Prof. Bíró Borbála
egyetemi tanár, Szent István Egyetem, Kertészettudományi Kar,
Talajtan és Vízgazdálkodás

A talaj, különösen, ha „termőtalaj”-ról beszélünk, attól nevezhető annak, hogy benne állandó és aktív anyagcsere-folyamatok zajlanak. Ezek a folyamatok az állandóan és dinamikusan működő élettevékenység eredményeképpen jönnek létre. A talaj ezáltal egy élő rendszer, egyedi élőlények különböző kölcsönhatása által létrejött egység, önálló „szervezet”. Valahogy úgy kell elképzelni, mint az emberi testet, ami szintén úgy válik egységes egésszé, hogy abban az egyes szervek különálló, de a többivel összekapcsolódó tevékenységet is folytatnak. Ez a szemlélet egyúttal azt is feltételezi, hogy a talaj végső működőképessége számos alap- és kiegészítő tényező eredőjétől függ és ráadásul ez az összegzett tulajdonság még az idővel és a környezeti tényezőkkel is folyamatosan változik. Az időben történő „korosodást” a természetes ökoszisztémákban szukcessziónak hívjuk. Ha ezeknek a természetes rendszereknek (ökoszisztémáknak) a talajbiológiai tulajdonságait megfigyeljük, akkor rögtön a legszembetűnőbb dolog a fejlődés, növekedés, azaz az „idősödés” folyamata is. Gyakorlatilag tehát szinte megállapíthatjuk azt is, hogy „kiskorú”, vagy a zárótársulás (a „klimax”) felé közeledik-e összetételét tekintve egy természetes növénytársulás. Ennek folyamatában (a talajképződés kezdetén) csak azok az élőlények tudnak kialakulni, majd fennmaradni, megélni, melyek a szervetlen anyagokból (vízből, szén-dioxidból és ásványi elemekből) szerves anyagokat (szén-hidrátokat, szerves sókat, fehérjéket) tudnak előállítani. Ezek az úgynevezett elsődleges termelő (producens) szervezetek, a talajok legelső (úttörő, pionir) szervezetei, azaz a fotoszintetizáló zöldalgák és a kékalgák (Cianobaktériumok). Az ilyen önellátásra képes (autotrof) szervezetek adják a tápanyagot azoknak az élőlényeknek, amelyek más szervezet anyagaira vannak utalva, nem önellátó (heterotrof) élőlények. Ilyenek a baktériumok és a mikroszkópikus gombák, amelyek elbontják az elhalt, élettelen anyagokat, így jutnak saját tápanyagokhoz. A baktériumok főleg az egyszerű megoldásokat követik, könnyen felvehető, kis molekulasúlyú cukrokkal, szerves savakkal és fehérjékkel táplálkoznak. A szervesanyag-lebontásnak ez a kezdeti folyamata. Ha ezek az anyagok elfogytak és a nagy molekulasúlyú, nehezen elbontható anyagok maradnak meg, azok hasznosítására már inkább a gombák képesek. A gombáknak a talajban kétféle megoldása alakult ki a táplálékhoz jutás érdekében. Az egyik út, hogy:

• cellulózlebontó enzimek segítségével a nagy molekulákat fel tudják darabolni kisebb, már oldható és a mikróbák vagy a növények számára is felvehető anyagokra, a másik megoldás, hogy
• oxigén nélkül (a talaj levegőzöttsége hiányában, azaz anaerob feltételek között) azok a gombák jönnek, amelyek fermentációs anyagcserére is képesek. Az ilyen erjesztéses folyamatokban nem szükséges a molekuláris oxigén jelenléte, azt ezek az élesztőgombák egyéb vegyületekből (pl. a nitrátból) is megszerzik.

A természetes növénytársulások talajaiban így a fotoszintézist folytató (fototrof) szervezetek biztosítják a baktériumok, majd a gombák (élesztők és fonalas gombák) megélhetését. A folyamatban majd egyre inkább eljutunk a szinte kizárólag csak a gombák uralta körülményekhez (gondoljunk csak az erdei ökoszisztémák avartakarójára, ahol szinte csak ezek dominálnak). A folyamat (a meccs) állását a talajban az úgynevezett gomba:baktérium (G:B) aránnyal is jellemezhetjük, ami a jól működő talajban a 0:2-ről végül az 1:1-re, 2:1-re, majd az annál is nagyobb értékekig változik. A gombák uralta ökoszisztémákban így a bekerülő és nagy szénvázas, nehezen bontható szerves anyagok lebontása erőteljesebb ütemben valósulhat meg.

Összegezve az eddigieket láthatjuk, hogy talajainkat, mi több termőtalajainkat mesterségesen „csecsemőkorban” tartjuk. Ideje lenne már észrevenni, ha azok „felnőttek”. Biztosítani a talaj felnőtté válását, és engedni, hogy önmaga folyamatai révén segítsen be a feladatokba, azaz a növénytáplálásba is. Figyeljünk arra, hogy ezt az önállóságot hogyan lehet motiválni, kialakítani. 

A talaj, mint egy önálló, élő szervezet

Maradjunk továbbra is az „emberi” hasonlatainknál. Az ember alapvető élettevékenységét az egyetlen és létfontosságú szívének a megléte és működése szabja meg. Vajon mi adja a talaj-élettevékenység motorját, szívét? A talajban ezt a szerepet a szerves anyagok töltik be, illetve a talajba került növényi és állati maradványoknak a talaj­élőlények segítségével módosult, átalakult formái, a különböző humuszanyagok. Ezek nélkül a talaj nem nevezhető talajnak, csak úgynevezett „támasztó közeg”-nek, ásványi anyagokból álló szubsztrátnak. Az önálló növénytáplálás szerves humuszanyagokhoz és az ezt használó, hasznosító élőlényekkel van kapcsolatban. A természetes, „öko-logikus” rendszerekben a működés „rend”-je a talajélőlények tevékenységéhez kötött és egyféle együttműködés, kapcsolat alakul ki a növények és a talajélőlények között a megélhetésért, a túlélésért. Egymással „jelmolekulák” segítségével kommunikálnak, aminek hatására számos hasznos, jótékony szervezet tud a növény segítségére sietni (emberi hasonlatunkat folytatva szakáccsá, vagy tápanyagot szállító inassá válni). Olyan okszerű, „üzleti”, tápanyag alapon kialakult kölcsönkapcsolat jön létre, ahol a szervetlenből szerves anyagokat előállítani képes szintén önellátó (autotrof) növény ásványi, szervetlen tápelemkoktélokhoz jut, illetve azok felvehetővé válnak számára a talajélőlények (talajbiota, vagy edafon) közreműködésével.

Ebből a fejtegetésből aztán rögtön adódik a kérdés is. Hogyan tudjuk, hogy a talajunkban mennyi, vagy netalán milyen minőségű szerves anyagok vannak? Tudunk-e ahhoz hozzátenni, ha hiányzik, vagy átalakítani azokat, ha nem jó típusúak és ebben milyen élőlények hadserege tud a növények és közvetve így az emberek segítségére is lenni?

A stabil, szerves humuszanyagok egy adott talajban bizonyos határok között változtathatók és nem növelhetők a végtelenségig. Hiába viszünk oda folyamatosan nagy mennyiségű bontható növényi anyagot, mégis kialakul egy egyensúly. A kémiai kivonószerekkel megtalálható összes humusz átlagos, százalékos mennyiségeit a talaj kötöttsége, lazasága és a talaj végső pH-ja szerint osztályozhatjuk. Így meghatározható az is, hogy milyen szinten van a talajban szerves humuszanyag, elértük-e már az irányadó maximumot (zöld szín), vagy a közepes értéket (sárga figyelmeztető jel), esetleg igen kevés, nem elégséges a humusz mennyisége (piros riasztási fokozat). A hazai talajokra jellemző lehetséges értékeket táblázat összegzi, nagyon leegyszerűsítve a három jellemző talajféleségre, a laza homok-, a középkötött vályog- és az erősen kötött nehéz agyagos talajokra. A mennyiségi vizsgálat mellett tudni kell még, hogy a humuszanyagok minősége is meghatározó. A korábbi Hargitai féle humuszminőség-vizsgálattal együtt például már jobban láthatjuk, hogy a szerves anyagok milyen módon tudják szolgálni a talajélőlényeket, melyik csoportot erősíthetjük ezekkel és hova kellhet további segítség, kiegészítés, vagy változtatás.

A talaj „szíve és vérellátása”

A talaj szívének jelzett szerves anyagok utánpótlásának fő forrását a növényi maradványok jelentik. Az elpusztult állati szervezetek – jóval kisebb össztömegük miatt, a művelt talajokban – csak másodlagos szerepet játszanak. A talajok szervesanyag- és humusztartalma arányban van a benne található talajélettel, bár az élőlények az összes szerves alkotóhoz viszonyítva mindössze 5 % élő tömeget jelentenek, mégis ezek határozzák meg a talaj összes funkcióját és az úgynevezett ökoszisztéma-szolgáltatását is. A talajélőlények között a talajállatok (fauna) mindössze 20%-ot tesznek ki, ezek közül a gyűrűsférgek átlagos mennyisége 12%, az egyéb makro- (3%) és mezo-fauna 5%-os értékei mellett. A talajban található növényekhez sorolt élőlények (flóra) láthatatlan, ezért meglehetősen elhanyagolt mikroszkópikus méretű képviselői közül a baktériumok és a sugárgombák 40%-ban, a gombák és az algák pedig szintén 40%-ban részesülnek. Jól szellőzött, az aerob folyamatokat támogató talajban az ásványosodás (mineralizáció) eredményeképpen szén-dioxid (CO2), víz (H2O), nitrát (NO3-), ammónium (NH4+,) foszfát (PO4-,) szulfát (SO42-), kalcium (Ca2+) és magnézium (Mg2+) szabadul fel további mikroelemek mellett. Levegőtlen, anaerob körülmények között ezzel szemben metán (CH4), ammónium (NH4+,) különböző aminok, szerves savak (pl. ecetsav, vajsav) és toxikus gázok, pl. kénhidrogén (H2S) és etilén (H2C=CH2) képződnek.

A folyamatban a talaj nitrogéntartalmának igen nagy jelentősége van.  A szerves szén feldolgozásához arányos mennyiségű nitrogén is kell, ahhoz hogy az élőlények testévé alakuljon a táplálkozáson keresztül. Minden talajba került szén (C) 12–30 db nitrogén (N) molekulát igényel ahhoz, hogy az ásványosodás optimális legyen. Bizonyos szerves anyagok azonban ennél jóval többet tartalmaznak, a szalma például átlagosan 300 C atom mellett tartalmaz 1 db N-t, ami nehezíti annak lebontását. Az emiatt létrejött „pentozán” hatást nitrogéntartalmú anyagok (pl. lucernaszéna, vagy pillangós mulcs) egyidejű bedolgozásával, vagy a nitrogénkötő mikroszervezetek számának növelésével zárhatjuk ki. A nagy rost- (cellulóz, lignin) tartalmú szármaradványok lebontásához így nem csak cellulózbontó mikrobákra, hanem nitrogénkötőkre is szükség van.

Ha a szerves anyagok mennyisége és összetétele is megfelelő a talajban, akkor viszont javul a G:B (gomba-baktérium) arány a gombák javára, de a biológiai úton nitrogént kötni képes baktériumok is életfeltételhez jutnak. Saját vizsgálatok során 70 kg nitrogén műtrágyát lehetett kiváltani N2-kötő baktériumok bevitelével, de a talajban ehhez arányosan legalább 1 %-nyi szerves anyag jelenlétére volt szükség.

Ami a vérellátást illeti, azt is köthetjük a talajélőlényekhez. Nem szabad elfelejteni, hogy a szabad szemmel alig látható, tehát majdnem az összes talajfauna-elem vízi élőlénynek számít. A nedvesség a lételemük és ezt kihasználva mozognak, mozgatják, keverik is a talajt. Figyeljünk csak meg például egy gilisztajárat-rendszert, ami mintegy hatékony érhálózat jelenik meg egy ezáltal jól működő talaj-növény-talajfauna-mikroba ökologikus rendszerben.

A talajszervezet egésze, egészsége

A talajok szervesanyag-tartalma szíve, mozgatórugója egy teljes talajélőlény-hadseregnek: ezek egymással különböző kapcsolatokat alakítanak ki és így jön létre az úgynevezett teljesség, a talaj-táplálékháló („soil food web”), ahol minden résztvevő megtalálja a saját életfeltételeit. Ha ebben a hálózatban valamelyik élőlénycsoport kiesik, akkor máris megszűnik a velük együttműködő többi szervezet is. Amennyiben ennek a hálózatnak a működését irányítottan növelni akarjuk, akkor tudni kell, hogy hova szükséges beavatkozni, melyik élőlénytípusra van szükség egy adott talajban, hogy az a „rend”-szer részévé váljon. A „ki mivel táplálkozik és hogyan él meg a talajokban” kérdés köré csoportosíthatjuk a talaj szinte mindegyik elvárt funkcióját. A szerves anyagok (a talajvizsgálatok során a humusz, H) %-os mennyiségéhez igazodva ismételten csak az egyszerűsített „piros”, „sárga” és „zöld” színekkel jelölhetünk számos további talajtényezőt (paramétert), amelyek segítenek a jól működő talaj kialakításában.

A leginkább ható további fizikai-kémiai tulajdonságok mellett sorra lehet venni a legfontosabb biológiai tulajdonságokat is.

Összefoglalásként elmondhatjuk, hogy a talaj élettevékenységét és az azokkal összefüggő számos élettulajdonságát egyedileg vagy összességében, illetve a fizikai-kémiai tulajdonságokkal együttesen is vizsgálni érdemes és lehet. Ha a talajt egy élő rendszernek tekintjük, akkor életünk részévé téve és az élőlényekre jellemző tulajdonságokra figyelve annak önálló tevékenysége jól kihasználható és működtethető.

A következő részben azokat a tulajdonságokat vesszük sorra, hogy hogyan, milyen módszerekkel növelhetjük a talajegészséget, vagy ha káros behatás érte, akkor a regenerációs, helyreállító-képességet és az ahhoz vezető biológiai talajerőt.

Prof. Biró Borbála
egyetemi tanár
Szent István Egyetem, Kertészettudományi Kar,
Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

A talajért elkötelezett támogatói kör:

A TALAJEGYETEM korábbi részei:

• I. rész: TALAJFIZIKA I.
• II. rész: TALAJFIZIKA II.
• III. rész: TALAJFIZIKA III.
• IV. rész: Műtrágyák és kémiai talajtényezők hatása (savanyodás, tápelemek megkötődése, felvehetősége)
• V. rész: A talajerő-gazdálkodás tudományos és gyakorlati főbb összefüggései

A cikk szerzője: Prof. Dr. Biró Borbála