztonságosabb és minőségileg is jobb élelmiszerek keletkeznek. ÉLETTÉRA fizikai és kémiai tulajdonságok határozzák meg alapvetően azt, hogy a talajok működőképességének a megnyilvánulásáért „felelős” talajélet, talajbiota hogyan tudja kifejteni a tevékenységét. Így tehát ha ezekre nagyobb figyelemmel vagyunk, akkor a talajbiológia szerepe is felértékelődik. Ehhez olyan bővített vizsgálatokra van szükség, ahol az eddigi gyakorlatban mért paraméterek mindegyikét a talajbiológiaiélet-szemlélettel értékeljük, illetve további tulajdonságok meghatározását is csatoljuk hozzá. A talajminőség mellett specifikus talajegészség indikátorokat javasolhatunk. Ennek során elhagyjuk lehetőleg azokat a paramétereket, ahol aktív és a talajban nem található erős vegyszereket kell igénybe venni. Ezek helyett a főleg csak a vízzel kivonható anyagokra figyelünk, amihez a növények is hozzáférnek a talajokban.
A talajegészség kimutatásának lehetséges módszerei:
• vízzel kivonható szervesszéntartalom (WEOC);
• vízzel kivonható szerves és szervetlen nitrogén (WEN, WEON);
• állati trágyák és komposzt %-os mennyisége a talajban (MAC %);
• szén:nitrogén arányszám (C:N);
• szervetlen N-, P-, K-felvehetőség kimutatása;
• gyenge savval kivonható tápelemek (Ca, Mg, K, Na, S, P, Mn, Zn, B, Fe, Al);
• a biológiai tulajdonságok.
Az így kialakított mérési eredmények alapján talajegészség-indexek számolhatók, ahol egyértelműen lehet látni, hogy hol van hiány, hol lehet vagy kell javítani a talajok tulajdonságát. A talaj termékenységének a mikrobiális aktivitással való kimutatása mellett vannak speciálisan a talajok egészségét jelző indikátorok is. Ezeket a 2. táblázat foglalja össze. A legfontosabb szerepet a műtrágyákkal is pótolt tápelemek, a nitrogén és a foszfor tölti be a talaj-növény rendszerekben. Így a növénytáplálásban szerepet betöltő mikroorganizmusok különleges figyelmet érdemelnek. A számszerű vizsgálatok mellett fontos mérni az így kimutatott jótékony mikroorganizmusok aktivitását és működőképességi tulajdonságait is.
A talajminőség végső célja a növényi tulajdonságok, a termékenység javítása. A növény a gyökerein keresztül jut hozzá a számára szükséges tápanyagokhoz. A gyökerek képesek jelezni azt, hogy a növény képes-e és ha igen, milyen hatékonysággal képes feltárni a talajok tápanyagait. Ha a gyökér egyenesen lefelé tud nőni a talajban, akkor az jó szerkezetet mutat. Az intenzív gazdálkodást azonban igen sokszor az úgynevezett eketalpréteg kialakulása kíséri. A gyökerek állapotából erre is következtethetünk (3. kép).
3. kép. A kukorica gyökere oldalirányban elhajlik az erősen tömörödött (eketalp) talajréteg fölött. A növény nem tudja feltárni a mélyebb talajréteget. A gyökerek jeleznek (forrás: a biológiai talajerőgazdálkodó szakirányú továbbképzés oktatási anyaga, SZIE)
Látható, hogy léteznek olyan vizsgálatok, amelyekkel a talajok egészségi állapota meghatározható. Ehhez kibővített talajbiológiai tesztekre is szükség van. Különösen indokolt ez a szerves anyagokban szegény, leromlott vagy szennyezett talajoknál, ahol a vizsgálatok eredménye segít hozzá ahhoz is, hogy a beavatkozások módját meg lehessen határozni. A biológiai életerő meghatározása számos lehetőséget rejt magában. Nem csak a szennyezett talajok esetében gyakorlattá vált remediációs talajorvosláshoz ad monitoring és talajkezelő módszereket, de a művelés miatt lecsökkent talajerő megújításához, a biológiai életerő „újratervezéséhez”, regenerációjához is megadja az alapelveket és a lehetséges módszereket. A gyakorlati alkalmazást sok esetben akadályozó tudáshiány pótlására számos lehetőség van. Jelenleg a „biológiai talajerő szakmérnök/szakember” továbbképzés országosan az egyetlen, ahol ezeknek az ismereteknek a gyakorlatba történő bevezetését szorgalmazzuk. További információk erre vonatkozóan a SZIE Kertészettudományi Kar, Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék honlapján találhatók.
SZERZŐ: PROF. DR. BIRÓ BORBÁLA EGYETEMI TANÁR, AZ EU ÚJ „TALAJEGÉSZSÉG ÉS ÉLELMISZER” SZAKÉRTŐI TESTÜLETÉNEK A TAGJA• [email protected]
