Az egészséges, termékeny talaj létrejöttének és megmaradásának legfontosabb „építőelemei” a talaj élőlényei. Habár a magasabb rendű talajélőlények szerepét ebben gyakran csekélyebb mértékűnek becsülik a mikroorganizmusokhoz képest, az összes talajfelszín alatt élő szervezetre szükség van! Élettevékenységeiknek leginkább limitáló, legszükségszerűbb eleme – ha a víztől most eltekintünk – a szerves anyag, a szerves szén megléte. A növénytermesztés során hatalmas mennyiségű szerves maradvány, szerves anyag keletkezik, melynek legnagyobb része a táblán marad.
E gyökér- és szármaradványok fontos tápanyagforrások, valamint pozitívan befolyásolhatják a talaj biológiai, kémiai és fizikai tulajdonságait.
A szántóföldi melléktermékek bedolgozásának szerepe
– Növeli a nitrogénmineralizációt, a szerves szén és az összes nitrogén mennyiségét a talajban,
– javítja a művelhetőséget,
– csökkenti az eróziós folyamatokat, megakadályozza a tápanyagveszteséget, – növeli a mikrobiális biomasszát.
A gazdálkodók számára alapvető elvárás, hogy a gyökér- és szármaradványok visszajussanak a talajba. Fontos, hogy az ezekben található tápanyagok belátható időn belül visszakerüljenek a biológiai és kémiai körfolyamatokba, és egy részük elérhető legyen a következő növénykultúrák számára.
Mitől függ vajon a bontás intenzitása? Mi befolyásolja leginkább a lebontó szervezetek munkáját? A talaj egy rendkívül komplex, sok tényező által befolyásolt élő rendszer. A bontási folyamatok sebessége ezért számos körülménytől függ, amelyek többsége közvetve a mikroorganizmusok tevékenységére vezethető vissza. Nézzük sorban ezeket a tényezőket!
A maradványok mérete
A kisebb méretű részecskék gyorsabban bomlanak le, mint a nagyobbak, hiszen a megnövekedett felület miatt jóval több lebontó szervezet fér hozzá a maradványokhoz, így több ponton indulhat meg az enzimatikus bontás is.
A növény kora, a növényi részek „szívóssága”
A fiatalabb növények bontása intenzívebb, hiszen a koruk előrehaladtával arányaiban magasabb cellulóz-, hemicellulóz- és lignintartalommal bírnak, amelyek bontása erőteljesebb mikrobiológiai aktivitást igényel. A növényi részek szívósságán azok szilíciumtartalmát értve, általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a szilícium-dioxid-tartalmuk, annál nehezebb, lassabb a bontásuk.
C : N arány
A növényi maradványok szárazanyagra vonatkoztatva hozzávetőlegesen 40–50% szenet tartalmaznak, nitrogéntartalmuk azonban erősen változó, így az arányuk is eltérhet a növényfajtól függően. A tág C : N aránnyal rendelkező maradványok lassabban bomlanak le, mint a szűk C : N aránnyal rendelkezők. A maradványok magas nitrogéntartalma csökkenti ugyanis a mikroorganizmusok közötti versenyt a rendelkezésre álló nitrogénért, emiatt fokozódik a bontás a magas mikrobiális aktivitás fenntartása mellett.
A talaj szerkezete
A növényi maradványok lebomlásának sebességét alapvetően a talaj textúrája határozza meg. Az agyagos talajok jobban „megvédik” a szerves részecskéket a talaj mikroorganizmusainak támadásaitól, mivel a vegyületek a talaj ásványi anyagaihoz erősebben kötődnek, ezáltal csökken a bontás intenzitása is. Homokos talajokban azonban a mikroorganizmusok sokkal inkább hozzáférnek a szerves anyaghoz, amelyeket gyorsan lebontanak, ezáltal növelve a bomlási sebességet. Megjegyezzük, hogy a szerkezet természetesen hatással van a talaj levegőzöttségére és vízgazdálkodására is, amelyek szintén fontos befolyásoló tényezők.
A talaj pH-ja
A talaj kémhatása az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja a maradványok lebomlását. Hatással van mind a mikroorganizmusok faji összetételére és populációik méretére, mind pedig a termelt enzimek mennyiségére is, amelyek révén ezek a szervezetek elvégzik a lebontást. Általánosságban elmondható, hogy a baktériumok által dominált lebontás gyorsabban megy végbe semleges pH-jú talajokban, míg a fonalas gombák savasabb körülmények között is hatékonyan működnek, különösen a ligninben gazdag növényi maradványok esetén. A savanyodás előrehaladtával a talaj mikrobaközösségei fokozatosan eltolódnak a baktériumoktól az aktinomicéták, majd a gombák irányába. Ezért az alacsony pH-jú talajok meszezése gyorsíthat a szerves anyagok bomlásán.
A talaj hőmérséklete, nedvessége és levegőzöttsége
A talaj mikroorganizmusainak optimális hőmérsékleti tartománya 20–40 °C; ebben a sávban a legnagyobb a szerves anyag bontásának hatékonysága. Viszonylag alacsony hőmérsékleten (2–4 °C) is történik azonban szervesanyag-bontás, ám az intenzitása kissé mérséklődhet. Az aktinomicéták (sugárgombák) főként magas hőmérsékleten dominánsak a maradványok lebontásában, míg alacsonyabb hőmérsékleten a baktérium- és gombafajok aktívabbak.
E mikroorganizmusok növekedése és aktivitása erősen függ a talajnedvességtől, így mind a túl száraz, mind a túl nedves talajviszonyok gátolják a bontást: az első esetben a víz hiánya, a másodikban pedig a mikrobiális aktivitáshoz szükséges levegőzöttség hiánya miatt. A maradványok bomlása, a mineralizációs folyamatok anaerob, levegőtlen körülmények között jóval lassabbak és kevésbé hatékonyak, mint aerob körülmények esetében. A túlnedvesedett, nagyon kötött, levegőtlen talajokban számítani kell az oxigén hiányából adódó mikrobiológiai aktivitás erőteljes mérséklődésére.
A talaj sótartalma
E paraméter közvetve és közvetlenül is a mikroorganizmusok aktivitásán keresztül befolyásolja a lebomlás menetét. A közvetlen hatás az ozmotikus potenciál megváltozásán keresztül hat a mikrobiális aktivitásra, míg a magas sótartalomból adódó talajszerkezet romlás, és levegőzöttség hiánya közvetetten fejti ki hatását ezekre a lebontószervezetekre.
Talajélőlények, mikroorganizmusok
Bár a mikroszkópikus gombák és baktériumok felelősek legnagyobb mértékben a szerves maradványok lebontásáért, a magasabb rendű talajfauna alapvetően a „kezük alá” dolgozik, ezáltal többféleképpen is fokozzák a szerves maradványok biodegradációját.
Elsősorban a szerves maradványok aprításával, azok felületének növelésével segítik a mikroszervezetek bontását, valamint számtalan módon javítják a mikrobiális növekedés hatékonyságát, alakítják ki azok környezetét.
Ahogy a fentiekben láttuk, azt, hogy milyen mikroorganizmusok vannak túlsúlyban a talajban, és melyek végzik aktuálisan a szerves anyagok bontását, nagyon sok tényező befolyásolja. A különböző mikrobiális közösségek más-más funkciókért felelnek. A baktériumok nagyobb intenzitással bontják le a „labilis”, gyorsan és könnyen bontható vegyületeket, így dominálnak a bontás kezdeti fázisában. A gombák a nehezebben bontható anyagokat képesek kellő hatékonysággal bontani, és a maradványok bomlásának későbbi szakaszaiban játszanak fontos szerepet. Arányuk fontos mutató lehet, és talajtípusonként is változhat.
Természetközeli vegetációban a szukcessziós folyamat előrehaladtával – a növényzettől függően – főként erdőtalajokban (5 : 1) a gombák dominálnak. Ezzel szemben a mezőgazdasági talajokban, ahol intenzív a lebontás és a mineralizáció, valamint erőteljesen aerob viszonyok uralkodnak, minden esetben a baktériumok aránya a nagyobb. Ahogy volt már róla szó, a talaj pH-értéke szintén erőteljesen befolyásol: egy 4,5 körüli pH-n a széles pH-tűréssel bíró gombák aránya nem változik, de a baktériumoké erősen lecsökken.
A szerves anyagok biológiai bontása nélkül nem valósulhatna meg a tápanyagok körforgása. Ennek eredményeként a szén-dioxid visszakerül a légkörbe, a szervetlen vegyületek és ásványi sók pedig újból felvehetővé válnak a növények számára.
A mikrobiológiai bontást segítő készítmények használatával e folyamatokat erősíthetjük, támogathatjuk olyan területeken is, ahol a fentebb részletezett okok bármelyikéből adódóan a természetes aktivitás csökkenőben van!
Agrárágazat Tudástár
Szármaradvány-bontás – A talajba visszajuttatott gyökér- és szármaradványok a talajélet alapvető energia- és tápanyagforrásai. Lebontásuk ütemét számos tényező befolyásolja: a maradványok mérete, C:N aránya, a talaj szerkezete, pH-ja, hőmérséklete, nedvessége és sótartalma egyaránt meghatározza a mikroorganizmusok aktivitását. A baktériumok főként a gyorsan bontható, a gombák a nehezebben lebomló vegyületeket alakítják át, biztosítva a szerves anyagok körforgását és a talaj termékenységének fenntartását.
