Miért fontos a pontos talajvizsgálat?

A precíz talajmintavétel jelentősége és azonnali talajvizsgálat infravörös spektroszkópia alkalmazásával

A XXI. század modern, digitális világában a technológia folyamatos fejlődése révén a mezőgazdaságban is egyre több lehetőség nyílik arra, hogy a műveleteket, kezeléseket a lehető legnagyobb pontossággal hajtsuk végre, és a bekövetkező változásokat szinte valós időben nyomon követhessük.

Miért fontos 5 hektár alá menni?

A nyomon követhetőség alapvető elvárása a minta reprezentativitása, ami által a mintavételezés és vizsgálat elvégzésével a lehető legpontosabb képet kapjuk a teljes, mintázott egységről. A helyes mintavételi gyakorlat kialakítása ennek megfelelően az első és egyben legfontosabb lépés, hiszen a talajvizsgálatok tekintetében a minta reprezentativitásában rejlik a legnagyobb hibaforrás. Hiába tudunk ugyanis a laboratóriumban analitikai pontossággal meghatározni egy-egy tápelemet, ha az adott területről nem szakszerűen vesszük meg a talajmintát. A talajminta-vételezést a 90/2008. (VII. 18.) FVM rendelet 4. mellékletében rögzített követelmények alapján kötelező elvégezni, azonban a jogszabály a mintavevő személyéről nem rendelkezik, így nem csak akkreditált mintavevők, szakértők vehetnek talajmintát. A jogszabályban rögzítettek alapján, a talajmintavétel során egy átlagminta legfeljebb 5 hektárnyi területet jellemezhet, tehát a nagyobb táblákat lehetőleg homogén, 5 hektáros mintavételi egységekre kell bontani. Érdemes azonban megfontolni a heterogén táblák 5 hektárnál kisebb egységekre történő felosztását, a talajvizsgálati eredmények alapján történő zónatérkép megalkotását, hiszen 5 hektáros területen belül is előfordulhatnak talajfoltok, amelyeket javasolt külön kezelni, mivel ezek a zónák jellemzően eltérő talajtulajdonságokkal rendelkeznek.

Az ásott talajszelvényen jól elkülöníthetők a genetikai talajszintek

A talajnak nemcsak horizontális, hanem vertikális heterogenitása is van. A vertikális heterogenitás a változatos talajképződési tényezők és folyamatok hatására alakul ki, amelyek különböző tulajdonságú talajszintek kialakulását eredményezik. Megkülönböztetünk tehát genetikai szintet, amely talajképző folyamatok hatására alakul ki, illetve talajréteget, ami az adott talajszelvény meghatározott vastagságú rétege. A különböző talajképző folyamatok, mint például a kilúgozódás, a felhalmozódás vagy a vízhatás, a különböző talajfoltokon eltérő mértékben jelentkezhetnek. Ennek megfelelően adott területen belül változó lehet a talaj termőrétegének vastagsága, így az egyes talajtulajdonságok között néhány hektárnyi területen belül is tapasztalható eltérés azonos mélységből vett talajminta esetében. A talajok vertikális heterogenitása miatt a 20 vagy 30 cm-es talajréteg vizsgálata általában nem nyújt elegendő információt a termőterület talajáról. A talajmintázás a gyakorlatban azonban mégis a termőterületek talajainak legfelső, 5 és 30 cm közötti rétegéből történik, aminek fő oka az, hogy a termesztett növényeink többségének főleg ebben a talajrétegben található a gyökérzete.

Cél és jelentőség

A mintavétel célja lehet a termesztett kultúra gyökérzónájában található, a növény számára elérhető tápanyagtartalom meghatározása, amely eredmény a tápanyag-gazdálkodási terv alapját képezi. Úgy gondolhatjuk, hogy ez esetben elegendő csak a meghatározott talajrétegből venni talajmintát, mivel kizárólag a gyökér-zóna paramétereit szükséges számításba venni, lévén itt játszódik le a tápanyagfelvétel. A növények azonban képesek jelentősebb mennyiségű tápanyag felvételére mélyebb talajrétegekből is. Ez az állítás különösen igaz csapadékhiányos időszak esetén a káliumra, a nitrátra és a szulfátra, amely tápanyagok így a növény számára éppen a legkritikusabb helyzetben válhatnak elérhetővé. Érdemes a talajvizsgálat módszertanát olyan irányban fejleszteni, hogy ezen mélyebb talajrétegben található tápanyag tartalék mennyiségét is képesek legyünk megbecsülni, és további műveletekkel a felvehetőségüket elősegíteni. A növény–talaj-kapcsolat azonban nem csupán a tápanyagfelvétel folyamatára korlátozódik, a talaj egyes tulajdonságai befolyásolhatják a növények élettani betegségeinek kialakulását, illetve megelőzését, így például jó vízgazdálkodású talaj esetén kevésbé valószínű, hogy a csapadékhiányos vagy a túlzottan csapadékos időjárás komolyabb károkat okozna a növényállományban. Az egyes szintek fizikai talajfélesége stabil talajtulajdonság, időben relatív lassan változik, és alapvetően meghatározza a talaj fizikai és vízgazdálkodási tulajdonságait, nagymértékben hat a talaj adszorpciós viszonyaira, kémiai sajátosságaira, ezeken keresztül pedig a talaj levegő-, hő- és tápanyagforgalmára, így a termékenységére is. Könnyű belátni tehát, hogy a talajmintavétel jelentősége nem merül ki a tápanyagtartalom meghatározásánál. Ahhoz, hogy megértsük a talajban lezajlódó különböző folyamatokat, és így felismerjük a talajállapot növényekre gyakorolt hatásait, mélyebbre kell ásnunk – és nem csak átvitt értelemben.

A szúróbotos mintavétel előnyei

Érdemes a különböző talajfoltok körülhatárolását követően megvizsgálni a jellemző genetikai szinteket is, amely a talajvédelmi tervek készítéséhez jogszabályban előírt 150 cm mélységű talajszelvény feltárással végezhető el. Nagyfokú heterogenitás esetében a különböző talajfoltokban történő talajszelvény feltárás rendkívül munkaigényes. Az egyes mintavételi zónák talajainak genetikai szintjei, így a talaj típusa beazonosítható egy sokkal egyszerűbb módszerrel: a Pürckhauer-féle szúróbotos mintavevő alkalmazásával, ami egy 1 m hosszú, kb. 3 cm átmérőjű, felében nyitott cső, amelyet egy kalapács segítségével kell a talajba beütni, majd a kihúzó segítségével kiemelni. A szúróbot alkalmazásával lehetőségünk van az adott terület talajviszonyainak több ponton történő, így pontosabb jellemzésére úgy, hogy a mintavételezéssel lehető legkisebb mértékben bolygatjuk a talajt. A szúróbottal tehát a vizsgált terület több pontján, a helyszínen meghatározható a különböző szintek vastagsága, vizsgálható a szintek színe, fizikai félesége, karbonát-tartalma, kémhatása, így a talajtípus meghatározásával lehetőség nyílik a talajfoltok durva elkülönítésére, ami a talajzóna térkép alapját képezheti. A Pürckhauer-féle szúróbot hátránya azonban, hogy nem alkalmas a szerkezet vagy tömődöttség vizsgálatára, illetve nehézkes egyes kiválások és konkréciók, valamint a finomabb átmenetek felismerése. Laboratóriumi vizsgálatra beküldendő átlagminta részmintáinak megvételére sem alkalmas a kis mennyiségű minta miatt, így ez esetben ajánlott a talajtípus meghatározását követően, talajfúróval történő mintavétel.

18 ezer tonnából pár gramm…

A jogszabály 5 hektáronként, 5 évente rendel el kötelező talajvizsgálatot, ami szántóföldi kultúra esetében a talaj felső 30 cm-es rétegéből, mintavételi vonal mentén vett, legalább 20 db részminta megvételével történik. Érdemes utánaszámolni, hogy amikor 5 hektárnyi terület 30 cm-es rétegét mintázzuk, akkor hozzávetőlegesen 18 ezer tonna talajmennyiségről beszélünk, amelyből a 20 db részmintát homogenizálva, összesen 1 kg minta kerül elküldésre a laboratóriumba, ahol a vizsgálatok zömét néhány grammnyi talajmintából végzik. Tehát 1 kilogramm ezred részét vizsgálva határozzuk meg 18 ezer tonna termőtalaj tulajdonságait, számszerűsítve ezzel az adott tábla termőképességét, amely számok alapján aztán megadjuk a hektáronként kijuttatandó tápanyag mennyiségét.

Pürckhauer-féle szúróbotos mintavevő

Ha megpróbáljuk elképzelni ezeket a mennyiségeket egymáshoz viszonyítva, talán nem is tulajdonítunk akkora jelentőséget a laboratóriumi vizsgálatok analitikai pontosságának. A talajmintavétel fogalma kettős, hiszen beszélhetünk terepi külső és laboratóriumi belső mintavételről. A talajmintából csupán néhány gramm kerül bemérésre a laboratóriumi vizsgálat elvégzésekor, így a laboratóriumban rosszul előkészített, nem megfelelően homogenizált talajminta esetében a laboratóriumi vizsgálat során még akkor is előfordulhat nagyságrendi hiba, ha a talajminta kellőképpen reprezentatív, előírásnak megfelelően került megvételre. Módszertani kutatások alapján az összes ejtett hiba 80-90%-a származhat a terepi mintavétel nem megfelelő módon történő elvégzése következtében és a hibák csupán 10-20%-a ered a laboratóriumból. Emiatt nagyon fontos betartani a talajmintavételre vonatkozó jogszabályi előírásokat, hiszen a nem kellően reprezentatív mintákból születő laboratóriumi eredmények sem jellemezhetik jól a mintázott területet, így az ilyen adatok alapján készült szaktanács sem mutathat valós képet, a javaslatok pedig valószínűleg nem hozzák a várt eredményeket.

A helyes mintavételt követően a vizsgálat típusáról kell döntést hozni. A talajvizsgálat már nem kizárólag laboratóriumokban történhet, a spektroszkópia alkalmazásával lehetőség van azonnali, helyszíni talajvizsgálatra is (pH, összes nitrogén, foszfor, kicserélhető kálium, kationcsere-kapacitás).

Az infravörös technológia azon az elven alapul, hogy különböző anyagok az eltérő kémiai összetételükből adódóan, különböző hullámhosszúságú infravörös sugárzást nyelnek el vagy vernek vissza. Az így abszorbeált vagy reflektált sávokat rögzítve egy olyan spektrumot kapunk, amely a különböző tulajdonságú minták esetén eltérnek egymástól, és emiatt információval szolgálnak a mennyiségi mutatók szempontjából is. Mivel a spektrumok a vizsgált talajra vonatkozóan komplex információt tartalmaznak, lehetőség van több talajalkotó egyidejű meghatározására is. A spektroszkópia mennyiségi meghatározásra való alkalmazhatóságának előfeltétele a kalibrációhoz szükséges adatbázis létrehozása, amely validált, nedves kémiai, laboratóriumi eljárás eredményeire épül. A spektroszkópia és a hagyományos nedves kémiai eljárások módszertana közötti lényeges különbség, hogy míg utóbbi esetében szükség van a minták előkészítésére, illetve a használt vegyi anyagok beszerzésére és későbbi ártalmatlanítására, addig a spektroszkópia módszertanában a frissen vett talajminta előkészületek nélkül, azonnal vizsgálható. A minta-előkészítést nem igénylő vizsgálati módszer további előnye, hogy a mérést végző személyek és a használt vegyi anyagok közötti eltérésekből következő hibafaktorral nem kell számolni, így egy jól felépített adatbázissal és a megfelelő algoritmusokkal gyors és megbízható információt ad a talajok aktuális állapotáról. A technológia fejlődésével ma már rendelkezésre állnak hordozható spektroszkópok, amelyekkel így bárhol, bármikor végezhető talajvizsgálat, ezzel is lerövidítve a mintavétel és az eredményközlés között eltelt időt. Többet érhet ugyanis egy közelítő adat néhány percen belül, mint egy analitikai pontosságú adat hetekkel, hónapokkal később.

Segít a táblákat érintő döntéshozatalban

Az ilyen innovatív mérési technológiákkal, amennyiben az eszköz összekapcsolható más, a gazdálkodók által használt rendszerekkel, létrehozható az adatokból egy olyan adatbázis, amely a puszta adatok információvá történő alakítását követően a gyors döntéshozásban segíti a gazdálkodót. A gyorsaság fontos szempont a megfelelő kezelés kiválasztásakor, ugyanis a hiánytünetek tömeges megjelenésekor sokszor már késő a tápanyag-utánpótlás elvégzése, akár talajon, akár lombtrágya alkalmazásával.

Mintavétel talajfúróval és azonnali, helyszíni talajvizsgálat hordozható spektroszkóppal

A hatékony tápanyag-utánpótlás az aktuális talajállapot ismerete nélkül nem végezhető el, ehhez nem elegendő a jogszabályban előírt gyakorisággal, ötévente talajvizsgálatot végezni, mivel egyes paraméterek akár egy éven belül is megváltozhatnak, a terület heterogenitásától függően pedig érdemes minél kisebb (de lehetőleg 2-3 hektárnyi) mintavételi egységeket meghatározni.

Precizitás, következetesség, folytonosság

A precízen végrehajtott talajmintavétellel, a talaj vizsgálatával és az adatok kiértékelésével, szaktanácsadással és a javasolt termesztéstechnológiai beavatkozás elvégzésével nem ér véget a munkánk. Ahhoz, hogy évről évre egyre jobb eredményt érjünk el, következetesnek kell lennünk, így fontos a kezelések ellenőrzése, a nyomon követhetőség. Az adatgyűjtéshez rengeteg eszköz áll rendelkezésünkre, azonban az adatok tárolására, értékelésére, információvá történő átalakítására már nem elegendő a „kockásfüzet”, olyan rendszerre van szükség, amely képes nagy adatmennyiség feldolgozására és hatékonyan támogatja a gazdálkodók, illetve a szaktanácsadók munkáját. Az ilyen rendszerek eredményessége is azonban a precízen elvégzett mintavételezésen alapul.

Erdélyi Mónika, Vona Viktória

Csernozjom Kft.