Hitek és tévhitek a talajoltó készítményekről

5. rész: A talajbiológiai vizsgálatok és a mintavételezés

A talajerőhöz és a talajok jobb működéséhez az állati trágyák mellett vagy azok hiányában a termésnövelőkhöz sorolt mikrobiális talajoltók, közismert nevükön a baktériumkészítmények használata virágkorát éli. Mégis megosztja a gazdákat az alkalmazás. Vannak, akik teljes meggyőződésből, és vannak, akik csak fenntartásokkal tudják azokat elfogadni. Kérdés tehát még a tényleges, irányított felhasználásukat követő 100 év múlva is, hogy vajon mikor és milyen feltételekkel tudunk „feltétlenül” előnyt kovácsolni ezekkel? Van-e „tuti” tipp, és hol tudjuk az „ígéreteket” bizonyosságra váltan? A cikksorozatban a lehetséges kedvező hatásokat és alkalmazási módokat vesszük sorra, kitérve a korlátozó és a bizonytalansági tényezőkre is.

A mikrobiális oltóanyag-készítmények felhasználásánál legtöbbször nincsenek információk arról, hogy az adott talajban egyáltalán jelen van-e az oda bevinni szándékozott mikroorganizmus. Pedig, ha belegondolunk, akkor ez a tény és az ezzel kapcsolatos vizsgálati eredmény kellene, hogy megalapozza, vagyis ténylegesen is indokolttá tegye az oltóanyagok alkalmazását. Mert mikor is van szükség talajoltásra?

1) Ha az alkalmazásra szánt jótékony hatású mikroszervezet nincs jelen az adott talajban, pedig szükség lenne rá.

2) Ha jelen van ugyan, de mennyisége alatta marad az adott talaj–növény-rendszerben hatékonynak tekinthető, vagy elvárható csíraszámtól.

3) Ha a mennyiségük, számuk (azaz abundanciájuk) is kellő mértékű, de aktivitásuk, tényleges tevékenységük és így a talaj(mikro)biológiai működőképesség mégsem ideális (elvesztette a mikroorganizmus a kedvező, elvárt tulajdonságát).

A jelenlegi talajoltó-felhasználási gyakorlatot nagyban segíthetné, ha ilyen jellegű elő-, és akár utólag is nyomon követő monitoringvizsgálatokra is sor kerülne, kerülhetne. De vajon mi lenne ennek a módja? Vajon van-e a hagyományos fizikai-kémiai vizsgálatok és az esetleges biológiai jellegűek között különbség már a mintavételezésnél? Mire figyeljünk, ha a talajéletről akarunk információhoz jutni?

A szokásos talajvizsgálatok jellege és módja

A fentiek tükrében az, hogy mit, milyen talajbiológiai tulajdonságot mintázzunk, hogyan mintázzuk azt, és milyen módszerrel vizsgáljunk, mérjünk, az nyilván attól is függ, hogy mit szeretnénk az adott vizsgálattal megtudni. A mintázás ráadásul még attól is függ, hogy egyedeket vagy egyes fajokat, esetleg azok populációit, vagy további kapcsolódó, de különböző összetételű talaj-élőlények tulajdonságait akarjuk-e megtudni? További szempontként merül fel, hogy mennyiségi vizsgálatra (azaz a kívánt talajélőlény számának, abundanciájának a megállapítására) van-e szükség, vagy inkább azok működőképességét, hatékonyságát, azaz aktuális aktivitását szeretnénk megismerni? Nem elég ugyanis például a biológiai N₂-kötésre képes Rhizobium-baktériumokról megtudni, hogy kellő számban megtalálhatók-e az adott növényhez specifikus fajok, azt is érdemes megvizsgálni, hogy azok a baktériumok képesek-e:1) szimbiózis kialakítására a gazdanövénnyel (infektivitás),2) ha igen, akkor tudnak-e nitrogént kötni egyáltalán (effektivitás),3) az adott talaj-környezeti stressz-tényezők (pH, talajsavanyúság, peszticidhatások) között működni és melyek annak határai (ökotoxicitás).

Sokszor előfordul, hogy a gyökérgümők kialakulnak, megterhelik a növény energiarendszerét, de a biológiai nitrogénkötés nem jön létre (csak ún. „pszeudo”, azaz inaktív, álgümők keletkeznek). A mennyiségi vizsgálatokon túl ezért számos esetben lehet szükség a minőségi értékek tesztelésére is. A jelenlegi hazai gyakorlatban azonban szinte semmilyen biológiai tulajdonság vizsgálatára nincs példa. A mikrobiális oltóanyagok felhasználása így véletlenszerű és igen sok a bizonytalansági tényező.

1. táblázat: A szűkített, bővített és a teljes körű mintázások vizsgálatiparaméterei

A biológiai vizsgálatok szükségességét mi sem bizonyítja jobban, mint az, hogy sem a szűkített (8 paraméteres), sem a bővített (13 paraméteres), de még a teljes körű, potenciálisan toxikus elemeket (PTE) is magában foglaló (20-24 paraméteres) mintázásnál sem találunk egyetlen biológiai mutatót sem. Ezeket az előírt vizsgálati tulajdonságokat az 1. táblázat foglalja össze.

A mintavételek módja szerint többféle eljárás is követhető. A leggyakoribb az, amikor a mintázandó területet (5 ha-onként) átlósan vagy zig-zag vonalban mintázzuk, és mezőgazdasági területen 20 pontból, rét-legelő esetén pedig 30 pontból úgynevezett kompozit (kevert) minta készül, majd ebből 500 g mennyiségeket különítenek el a vizsgálatokhoz. Mivel biológiai mutató ezekből nem készül, így az adott talajminták légszáraz állapotban tárolhatók a vizsgálatokig. Ha rendelkezésre áll légi felvétel, és arról a területi egyenetlenségek is jól kivehetők, mutatva egyúttal a növény-borítottságban jelentkező különbségeket is, akkor célszerű zónás mintavételre áttérni. Ebben az esetben jelentős különbségek lehetnek az egyes részterületi zónák között, ami lehetővé teszi az oda illő helyhez-kötött későbbi kezelések precíziós szintű kialakítását. További lehetőség még a „hálós” rendszerű mintavétel. Ekkor a domborzattól függetlenül azonos méretű területekre osztott pontokból kell a mintákat megvenni, majd ezt követően az átlag kompozitmintát kialakítani.

Megállapítható, hogy a hálós és a zónás mintázás adja a terméssel a legjobb korrelációt, összehasonlítva a véletlenszerű mintákkal. Az optimális mintavételi lehetőségek kialakítását napjainkban a műholdas légi felvételek is segítik. A megfelelő módszer kialakítása napjainkra már olyan szakma, amihez pontos eszközök és hiteles tudás is kapcsolható. A korábbi csak adminisztratív jellegű adat-szerzés helyett ezért célszerű ezeket a gazdasági mutatók érdekében szakszerűen kivitelezni.

Évszakos dinamika szerinti mintavételek

A talajok biológiai tulajdonságainak a vizsgálatát nehéz kialakítani azért is, mivel általános nézet szerint azok folyamatosan változó, és gyorsan átalakuló tulajdonságok. A talaj-növény rendszerben az idővel is dinamikus történések során alakul a talajbiológia. A talajkörnyezeti állapot hirtelen megváltozására (pl. egy lezúduló csapadék mennyiségére) is könnyen és gyorsan reagáló tulajdonságok ezek. A szimbionta (általában kölcsönösen hasznos) mikorrhiza gombák kolonizációja például 8 nap alatt le- vagy felépülhet a növény élettani, fiziológiai állapotától függően. Még nagyobb eltéréseket találhatunk a talajok mélységi mintázásánál. A biológiai tulajdonságoknál akár 1 cm-es mélységbeli különbség is nagyságrendi eltéréseket okozhat. Ennek egyik legjobb példáját a szikes talajok adják. A mélység növekedésével erős szám-csökkenés tapasztalható az ásott (0-20 cm-es) rétegek alatt is. Talajbiológiai szempontból ezért már a mintavétel módját pontosítani kell aszerint, hogy az milyen célból, milyen vizsgálathoz történik. A vizsgálatok célja szerint a következő mélységekből történhet biológiai mintázás:

1) Felső 5 cm-es (avar-szint), vagy az alatta levő sekély 0-5 cm-es talajréteg, főleg a nagy szervesanyag-produkcióval jellemezhető talajoknál, vagy a mulcshagyó művelésnél a bomló szervesanyagok rétegének (a detrituszférának) a vizsgálatához célszerű (pl. a talajeredetű növénypatogén gombák jelenlétének a kimutatásához).

2) Felső, 20 cm-es mélység, a legtöbb talajbiológiai tulajdonságot az „ásott réteg” átlag-mintáiból szokás elvégezni, mivel a legmagasabb értékek ebben várhatók. Külön érdemes vizsgálni a gyökerek befolyásoló hatását (rhizoszféra), illetve a gyökérhatás nélküli talajokat is. Kiemelhető még a földigiliszták hatókörzete (a drilloszféra) vizsgálata is, ami ezen a mélységen túl akár az 1 m-es mélységig követhető.

A lehetséges talajmintázási módszerek. A: Felszíni légi fotó alapján kialakított random mintázás, ahol a mintavételek véletlenszerűen vagy bizonyos mintázat szerint történhetnek, B: Művelési zónák, illetve a domborzati tényezők szerinti mintázás, C: Területi hálópontok szerinti mintázás (forrás: SZIE, Biológiai talajerőgazdálkodó képzés)

Tipp: Hasonlítsa össze ugyanannak a területnek az 5 évvel azelőtti és az újabb talajvizsgálati eredményeit! Leginkább a szervesanyag-tartalom (humusz) változására figyeljen! A humusz a talaj mindegyik tulajdonságát javítani képes. Ásson mélyebbre! Figyelje meg, és őrizze a szerves-anyagok mélységi rétegének a vastagságát is! Egy cm humusz stabil keletkezése több száz évig is tarthat, védeni kell!

3) A mélyebb, 30-60 cm-es réteg a gyökerek feltáró képességéről tájékoztat. Célszerű összekötni gyökéreloszlás, -tömeg és -állapot (mennyiség, denzitás, egészség) vizsgálatokkal is. A mélyebb mintázással a hígtrágyákból eredő nitrát-lemosódás kockázatáról, illetve a specifikus nitrifikáló, denitrifikáló baktériumokról is adatok nyerhetők.

A mezőgazdasági gyakorlatban, különösen a termésnövelő mikrobiális készítmények alkalmazásánál a leggyakoribb biológiai tulajdonságok között főleg a mikroorganizmusokra vonatkozó mennyiségi (abundancia-) vizsgálatokra lenne igény. Ehhez járulnak még a talajállatok (a talajfauna-elemek), amelyekről még a mikrovilág ismereténél is jóval kevesebbet tudunk (beleértve a jól látható és számolható gyűrűs-férgeket is). A rettegett, de számos fajtájuk ismeretében akár nélkülözhetetlen és hasznostápanyag-feltáró fonálférgeket is szinte csak előzetes vizsgálatok nélkül „rutinszerűen” szokás talajfertőtlenítő és fonálféreg-ölő (nematicid) peszticidekkel irtani.

A talajélőlényeknek meghatározott élettevékenységük és bioritmusuk van. Ezek genetikai tulajdonságok alapján meghatározottak. Nyilvánvaló, hogy a növénnyel szoros kapcsolatban élő szervezetek, a növények fiziológiai állapotához igazodnak. Ezzel együtt a mintázat a hazánkban is érvényes mérsékelt égövi zóna szerinti évszakos dinamika szerint jellemezhető.

A legtöbb talajélőlény a téli hideg elmúltával kezd ismét számában és/vagy tevékenységében újraéledni. Ennek oka a talaj melegedése és a rendelkezésre álló több csapadék, talajnedvesség. Ahogy a növényeknek megvan az optimális hőigénye, ugyancsak jellemző ez a talajélőlényekre is. De a hőigény mellett változatos lehet még a szintén éltető víz- és oxigénigény is. A talajban ezek alakulása szerint ezért beszélhetünk napi, évszakos és akár évjárati különbségekről (dinamikáról) is. Az egy vegetációs évre vonatkozó évszakos ritmust az 1. táblázat összegzi néhány domináns talajélőlényre vonatkoztatva. Megállapítható, hogy az optimális mintavétel általában a vizsgálni kívánt talajélőlény elvárható vagy feltételezett maximális száma és aktivitása szerint célszerű. A biológiai tulajdonságokat azonban a talajok egyéb fizikai-kémiai tulajdonságai alapján kell megítélni. Ehhez jön még a növényi fiziológiai állapot vizsgálata is. A talaj felvehető tápelem-analízise mellett és/vagy helyett ezért a növényállapotot is figyelni kell: hajtások, levelek színe, tápelemhiányok vizsgálata, a gyökerek kiterjedtsége, tömege, a szimbionták jelenléte, elhelyezkedése, gyökérfertőzöttség… stb. Csak az együttes „konzílium” alapján lehet jól dönteni a további kezelésekről.

Tipp: Vizsgáljuk meg a talajban élő állatok (a talajfauna) jelenlétét is! Számos közülük jól látható. Az egy ásónyomban található földigiliszták növekedése egyenes arányban van a talajok minőségével. Ha vannak a talajban, akkor a többi talajélőlény mennyisége is több és javul a növényi tápelem-felvétel is. A földigiliszták a talajok „ekevas” nélküli munkásai, kevernek, feltárnak még jóval az ásott, vagy „eketalp” réteg alatt is.

Sok vagy kevés? Mennyi talajminta kell, és azokat hogyan kezeljük?

A vizsgálatok jellege szerint alakul az átlagos mintamennyiség is. A szokásos talajvizsgálatokhoz rendre fél kilogrammnyi, azaz 500 g talajmintát kérnek. Ezeket jól zárható zacskókban is lehet tárolni, küldeni a feldolgozáshoz. A kémiai tulajdonságok meghatározásához a mintákat célszerű légszáraz állapotba hozni és ezt követően a vizsgálatokig nincs időkorlát.

2. táblázat. A termésnövelő készítmények mikroorganizmusainak főbb csoportjai, évszakos dinamikájuk és a mintázásuk optimális időpontjai

A biológiai mintavételnél azonban a „minél előbb, annál jobb” elvet célszerű követni, hogy a vizsgálandó tulajdonság lehetőleg ne változzon meg a vizsgálatig. A mintákat ezért legcélszerűbb hűtőtáskában tárolni és szállítani a feldolgozásig (5 ^oC-on). A mintát a légcsere biztosításához vattadugóval is el kell látni, hogy ne alakuljon ki levegőtlen (anaerob) körülmény. A legtöbb tulajdonságnál az 1 napon belüli laborba kerülést szorgalmazzák, és a 48 órán belüli feldolgozást. De mivel ezt nem lehet mindig és minden tulajdonságra kivitelezni, ezért egyéb lehetőségek is kialakultak.

1. kép. A javasolt talajminta-mennyiség általában az 500 g, amit légszáraz állapotban, zárható zacskóban pontos adatokkal feliratozva célszerű leadni. A biológiai vizsgálatokhoz a kisebb zacskó mennyisége (max. 100 g) is elég, de a legtöbb esetben a szállítást hűtőtáskában kell megoldani és a levegőzött, aerob feltételeket biztosítani (forrás: SZIE, Biológiai talajerőgazdálkodó képzés)

1) Hasonlóan „száraz” talajmintavétel történik és a laborba érkezést követően a talajélet újraélesztése után történik a vizsgálat. Ekkor a beérkezett mintát az adott talaj szárazföldi vízkapacitásának 60%áig újranedvesítik, majd 24 órás inkubációt követően vizsgálják. Ez lehetséges az úgynevezett kitenyészthető mikroorganizmusoknál is (pl. a N₂-kötő és P-mobilizáló, vagy spórás baktériumoknál) és azok aktivitásainak, különböző működőképességüknek a tesztjeinél.

2) Ha az eredeti talaj víztartalmától is függő eredményt akarunk, akkor számos talajenzim vizsgálatához lehetséges a minták fagyasztása is, majd fagyasztva szállítása. A vizsgálatok ezeknél a mintáknál is előinkubálás után történnek. Ilyen például a talaj lebontó képességének (katabolikus aktivitásának) a mérése az FDA (Fluorescein-Di-Acetát) enzim-vizsgálattal. A módszer előnye, hogy 20 g (1 evőkanálnyi) átlagos talajminta lefagyasztása is elég. A feldolgozás ideje pedig nincs időhöz kötve, a mezőgazdasági munkák után is lehetséges ahhoz, hogy a tavaszi „döntéseket” a talajbiológiai paraméterek javításához előkészíthesse. Célszerű az 1 kanálnyi fagyasztott minta mellé légszáraz állapotban tárolt talajminta vétele is.

3) Frissen vett talajminta szükséges abban az esetben, amikor valamilyen növényi állapotváltozás okait akarjuk kinyomozni. Annak az eldöntésére van például szükség, hogy valamilyen kórokozó okozza-e a tüneteket. A talajok kór- és károkozó élőlényeket elnyomó hatásvizsgálatához (a talaj szupresszivitásához) általában friss talajbiológiai vizsgálat szükséges, különösen, mivel ezeknél rendszerint párhuzamos, élő talajból történő talajfauna- és mikroszkópos talajtáplálékháló-vizsgálatokra is szükség van.

A javasolt talajminta-mennyiség általában az 500 g, amit légszáraz állapotban, zárható zacskóban pontos adatokkal feliratozva célszerű leadni. A biológiai vizsgálatokhoz a kisebb zacskó mennyisége (max. 100 g) is elég, de a legtöbb esetben a szállítást hűtőtáskában kell megoldani és a levegőzött, aerob feltételeket biztosítani (forrás: SZIE, Biológiai talajerőgazdálkodó képzés).

Összefoglaló

A biológiai talajvizsgálatokra számos esetben szükség lehet és van, ha többet szeretnénk megtudni a talaj aktuális működőképességének a határairól, a talajváltozások irányairól, a talaj-kezelések (pl. a peszticidek) következményeiről és a talajok betegség-elnyomó képességéről, az úgynevezett talajegészségről, vagy a talaj fogékonyságáról. Csak az egészséges talajtól várható el egészséges élelmiszer és élhető környezet. A talajok termékenységét, minőségét és az egyéb, úgynevezett ökoszisztéma-szolgáltatását is számos talajélőlény képes jelezni és biztosítani. A vizsgálatokkal ezek számára, működésére jobban oda lehet figyelni, és így a termésnövelő mikrobiális talajoltó készítmények hatékonyságát is biztosabban alátámasztani. Kiemelt fontosságúak a növényi tápanyagellátásban (N-, P-, K- és mikroelem-felvételben) is aktívan közreműködő baktériumok és mikroszkópos gombák. A műtrágyák csökkentése és vagy kiváltása, de a peszticidek felhasználásának mérséklése, biológiai helyettesítése is fontos gazdasági és emberegészségügyi érdek. Gazdálkodjunk okosabban a biológiai talajerő adta lehetőségekkel, amit a SZIE „biológiai talajerő” szakirányú továbbképzésben is oktat és a vizsgálatokkal is alátámaszt.

Prof. Dr. Biró Borbála
az MTA doktora, egyetemi tanár
[email protected]