A talajtermékenység és a növénytáplálás összefüggései

A „fenntartható fejlõdés” (sustainable development) és a „fenntartható mezõgazdálkodás” (sustainable agriculture) napjainkban gyakran emlegetett fogalmak. A „fenntarthatóság” (sustainability) azt jelenti, hogy a ma élõk igényeit és úgy kell kielégíteni, hogy az a jövõ generációk igényeinek kielégítését nem veszélyezteti.



A „fenntartható fejlõdés” olyan gazdasági növekedést jelent, amely harmonizál a természeti erõforrások regenerálódásával és a környezetterhelés asszimilációs képességével. Segítségével elérhetõ a folyamatos, mennyiségében korlátozott, de minõségében korlátlan gazdasági növekedés, a természeti erõforrások és a környezetterhelés harmonizálása, az életminõség javulása.



A „fenntartható mezõgazdaság” olyan mûvelési mód, melynek során megõrizhetõk a mezõgazdaság alapjául szolgáló természetes erõforrások. Gyakorlata többek között a vetésforgók alkalmazására, a szerves tápanyagok utánpótlására, a talajkímélõ mûvelési módszerekre, a szintetikus növényvédõ szerek és mûtrágyák használatának jelentõs csökkentésére épül. Éppen ezért (talajkészleteink állagmegóvása, a termesztés káros környezeti hatásának megelõzése, kiküszöbölése érdekében) az elõttünk álló évtizedekben a vegyszerek és ipari eredetû energiaforrások felhasználásának csökkentésére, a terméshozamok növelésére, a gazdasági kockázat és a költségek minimalizálására kell törekedni. Könnyû belátni ugyanis, hogy a teljes értékû emberi táplálék fõ forrásai még sokáig a mezõgazdasági termékek lesznek, melyek elõállítása a növények terméshozamának állandó növelését biztosító talajtermékenységen alapul.

A talaj szerepe a termékenység kialakulásában:



A talaj a növényzet alapvetõ élettere. Döntõen a talaj biztosítja ugyanis a növényi fejlõdéshez és növekedéshez szükséges tápelemeket, ezért a mezõgazdasági termelés, a növénytermesztés szempontjából rendkívül fontos. Legfõbb tulajdonsága a termékenysége, vagyis az a képessége, hogy a kellõ idõben képes a növényeket vízzel és tápanyaggal ellátni.



A talaj alapvetõen három komponensbõl épül fel: szilárd, folyékony és gáz fázisból. E három komponens kölcsönhatása teremti meg azt a környezetet, amely lehetõvé teszi a növényi- és mikrobiális életet a talajban és annak felszínén. A szilárd fázis fõként tápanyag raktározó szerepet tölt be, a talajoldat szállító- és reakcióközegként funkcionál. A gáz fázis, a tulajdonképpeni talajlevegõ, teszi lehetõvé az oxigén és a molekuláris nitrogén beáramlását, a szén-dioxid távozását. A három fázis dinamikus egyensúlyban van. Állandóan változnak a gyökerek tápanyagfelvétele, a mikroorganizmusok tevékenysége, a csapadék (öntözés), a talajmûvelés és a trágyázás következtében. Az egyes fázisokon belül, de fõleg a fázishatárokon lejátszódó folyamatok eredményeképpen a folyékony fázisban szervetlen sók és ionjaik jelennek meg, melyek a növények táplálékát képezik.



Talajtani szempontból öt talajképzõ tényezõt különböztetünk meg (földtani, éghajlati, domborzati, biológiai, talajok kora). Ezek együttese alakítja a talajt, egymást nem helyettesíthetik, önmagukban csak idõlegesen és helyileg kerülhetnek uralomra. Hozzájuk kapcsolható még az emberi tevékenység (mint antropogén tényezõ) is. A tényezõk egymásra hatása alakítja ki végül a különféle talajtípusokat.



A talajtípusok ásványi alkotóik, szervesanyag összetételük és mennyiségük, fizikai, kémiai, biológiai tulajdonságaik alapján különbözõek. Tápanyagtartalmuk, tápanyagaik hozzáférhetõsége más és a tápanyagok talajból történõ felvételét a talaj biológiai tulajdonságai, pH-ja, hõmérséklete, mechanikai-, ásványi összetétele, szerkezete, vízgazdálkodása is befolyásolja.



Kultúrnövényeink, a szén és oxigén kivételével, melyet leveleiken keresztül a levegõbõl vesznek fel, minden táplálékukat gyökereik segítségével a talajból nyerik. Az egyes talajok a fõbb növényi tápanyagokat különbözõ mennyiségben tartalmazzák. Azt, hogy adott talaj egy adott tápanyagból mennyit tartalmaz, a talaj összetétele határozza meg. A kötöttebb talajok több tápanyagot tartalmaznak.





A talajtermékenység fogalma:



A talaj termékenységét azok a talajtulajdonságok és talajban lejátszódó folyamatok határozzák meg, melyek a növények optimális életfeltételeinek megteremtéséhez szükségesek. A talaj termékenysége alatt értjük azon képességét, ahogyan, illetve amilyen mértékben el tudja látni a növényt tápanyaggal, vízzel és levegõvel, illetve képes a növények számára kedvezõ fizikai, kémiai és biológiai feltételeket létrehozni.



A termékenység szintjérõl közvetlenül a terméshozamokból ítélhetünk legmegbízhatóbban. Minél nagyobb a talaj termékenysége, annál inkább képesek az arra ható külsõ erõk befolyásukat kifejteni a termések fokozására. Nem helytálló azonban, ha a termékenység színvonalát csak a mindenkori termések nagyságával mérjük fel! A talaj ugyanis nem pusztán tápanyag-forrás, hanem egyúttal közvetítõje is a természeti tényezõk egész sorozatának. A termékenyebb talaj olyan korszerû erõgéphez hasonlítható, amely az üzemanyagot nagyobb hatásfokkal képes hasznosítani, szemben egy elavult szerkezetû vagy rossz karban lévõ géppel. Éppen ezért a kevésbé termékeny talajon is lehet ugyanakkora terméseket elérni, de jóval nagyobb költségek, ráfordítások árán, összességében tehát kevésbé gazdaságosan.



A talajok termékenységének kihasználása lényegesen függ az ember erõfeszítéseitõl, eszközbefektetéseitõl. A különbözõ termesztéstechnológiák termõképesség javító, de akár kedvezõtlen, degradációs folyamatokat is indukálhatnak, melyek irreverzibilisek is lehetnek, így jóvátehetetlen károkat okozhatnak a környezetben.



A talajok termékenysége, mint a földjáradék megállapításának, a termõföldek aranykorona értékének szerves része, a föld árának kialakításában is fontos szerepet játszik, ezért közgazdasági, üzemtani szempontból is jelentõs.

A humusz jelentõsége a talaj termékenységének kialakításában:



A termõtalaj szilárd részei két fõ alkotórészbõl állnak: szervetlen és szerves anyagokból. A szervetlen alkotók alapanyagai a kõzetek. A kõzetek ásványokból tevõdnek össze, melyek fizikai, kémiai, ásványtani összetétele, mállottsági foka döntõ befolyással van a talajok termékenységére. Alapvetõen tartalmazzák a növény számára szükséges valamennyi makro- és mikrotápelemet (a nitrogénvegyületek kivételével, melyek a mikrobiális tevékenységnek köszönhetõen alakulnak ki). A talaj szerves anyaga, a humusz a talajba juttatott, illetve ott keletkezõ állati és növényi maradványokból lebontott szerves maradványokból képzõdik.



A humusz a talaj termékenységének elsõdleges megalapozója. „Tartósított” szervesanyagai morzsássá teszik a talajt, könnyen bomló alkotórészei (a felszabaduló ásványi anyagokkal) táplálják a növényeket. Élõ és holt részre osztható. Az élõ anyagot a talaj mikro- és makroszervezetei alkotják, a holt rész a talajon élõ növények maradványainak többé-kevésbé elbomlott anyagaiból és a mikrobiológiai bontás útján átalakult, valamint újraképzõdött szerves anyagból áll. A talaj szerves anyagát felépítõ alkotóelemek a következõk:

• nem humuszanyagok:
  
  
  
  
  • fehérjék, aminosavak (a növényi és állati eredetû fehérjék bomlásakor válnak szabaddá),
  • szénhidrátok (cukrok, keményítõ, hemicellulóz, cellulóz, pektin),
  • lignin (fás növényi anyagok bomlása után marad vissza),
  • növényi és állati maradványok egyéb anyagai (zsírok, viaszok, kitin),
• új képzõdmények:
  
  
  • poliuronidok (a talajban élõ mikroszervezetek élettevékenységének termékei),
  • speciális hatású enzimek (a talajban élõ mikroszervezetek élettevékenységének szabályozói),
• humuszanyagok:
  
  
  • fulvosavak (kis molekulatömegû, sav jellegû vegyületek. A talaj szerves anyagából alkáliákkal (lúgos oldatokkal, pl.: 0,5%-os NaOH-dal) kioldható anyagok, melyek az oldat megsavanyítása után is oldatban maradnak),
  • huminsavak (nagy molekulatömegû, polimerizált vegyületek, melyek a talaj szerves anyagából alkáliákkal kioldhatók és az oldat megsavanyítása után kicsapódnak),
  • humin, illetve humuszszén (hideg, híg lúgos oldás során nem oldódnak ki a talajból).

A talajoknak talajtípustól függõ optimális szervesanyag tartalma van. Az elmúlt évtizedekben eleinte növekvõ, majd jelentõsen visszaesõ mûtrágyázás jelentõs különbségeket hozott létre a talajok szervesanyag tartalmában, a talajból a légkörbe jutó gázok mennyiségében és a talajvizek nitrát-szennyezõdésében. A környezet megóvása érdekében is fontos szerepet játszik a talajok szervesanyag tartalma, mely két részre osztható: az inert, vagy „tartós” humusz és a könnyen mineralizálódó, vagy „táp” humusz részre. Az inert részhez a humusz és a huminsavak tartoznak, melyek a talajszerkezet stabilitásában, a nehézfém szennyezések és növényvédõ szerek megkötésében, toxicitásuk csökkentésében, talajvízbe kerülésük megakadályozásában játszanak szerepet. A fulvosavak és egyéb kis molekulájú szerves vegyületek a táphumuszhoz tartoznak és a talajok N-szolgáltatásáért felelõsek.



A talajban mind a szerves, mind a szervetlen alkotók nagy része, méretük alapján, a kolloidokhoz tartozik. A talajkolloidok képesek a felületükön ionok megkötésére, sõt egyes típusaik tápanyag raktárként is funkcionálnak. Szétesésük, mállásuk során pedig tápanyagot biztosítanak a növények számára.



A talaj termõképességét nagymértékben meghatározza szervesanyag-tartalma és annak minõsége. A talajok szervesanyag-, illetve ásványi tápelem tartalma, megfelelõ ellátottsága elõfeltétele a maximális mezõgazdasági termelésnek. De ezek az elemek önmagukban nem képesek rekordtermést biztosítani, számos egyéb, a növény növekedését, fejlõdését befolyásoló korlátozó hatás lehetõsége miatt.

A környezet hatása a talaj termékenységére:



A növényre ható környezeti tényezõk befolyásoló hatásukat a talajon keresztül, illetve közvetlenül a növényre hatva is kifejthetik. Ezek a tényezõk lehetnek:

- genetikai,

A növény genetikai felépítése (konstitúciója) határozott korlátot állít fejlõdése elé, melyet semmiféle környezeti tényezõ hatására sem hághat át.

- fajtól és fajtától függõ, tápanyagszükséglethez kapcsolódó,

A növénytermesztéssel kapcsolatos. Adott termõhelyhez leginkább megfelelõ növény és fajta megválasztása, növényi sorrend, vetésidõ, stb.

- éghajlati (klimatikus), mely felosztható:

- sugárzási energiára,

A fény minõsége, intenzitása, tartama egyaránt jelentõs. A növény növekedésére, fejlõdésére, alakjára, anatómiai felépítésére, transzspirációjára, tápanyagfelvételére, földrajzi elterjedésére is hat.

- hõmérsékletre,

Közvetlenül hat a fotoszintézisre, a légzésre, a sejtfal áteresztõ képességére, a víz és a tápanyagok felvételére, a transzspirációra, az enzimaktivitásra, a fehérjék koagulációjára.

- légköri összetétellel kapcsolatos

Elsõsorban a CO2-tartalom tartozik ide, valamint különbözõ gázok, melyek nagyobb mennyiségben a vegetációt károsíthatják. A levegõ mozgása, a szél is fontos ökológiai tényezõ, akár kedvezõ, akár káros hatásait tekintve, csakúgy, mint az elektromos kisülések.

- nedvességviszonyokkal összefüggõ,

A légköri csapadék legfontosabb alakja az esõ. Mennyisége, eloszlása, minõsége (lásd: savas esõk), hasznosulása, intenzitása, stb. rendkívül fontosak, mert a víz a szénhidrátok elõállításában, a protoplazma hidratációjának fenntartásában, a tápanyagok és ásványi elemek szállításában, a sejtosztódásban és a növekedésben is szerepet játszik.

- földfelszíni (fiziografikus) tényezõk.

Ide sorolandók a Föld évmilliók során kialakult domborzati viszonyai, a szél és a víz által indukált defláció és erózió (ami a talajrétegek elhordásával, elmosásával, más helyütt pedig túlzott mértékû felhalmozásával fejti ki hatását), a termõréteg vastagsága és a talajvíz szintje is.

Mindezek mellett, velük egy idõben, a növényt a talajon keresztül is befolyásoló hatások érik. Ilyen a talajok:

- szerkezete,

Különösen a számottevõ mennyiségû iszapot és agyagot tartalmazó talajoknál jelentõs. Nagymértékben meghatározza a talaj térfogatsúlyát. Minél nagyobb a térfogatsúly, annál tömöttebb a talaj, kevésbé szerkezetes, kisebb a porozitása. Mindezek pedig a növény csökkent növekedésében tükrözõdnek.

- kémhatása,

A növény fejlõdéséhez, növekedéséhez szükséges elemek felvehetõségére, talajeredetû betegségekre gyakorol hatást.

- gáztartalma, levegõ összetétele,

Mennyisége függ a hézagtérfogattól, így végsõ soron a talajszerkezettõl, és a talaj nedvességtartalmától. Az oxigénellátás elsõsorban a gyökér felszívó felületén kritikus. Ezért nem csak az oxigén mennyisége, de talajon átdiffundálási sebessége is fontos, hogy megfelelõ parciális nyomást tartson fenn a gyökér felszínén.

- vízgazdálkodása,

A növekedés a csekély és a túlzott talajnedvességben is gátolt. Szárazságra hajló viszonyaink között különös jelentõséggel bír a szeszélyesen hulló csapadékvízzel történõ okos gazdálkodás.

- hõforgalma,

A talaj biológiai tevékenységét, a magvak csírázását, a gyökerek növekedését, légzését, a növény fejlõdését, tápanyagfelvételét, a talaj kiszáradását befolyásolja.

Egyik tényezõ megváltozása vagy megváltoztatása maga után vonja a többi tényezõ változását, illetve megváltoztatását. A víz, a levegõ és a hõ kívánatos egyensúlyának megteremtése a talajban a talajmûvelés legalapvetõbb, egyben legáltalánosabb problémája. A talajmûvelés, a talajjavítás, a trágyázás, az öntözés, a növényvédelem, stb. okszerû alkalmazásával lehet átalakítani, elõmozdítani a gazdasági szempontból fontos növények növekedését, fejlõdését. Segíteni küzdelmüket a nedvességért, tápanyagokért, fényért.



Az ismertetett befolyásoló tényezõk hatására alakul ki adott talajon az a termés, amely a talaj termékenységére, állapotára jellemzõ. Évenként, sõt éven belül is változó az egyes tényezõk kölcsön- és közvetlen hatása a termésre, még azonos talajtípus esetén is. A termékenység stabilitása éppen ezért a termés biztonságának fontos tényezõje. Kiegyensúlyozottsága, pufferkapacitása ellensúlyozhatja ugyanis egyéb, kedvezõtlen hatások mértékét, átsegítheti a növényt a stresszhelyzeteken. A termékenység és stabilitásának fenntartása, fokozása tehát elemi érdekünk.



A növények igényét maradéktalanul kielégítõ talajállapot létrehozása - a befolyásoló tényezõk nagy száma miatt - nem, vagy csak nagyon ritkán lehetséges. Az utóbbi idõben ezért azok a törekvések érdemelnek figyelmet, melyek összhangot teremtenek a növények igénye és a talajvédelem követelései között, lehetõleg gazdaságosan.

Petróczki Ferenc