Az egészséges termőtalaj olyan különleges rendszer (ökoszisztéma), ami önműködő módon, a saját rendje, törvényei, a saját életereje által, természetesen képes a növényeket ellátni. Ezzel szemben az intenzív, a termésre, a hozamra figyelő gazdálkodás során a növénytáplálást, az elvárt termékenységet, de a növényvédelmet is külsőleg, műtrágyákkal, egyéb, kémiai növényvédő szerekkel, mesterséges, művi úton lehet elérni. A lehetséges negatív ökológiai következmények miatt terjednek az élő mikroorganizmusokat vagy azok anyagait, enzimeit, kivonatait is tartalmazó termésnövelők, bio- vagy baktériumtrágyák, illetve biostimuláns termékek. Az életigenlő biológiai alapú talajművelés során az ember szerepe, hogy önmagát is a rendszer, az ökoszisztéma részének tekintve környezetbarát és fenntartható bioeffektív módon avatkozzon be a természet rendjébe.
8. rész: A talajoltók eredményességét befolyásoló élő (biotikus) környezeti tényezők
A mikroorganizmusokat (baktériumokat és gombákat) tartalmazó talajoltó anyagok felhasználása napjaink egyik elfogadott gyakorlata. Hasznosságukhoz általában nem fér kétség, bár a gazdatársadalom ezen a téren még mindig két, jól elhatárolt csoportot alkot.
- Vannak, akik feltétel nélkül elfogadják és alkalmazzák, mivel ez most a támogatás alapja és divatos szóval ez „trendi” is. Még akkor is ezt teszik, ha számukra nincs látható, kézzelfogható eredmény, de elhiszik, hogy „legalább hosszabb távon majd ez bizonyosan hatásos, mivel ezt sugallják a reklámok és a forgalmazók is”. Ha számot vetnek a kiadásokkal és a lehetőségeikkel, végül is az 1 évi műtrágya-költség akár öt évre is elegendő lehet az ún. „baktériumtrágyás” megoldással.
- A másik (kételkedő) csoport azonban éppen ellenkezőleg, sok esetben a nyilvánvaló hatások ellenére is szkeptikus, nehezen meggyőzhető, hiszen „az a kis mennyiség, amit biotrágyaként kiszórunk nem lehet kellően hatásos például a több tonna korábbi szerves-trágya-használattal összehasonlítva”. Ezt a szemléletet erősen támogatja a helytelenül használt baktérium-„trágya” kifejezés, mivel ezek a termékek valójában nem trágyaként, azaz lebomló szerves anyagként kell, hogy hassanak, hanem élőlényként, aktív közreműködőként. A jelenlegi földalapú támogatás is ezt a szemléletet erősíti, de számos egyéb tényező is befolyásolhatja a követett technológiát.
Csak a legritkább esetben fordul elő az, hogy a baktérium-trágyák felhasználói döntésüket megfigyelésekre, pontos vizsgálatokra, netán elő- vagy utómonitoring-eredményekre alapozzák. Ha a gazdák használták is valamelyik terméket, akkor rendszerint kezeletlen (kontrol) parcellákat nem iktatnak be, mondván hogy „nem akarnak termést veszteni”, vagy netán el is felejtik ezt. De még ha van is kezeletlen parcella, akkor is bizonytalan az összehasonlítás, hiszen a permetezéses, vízzel higított baktériumos növénykezeléseknél a víz is hatással lehet, nem csak a baktériumok, vagy az egyéb kijuttatott mikrobák. A megfelelő értékeléshez tehát az oltóanyag nélküli vizes kezelés adná azt a bizonyos szakszerű kontrolt.
Egyetemeken, kutatóintézetekben végzett pontos és szakszerű vizsgálatokkal alátámasztva számos publikáció állítja, hogy a baktériumos, mikrobiális oltásoknak nem mindig alakul ki az azoktól elvárható kedvező hatása. Mitől is függhet ez? Vegyük sorra az okokat!
A csíraszám és a talaj levegőzöttsége
Az oltóanyagokban „élő” vagy „életképes” mikrobiális sejteket juttatunk ki optimális esetben, vagyis ha a biotrágya készítményt megbízható helyen szereztük be és jól tároltuk a felhasználásig. A gyártók a minőséget általában az élő csíraszám megadásával „garantálják”, ami attól függően, hogy milyen mikrobát tartalmaz a termék, milliliterenként rendszerint és általában 108-ikon, azaz 10 billiárd sejtet tartalmazhat a baktériumokból és 105en, azaz 100 ezer sejtet (vagy propagulumot) a mikroszkopikus gombákból. A tárolási, túlélési idő, ha hideg helyen (kb. 5 oC körüli hőmérsékleten) tárolják, akkor elérheti az 1-2 hónapot is, de lehetőleg a minél előbbi (1-2 héten belüli) felhasználás a jobb, hiszen a mikrobák a tárolás során is pusztulnak, a termék kiszerelésétől és a tárolás módjától függően. Különösen igaz ez azokra az organizmusokra, amelyek levegőzött (aerob) körülményeket igényelnek. Több gyártó újabban már a túlélőképesség és a csíraszám biztosítására úgynevezett „lélegző”, vagy „szellőző” kupakot használ, amivel az élő csíraszám jobban tartható, ha a tápanyagok (szerves és szervetlen anyagok) kellő szintje is biztosítva van a termékben.
Vannak azonban olyan oltóanyagok is, melyekben a mikroorganizmusok kevésbé igénylik a levegőzöttséget, ezekben a túlélés tovább tartható a „levegős” kupak nélkül is. A biológiai nitrogén-kötésre képes Azospirillum baktériumok pl. kb. 5%-nyi oxigént igényelnek, szemben a teljesen aerob, 20% oxigént igénylő szervezetekkel. A jelenleg nagyon terjedő „effektív mikroorganizmus” (EM) termékcsoport például leginkább anaerob mikroszervezetekből áll, így a felhasználás is kevésbé kritikus, tovább tárolhatók is. Ezek a szervezetek az erősen kötött, tömörödött talajokban is túlélésre képesek és intenzív szervesanyag-felhasználást valósítanak meg. Pillanatnyi eredményességüket ugyanakkor később kimerülés, talajerő-csökkenés kísérheti, a humuszanyagok gyors fogyása miatt a folyamatos talajerő-monitoring igen javasolt lenne.
A tárolásnál és a felhasználásnál is célszerű ezért ismerni az oltóanyagban található mikroorganizmusok összetételét és azok élettani (fiziológiai) igényeit is. Az összetételre ugyanakkor nem mindig van teljes utalás, vagy ha igen, ilyen használati útmutatót a termékek a legritkább esetben tartalmaznak.
A talaj eredeti mikroba-közössége
További élő tényező a talajokban található eredeti, őshonos mikroflóra jelenléte. A helyben lévők száma és aktivitása az egyik legkritikusabb tulajdonság, amivel számolnunk kell. A helyben lévők ugyanis jobban bírják az adott környezeti tényezőt, mivel odaszoktak (adaptálódtak ahhoz), így az nem okoz a számukban drasztikus pusztulást. Az elnyomóképességük persze a típusuktól, a számuktól és az adaptáció mértékétől is függ. A fokozatos környezethez való igazodás olyan sok energiát követel, hogy végül a sejtek túlélnek, de az életképességük és élet-erejük (vitalitásuk) az eredetinek csak a töredéke lesz. Az oltóanyagként bevitt sejtek viszont általában erősen agresszívek, viszonylag gyors szaporodó- és megtelepedési (kolonizációs) képességgel. Igaz ugyan, hogy ezek számát pedig a hirtelen fellépő tápanyaghiány tizedelheti, hiszen a felszaporítás során minden jót (sok cukrot, szén- és nitrogénforrást is) megkaptak, ami a talajban hirtelen nem áll rendelkezésre, és emiatt is pusztulhatnak.
A gazdanövények szerepe
A fenti hatótényezők mellett figyelni kell a termeszteni kívánt növényre is, sok esetben az egy fajon belüli változatok, fajták, tájfajták sem viselkednek azonosan a mikroorganizmusokkal történő együttműködésben. Mi befolyásolja ezt? A növény tápanyag-hasznosító képessége és az ettől függő gyökérváladékok (exudátumok) mennyisége, minősége. Az exudátumok táplálják a mikrobákat, de ha ilyenek nincsenek, akkor mikrobiális aktivitás sincs. A talajoltás során előfordulhat, hogy olyan mértékben megnöveljük a bevitt mikrobák számát, ami nagy terhet ró a növényre, és a túl sok exudátum kiadása miatt inkább hátrányt, mint előnyt jelentene a kezelés. Ez fordulhat elő pl. a mikorrhiza gombákkal történő korai növényoltáskor, amikor bizonyos idő kell a növénynek ahhoz, hogy a gomba megtelepedését „túlélje”, és később hasznos szimbiózissá váljon az együttműködés. A szőlőtelepítéskori mikorrhiza gomba oltása előfordulhat, hogy csak a 2. évre válik pozitívvá.
Vannak azonban olyan gazdanövények is, amelyekhez csak az azokkal együttműködni képes mikroorganizmusok lehetnek jó, megfelelő oltóanyagok, partnerek. Ennek igen jó példái a pillangósokkal szoros együttműködésre (szimbiózisra) és a biológiai úton történő nitrogén megkötésére képes Rhizobium (Syno-, Brady-rhizobium) baktériumok. Egy-egy pillangós gazdanövényhez csak a hozzá megfelelő rhizobium faj lehet alkalmas, más pedig nem. A szója így például csak a lassú felszaporodásra képes Bradyrhizobium japonicum fajjal tud szimbiózisra lépni, még ha úgynevezett „polirhizobium” (sok fajból álló) keveréket alkalmazunk is, akkor sem biztos, hogy a megfelelő segítő baktérium abban jelen van. Nem véletlenül alkalmazták az első generációs növényoltásoknál az adott növény után letermett talajt, a növényi gyökerekkel és gümőkkel együtt későbbi oltóanyagnak. Figyeljük tehát a növényeinket. A legjobb oltóanyag az, ha az előző növények gyökereit gyökérgümőkkel használjuk fel legközelebb, főleg ha sok műtrágyával ezt a hasznos biológiai szimbiózist elvesztettük.
A szójával hasznos együttműködésre képes baktériumok a hazai talajainkból rendszerint hiányoznak, így azok oltására szükség van a környezetbarát szemlélet és a műtrágya-felhasználás csökkentése érdekében. Működőképes rhizobium oltóanyag nélkül mű-, illetve szerves-trágyázással lehet (illetve kell) pótolni a szimbionta baktériumokat. Az 1. képen az eredményes oltás kedvező hatása látható.
1. kép: A nitrogénkötő baktérium (Bradyrhizobium japonicum) oltás hatása a szóján. Baloldali edény a hasznos szimbionta törzsekkel oltott, a jobboldali pedig az oltatlan kontroll
Küzdelem a túlélésért. Mikrobiális stratégiák
A talajba került oltóanyagok között versengés folyik a szűkösen megtalálható felvehető tápanyagokért. A mikroorganizmusok ezért a túlélésük és a fennmaradásuk érdekében különböző stratégiákat folytatnak. Ahány mikroba, annyiféle módszer, hogy a feltételekhez igazodjanak, annak megfeleljenek. A leggyakoribb mikrobiális stratégia az, amikor az egyik mikroszervezet olyan anyagokat választ ki, amelyekkel a másikat távol tudja tartani. Ennek előnye, hogy akkor a konkurencia csökken, a tápanyagokért folytatott versenyben a versenyképesebb élőlény lesz a győztes. Vannak mikrobák, amelyek csak távoltartják a másik szervezetet, ún. biostatikus módon, mintha pl. kerítést vonnának maguk köré. Ilyen pl. a sziderofor, vaskelát anyagok kiválasztása, amellyel a felvehető vasat hamar elfogyasztják, így nem jut például a talajeredetű patogén gombáknak. Ezzel az ilyen hasznos mikroszervezetek egyúttal növényvédő „biopeszticid” hatást is kifejtenek a saját túlélésük érdekében. Ezt mutatja be az 2. kép.
2. kép: Antagonista, biológiai kontroll-(biostop) hatásra képes baktériumok. A felső edényben nincs konkurens baktérium, így a talajeredetű kórokozó Fusarium gomba növekedését nem zavarja semmi, jól elszaporodott a Petri-csészében. Az alsó edényekben különbözőképpen hatásos baktériumok vannak. A legjobb elnyomó hatású baktérium nem engedi nőni a Fusarium-kórokozót (bal oldali csésze), míg a másik kevésbé tudta korlátozni a középen levő gombatelepet.
Más mikroszervezetek nem csak távoltartják maguktól a másikat, hanem „biztosra mennek”, és ölő (biocid) anyagokat választanak ki, amikkel a közelükbe kerülő, konkurens mikroba pusztulása következik be. Az ilyen „antibiotikumok” kiválasztására számos sugárgomba és fonalas gomba is képes a talajokban, és ezzel kialakulhat az úgynevezett „szupresszív”, azaz a növényi betegségeket távoltartó talaj, a kis immunrendszerrel rendelkező, fogékony „receptív” talajokkal szemben. Az ún. talajegészséget biztosítani képes, mikrobiális közösség hiánya is hozzájárul pl. az almafélék és rózsa-félék úgynevezett „talajuntság”-ához, újratelepítési betegségéhez, ahol az új növénykék láthatóan kisebbek, rosszabb állapotúak a jó, nem „megunt” talajba ültetett társaikhoz viszonyítva. Ezt a jelenséget is szakszerű és specifikus vizsgálatokat követően lehet biológiai úton orvosolni.
Talajmonitoring és talajorvoslás
Látható, hogy előzetes vizsgálatokra, talaj-monitoringra van szükség ahhoz, hogy egy-egy talaj minőségét, tápanyagszolgáltató képességét és az abban szerepet játszó mikroorganizmusok mennyiségét és működőképességét, összességében a talajok egészségi állapotát és funkcionálását megítélhessük. Ez különösen indokolt a szerves-anyagokban szegény, leromlott, vagy szennyezett talajoknál, ahol a megfelelő talajfunkciók visszaállítása csak az arra alkalmas fizikai-kémiai és biológiai kezelésekkel együtt, komplex módszerekkel lehetséges. Olyan bioeffektív (www.biofector.info) megoldások kellenek, ahol az élő szervezeteket tartalmazó oltóanyagok, összetétele és működése is igazodik az adott talajhoz és a kialakítandó talaj-növény rendszerhez. A különböző lehetőségeket és megoldásokat, valamint egyszeri, vagy rendszeres talajmonitoring szolgáltatást és ehhez igazodó szaktanácsadást a Szent István Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszékének közreműködésével ajánljuk.
Prof. Dr. Biró Borbála
az MTA doktora, egyetemi tanár
[email protected]
