Föld alatti hálózat

Hogyan beszélnek egymással a növényeink, és miként fordítsuk ezt a hasznunkra?

Sokáig úgy gondoltuk, hogy a mikorrhiza-hálózaton küldött elektromos jelek olyanok, mint amiket az agyunk is küld a végtagjainknak, azaz csupán mechanikus, ösztönös parancsok. Bár ezek is léteznek, új felfedezésnek számít, hogy mélyebbre vezetnek a szálak: értelmes, fajokon átívelő kommunikáció zajlik a földben. Az egészséges talaj hangos az élettől.

A mikorrhiza-hálózat egy szuperorganizmus

A növények a talaj mikrobiális életével folyamatos kölcsönhatásban vannak. Maguktól a földben található tápanyagok jelentős részét nem tudják felvenni. A talaj ökológiai rendszerében az itt élő mikrobák funkcionálnak a növények „gyomraként”. Ezek bontják le és alakítják át a halott szerves anyagot és a szervetlen ásványi anyagokat a növényeknek is beépíthető formájú tápanyaggá, amit aztán odaszállítanak a növényi gyökerekhez, majd segítenek megkötni azt – mindezért cserébe a növények szintén táplálják őket.

Bizonyos gombafajták fonalai több ezer kilométer hosszan terjedhetnek szét, és alkotják a növényi gyökerekkel összefonódva a mikorrhiza nevű szimbiotikus életközösséget (mikorrhiza = görögül szó szerint gombagyökér). Az ismert szárazföldi növények több mint 80%-a mikorrhizális, azaz úgy fejlődnek csak rendesen, ha a gyökérzetük ezt a köteléket ki tudja alakítani a talajban élő, erre alkalmas gombafajokkal. Az összefonódás eredményeképpen egy hálózat jön létre, összekapcsolva a föld alatt egymással nem csupán a gombafonalakat és növényi gyökereket, hanem a különböző növényeket is. Ez az egyes növények szempontjából azt is jelenti, hogy megsokszorozódik a hasznos gyökérfelületük.

A hálózat különlegessége, hogy a mikorrhiza gombák a legújabb felfedezések szerint majdnem emberi összetettséggel kommunikálnak egymással elektronikus impulzusok formájában. A mikorrhiza-hálózaton összeköttetésben állva pedig kommunikálnak egymással a növények is. És miről beszélgetnek? Leginkább a tápanyagok megfelelő elosztásáról és külső hatásokkal szembeni védekezésről.

Gondoljunk bele, hogy ennek mekkora jelentősége van agronómiai szempontból:

• a hálózaton összekapcsolódva képesek a növények egymást preventíven, előre felkészíteni a megfelelő immunválaszra, hogyha betegség vagy kártevő támadta meg őket;
• tápanyaghiány esetén az egyedek közötti kommunikáció hatékonyabb erőforrás-elosztást tesz lehetővé; az egészséges növények a gyengébben fejlődőek felé tudják irányítani a kellő táplálékot a talajlakó mikrobákkal együttműködve.

Az is kiderült már, hogy a mikorrhiza-hálózatra kapcsolódva például a fák felismerik leszármazottaikat, és a saját termésükből fejlődött csemetéket előnyben részesítik, több tápanyagot küldenek nekik a gombafonalakon keresztül, mint más növényeknek a hálózaton. Így az árnyékban fejlődő facsemeték is életben tudnak maradni. Nem csak szülő-gyermek viszonyban kivételeznek egymással a növények, a más rokonsági fokon álló egyedek is előnyben részesítik családtagjaikat.

De fontosnak tartjuk kiemelni, hogy leszármazási kapcsolatban nem álló egyedek is küldenek egymásnak tápanyagokat, sőt, fajokon átívelő a kommunikáció és tápanyagáramlás. A gomba érdeke ugyanis, hogy minden gazdatest, amellyel összefonódott, egészséges legyen, így biztosítja saját túlélését a kolónia. És erre a tápanyagelosztásra nemcsak a fák, hanem a lágy szárú növények, például az összes mikorrhizális szántóföldi kultúra is képes. Ez a szintű önfenntartás és szó szerinti összedolgozás tehát a mezőgazdaságban is kihasználható lenne.

Miként építhetőek be a szimbiotikus gombák a tápanyag-gazdálkodásba?

Annak, hogy egy ilyen óriási, egybefüggő, táplálékot okosan elosztó, önfenntartó hálózat létrejöhessen a mezőgazdasági művelésbe vont területeken is, egy akadálya van: hogy a legtöbben a talajt nem kímélve művelik. A szántás és minden más, mélyen bolygató mechanikai művelet szezonálisan széttépi a gombafonalak és gyökerek közös hálózatát. Pedig ezt a valóban csodálatos szimbiotikus együttélést használni tudnák a szántóföldi növénykultúráink is, és a mechanikai talajbolygatás mellőzésével könnyen emelhető lenne a termés minősége és hozama.

Néhány év talajkímélő művelés és az egész évben fenntartott gyökérfolytonosság hatására ipari mezőgazdasági területeken is sikeresen újrakolonizálják a mikorrhiza gombák a teljes gyökérzónát. Ezzel csökkentik a termelés tápanyagigényét, javítják az életközösség önfenntartó és természetes védekezési mechanizmusait, és nem utolsósorban nagyban hozzájárulnak a talaj stabil szervesanyag-tartalmának emeléséhez.

Az egészséges talajok szervesszén-tartalmának 20–30%-a glomalin, ami mikorrhizális eredetű, és elengedhetetlen a megfelelő talajszerkezet kialakulásához. Ezenkívül egy evőkanálnyi érintetlen talaj több ezer méter mikroszkopikus gombafonalat (tudományosan szólva hifát) tartalmaz, ami egy hektáron tonnányi nagyságrendű biomasszát jelent. Ezzel az egyik legjobb szénmegkötést elősegítő létformák lehetnének a gombák, és ha elég kiterjedten alkalmaznánk őket, a klímaváltozást is jelentősen mérsékelhetnék!

Ugyanis a légköri szenet a szezonálisan vetett és aratott terményeink csak addig kötik, amíg élnek, majd lebomlanak. Az üvegházhatású szén-dioxid hosszú távú csapdázása a talajban csak úgy lehetséges, ha a mikrobiológiai táplálékháló épségben van, és hosszú éveken keresztül építi a talaj stabil szervesanyag-készletét, azaz a humuszréteget. Ez a regeneratív, magyarul talajmegújító mezőgazdaság lényege.

A talajok szervesanyag-készletei

• Aktív szerves anyag: friss szerves inputok, növényi maradványok és a talajlakó élőlények.
• Lassú szerves anyag: az aktív szerves anyagot lebontó mikrobák szerves vegyületeket hoznak létre, amelyek a további lebomlás ellen viszonylag védettek.
• Stabil szerves anyag: fizikailag védett humusz, különösen ellenálló a lebomlással szemben.

Nagyon fontos az is, hogy minél kevesebb műtrágyát használjunk, a talajerőre alapozott integrált tápanyag-gazdálkodásunk különben nem fog működni. Amikor műtrágyázunk, még ha szakszerűen végezzük, és nem is égetjük meg a kelő csírát, akkor sem kerülhetjük el, hogy a nagy dózisban kiadott 1-2-féle elemből álló tápanyag ellustítja a növényt és a talajéletet is. Például 10 kg/ha foszfor hatóanyag (20 kg/ha MAP 12-52 műtrágya) már elég ahhoz, hogy ne alakítson ki kapcsolatot a mikorrhizákkal a növény gyökérzete – ez a veszély szerves trágyák vagy takarónövények használatakor nem áll fenn. Ezenkívül műtrágyázáskor a kiadott szervetlen anyagokat le kell bontania a talajéletnek először, hogy azok a növény számára elérhetőek legyenek. Ezalatt rengeteg energia és táplálék elveszik a növény számára, tovább csökken annak a mennyisége, amennyi végül elér a terméshez.

A szervetlen nitrogén és a szerves azért sem feleltethető meg egymásnak, mivel a szerves anyagokkal a talajélet és a növény egyszerre táplálható; a talajbaktériumok, gombák, gyökerek együttese beindítja a természetes tápanyagkörforgást. Ez páratlan jelentőséggel bír a növények egészséges fejlődésében, miközben emberi tevékenységgel és szintetikus anyagokkal jelenleg egyszerűen nem utánozható.

Az aszály okozta stresszt is jobban viselik a növények a mikorrhizális szimbiózisban. Vannak annyira apró talajaggregátumok, amelyek között a víz elérhetetlen a növények gyökere számára. A gombák hifái ezeket a réseket is át tudják járni, így jelentősen több nedvesség állhat a növényeink rendelkezésére. A mikorrhiza-hálózat gyakorlatilag egy okos szivacsként viselkedik, amely nem csupán felszívja a vizet, hanem optimálisan el is osztja azt.

Talajkímélő vagy talajmegújító műveléssel, talajtakarással és természetes tápanyagokkal szántóföldi méretekben is létrejöhetnek akkora mikorrhizakolóniák, melyek egy hálózatot alkotva szinte a teljes növényi állományt szuperorganizmusként kötik össze, mint azt a természetes körülmények között teszik egész erdőkkel.

Kijelenthető, hogy a hasznos mikrobák támogatása nem csupán a sokkal hatékonyabb tápanyag-utánpótlás miatt volna indokolt, hanem növényvédelmi szempontból is kulcsfontosságú lenne. A szerves tápanyagok, zöldtrágyák és mikrobiális termékek talajéletre gyakorolt jótékony hatása és műtrágyákhoz képest jobb hasznosulása messze túlmutat a hatóanyag-tartalmuk különbségein.

Talajbaktérium-autópálya

A baktériumok azok az élő szervezetek, amelyek a tápanyagok egy részét segítenek megkötni növényeink számára ebben a rendszerben. A nehézség az, hogy maguktól rendkívül lassan tudnak csak helyet változtatni, mivel aprók. Közlekedőanyagként használja sok baktériumfaj a vizet például, de a talajban az anyagrészecskék, pórusok, levegős zárványok megtörik az útjukat.

A természetben vizsgált talajbaktériumok viszont a gombafonalakat képesek úgy használni, mint az emberek az autópályát; megszokott sebességük többszörösére gyorsulva, célirányosan utaznak rajtuk. A mikorrhiza-hálózat tökéletes közlekedőfelület számukra, ami szintén nem véletlen: százmillió évek evolúciója során, míg együtt fejlődhettek, tökéletesedett ez a kölcsönhatás is.

Egyébként mi a motivációjuk a baktériumoknak arra, hogy ilyen gyorsan mozogjanak? Rendkívül hasznos a gombák és növények számára is a tápanyagcsere rendszere, de mit nyernek a sok rohangáláson a bacik? A bakteriális evolúció nem úgy működik, mint a mi egyedfejlődésünk: ezek képesek horizontális géntranszferre. Ez azt jelenti, hogy különböző tulajdonságokkal rendelkező baktériumegyedek találkozásakor a kölcsönösen előnyös képességeket egy az egyben át tudják adni egymásnak. Így, logikusan, minél messzebbről és minél különbözőbb környezetből származó fajtársakat keresnek ehhez. Olyan ez, mintha az emberek nem csupán utódaiknak tudnák átadni fizikai tulajdonságaikat, hanem szex közben egymásnak is rögtön, közvetlenül.

Mindegy milyen mikorrhiza gombát és baktériumtrágyát oltok a talajomba, a több talajélet csak jobb lehet?

Vigyázzunk, mert nagyon nem mindegy, hogy milyen fajtákat és mennyire változatos összetételben oltunk a talajunkba.

Körültekintően kell hozzálátnunk az egészséges talaj életközösségeinek visszaépítéséhez. Bár egy mikorrhizakolónia kivételes önfenntartó szervezetet képes létrehozni, nem várhatunk csodát, ha egy véletlenszerűen kiválasztott faj szaporítóképletét megvásároljuk a boltban, és beoltjuk vele a földünket. Ha csak 1-2 fajt juttatunk ki egyszerre, jó eséllyel úgy felszaporítjuk őket, hogy kiszoríthatják a még jelen lévő őshonos jótékony fajokat. Ez a baktériumokra is igaz.

Vagy egy fajilag diverz oltóanyagot válasszunk, vagy pedig hozzáértő szaktanácsadó segítségével tenyésszünk fel a gazdaságunk mellől vett mintából őshonos mikrobiális fajokat, és belőlük készítsük az oltóanyagot. A helyi körülményekre specializálódott, a tágabb, táblán kívüli ökoszisztémával is könnyebben együttműködő fajtákkal nem tévedhetünk. Mint a növény- és állatállomány esetében, mikrobából is az őshonos érzi magát legjobban nálunk.

Az is megfontolandó, hogy például a nitrogénkötés vagy tápanyagfelvétel eltérő hatékonysággal fog működni bizonyos gombafajták és egyes tenyésztett növényfajták (például kukoricahibridek) között. Erről a Talajreformtéli szemináriumsorozatán halhattak bővebben a résztvevők Kovács M. Gábor előadásán, ami utólag ingyenesen megtekinthető.

Alfától ómegáig – Ádámtól Obamáig

A világ egyik legelterjedtebb és változatosabb életformája a gombáké; ezek az összes kontinensen előfordulnak, és a legkülönfélébb módokon viselkednek. Sem nem állatok, sem nem növények, és a szárazföldön sokkal régebb óta is vannak jelen ezeknél a csoportoknál, emiatt rendkívül változatosak (közel másfél millió fajuk ismert, ebből több mint százezret írt le eddig a tudomány), és központi szerepet töltenek be a világ ökoszisztémáiban.

A világon ma ismert legnagyobb élőlény is egy gomba, fajta szerint Armillaria ostoyae, amely az Oregon állambeli hegységek 1000 hektárját kolonizálta már. Becslések szerint 3500 és 8500 év közötti korával nem csupán a legnagyobb, hanem ma az egyik legősibb élőlény is.

Mivel a gombák voltak itt először, kezdetektől hatottak az élővilág fejlődésére, mondhatni evolúciós alapkövek. Több száz millió év óta rájuk épül és együtt fejlődött velük a föld tápanyagkörforgása. Így világos, hogy miért szorulnak rájuk a növények, és miért töltenek be kulcsszerepet a baktériumokkal együtt (a gombákon kívül a legősibb szárazföldi egysejtű organizmusokként) a föld táplálékhálójában. Ezek voltak az elsők, amelyek hasznosították a holt szerves anyagot, és így feladatukká kellett hogy váljon a feltáródó tápanyagok továbbadása is. Miközben táplálja őket a halál, lehetővé teszik azt is, hogy új élet sarjadjon. Velük nyílik, marad fent, és záródik le az élet körforgása.

Nem merül ki tehát a gombák szerepe abban, hogy penészes lesz a konyhai maradék, fuzáriumos a termény, vagy épp tejszínes gombapörkölt lesz-e ebédre. Az élesztőgombáknak köszönhetjük a sört és a kenyeret, a fertőzések megállítását pedig a penicilliumnak. Sorolhatnánk a hozzájuk köthető innovációkat, az építőipartól az orvostudományig. Most már azt is tudjuk, hogy a növényeink számára az internetet jelentik.

Mire jók a gombák? Mindenre is. Használjuk őket! Az egészséges talaj hangos az élettől. Tanuljuk meg, hogyan kell hallgatni rá!

A cikk a Talajreform oldalán megjelent szakmai publikáció adaptációja.

A cikket Lőrinczy Márk szerkesztette