Megújulás előtt a tápanyagtervezés?

A tápelem-ellátásához kapcsolódó kutatások kezdetén 3 elemről beszéltünk, amelyek a növények életműködéseihez szükségesek. Ez a lista rövid idő alatt 12-re, 20-ra, majd mára – egyes becslések szerint – 70 tápelemre bővült. Hogyan birkózik meg ezzel a majdnem huszonötszörös növekedéssel a tápanyag-gazdálkodás tudománya? Mennyire tartja a hazai gazdatársadalom a lépést az európai és tengerentúli kollégákkal? Cikkünkben erre keressük a választ.

Itt az idő újragondolni

Idén lesz 40 éve, hogy megjelent a mezőgazdasági talaj- és növénymintavétel 1977-es magyar szabványa, amely azóta is meghatározza a tápanyag-gazdálkodási szaktanácsadás folyamatát. Két évvel később, 1979-ben jelent meg a MÉM-NAK „tápanyagos bibliája”, a Kék Könyv, magában foglalva azt a szaktanácsadási keretrendszert, amelyre a hazai tápanyag-utánpótlás az utóbbi 38 évben épült, tehát már a második olyan gazdageneráció tapossa a talajt, aki erre a rendszerre alapozza a trágyázási technológiáját. Ahogy a 2000-es évek elején az termőföld értékét kifejező aranykorona-érték leváltására is voltak próbálkozások, úgy a megrendíthetetlennek hitt mérlegelv is megérett egy újragondolásra. Vajon ugyanaz az új fajták/hibridek tápanyag-igénye és tápelem-hasznosító képessége, mint az 1970-es, 80-as években termesztetteknek? Milyen más paraméterekkel lehet még pontosabbá tenni a szaktanácsot? És ami mellett ma nem mehetünk el szó nélkül: milyen szerepet játszik a talajbiológia a növénytáplálásban? Tudjuk ezt a faktort mérni és modellezni?

A talaj egy háromlábú szék

A talaj termőképessége a fizikai, kémiai és biológiai paraméterek egyensúlyából adódik – olyan, mint egy háromlábú szék: ha az egyik lábát eltörjük, akkor az egész felborul. A jelenleg is használatban lévő szabványos talajvizsgálat (8 paraméteres szűkített és 14 paraméteres bővített analízis) csak egyetlen fizikai (kötöttség) és egy, nagy jó indulattal biológiainak mondható paraméter, a humusztartalom vizsgálatára terjed ki. Ezen kívül 6 és 12 adattal a kémia kap helyet a vizsgálatban.

A kémiára fókuszáló talajvizsgálati és az arra épülő tápanyag-szaktanácsadási rendszer megértéséhez érdemes visszatekintenünk a 19. század végére és a 20. század első felére, amikor az európai és az amerikai szemlélet elvált egymástól.

Nektek Albrecht, nekünk Liebig

Amíg Európában Justus von Liebig minimum törvénye (mindannyian ismerjük a hordóval ábrázolt elgondolást), valamint az arra épülő Mitscherlich-törvény („a fák nem nőnek az égig”, azaz a trágyaadagok fokozásával csak egy bizonyos szintig növelhető a hozam) volt az uralkodó gondolat a tápanyag-gazdálkodás terén, addig az Egyesült Államokban egy más szemlélet került előtérbe. A William A. Albrecht nevével fémjelzett szemlélet (amelyet több kötetben publikáltak, és ma már Európában is vannak képviselői) és az általa kidolgozott rendszer egy árnyalatnyi, ám fontosságában nem elhanyagolható különbséget vezetett be a növénytáplálásba: a Liebig által meghatározott kielégítő tápanyagszintek helyett a kiegyensúlyozott tápelem-ellátottságot tartotta szem előtt. A tápanyagokat nem egymástól függetlenül kezelve hozza fel egy kielégítő szintre (befoltozva a Liebig-féle, hanyag kádár által készített hordót), hanem arra is figyel, hogy ezek a tápanyagok egymással egyensúlyban legyenek (azaz a hordó léceinek magassága nem független egymástól, hanem nagyon is fontos kölcsönhatások során alakulnak ki).

Érdemes ezzel foglalkoznunk, mintegy kiegészítve a mostani vizsgálati és szaktanácsadási rendszerünket? Mi hiányzik most, és milyen irányok vannak?

Mérlegelv, csak mértékkel

Hazánkban jelenleg a mérlegelvre alapuló szaktanácsadási rendszerek meghatározóak: erre épült a MÉM-NAK, és a számok finomításával, a görbék variálásával erre épülnek a 2000-es évek utáni rendszerek is (ProPlanta, 3RP stb.).

A mérlegelv alapja, hogy a talaj tápanyag-ellátottsági szintjeit a talajvizsgálatok eredményei alapján) határozzuk meg, figyelembe véve a tápanyagok felvehetőségét befolyásoló talajtulajdonságokat (pH-érték, CaCO₃-tartalom), valamint a talaj szerves anyag ásványosodásának (mineralizációjának) dinamikáját. A szükséges tápanyag-mennyiség kiszámításához ismernünk kell a termesztendő kultúra fajlagos tápanyagigényét (1 t/ha szemtermés és a hozzá tartozó vegetatív részek előállításához mennyi tápanyag szükséges), az elérni kívánt hozammennyiséget és a kultúra tápanyag-reakcióját, továbbá számolunk az elővetemények hatásával (például a pillangósok N-hatása) és a szerves trágyák utóhatásával 1-2-3 évre lebontva.

A rendszer előnyei, hogy az adott ellátottsági szintekhez és a termőhelyi adottságokhoz mérten tudunk tervezni, figyelembe veszi a korrekciós tényezőket, valamint költséghatékony mind vizsgálati, mind tápanyag-tervezési szempontból. A mérleg másik serpenyőjében szerepel viszont az, hogy a hatóanyag-számítás csak a makroelemekre (N, P, K) koncentrál, nem tárja fel az összefüggéseket. Az értékekből nem egyszerű trendeket és arányokat levonni, és nem veszi figyelembe a talajbiológia szerepét.

Balansz, Béláim, balansz!

A növények számára felvehető tápanyagok a talajban nem olyan arányban fordulnak elő, ahogy azt a növények általában igénylik, vagy ahogyan mi azokat a trágyázáskor adagoljuk. Az újabb kutatások eredményei arra is rámutattak, hogy a mennyiségi szemlélettel ellentétben eredményesebb a trágyázott növény igényeinek megfelelő arányú, de alacsonyabb dózisú tápanyag-kijuttatási technológia alkalmazása. Ezzel szemben áll a műtrágyaválasztáskor az alacsonyabb előállítási, így kedvezőbb kereskedelmi árú termék választása, amivel figyelmen kívül hagyjuk mind az eltérő talaj-ellátottságot, mind az eltérő igényeket.

Az Albrecht által megalkotott tápanyag-ellátási modell nem a kielégítő tápanyag-utánpótlása, hanem a kiegyensúlyozott táplálásra helyezi a hangsúlyt. A kiegyensúlyozott ellátottság már magában hordozza azt is, hogy az egyes elemek kielégítő szinten állnak a növény rendelkezésére.

A modell szerinti talajvizsgálat a növények által felvehető tápanyagformák mérésére irányul és tükrözi a talaj kémiai tulajdonságait és az ezzel összefüggésben lévő tápanyag-szolgáltató képességet. Első lépésként a hiányok megszüntetése a legfontosabb, mert így elkerülhetőek egyes tápelemek relatív hiánya vagy túlsúlya. Ha egy elemből kiugró mennyiség található, más tápelem időről-időre történő adagolásával ez folyamatosan megszüntethető. Az arányok folyamatos figyelemmel követése kulcsfontosságú a talaj termékenysége, valamint a termés mennyisége és minősége szempontjából.

Az Albrecht-modell elengedhetetlen része a talaj kationcsere kapacitásának (CEC) vizsgálata. Mit fejez ki ez az érték? A talaj negatív töltésű agyag- és szervesanyag-részecskéihez „tapadó” kationok helyét átvehetik más kationok, azaz kicserélhetőek. Az a mennyiségű kation, amelyet a talaj meg tud kötni, a talaj kationcsere kapacitásával (CEC) írható le. Minél magasabb egy talaj CEC értéke, annál magasabb a megköthető kationok (a pozitív töltésű ionok: kalcium, kálium, magnézium, nátrium, valamint a hidrogén) mennyisége. Szemléletesen ezt úgy lehet leírni, hogy a magasabb CEC egy nagyobb tányért jelent, amelyből a növény táplálkozni tud – ugyanakkor ezt a tányért megpakolni is több erőforrást igényel.

A balanszírozás központi eleme a kationok és a többi növényi tápelem egyensúlyban történő kijuttatása, tehát nem csak a növényi fajlagos tápelem-igényét próbáljuk meg kielégíteni, hanem arra is figyelünk, hogy ezek meghatározott arányban legyenek jelen. Albrecht az alábbi kation arányt tartotta kívánatosnak: 10% hidrogén, 60-75% kalcium, 10-20% magnézium, 2-5% kálium, 0,5-5% nátrium. A kalcium-magnézium arány kimondottan fontos, hiszen míg a kalcium „lazítja” a talajt és így javítja a szerkezetét, addig a magnézium „összehúzza”, vagyis tömörebbé teszi talajunkat.

A szemlélet alkalmazói később a többi ion arányát is kidolgozták, ilyen például a foszfor-cink 10:1-es aránya, azaz ha 160 mg/kg foszfort mutat ki a talajvizsgálati eredményünk, akkor legalább 16 mg/kg talajban lévő cink szükséges a megfelelő ellátottsághoz – ez alatti érték esetén cinktrágyázás szükséges.

A talaj kiegyensúlyozását megcélzó talajvizsgálati és tápanyag-szaktanácsadási rendszerek előnye, hogy nem abszolút, hanem relatív megközelítést alkalmaznak, amellyel kiegyensúlyozott tápanyag-ellátást biztosítanak a makro- és mikroelemekre egyaránt, valamint így egyszerre javíthatjuk a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait.

A megoldás hátránya, hogy költséges vizsgálatok szükségesek hozzá: míg egy szűkített vizsgálat 10 euró, egy bővített 15 euró körül van, addig az Albrecht-modellt követő talajvizsgálatok 50-70 euró körül alakulnak mintánként. A relatív megközelítés miatt nagy gyakorlatot igényel a pontos hatóanyag-mennyiség kiszámítása is.

A hiányzó láb: a Haney-teszt

A legújabb fejlesztés a talajvizsgálatok és tápanyag-gazdálkodási rendszerek világában a Rick Haney, Ray Ward és Will Brinton nevével fémjelzett Haney-talajegészség-teszt. Alapja, hogy a talajban nem csak kémiai, hanem biológiai folyamatok játszódnak le, amelyeket a klasszikus talajvizsgálati módszerek nem vizsgálnak.

A talajegészség (e kifejezést a talajminőséggel sokszor nem rokonértelemben használjuk – az egészség egy átfogó szemlélet eredménye, míg a minőség mérhető, kezelhető és változtatható mutatószámokra épül) alapja a talaj szervesanyag-tartalma, amely biztosítja a megfelelő szerkezetet, víz- és tápanyag-gazdálkodást, azaz a háromlábú szék minden lábát figyelembe veszi.

A Haney-féle vizsgálati módszer a szervetlen nitrogénformák mellett a szervesnitrogén-készletet is vizsgálja, valamint megállapítja a nitrogén mineralizációjának mértékét. A nitrogén egy mozgó célpont a tápanyag-tervezés során: a hazánkban vizsgált paraméter (nitrát-nitrogén) mennyisége gyorsan változik, ezért ugyan a teszten feltüntetjük, azonban a hatóanyag-mennyiséget a talaj tápanyag-szolgáltató képességéből számoljuk. A Haney-teszttel viszont lehetővé válik egy tudatosabb, hosszabb távú nitrogénmenedzsment tervezése.

A szervesanyag-tartalmon túl a teszt a talaj szén:nitrogén (C:N) arányát is megmutatja, ebből könnyen megtudhatjuk, hogy milyen gyorsan és milyen hatékonysággal bomlanak le a növényi maradványok. A rendelkezésre álló nitrogén, valamint a C:N arány alapján pedig könnyen megfogalmazható, hogy mely takarónövényekre van a legnagyobb szükség a talaj további építéséhez.

A módszer vitathatatlan előnye, hogy figyelembe veszi a talajbiológia szerepét, és nemcsak a szervetlen, hanem a szerves készleteket is vizsgálja, így komplex képet fest a talaj fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságairól. Nagy hátulütője, hogy a teljes analízis jelenleg csak az Egyesült Államokban érhető el, ott is borsosabb összegért (mintánként 30-50 dollár). Nem csupán hazánkban, hanem a tengerentúlon is rengeteg teendő van még, mielőtt a Haney-teszt a talajerő-gazdálkodás meghatározó pillére lesz: az eljárás standardizálása, terepi kalibrációja és az eredmények validálása a jövő zenéje.

Verdikt: itt az idő a változásra?

Jelenleg a különféle kötelezettségeknek és támogatási előírásoknak (nitrát rendelet, AKG) köszönhetően a gazdák nagy része friss, 2-3 éves vizsgálatokkal rendelkezik. A következő nagy „kampány” a talajmintavétel és vizsgálatok elvégzésére 2019-2020-ban várható. Mind a vizsgálati módszerekben, mind a szaktanácsadási rendszerben változtatásra van szükség, de honnan jöhet szándék a változásra? Lehet ebben a témakörben egy mindenhol ugyanolyan érvényű és eredményes módszert kidolgozni? A mérlegelv, a kiegyensúlyozás és a talajbiológia elegye adhat-e egy olyan rendszert, amely megbízható, pontos és kiterjed valamennyi tápelem vizsgálatára?

Mindannyiunk érdeke, hogy elkezdjünk együtt gondolkodni, hogyan kaphatunk pontos képet a talajainkról, hogy azokon keresztül megfelelően táplálhassuk a növényeinket.

Diriczi Zsombor
Makra Máté

Bővített talajvizsgálati eredmény értelmezése egy magyar fejlesztésű programmal
Egy Csongrád megyei talaj Haney-teszt során kapott eredménye és értelmezése
CEC (kationcsere-kapacitás) és talajmechanikai vizsgálat eredményei egy belga labor jegyzőkönyvében