Működik vagy nem?

Hitek és tévhitek a talajoltó készítményekről

6. rész: Vissza a gyökerekhez! Mit mutat meg a növény földalatti része?

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. Tanuljunk, vizsgálódjunk együtt!

A növénytermesztésnek mindig is a jobb termés elérése volt az elsődleges célja. A növény a tápanyagokat elsősorban a talajból „szerzi be”. Az egyik legfontosabb dolog a növénytermesztés sikere érdekében, hogy a talaj tápanyag-szolgáltató képességét megismerjük, és figyelembe vegyük. A tápanyag-gazdálkodási szaktanácsadások célja is ez, hogy a termesztendő növények állapotát, a növény termőképességét növelni lehessen, a termésveszteségeket pedig csökkenteni.

1. ábra. A növényi gyökerek típusai. A főgyökér erősebb, vastagabb, és mélyebbre is inkább le tud jutni, míg az oldalgyökerekkel rendelkező növények nagyobb felszíni rétegeket tárnak fel. De a felső rész túlzott tápanyag-feltöltésével a főgyökér sem fog mélyre menni, mert nem lesz erre szüksége, elkényelmesedik, forrás: Biró B., Rhizobiológia, okt. anyag

Tipp: Ássunk lefelé is! Kövessük a növényi gyökereket a talajban vertikálisan is! Hol látunk sűrűbb gyökértömeget, ahol a növény több tápanyaghoz juthat? Hol akadályozott a gyökér növekedése és miért? Ennek vajon talajfizikai akadályai vannak? Ha nem, akkor kémiai, esetleg biológiai tényezők lehetnek? Az oxigénhiányt, a vízpangást a fekete, málló, beteg gyökerek jelzik. A kór- vagy károkozók tüneteit is láthatjuk, ha a biológiai okok jelentkeznek.

A talaj tápanyagainak teljes tárháza (az ismert több, mint 100 elem közül) a leginkább szükséges makro-elemekre, a nitrogénre, foszforra és a káliumra (N, P, K) terjednek ki a vizsgálatok. Ezek szükségessége már hazai és nemzetközi tartamkísérletekben is igazolódott. De az is, hogy hiába adunk „feltöltő”, igen nagy mennyiségeket, mégis előfordulhat az elvártnál rosszabb növényhelyzet. A sok nitrogén például a túl jól tartott növényt érzékennyé teszi a külső „támadásokkal” (biotikus és abiotikus tényezőkkel) szemben; a termés eltarthatósága is rosszabb lesz. A foszfor pedig talajtól függően mégis igen hamar felvehetetlenné válhat, „kiöregszik”. A kálium szintén talajtól függő módon lesz – vagy nem lesz – hozzáférhető. Ez a „talajtól függőség” minden esetben azt jelenti, hogy a biológiai/ökológiai tényezők figyelmetlenül hagyása csak a költségeket növeli, de a termés mennyiségét vagy minőségét pedig nem mindig. De ha a növényre figyelünk, akkor is szinte kizárólag csak a föld feletti részek állapotának a vizsgálata történik meg, ahol a növény fejlettségét és az esetleges kór- vagy károkozók jelenlétét lehet érzékelni. A növényi hajtás és a felső rész állapotára pedig a gyökerek, a gyökérrégió (az úgynevezett rhizoszféra) van hatással. A növényt a gyökerek látják el a tápanyagokkal (tápelemekkel), a gyökér fejlettsége, mi több az egészsége kulcsfontosságú a teljes növény jólétéhez is. De figyelünk-e elégé arra, hogy mit mutatnak a gyökerek? Mennyire jelzik a talaj állapotát, annak a növényi szempontok szerinti megfelelőségét, azaz a talajfizikai tulajdonságokat, illetve ezen túl a tápanyaghoz, tápelemekhez jutási képességet a talajok kémiai állapotát? És hogyan tudunk mindebből a talajbióta (edafon) állapotára és működésére következtetni?

A talajok szerkezete, fizikaitulajdonságai és a növénynövekedés

A növényi gyökér növekedése alapvetően függ a talaj állapotától. A gyökereknek kétféle fő típusa van.

A főgyökeres típus, azaz az egyetlen hosszú és lefelé tartó, a szár vastagságával megegyező elsődleges gyökérrel rendelkező növények egy nagy önálló ággal és az abból kiágazó oldalgyökerekkel rendelkeznek. Ezek a növények az erős növényi gyökerük miatt jobban képesek feltárni a talaj mélyebb rétegeit, de az oldalirányú mozgási képességük is fejlett, főleg a felsőbb rétegekben.

Az oldalgyökeres típusú növényeknél nincs ilyen fővonalú vastagabb ág, hanem mindegyik gyökérkinövés nagyjából azonos vastagságú gyökeret jelent, amelyek „bojtos” megjelenést mutatnak. A bojtos gyökérrel rendelkező növények általában sekélyebb talajrészt tudnak feltárni a gazdanövény számára.

Könnyen belátható, hogy az adott, termeszteni kívánt főnövénynek a habitusát, várható szerkezeti formáját és föld alatti „erejét”, képességeit is figyelembe kell venni. Különösen igaz ez, ha tudjuk, hogy valamilyen talajhiba akadályozhatja az egyébként más típusú, azaz más talajtulajdonságot igénylő főnövény gyarapodását. A növényi gyökér szabad és biztos növekedéséhez könnyű, laza, átjárható talajra van szükség. Ez biztosítja a szintén szükséges oxigént és az „éltető” vizet is. Ha a talaj tömörödött, nehezen átjárható, vagy a gyökér előtt valamilyen áthatolhatatlan akadály van, akkor a növény csak kisebb, sekélyebb talajrétegből tud táplálkozni. A növényi gyökér alapvető típusától erősen függ, hogy milyen mélyre tud a növény lejutni ahhoz, hogy tápanyagokhoz és vízhez, pontosabban a vízben oldott tápelemekhez hozzájusson. Ezt mutatja be az 1. ábra, ahol látható, hogy a főgyökér rendszerint mélyebb talajréteg feltárását képes biztosítani, azaz a gyökér szükség esetén fel tudja hozni a tápelemeket, alkatánál fogva a mélyebb talajrészekből is.

2. ábra. Ugyanolyan életkorú növény növekedése kétféle fi zikai talajféleségnél. Az alsó növény tápanyaghoz jutása akadályozott, ezért a felső rész fejlettsége is kisebb, pedig a növény legalább annyi energiát fordít a gyökerének a fejlesztésére, de az mégsem hasznosul, forrás: Biró B, biológiai talajerőgazdálkodás oktatási anyag, SZIE

A gyökerek mélyre való lejutását nemcsak a növény típusa határozza meg, de ugyanaz a növény is másféle gyökérszerkezetet képes kialakítani a talaj fizikai tulajdonságai függvényében. Ha a mélyre való lejutás akadályozott, sekély a termőréteg, akkor főleg az oldalirányú növekedés lesz a jellemző. A 2. ábrán látható is, hogy az a növény kisebb fejlettségű lesz, és hiába igyekszik azonos tömegű gyökérmennyiséget létrehozni, mégsem tud akkorára nőni, mert nincs elég feltárható tápanyag az adott sekély talajrétegben. Ha az ilyen talajt mélységében is vizsgáljuk, és benne a gyökértömeget rétegenként megfigyeljük, akkor meg lehet állapítani, hogy melyik talajrétegben van feltárható tápanyag, és hol nincs; illetve, ha van, az nem hozzáférhető. A 2. ábra példáján a növény akár 200 cm mélyről is tápanyaghoz tud jutni, vagy ez a réteg mindössze csak 100 cm lenne? Nem mindegy a hajtás/gyökértömeg arány, hogy a növény hova kell, hogy adja az energiájának nagy részét. Mire megy el a befektetés, a költség, és hogy az végső soron megtérül-e, a termésben realizálódik, vagy sem?

Az adott növény típusától függően ezért a rendszeres ásónyomnyi vizsgálaton túl egy talajfúróval le lehet jutni a mélyebb, kb. a 60 cm-es mélységig is. Ha ezt követően 20 cm-enként a fúró adott rétegéből kimossuk a gyökerek mennyiségét, akkor meg tudjuk állapítani, hogy jó, megfelelő-e a talaj szerkezete, az ásványi összetétele; van-e elég táplálék a növénynek? Az ilyen vizsgálat, azaz legfőképp a növényi talaj feletti habitusa és az együttes gyökérvizsgálat jelzi, mutatja, hogy mit gondoljunk a talajunkról és a növényünkről. Ismerjük-e az ő stratégiáit, hogy mennyire küzdőképes, és sikeres lesz-e ebben a „harcában”?

Korábbi vizsgálatok során megfigyeltük, hogy egy nehézfémmel (kadmiummal) szennyezett talajban a növény gyökértömege jóval nagyobb lesz. A növénynek energiát kell befektetnie ahhoz, hogy kivédje a Cd-károsítást. Nagyobb gyökérre tapadó nehézfém-mennyiség, kevesebb Cd a hajtásban, mert ott arra nincs szükség. A Cd-nak nincs biológiai szerepe, a növénynek védekeznie kell ellene, saját stratégiát folytat ezért, de ekkor NE várjunk nagyobb termést! Ha figyeljük a talajbióta típusát és működését is, akkor kiderül, hogy ebben a küzdelemben segítheti a növényt számos talajélőlény is, és a stratégia eredményesebb lehet.

A gyökerek és a talajélőlények

A fentiekből is következik, hogy a legjobb talajoltóanyag a növényi gyökér. Ha a gyökerek mélyre tudnak jutni, akkor velük együtt a talajélőlények is tovaterjednek a talajban. Oda-vissza hatás létezik. A növény nincs talajélőlények nélkül, de a talajbióta (azaz a talajélőlények) is jócskán függnek a növényektől. A növény, mint egy karmester a zenekarban, kémiai „csalianyagok” segítségével rendeli magához a legkülönbözőbb élőlényeket (organizmusokat). Ezek az anyagok elsősorban cukrok és a szerves savak. A cukor a táplálék, a sav pedig az oldószer szerepét tölti be főleg. A folyékony szén, amit a növény a napfény hasznosításával fotoszintézis útján előállít, passzív és aktív úton is kijuthat a gyökércsúcson keresztül a talajba. De miért is „pazarol” a növény? A saját napi produktumának akár a 20%-a is erre a „talajtáplálásra”, feltárásra fordítódik. Befektetés nélkül nem megy. Ez a veszteség ugyanakkor megtérül, ha az így táplálékhoz jutott mikroorganizmusok– oldhatóvá tudják tenni például a nehezen feltárható foszfort, vagy – biológiai úton a levegő molekuláris nitrogénjét megbontva járulnak hozzá az aminosavak, fehérjék növényi létrejöttéhez.

Tipp: Érdemes elgondolni, hogy milyen célra és milyen növényhez akarunk talajoltó-készítményt alkalmazni. A szükségesség megállapításához használjuk fel a meglévő talajvizsgálati eredményeket, a humusz-mennyiségét (hogy van-e elég), a felvehető makro- és mezo-tápelemeket, pl. a nitrogéntartalmat, az egyéb esetlegesen akadályozó tényezőket (talaj-kötöttség, savanyúság, sótartalom). Ezekből tudunk következtetni a hiányzó és így szükséges, kívülről bevihető élőlényekre, mint lehetséges oltóanyagokra.

Nyilvánvaló, hogy az ilyen kölcsönös együttélés a leghatékonyabb rendszer, amit a növénytáplálásnál figyelembe kell(ene) venni. További növénysegítő mikroorganizmusok még azok az élőlények, amelyek képesek megbontani az elhalt növényi maradványok nagy szerves molekuláit, így például a cellulózt, vagy a számos talajélőlény és az ásványi talajalkotók eredményeként létrejött humusz-molekulákat is. A kényszer nagy úr, mert a talajban élő lények is képesek áldozatot hozni a túlélésük érdekében. Ennek módja, hogy úgynevezett másodlagos anyagcsere-termékeket választanak ki, olyan enzimeket például, amelyekkel meg lehet bontani, le lehet hasítani a szükséges szerves és szervetlen tápanyagokat. A jelenlegi talajvizsgálati rendszer adatai alapján is számos tulajdonságra következtetni lehet. Megtudhatjuk, hogy van-e szükség a talajoltó készítményekre vagy sem, illetve, hogy lesznek-e a működésüket, az elvárt hatékonyságot akadályozó tényezők? Ismerjük meg a talajainkat! Évről évre figyelemmel kell kísérni a terméseredményeket és a növényi állapotot; összesen, de az adott táblaszintű eloszlásban is. A növény jelzi, ha a talaj önálló életereje által az ő egészsége is biztosítva van. Jelzi továbbá a tápanyaghiányokat és az egyéb környezeti akadályozó, stresszkörülményeket is.

Nem csak a növény leveleinek színe, fejlettsége, és állapota tudja megmutatni a növény helyzetét. Érdemes megtudni, vizsgálni a növényi levelekben lévő tápelemtartalmakat is. A talajból műszeres analízissel megállapítható, hogy melyik elemből kellhet pótlás, és a szaktanácsadás ehhez viszonyítva javasolja a még szükséges mennyiségeket. A talajok biológiai állapotától is függ ugyanakkor, hogy a kiadott trágyák kellő mértékben tudnak-e hasznosulni, vagy segíthetné a talajélet ezek nélkül is a szükséges tápelemek felvehetőségét?

Biológiai N₂-kötés: A talajokban a nitrogén felvehetősége a leginkább akadályozott. A rendelkezésre álló légköri nitrogént ugyanakkor nem használjuk ki kellőképpen. Mind a kétszikű pillangós növények, mind pedig a fűfélék és egyszikű gabonafélék is kaphatnak mikrobiális (bakteriális) segítséget, amivel csökkenthető vagy kiváltható a műtrágyák túlzott felhasználása. Az obligát szimbionta rhizobiumok és az asszocitív Azospirillum Herbaspirillum genusz tagjainak tevékenységét, de a szabadon élő nitrogénkötők (pl. az Azotobacter genusz tagjainak az) aktivitását is ki kell és lehet használni.

Tipp: A műtrágyák alkalmazása előtt célszerű megbizonyosodni arról, hogy vannak-e a talajunkban olyan élőlények, amelyek részben azokat kiváltani tudják, így mennyiségük csökkenthető, vagy akár pl. a foszfor-mobilizálók esetén el is hagyható lenne. Sok esetben esetleg csak kis (starter) mennyiségre van/volna szükség a növény kezdeti fejlődéséhez. Később már egymást segíthetik a talajban a növények és a talajbiota tagjai. A műtrágyákkal céltudatosabban kell bánni.

Foszfor-felvétel javulása: A foszfor a „kiöregedő” tápelem, ami az agyagásványokhoz és a talaj szerves anyagaihoz erősen kapcsolódik, és így a növény nehezen jut hozzá, még a műszeres vizsgálatok szerint „igen jól ellátott talajokban” is. Mind a baktériumok, mind pedig a gombák között találhatunk azonban foszfor-oldásra és/vagy -mobilizálásra is képes organizmusokat. Az arbuszkuláris mikorrhiza (AM) gomba a növény belsejében (mint endofita) adja le nemcsak az oldható foszfort, de a nagyobb felvett vízmennyiséggel egyéb ásványi elemeket is. A mikorrhiza mellett számos baktérium képes olyan szerves savak kiválasztására, amelyekkel a foszfor oldhatóvá és így felvehetővé válik. Ismert tény az is, hogy ha esetleg az AM gomba nincs jelen, vagy nem jól működik, akkor a foszforoldó baktériumok (pl. a spórás bacillusok) aktivitásalesz nagyobb. Mindkét mikrobacsoport jól vizsgálható, mennyiségük és a tényleges működőképességük is kimutatható egy-egy talaj-növény-rendszerben. Figyeljünk erre!A talajbiológiai aktivitás hiányát és így a foszfor-felvétel akadályozottságát mutathatja például a növényi levelek lilás elszíneződése, ami a növényi foszforhiány tipikus tünete. Milyen megoldást választhatunk ekkor?

Foszfortrágyát juttatunk ki, amit a növény fel tud venni annak oldható formájában. Ez egy azonnal ható, de viszonylag rövid távú megoldás, és később, ha a növény azt felhasználta, megint nem lesz elegendő mennyiség, ha nincs a talajban a felvételt segítő organizmus.

Foszforfeltárást biztosító mikrobiális oltóanyagot juttatunk ki, ha van a talajban feltárható foszfor ásványi anyag. Ekkor a foszforoldásra képes baktériumok vagy a mikorrhiza gombák tovább is hozzásegítik a növényt a foszforhoz, egyenletesebb növénytáplálás a vegetációs időszakban továbbra is.

Ez a példa is jól mutatja, hogy a talaj-növény rendszer együttes vizsgálatára van szükség a helyes, saját magunk által választható stratégiához. Ha nincs a talajban a foszfortápelemeket feltárni képes mikroorganizmus, élőlényrendszer (azaz jól működő tápanyagháló), akkor azt is, annak az „elemeit” is lehet pótolni, nem csak újabb műtrágyát kiadni.

A mikroelem-ellátottság javulása: A talajvizsgálatokkal leginkább a fő (makro)-tápelemekről lehet információt kapni. A Liebig-féle „minimum-törvény” szerint ugyanakkor az elemek növény általi felvehetőségét a talajban a „hordó legkisebb dongája”, azaz a minimumban levő tápelem határozza meg. A túltrágyázott talajból például a foszfor sem tud hasznosulni, még segítő mikroorganizmusokkal SEM, ha a cink minimumban van. Az elemek harmonikus és optimális arányára van tehát szükség, és figyelni kell az egyes táp- és mikroelemek hozzáférhető mennyiségét is.

Ha a mikrobiális tevékenység alapján javul a szervesanyagok lebontása a talajban, akkor egy teljesebb, komplexebb elem-összetétel jön létre, és kevésbé lesznek hiánytünetek kimutathatók. A mikroelem-ellátottságnál oda- és visszahatás működik. Vannak mikroelemek, melyek segíthetik a mikrobás tevékenységet, de ha az kialakul, akkor a növényi ellátottság már kiegészítő költség nélkül is jobb lehet. Ismert például a pillangós szimbiózisnál a bór kiemelt szükségessége, de bórigényes még a repce is a virágzás intenzív szakaszában. A mikroelemek levélen keresztül történő felvételével a vegetációs időszak közben is gyors és hatékony tápelem-kiegészítésekre van lehetőség.

Összefoglalás: A mikrobiális oltóanyagok alkalmazásánál a növényre is figyelni kell. A növénynövekedés jelzi a kedvező vagy a kedvezőtlen talajállapotot. A gyökerek jelzéseiből elsősorban a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait állapíthatjuk meg, de a talajbiológiára is következtethetünk. A mikrobiális oltások nem csak egyszeri megoldások. A talajkezelések mellett vannak, lehetnek későbbi növénykezelési lehetőségek is, amelyek a növényi hajtáson, leveleken keresztül fejtik ki a kedvező és elvárt növénysegítést.

A műtrágyák csökkentése és/vagy kiváltása, de a peszticidek felhasználásának mérséklése, biológiai helyettesítése is fontos gazdasági és emberegészségügyi érdek. Gazdálkodjunk okosabban a biológiai talajerővel! Ezt a SZIE szakirányú továbbképzésben is oktatja és vizsgálatokkal is alátámaszt https://kertk.szie.hu/felvetelizoknek/szakiranyu-tovabbkepzesek/biologiai-talajero-gazdalkodasi-szakiranyu-tovabbkepzes. Az Európai Unió Horizon 2020 „Egészséges talaj és Élelmiszer” új, missziós szakértői testülete is a biológiai-ökológiai szemlélet szerint alakult. Figyelembe kell venni és alkalmazni a talajbiológiai aktivitással megvalósítható, a „kezünkben levő” növénytermesztési és növényvédelmi lehetőségeket. Csak a talaj egészsége vezethet el az emberi-környezeti egészségig. (https://ec.europa.eu/info/horizon-europe-next-research-and-innovation-framework-programme/mission-oriented-policy-horizon-europe_en).

További irodalom:

Biró B. (2002): Talaj és rhizobiológiai eszközökkel a fenntartható növénytermesztés és környezetminőség szolgálatában. Acta Agronomica Hungarica, 50: 77-85.

Füzy A., Biró B.,Tóth T. (2003): Növény-mikroba kölcsönhatások és néhány talajtulajdonság közötti összefüggés hazai szikeseken. Természetvédelmi Közlemények, 10: 64-69.

Prof. Dr. Biró Borbála
az MTA doktora, egyetemi tanár az EU „egészséges talaj