Prof. Bíró Borbála
egyetemi tanár, Szent István Egyetem, Kertészettudományi Kar,
Talajtan és Vízgazdálkodás

A talajok minősége, állapota, sőt számos működőképességi értéke sokféle tulajdonság alapján megállapítható, azok mértéke is értékelhető. Ezekre a tulajdonságokra olyan talajdiagnosztika építhető, illetve kellene, hogy épüljön, mint amire példát az embergyógyászatban is találunk, meghatározott „tól-ig” értékszámokkal egy-egy tulajdonságot illetően. Erre sokféle paraméter szerint már nagyon sok adat van. Számos kezdeményezés ismert a talajok értékének, minőségének a megállapítására, a leginkább köztudatban van az „aranykorona” értékszám vagy a 100 pontos „demeter” rendszer. A talajjal kapcsolatosan is meg kell ugyanakkor állapítani, hogy vannak stabil, nehezen változó/változtatható tulajdonságok, amelyeket igen nagy erőfeszítésünk ellenére sem tudunk tartósan befolyásolni, mert az is alapvetően genetikailag adott; és vannak olyanok, amelyek pedig éppen ellenkezőleg, igen rövid hatóidő alatt is megváltoznak. A talajbiológiai tulajdonságokat például a jelenleg működő és használt tápanyag-tanácsadási rendszerek leginkább azért vonják be csak nagyon limitált módon (nemcsak itthon, de világszerte is), mert azok igen gyorsan megváltozó tulajdonságok. A másik érv, hogy nem, vagy csak korlátozottan lehet azokat szabványosítani, ezért megbízhatónak gondolt, nagy műszerekre alapozott mérésekkel alátámasztani. Ez adja ugyanakkor a dolog szépségét és a hasznosságát is, főleg ha a talajok regenerációs lehetőségeire gondolunk.

Egy korábbi munkánk során kiderült, hogy a növény, mint a talajbiológiai folyamatok irányítója és vonzereje, befolyásolni tudja azt, hogy a szimbiózisként ismert hasznos segítséget igénybe veszi-e, vagy sem? Vegyünk például egy szikes talajt, ahol a növényt a nagy sótartalom már eleve nehézség elé állítja, de a nyári nagy melegben és csapadékszegény időszakban a nehézség még fokozódik is. Ebben az esetben a növény érzékeli az előző napok csapadékhiányát és képes 1 hét, 8 nap leforgása alatt erősíteni azt a mikorrhiza kolonizációt és működőképességet, ami segíteni tudja a víz- és tápanyagfelvételt, vagy a harmonikus tápanyag-egyensúly kialakítását. Tipikus „bartel”, kölcsönösen hasznos üzlet, amire számos példa van a növény-mikroba kapcsolatban, de mindehhez, mint a való világunkban kell mindkét partner motivációja, fogékonysága. A 8 nap ezért visszafelé is igaz, ha nagyon kevés lesz a növény saját maga által készített tápanyag (pl. fényszegény körülmények tartós bekövetkeztében), akkor a növény kénytelen leépíteni a mégoly hasznos gombakolonizációját is.

Ezek az interakciók a mindennapok történései és a „párharc” állását a multifaktoriális rendszerben kialakuló sokféle tényező  eredője szabja meg, ahogyan azt a mellékelt 1. ábra is mutatja. A talaj-növény-mikroba-klíma rendszerben a tényezők között azt kell mondani, hogy a növénytáplálás csak az egyik és számos esetben nem a legfontosabb tulajdonság, ami létrejön. Ha például a talajban patogén kórokozók szaporodnak el, akkor a növény elsődleges küzdelme az ellenük való védekezési technikákat kell, hogy jelentse és olyan változások jönnek létre, ami mind a növény, mind az egyéb talajszervezetek élettevékenységét megváltoztatja. Ebben a történetben akkor az a kérdés, hogy ki a gyorsabb, ki az ügyesebb. Az emberi, mesterséges, külső beavatkozás gondolt-e erre előre, vagy csak utólag avatkozik be mesterséges vegyi, „életidegen” peszticidekkel (xenobiotikumokkal).

A tudomány csak nagyon nehezen mozdul el abba a bioracionális irányba, hogy a növénynek is van immunrendszere, hogy vannak szelíd mikrobák, amelyek látszólagos támadást jelentenek például a gázcserenyílásokon keresztül, a növény védekezési reakciót kezdeményez és ez azért hasznos, mert később a tényleg agresszív patogének már nem tudnának bejutni. Az ilyen bioracionális megoldások elterjedését az is akadályozza, hogy velük szemben érthetetlenül, a peszticidekhez hasonló szigorú és költséges jogszabályok léteznek jelenleg is.

1. ábra: a talaj-növény-környezeti rendszer működőképessége számos élő (biotikus) és élettelen (abiotikus) tényezőtől függ. Hogy mikor melyik a meghatározó „főkomponens”, azt a biológiai és ökológiai törvényszerűségek határozzák meg.

Napi, heti, szezonális és évjárati dinamika a növény-mikroba kapcsolatban

A növények a növekedésük és fejlődésük során az élettevékenységük szerint megint csak hasonlóan az emberi lényünkhöz is lélegeznek, gázcserét folytatnak. Ennek során azonban szerencsére fordított módon, mint az ember, szén-dioxidot (CO₂) lélegeznek be és oxigént (O₂) lélegeznek ki. Ezt a folyamatot leginkább a fény és a hőmérséklet befolyásolja és ennek is megvan az úgynevezett napi szintű (cirkadián) ritmusa. Fiatal (6-leveles) kukoricanövény légzését, a szén-dioxid, a nitrogén és az oxigén gázokat gázkromatográfiás mérés határozta meg, minden 4. órában, tehát 6-szor naponta. A két nap alatt kapott értékeket és különösen a szén-dioxid igen nagy kilengéseit (fluktuációját) mutatja a mellékelt 2. ábra. A szén-dioxidtól függ az, hogy a növény mennyi, testét építő táp­anyagot tud előállítani. Ha több az elnyelt szén-dioxid, több lesz a termelt szén-hidrát és a növény a mikrobiális kapcsolat építésére is többet tud áldozni, ami aztán fordított módon még tovább javítja a növénytáplálást. A napi ritmus és dinamika határozza meg a növény növekedését, fejlődését és a mindennapok eredményességét is.

2. ábra: a kukoricanövény gázcsere-dinamikája.  A nitrogén (N₂), az oxigén (O₂) és a szén-dioxid (CO₂) gázok mennyisége a mérési időpontokban (1, 5, 9, 13, 17 és 21 órakor), két és fél napon át. Megfigyelhető, hogy ez két egymást követő nap során sem azonos

A közép-európai időjárási, klimatológiai tényezők alapvetően megszabják egy adott talajban az előforduló, vagy éppen ott elérhető különböző egyéb dinamikákat is. Nem csak a növényeknek, de a talajban az egyes élőlénycsoportoknak is van napi, heti, évszakos és éves dinamikája. A mikroorganizmusok többségénél különösen meghatározható egy évszakos ritmus szerinti aktivitás a mérsékelt égövi klímával kapcsolatosan.

Ennek megfelelően az utolsó fagyok elmúltával, tavasszal „éled a természet”, tehát a legtöbb talajélőlény mennyisége és aktivitása is növekszik és ez június végére éri el a maximumát. A nyári nagy meleg és az azzal járó csapadékhiány csökkenti a talaj­élőlények előfordulását, túlélési esélyeit, ezért késő nyárra a korábbi maximumoknak megközelítőleg a harmadával számolhatunk. Ősszel ugyanakkor, főleg az újabb csapadékok hatására, ismét egy növekedés várható, ami azért jóval alatta marad a késő tavaszi nagyságnak, körülbelül a fele annak, de lényegesen nagyobb, mint a téli lecsendesedés, aktivitáshiány.

Ez a megfigyelt tipikus mikrobiális dinamika, ami attól függően változik, hogy milyen a leginkább ható, befolyásoló tényező és hogy melyik tulajdonságot vesszük figyelembe. Ismerni kell(ene) ezek megítéléséhez a mikroorganizmusok (azaz a talaj­élőlények biológiai tulajdonságait, azaz az öröklött gének által meghatározott kapacitását, annak határait (limitációját). Általános vélemény szerint az öröklött tulajdonságok, a genetika átlagosan 75%-ban határozza meg a tulajdonságokat, amit a számos környezeti tényező plusz- vagy mínusz irányban változtathat meg. Vegyük ennek mértékét 25%-osnak. Így könnyen belátható, hogy ha jól tud igazodni egy élőlény a környezeti stressz­körülményekhez, akkor a genetikai alapkapacitásának 75%-ához ez hozzáadódva, 100%-osan ki tudja használni az adottságait. Ha azonban nem képes (vagy nem tud, vagy megint csak mi emberek sokszor nem is akarunk) igazodni (adaptálódni), akkor a 25%-os csökkenéssel számolva az adott élőlénynek 75–25=50%-os, azaz csak fél élete van a maximálisan elérhető értékhez viszonyítva.

A környezeti tényezők ezért igen erős szelekciót jelentenek és a változások a mikrobák erős pusztulásával járhatnak, annak ellenére, hogy a baktériumok rugalmas (40%-ban is változni tudó) anyagcseréje az egyik legnagyobb az élőlények között. Ez az oka például az antibiotikumok gyakori használatát követő hatástalanságnak is, hogy mindig lesz 1-2 túlélő mikroba, aki később már rendelkezhet stratégiai túlélő képességgel és ismét elszaporodhat. A klinikumban ez jelenleg már igen reménytelennek tűnő harccá kezd válni.

A természeti ökoszisztémákban, élőhelyeken, ha azokban valamilyen tartós stresszhatás fordul elő, a faji sokféleség erős csökkenését okozhatja a mikrobiális pusztulást követő törzsszelekció. Hazai és németországi szikes talajokban például csak az erősen sótűrő egyetlen mikorrhiza faj (a Glomus geosporum) előfordulását lehetett kimutatni.

A környezeti tényezőkhöz történő hozzászokás fontosságát jelzi az is, hogy számos esetben az adaptálódott, hasznos szimbionta mikrobát fel lehet használni a gazdanövény stressztűrő és túlélő képességének a növelésére is. A kukorica például csak úgy tudja elviselni a 2000 mg/kg, erősen toxikus cink(Zn)-tartalmat (a határérték 10-szeresét is) a talajban, ha a mikorrhiza gomba is Zn-toleráns.

Talajfitnesz, talajegészség, és a „lábadozási” idő, a talajegészség-cédula

A talajok legfontosabb tulajdonságának a termékenységet tulajdonítjuk és a növénytermesztés legfontosabb célja a termés mind magasabb szintű fokozása. Jó és egészséges termést azonban csak egészséges talajtól várhatunk. Ennek megfelelően a termékenység mellett beszélhetünk még a következő, további tulajdonságokról:

• talajegészség, az a képesség, hogy az úgynevezett talajeredetű patogének megjelenése gátolt (szupresszív talaj, szemben a patogénekre fogékony, receptív talajjal),
• talajpuffer képesség, hogy a számos környezetre káros behatást (pl. szerves és szervetlen szennyező anyagokat, különféle sókat és savasító műtrágyákat is a talaj semlegesíti, kivédi és az egyensúly ismét helyreáll),
• talajregeneráló képesség (resziliensz, „lábadozási idő”), az az idő, amire egy adott talajnak szüksége van ahhoz, hogy egy stresszhatásra újra helyreálljon a talaj eredeti egyensúlya és működőképessége. Ez a tulajdonság talajtól, a behatás típusától, hosszától, erősségétől függ,
• talajkondíció, fitnesz és talajerő, az a képesség és tulajdonság, hogy a talajban a hasznos élőlények teljes táplálékháló-rendszere jelen van és együttműködésük eredményeként a talaj elvárható ökoszisztéma-szolgáltatásokat nyújt.

A hagyományos vizsgálatok fizikai-kémiai tulajdonságai mellett ezért javasolható a biológiai talajerő megállapítására alkalmas teljes értékű vizsgálatok beiktatása is, amely tényezőket az 1. táblázat listázza.

1. táblázat: javaslat a talajok teljes értékű vizsgálatára alkalmas fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságokra (forrás: Bíró B., nem teljes lista)

Ha egy talajt íly módon megismerünk, akkor a kifaggatás eredményét táblázatba rendezve eljuthatunk olyan értékszámokig, ahol valós adatok mutathatják az optimális, a már vagy még nem megfelelő (közepes, sárga) és a gyenge, igen gyenge tulajdonságokat. A részletes talajegészség-cédula alapján meg tudnánk állapítani azt is, hogy hol a hiba vagy hiányosság, mi a teendő az adott talajjal, ha annak a biológiai-ökológiai törvényszerűségek által meghatározható életerejét megőrizni, vagy visszahozni szeretnénk. A talajegészség-cédula néhány szükséges és alkalmazható vizsgálati javaslatát tartalmazza a 2. táblázat.

2. táblázat: a talajegészséghez hozzájáruló tulajdonságok értékelésének adatlapja, a talajegészség-cédula (Javaslat új talajértékelési tulajdonságokra, vizsgálati lehetőséggel, a SZIE, Kertészettudományi Kar, Talajtani Tanszékén.)

Mit lehet tenni az alacsony talajminőségi, talajegészség értékeknél?

Láthatjuk, hogy a talajok biológiai tulajdonságai, mint a háromszög csúcsa jelennek meg, amihez az alapokat a fizikai-kémiai talajállapot adja. Ha tehát a talaj élettevékenységét növelni, javítani akarjuk, akkor ahhoz a megfelelő talajszerkezet kialakításával lehet eljutni, abból kell kiindulni. Ehhez pedig közvetve és közvetlenül is, de szerves anyagokra van igen nagy szükség, és azok adják a megdolgozandó tápanyagot a talajélethez. A növényi gyökerek, mint fő motiváló erők jelennek meg, és állandó dinamikát, működőképességet diktálnak, megdolgoztatják a talajélőlényeket (az edafont).

A minden mindennel összefügg jegyében tehát mindegyik talajnál a feltételes megújuló képesség elsődleges feltétele:

• a terméssel elvitt szerves és ásványi anyagok visszapótlása,
• a feltáráshoz szintén optimális mértékben szükséges talajnedvesség biztosítása,
• az aerob, oxigéndús viszonyokhoz szükséges levegőzöttségre való odafigyelés,
• a mezőgazdasági vegyszerek és „művi”, mesterséges életidegen anyagok (xenobiotikumok) kerülése, kizárása, erős csökkentése és mindezek mellett
• a bolygatatlan, zavartalan talajélet-tevékenység óvása, fenntartása.

Ezeknek a figyelembevételével a 3. táblázat a talajminőség, talajegészség nem megfelelő működésének tüneteit és lehetséges okait összegzi. A kezünkben lévő eszközöket ezek ismeretében irányított és céltudatos módon használhatjuk fel az ÉLET szolgálatában. A tudatos növénytermesztésnél merjünk az ÉLET ökologikus szolgálatába állni, amihez a talajélet-tevékenységének az elsődleges és kizárólagos alapos ismeretére is szükség van, illetve szükség lenne. Ehhez történő vizsgálatokat javaslunk és messzemenőkig ajánlunk. Ezek eredményességét, további lehetőségeit, a SZIE, Kertészettudományi Kar, Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszékén évente indított „biológiai talajerő-gazdálkodó szakmérnök és szakember” szakirányú továbbképzési szakon fejlesztjük és tanítjuk.

3. táblázat: a talajállapot és a talajegészség romlásának tünetei, a főbb lehetséges okok és a javítási lehetőségek

Alacsony minőségi és talajegészség érték	Kimutatott tünet	Lehetséges okok	javítási lehetőség
Sápadt, halvány talajszín	Az adott talajféleségen belül kevésbé telt, sárgás, halványbarna, fakó szürke színek	A homokfrakció nagy aránya, vagy erősen levegős talajszerkezet, szervesanyag-bevitel nélkül	Az agyagfrakció növelése, szerves trágyák, komposztok, melanizált gombák bevitele
Kicsi vagy hiányzó talajfedettség	Nincsenek mulcsanyagok és/vagy takarónövények. Ha igen, akkor azok gyér növekedésűek	Nehéz gépek – tömörödés, peszticidhasználat miatti talajélet-romlás, rossz gomba-baktérium arány	Takarónövények használata, mulcshagyó vagy „no-till” művelés
Gyenge, vagy csak felszíni gyökérfejlődés	Erősen kötött talaj, akadályozott növénytáplálás, eketalpréteg	Rossz talajszerkezet, tömörödött talaj, rossz pH, tápanyagok hiánya, talajeredetű kórokozók és rovarok jelenléte	Altalaj-lazítás, szervesanyag-bevitel, a humuszképződés javítása, mikroba-pásztorság
Rossz áthatoló képesség és talajszerkezet	Kemény felszínű talaj, mélyebb rétegekben is nehezen átjárható	Túlművelés, tömörödés, kevés szerves anyag, nedves állapotú művelés, levegőtlen, anaerob állapot	Talajlazítás, szerves anyagok, ásványi trágyák
Rossz vízáteresztő képesség	Nincsenek makropórusok és állati járatok a talajban	Nagy agyagtartalom, a felszíni réteg lepusztulása, kérges talajfelszín, rossz talajszerkezet, szerves anyagok, földigiliszták, egyéb faunaelemek hiánya	A talajfauna elemek növelése, mulcshagyó vagy „no till” művelés, takarónövények
Alacsony talajfauna-diverzitás és -aktivitás	Élőhely- vagy tápanyaghiány, rossz talajszerkezet	Kevés szerves anyag, nehéz gépekkel történő intenzív művelés, vegyszerek, peszticidek használata, kumulálódó szennyeződés	Peszticidek és műtrágyák elhagyása, biológiai növényvédelem
Alacsony gilisztaszám	Rossz pH, rossz talajszerkezet, kórokozók jelenléte	Erős műtrágya(só)- és peszticidhasználat, savanyú pH, növényi gyökerek hiánya, kicsi mikrobaszám és aktivitás, intenzív művelés	Szántás nélküli, bolygatatlan művelés, cellulóztartalmú szerves anyagok, talajtakarás
Alacsony baktérium- és gombaszám	Rossz talajszerkezet, levegőtlenség, erős porozitás, humuszhiány	Szerves anyagok, ragasztó kolloidok hiánya, gyökérnélküliség, peszticidek, monokultúra, rossz mikroba-összetétel, biokontroll mikrobák hiánya	Mikrobiális oltóanyagok, szerves és ásványi trágyák, talajtakarás, takaró- és csapdanövények

(forrás: saját összeállítás, egyszerűsített adatokkal)

Prof. Biró Borbála
egyetemi tanár
Szent István Egyetem, Kertészettudományi Kar,
Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

A talajért elkötelezett támogatói kör:

A TALAJEGYETEM korábbi részei:

• I. rész: TALAJFIZIKA I.
• II. rész: TALAJFIZIKA II.
• III. rész: TALAJFIZIKA III.
• IV. rész: Műtrágyák és kémiai talajtényezők hatása (savanyodás, tápelemek megkötődése, felvehetősége)
• V. rész: A talajerő-gazdálkodás tudományos és gyakorlati főbb összefüggései
• VI. rész: TALAJBIOLÓGIA I. – A talajélet felismerése, avagy mikor van szükség beavatkozásra?

A cikk szerzője: Prof. Dr. Biró Borbála