Az integrált tápanyag-gazdálkodási szemlélet fontossága

Ha kétszer több tápanyagot rakok ki, akkor kétszer nagyobb termésem lesz, ugye?

A tápanyagok mennyiségét nem lehet a végtelenségig növelni. Ugyanakkor azt is tudjuk, hogy a több tápanyag (és hatóanyag) nem jelent minden évben nagyobb termést, sőt, mindannyian tapasztaltunk olyat, hogy egy-egy mezőgazdasági területünk például a nitrogén egyszeri pótlására is jobban reagál, míg más táblákon a mezo- és mikroelemek pontos adagolása sem hoz áttörést a termésátlagunkban. Mi lehet ennek a hátterében? Cikkünkben erre keressük a választ.

A 3 + 1 fázisú rendszer

A talajokat tápanyag-gazdálkodási szempontból sokszor még mindig háromfázisú rendszernek (ásványi anyagok, víz, levegő) írjuk le, holott a negyedik fázis, azaz a talajlakó élőlények összessége is része a képletnek. A talaj-növény-mikroba összefüggéseket az utóbbi években kezdtük megérteni, ugyanakkor biztosak lehetünk benne, hogy egyegy kiugróan magas vagy éppen kétségbeejtően alacsony termésátlag mögött is részben a talajbiológia jelenléte vagy hiánya állhat. A növények savakat bocsátanak ki a talajba a gyökereiken keresztül, amelyekkel saját maguk számára felvehetővé teszik a tápanyagokat. Ez ugyanakkor csak a történet fele, hiszen a kibocsátott gyökérváladékok a talajlakó mikrobák számára is elsődleges táplálékként szolgálnak. A talajkémia, talajfizika és talajbiológia tudományágak metszetében a talaj szervesszén-tartalma áll – egy gyengébb terméshozam oka nem csupán a tápanyagkészlet kimerülése lehet, hanem a szén és a biológia hiánya. A rendszer megértésével és a rendszerszintű szemlélet alkalmazásával a tápanyagos költségek könnyen csökkenthetőek úgy, hogy közben a termésátlagok nem csorbulnak, a profitunk pedig emelkedik. Hogyan alakíthatjuk át a most még inputintenzív rendszerünket tudásintenzívvé?

A takarónövényekre kijuttatott komposzt vagy szerves trágya jól kombinálja a tartós és gyorsan felvehető szénforrásokat

Egy egyenlet mind felett

A növények fotoszintézise egy egyszerű egyenlet, de egy komplex folyamat. A napfény, szén-dioxid és víz felhasználásával előállított szénhidrát tartalmú vegyületek (fotoszintézis termékek) egy részét a növények gyökérváladékok formájában kibocsátják a talajba. A mennyiség változó lehet, az évelők az előállított vegyületek nagyobb részét (30–50%-át) használják a talajbiológia etetésére, mint például a gabonafélék (20–30%), de egy növény tenyészidején belül is eltérő lehet a kibocsátott váladékok mennyisége (a fejlődés kezdeti szakaszában akár a 80%-ot elérheti). Mit tartalmaznak ezek a gyökérváladékok? Cukrokat, amelyek a nyers energiát biztosítják, valamint fenolanyagokat és aminosavakat, amelyek komplexebbek. A gyökérváladékok ki-bekapcsolóként is működnek, amelyekkel a növények képesek a számukra szükséges mikrobákat „toborozni” – a flavonoidokkal például a Rhizobium baktériumokat, a strigolaktonokkal pedig az arbuszkuláris mikorrhizákat csalogatják magukhoz. Fontos megértenünk, hogy a növény a saját szükségleteihez és végső soron a saját genetikájához tudja igazítani a talaj mikrobiomját – nekünk gazdaként az a feladatunk, hogy erre minden lehetőséget megteremtsünk neki.

Élő gyökerek 365 napon keresztül

A baktériumok és a gombák az elsődleges lebontók, ám míg a baktériumok az egyszerűbb szénláncokat tudják lebontani, addig a gombák a komplex szénvegyületekkel is megbirkóznak. Arra kell törekednünk, hogy a talajaink gomba:baktérium aránya a gombák felé tolódjon. Ez azért is fontos, mert míg a baktériumok a talajban egy bizonyos ponton táplálkoznak és szaporodnak, addig a gombák térben is terjeszkednek, megsokszorozva a növényünk számára elérhető talaj térfogatát, és ezzel együtt a felvehető tápanyagok és a víz mennyiségét is növelik. A talajt átszövő gombafonalak (hifák) a talaj szerkezetességét, az aggregátumok képződését is javítják. Ám ha túl sok foszfort adunk ki, akkor azzal „ellustítjuk” a növényünket, amely így nem fogja a strigolaktonok segítségével magához vonzani a mikorrhiza gombákat. Nicole Masters szerint már 20 kg/ha MAP (tehát kb. 10 kg/ha foszfor hatóanyag) is kiválthatja ezt a hatást. A mikorrhiza gombák sokkal fontosabbak a szénmegkötés szempontjából is, hiszen több szenet képesek tárolni, és a melléktermékeik is összetettebbek, így stabilabbak. A mikorrhiza gombáknak kulcsszerepük van a szerves anyag és humusztartalom emelésében. A baktériumok szerepe sem hanyagolható el természetesen, annak ellenére, hogy táplálkozásuk (és így tápanyagfeltárásuk) kevésbé hatékony, mint a gombáké, mert a légzéssel sok energiát elégetnek.

A James White és munkatársai által leírt rhizofág ciklus – amelyről prof. White egy magyarra fordított előadást is tartott – bizonyítja, hogy a baktériumokat a növények „tápanyaghordárnak” használják. A ciklus lényege, hogy a növény képes felvenni a baktériumokat a gyökerén keresztül, szuperoxiddal sokkolni őket, elvenni az általuk gyűjtött tápanyagot, majd a növekvő gyökérszőrökön keresztül az elkábított baktériumokat visszaküldeni a talajba, és a folyamat kezdődik elölről. A gyökerek szerepe a baktériumok és gombák táplálásán, valamint a velük való kapcsolattartáson túl a talaj szervesanyag-tartalmának növelésében is megmutatkozik. Noah Sokol és munkatársai kutatásai igazolták, hogy az élő gyökerek és az azokon keresztül kibocsátott váladékok a legfontosabb stabil szénforrások a talajban. Erre alapozva mondhatjuk azt, hogy az állati szerves trágya önmagában nem lesz a talajépítés hatékony eszköze, ehhez szükségünk van az élő gyökerekre az év 365 napján keresztül. Cynthia Kallenbach 2016-os kísérlete a bizonyíték rá, hogy a mikrobák eltérő szénforrásokból ugyanolyan végterméket készítenek, tehát az egyszerű szénvegyületekből is lehet tartós szerves anyagunk, ha vigyázunk rá.

Attól, hogy egy takarónövény-keverék nem ad nagy felszín feletti biomasszát, a talajéletet folyamatosan táplálja gyökérváladékaival

Talajaink átmeneti állapotban

Talajaink tápanyag-ellátottságának egyik nézete, hogy a tápanyagoknak oldhatónak kell lenniük ahhoz, hogy a növényeink fel tudják venni őket. Ugyanakkor az oldható állapot azt is magával hozza, hogy e tápanyagok kimosódhatnak. Erre kínált megoldást William A. Albrecht azzal, hogy a tápanyagoknak elérhetőnek, de nem oldhatónak kell lenniük. Ehhez a hidat a talajbiológia képezi, mert a mikrobák képesek a nem oldható tápanyagokat is elérhetővé tenni a növényeink számára. Ehhez fontos az integrált tápanyag-gazdálkodási szemlélet, amelynek során a szervetlen és szerves tápanyagokat kombinálva alkalmazzuk. Érdemes mindig egy szénforrást – fulvosav, huminsav, aminosav, trágya, komposzt, melasz stb. – tennünk a kijuttatni kívánt tápanyagok mellé. A huminsav jellemzően a talajra vagy talajba történő tápanyag-kijuttatáshoz, a fulvosav pedig a lombtrágyázáshoz ajánlott. Huminsavból elegendő a 0,2–1 kg/ha mennyiség (a túl nagy mennyiség túlzottan stimulálhatja a növényt, vagy túl sok tápanyagokat köthet le a talajban), melaszból pedig az 5–10 kg/ha mennyiség javasolt (a legnagyobb maximum 20 kg/ha) kezelésenként.

Levélen keresztül is a talajt tápláljuk

A lombtrágyázás egy jó megoldás lehet arra, hogy a talajra kijuttatott tápanyagok mennyiségét csökkentsük. A levélen keresztüli felvétel egy passzív folyamat (szemben a gyökéren keresztüli aktív felvétellel), és a koncentrációs gradiens vezérli, ezért érdemes a permetlé vezetőképességét (EC) az 1,5–3 mS/cm értékre beállítani. A növény lombtrágyázásra adott reakciója több tényezőtől függ, amelyeket összefoglalóan FANK-nak nevezhetünk:

• Formuláció: a készítmény pH-ja, vezetőképessége, alkalmazott adjuvánsok, szénforrások;
• Alkalmazás módja: fúvókák, nyomás, cseppméret;
• Növényi jellemzők: fenofázis, levélfelület mérete, abiotikus és biotikus stressztényezők;
• Környezet: nedvesség, alkalmazás időpontja, hőmérséklet, fény.

A kijuttatott tápanyagok felvétele és növényen belüli mobilitása függ a tápanyagtól és a növénytől is, például a karbamid és a bór is könnyen behatol a levélbe, de utána a nitrogén nagyon mobilis a növényen belül, míg a bór nem; a levélre kijuttatott cink a mogyorófélékben immobilis, míg a búzában mobilis. A lombtrágyázás végső soron a talaj közvetett mikrobiális stimulációja. Miért is? A lombon keresztül kijuttatott tápanyagok felpörgetik a növény fotoszintézisét, aminek köszönhetően a kibocsátott gyökérváladékok mennyisége is növekszik. Ezek a váladékok táplálják a talajlakó mikrobákat, amelyek sokkal több tápanyaggal látják el a növényt a talajból, mint amennyit mi kiadtunk lombon keresztül. A folyamat gyorsaságát jól szemlélteti, hogy a növény által a levegőből felvett szén-dioxid szénatomja 1 órán belül megjelenik a talajban gyökérváladékként. Egy tudatos tápanyag-gazdálkodási programban így kapcsolódik össze a rövid távú növénytáplálás a hosszú távú talajjavítással.

A pillangósok főként flavonoidokat használnak arra, hogy magukhoz csalogassák a Rhizobium baktériumokat

Összefoglalás

A tápanyag-utánpótlást még mindig sokszor kémiai folyamatok összességeként írjuk le, miközben a biológia is jelentős szerepet játszik e folyamatokban. A feladatunk az, hogy megfelelő életkörülményeket teremtsünk a talajlakó élőlényeknek: a kevesebb talajbolygatás, a „talajbarát” anyagok használata, a szénforrások alkalmazása, a 365 napon keresztül ott lévő gyökerek, valamint a talaj- és lombtrágyázások összehangolása már rövid időn belül megmutatja az integrált rendszer előnyeit.

A cikkhez felhasznált irodalom jegyzéke elérhető a szerkesztőségben.

Diriczi Zsombor
Talajreform.hu