Bi®ológiai talajművelés

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 baktérium-trágyák, 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.

9. rész: A talajoltók eredményességét befolyásoló élettelen környezeti tényezők

A legfontosabb minimum

A mikroorganizmusok mint élő szervezetek igényeihez (az emberi szervezethez hasonlóan), a túlélés, megélhetés és megfelelő „működőképesség” érdekében ahhoz alkalmas élő (biotikus) és élettelen (abiotikus) környezeti feltételekre van szükség. A legfontosabb igény, mint minden élőlény számára is, hogy legyen

táplálék, azaz szén- és nitrogén-forrás, főleg szerves anyagok formájában;
víz mint éltető elem, oldószer és tápanyagszállító;
oxigén (levegőzöttség), ami az anyagcsere-folyamatokat biztosítja az egészséges talajban.

A jelzett három kulcstényező közül a fontossági sorrendet az határozza meg, hogy milyen típusú élőlényről van szó. A gabonaféléknél nitrogén-kötésre képes Azospirillum baktériumok például a 20% oxigén helyett mindössze 5%-kal is beérik, így akár a tömörödött, vagy kötött, kevéssé levegőzött talajban is megélhetnek. A mikrobák környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodó-képessége a legmagasabb az élőlények között. A baktériumok a kedvezőtlen külső, környezeti stressz hatására a genetikai állományuk akár 40%-ával is változni (adaptálódni) tudnak. Ez egy átlagos érték – az, hogy melyik mikroorganizmus milyen stratégiát tud lefolytatni, szintén hosszú évek alatt, a környezeti feltételekhez történő folyamatos igazodás során alakul ki. A környezeti alkalmazkodóképesség kérdése minden élőlénynél kulcstényező. A Darwin-féle evolúciós alaptörvényként ismert „küzdelem a túlélésért” jelmondat is ezt az igényt, szükségességet sugallja, ennek köszönhető az élőlények közötti és még az egy fajon belül is érzékelhető változatosság, a faji, törzsi, egyedi sokféleség (genetikai alapon létrejövő biodiverzitás).

Mikrobák környezeti igénye és a talajoltók alkalmazása

Az oltóanyagok forgalomba hozásánál gazdag tápanyag-tartalmú folyadékokat használnak, amelyben a baktériumok még néhány napig vagy hétig megélnek mikrobától függően. Ezt követően a talajoltók felhasználásánál minél előbbi bedolgozást javasolnak a kiszáradás miatti pusztulás elkerülése érdekében. Ezt a stresszt az egy menetben a vetőgépre szerelt talaj-mag-oltással oldják meg, ami után azonnali takarás következik és szükséges is.

A talajba kerülve további helytállásra van szüksége az oltóanyagsejteknek. Számolni kell a biológiai hatásokkal, a talaj eredeti mikrobáinak az ottani jobb túlélő- és antagonista képességével. A helyben-található (abundáns) mikrobák jelenléte az oltóanyagtörzsek további pusztulását okozhatja:

a fellépő tápanyaghiány,
az antibitikus (bio-cid, ölő) anyagok és az
egyéb (bio-statikus, távoltartó) mechanizmusok miatt is.

Különbség van abban is, ahogy például egyes mikrobacsoportok (gombák vagy baktériumok), de azon belül egyes fajok, egyedek hogyan „küzdenek” a túlélésért, mennyire versenyképesek. Különbözhet a tápanyag-igényük, a mozgásterük, a szaporodásuk és még számos egyéb tényező. A baktériumok sok esetben a gyors szaporodásukkal és mozgásukkal, a korai, szinte azonnali helyzetfelismerésükkel lehetnek „nyertesek”. A tápelem-felvevő képesség is egy ilyen előny, például a nehezen hozzáférhető vas megszerzése (sziderofor-kelát anyagok kiválasztásával), amire a talajeredetű kórokozó gombák nem vagy csak megkésve lennének képesek. A fluorescens-putida típusú Pseudomonas baktériumok például ezzel a tevékenységgel járulnak hozzá a mezőgazdasági kemikáliák (peszticidek) csökkentési lehetőségéhez, a növény-növekedés ilyen nem közvetlen serkentéséhez. Ebből a mechanizmusból következik, hogy többek között a talaj vas-felvehetősége és az erre képes baktériumok jelenléte is az egyik befolyásoló tényező a talajoltók és abban a megfelelő mikrobatörzsek alkalmazásánál.

A kiszáradás és a hőmérséklet, mint befolyásoló tényező

Ha a talaj optimális a tápanyagok és a levegőzöttség szempontjából, még akkor is számtalan környezeti stressz érheti a talajoltó törzseket. A mikrobák kicsi testtömegéhez viszonylag nagy testfelület tartozik. Minél kisebb egy mikroszervezet, a mikronos (µm-es) nagyságrenden (a mm ezred részén) belül, annál érzékenyebb a kiszáradásra. A hő- és a szárazságstressz okozza a legnagyobb mikrobiális pusztulást a talajokban. A talajoltók első generációjánál vivőanyagként szilárd, finomra őrölt tőzeg hordozót alkalmaztak. A tőzeg olyan kolloidális (duzzadóképes és így vizet is biztosító) anyag, amely biztonságosan védte a mikrobákat a felhasználásig (akár 1 éven túl is), szemben a mai, folyékony kiszerelések alig több, mint néhány hetes szavatosságával.

A tőzeges vivőanyagokkal forgalmazott nitrogén-kötő Rhizobium baktériumok túlélését azok alvó (dormans) alakjai is biztosították, amelyek csak a jó környezetben aktivizálódtak. Hasonlóan viselkednek még a spórás mikrobák is. A spóra egy olyan kitartóképlet, ami vastag fallal van körülvéve, így ellenáll (rezisztens) a legtöbb környezeti stressz hatásának. Ha a helyzet kedvezővé válik, megfelelő hőmérséklet és nedvesség (oldott tápanyagok) esetén lesznek ismét életképesek. Az ilyen túlélő stratégiák nélküli mikrobák bevitelénél nagyobb figyelmet kell fordítani a talajállapotra, annak a mikrobiális oltással együtt történő igazítására.

Talajjavító ásványi anyagok és a talajoltók

A korábbi tőzegpor helyettesítésére alkalmasak lehetnek azok a természetben megtalálható ásványok is, amelyek használatával egy lépésben válik kedvezőbbé a talaj minősége és a mikrobák túlélőképessége is. A talajállapot jobbá tételéhez már korábban is használtak megelőző vagy helyreállító (meliorációs) technikákat, az oltóanyagoknál ez szintén fontos lenne. A felhasznált ásványi anyagok rendszerint a talajok fizikai, mechanikai tulajdonságaira hatnak a talaj alapszemcse-összetételének (a porozitásnak) a megváltoztatásával. A mikrobiális oltóanyagok legjobb védelmét az agyagásványok jelentik. Ha ezek hiányoznak pl. az erősen homokos talajokból, akkor az oltóanyag-túlélés is kritikus. A duzzadóképes agyagásványok a vizet felvéve azt bizonyos mértékig meg is tartják, így a kiszáradás miatti mikrobás pusztulás nem következik be. Az agyag-frakció a talajban a legkisebb szemcse-nagysággal (0,001 mm körüli értékkel) rendelkezik. Az agyagtartalom a talaj szerves anyagaihoz kötődve hozza létre azokat az organo-minerális vegyületeket, amelyek mind a talaj-szerkezet, mind a kémiai tulajdonságok által a segítik a talajélet aktivitását és egyúttal a növénynövekedést is. Ha belegondolunk, hogy a növénytáplálás 80-90%-ban a mikrobiális aktivitástól függ, akkor a mikrobiális „jólét” biztosításával alapozhatjuk meg az emberi ÉLET minőségét is.

A fizikai, mechanikai talajjavításra leggyakrabban felhasznált ásványi anyagok, a bentonit, a zeolit és az alginit. Ezek legfontosabb tulajdonságait mutatja be az 1. táblázat.

Ásványi anyag/dózis	Összetétel	Tulajdonság	Lelőhely	Hatások (talaj-növény-mikroba rendszer)
*Természetben található ásványok*
Zeolit (kertészetben 0,3-0,5 kg/növény)	Szivacsos szerkezetű Aluminium-tekto-szilikát, alkáli-földfémekkel	Nagy víztartó-képesség, felület-növekedés, elem-(K)-tartalom	É-Közép-hegység és Tokaj környéke	Jobb környezet-védelmi puffer-képesség, növényi fagytűrés
Alginit (2-5 kg/m²)	Foszilis alga bio-massza és mállott tufa-, vulkáni kőzet-anyagok	Organo-minerális anyag, 62 nyom-elem	Pula és Gérc környéke	Javul a talaj-szerkezet a vízmegtartás, a tápelem-felvétel
Bentonit (3-5-10-15%, homok-talajon 5-10-15 t/ha)	92 % montmorillonit agyagásvány és kvarc, kaolin, csillám, földpát, krisztoballit, mész anyagok	Kationok megkötése, Na-, Ca-, Mg-bentonit féleségek	Cserhát, Mecsek Lajta, Sopron miocén mészkő, Macskamező (Erdély) tiszta bentonit	Gátolja a tápelemek kimosódását, megtartja a vizet, javul a pH és a mikrobás aktivitás
*Ipari (mellék)termékek*
Bioszén (4, 8, 20 t/ha)	Növényi és állati anyagok, hulladékok szén-anyaga (vagy műanyagok, gumik)	Igen nagy felület (800-5000m²/g), levegő, víz, porozitás	Ipari pirolízis-termék (500-800 ^oC hő, szenesítés oxigén nélkül	Levegőt és vizet, oldott tápelemeket biztosít, védi a mikrobákat
Mangán-iszap	Mn16-21%; Fe 23-27 %, agyag 45-55%, egyéb 5-9%, kalcit, dolomit, kvarc, apatit	Nagy szerves-anyag-tartalom, semleges pH, agyag-ásványok	Úrkúti mangán-bánya, nagy Mn-Fe-tartalmú iszap	Makro-mezo-mikroelemek, nagy kolloid-tartalom és mikrobás aktvitás

1. táblázat: A talajoltókat és a talajminőséget is támogató ásványos és ipari termékek

A zeolit több mint 40-féle ásvány gyűjtő elnevezése (Alex F.Cronstedt svéd ásványtudós révén, 1756). „Forrásban levő követ, kőzetet” jelent, és természetes úton, az ún. bázikus, vulkáni kiömlési kőzetek hasadékaiban vagy hidrotermás úton keletkezik. Az összetétel igen változatos, attól függően, hogy a vulkáni hamuból milyen mikroelemek kerültek bele. A legnagyobb felhasználását az abszorpciós tulajdonsága támasztja alá. Ennek köszönhetők a mezőgazdasági, kertészeti és ipari felhasználások is.

Az alginit nagyrészt foszilis, régmúlt időkben (4-5 millió évvel ezelőtt) elhalt algák biomasszájából és vulkáni tevékenység ásványaiból álló keverék, nagy mennyiségben tartalmaz szerves anyagokat (kb. 19%-ban). A humuszanyagok mellett mész, agyag, nitrogén, kálium, magnézium és egyéb tápelemeket tartalmaz. Összetétele alapján és a jó víztartó-képesség miatt főleg homokos szerkezetű talajok minőségének a javítására alkalmas. Az alginit 62 nyomelemet tartalmaz; minden olyan makro-, mezo- és mikroelem (N; P₂O₅; K₂O; Ca; Mg; S; Fe; Zn; Cu; Mn; Mo; B.. stb.) megtalálható benne, amely a növények fejlődéséhez szükséges. Kémhatása is ezt támogatja, semleges, enyhén lúgos, vízben mérve pH~7,6; így eredményes talajjavító és az úgynevezett „funkcionális éhezést” gyógyító természetes ásvány.

A bentonit a nevét 1890-ben Fort Benton-ról kapta, arról a helyről, ahol a világon a legnagyobb mértékben bányásszák (az USA-ban). A bentonitot alumínium-szilikátok alkotják. Jellemző hatása a talajba keverve a javuló vízháztartás és a növények szárazságtűrése. Kevesebb öntözővíz használatára van szükség. Talajminőségtől és növénykultúrától függően adagolva és alkalmazva segítheti a mikrobiális túlélést és aktivitást. Szakszerű alkalmazással a túladagolás kedvezőtlen hatása (a víz és az ásványi anyagok erős lekötődése) a klimatikus tényezők rosszabbodásakor is elkerülhető.

A természetes ásványi anyagok felhasználásánál egyik leginkább befolyásoló tényező az ásványi anyag szemcsenagysága, amit a talaj általános fizikai-kémiai tulajdonságaihoz kell igazítani. Ha a felhasználásnál az összetétel fokozatos feltárására törekszünk a növényi folyamatos tápanyagellátás érdekében, akkor az oldékonyságra kell tekintettel lenni.

Ennek megfelelően minél kisebb a szemcsenagyság, annál könnyebb annak az oldódása és így az adagolása is. Az egy mikron finomságú szemcsék oldhatósága lényegesen gyorsabb, mint a nagyobb, pl. a 3 -10 mikron nagyságúaké. A jól oldódó ásványok nem csak a talajba használhatók, de biostimuláns hatást fejthetnek ki a növényi hajtásra, levelekre permetezve is. Ennek során mikrotápelemek kerülnek be a növénybe, de akadályozzák a potenciális kórokozók megtelepedését, vagy a növények párolgás útján történő erős vízvesztését is.

Bioszén és iszapok

A talajok szerkezeti, mechanikai tulajdonságaira egyéb, az ipari folyamatok során keletkező anyagok, termékek is kedvezőek lehetnek.

Ilyen például a napjainkban a mezőgazdasági növényi és állati melléktermékekből, hulladékokból előállított bioszén, ami nagy felülete miatt képes a vizet és az ásványi anyagokat megkötni, kimosódásukat akadályozni ezzel igen hasznos agrokémiai szerepet tölthet be. Vízmegtartó-képessége szárazság-stressz során nem előnyös, mivel a növény szívóereje nem képes akkor azt a vizet hasznosítani. A mikrobiális talajoltással a jótékony mikro-szervezetek hatására a víz- és tápanyag-felhasználás javul ugyan, mégis biztosabb, ha a bioszén elvárható jó hatásait optimális talaj-nedvességgel együtt használjuk ki. Ismert a bioszénnek a talajegészségre kifejtett, higiéniai szerepe is. Belvizes területeken pl. a talaj levegőtlen körülményei miatt a potenciális kórokozók és toxinok megkötésével fejt ki áldásos tevékenységet. Stabil széntároló és foszforforrás is lehet a kiindulási alapanyagtól függően.

Az ipari folyamatok során egyéb melléktermékek is keletkezhetnek. Az Úrkút közelében található mangán-bánya iszapja pl. nagy kolloid-szervesanyag és ásványielem-összetétele miatt lehet hatásos. Semleges pH-ja a savanyú, leromlott talajoknál kedvező. A nagy mangántartalom támogatja az iszap biomassza-alapú energetikai hasznosítását, például az energiafű, vagy az ipari nyárfa-ültetvényeknél a gyenge termőképességű, vagy leromlott szerkezetű talajokon. Az ilyen környezetben a mikorrhiza gombával történő talajoltás az energiafű akár 5-ször nagyobb növénytömegét, biomasszáját is eredményezheti, mivel a jótékony gomba megvédi az adott gazdanövényt a nehézfémek toxikus hatásaitól.

A kommunális szennyvíz iszapok

A talajok szervesanyag-tartalmában jelentkező nagy hiányok miatt az alternatív talajerő-javító megoldások is terjednek, így akár a hulladékanyagokkal is számolni kell a „cirkuláris gazdaság” követelményeihez igazodva. A szerves állati trágyák hiányában a kommunális szennyvíz iszapok is alternatív újrahasznosított anyagok lehetnek. A talaj-termékenységre kifejtett legfontosabb előnyei az ilyen iszapoknak, hogy növelik a talajokból igen hiányzó humusz-kolloid anyagok jelenlétét, ami közvetlenül és közvetve is javítja a talajok szerkezetességét (aggregátum-stabilitását), valamint kiegészíti, visszapótolja a hiányzó mikroelemek széles skáláját is. A mikrobiális aktivitás a bontható szerves anyagok miatt igen nagy ezekben, így egy lépésben történik meg a talajélet aktiválása is.

A mezőgazdasági, kertészeti jellegű felhasználást azonban éppen ez a tényező teszi kockázatossá, mivel a kommunális szennyvizek kórokozó (potenciálisan patogén) mikrobákat is tartalmazhatnak, amelyek a talajokban a táblázatban jelölt módon túlélve az élelmiszereink minőségét és biztonságát is veszélyeztethetik. Ezek miatt az iszapok víztartalmát, illetve oltott mész hozáadásával a lehetséges kórokozók csíraszámát is csökkentik. A veszély kizárásának egyik jó megoldása még a komposztálás, mivel annak során a megemelkedő igen magas hőmérséklet (70-80 ^oC) is sterilizál, a patogének azt nemigen élik túl. A toxikus elemek, nehézfémek (mint pl. a leggyakoribb Cu, Zn, Ni és Cd) azonban így is benne maradnak, ami hosszabb alkalmazásnál már a növényre is negatívan hat. Modell-kísérletek igazolták, hogy a szennyvíziszap talajba történő felhasználása 12 év alatt a Zn-nek, Cu-nek és egyéb toxikus elemeknek a határérték fölé történő feldúsúlásával járt, és ezt sem a növények sem a hasznos nitrogén-kötő baktériumok nem tudták jól elviselni, ahogy azt a fotó is mutatja.

Talajelemzéssel együtt hatékony!

A természetes ásványi anyagok, vagy az ipari melléktermékek hasznosíthatóságát célszerű minden esetben előzetes talaj-vizsgálatokkal és/vagy növényi kísérletek lefolytatásával megalapozni, illetve alátámasztani. Számos egyéb lehetőség, termék ismert még, illetve hozzáférhető. A teljesértékű bioeffektív szemlélet alapján a talaj-növény-mikroba rendszerek ökológiai tulajdonságai megismerhetők és a működőképesség irányított módon alkalmazható, javítható. Ebbe a folyamatba a mikrobiális oltóanyagok is eredményesen illeszthetők, azok hatása, működőképessége már a vivőanyagokban és később a talaj-növény rendszerben is fokozható, jól kihasználható. Megfelelő alátámasztást adhatnak mindezekhez az élettelen (abiotikus) tényezők, ásványi anyagok, ha azokat a talajkörülmény egyidejű, a mikrobák aktivitását támogató felhasználásával kötjük össze. További információk a www.biofector.info honlapon találhatók. Az eredményes és hatékony bioeffektív módszerek és a mikrobiális oltóanyagok, baktériumtrágyák, biostimulánsok terjedéséhez szakszerű vizsgálatokkal és szaktanácsadással a SZIE Kertészettudományi Kar Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszékén járulhatunk hozzá.

Prof. Dr. Biró Borbála

[email protected]