Minden, amit a kén mezõgazdasági jelentõségérõl tudni kell…

Róla és vegyületeirõl (SO2, SO3, H2S) jobbára csak, mint az egyik legfõbb környezetszennyezõ anyagról van információnk.
A századunkban ugrásszerûen fellendült, fõleg ipari tevékenységnek betudható immissziójuk káros hatásaként jól ismertek a növények nekrózisokkal, esetenként teljes pusztulással járó „akut”, valamint a hatás külsõ jelei nélkül a termelési teljesítmény csökkenésében megnyilvánuló „krónikus” megbetegedései.

A kén fontos makroelem, mely a nitrogént, foszfort és a káliumot követõen a 4. legnagyobb mennyiségben található alkotóeleme a növényi szervezetnek (1. táblázat).

Esszenciális tápelem, mely közvetlenül, vagy közvetve számos növényi és állati életfunkcióban szerepet játszik.
A kén esetleges visszapótlására a mezõgazdasági gyakorlat mindeddig viszonylag kisebb figyelmet fordított. Tette ezt annak ellenére, hogy a növények számára rendelkezésre álló kén mennyisége számos mezõgazdasági területen csökken.

A tendencia okai között elsõ helyen a kísérõsó-mentes mûtrágyák használata, valamint a környezetvédelem hatására csökkenõ antropogén kénkibocsátás említhetõ meg. Ugyancsak az esetleges kéntrágyázás szükségességét erõsíti az olyan nagyobb termõképességû, kedvezõbb kvalitatív mutatókkal rendelkezõ növényfajták, hibridek termesztésbe vonása, amelyeknek a makroelemekkel (így a kénnel) szemben támasztott igényei is nagyobbak. A megnövekedett N-, P-, K-ellátás mezõgazdasági növényeink termésszintjének növelése mellett azok S igényét is emeli (2. ábra).

Fent részletezett összefüggéseknél fogva ahhoz, hogy megfelelõ hozamokat és minõséget legyünk képesek biztosítani, bizonyos esetekben kéntrágyázásra lehet szükség.
Az okszerûen alkalmazott kéntrágyázás Európa számos területén így egyre nagyobb jelentõséggel bír és mindennapi gyakorlattá válik.
A közvetlen növénytáplálási vonatkozásokon túl a kéntrágyázás hatékony eszköze lehet a bázikus talajok (és szikesek) javításának és alapját képezheti egyes nehézfém szennyezett talajok (fito)remediációjának is.
A kén az élõ szervezetek számára nélkülözhetetlen tápelem. A kéntartalmú aminosavak építõeleme, a peptidek, fehérjék és lipidek alkotórésze. Aktivizál bizonyos fehérjebontó enzimeket, pl. papinázokat (papin, brometin és ficin) és alkotóeleme a koenzim-A-nak és a glutationnak. A biotin (H-vitamin), mely növekedésszabályozó hatású, szintén tartalmaz ként.
A diszulfidkötés egyik meghatározója a protoplazma szerkezetének, a szulfhidrilcsoportok mennyisége pedig a növények fagytûrõ képességét befolyásolja.
Adekvát mennyiségben növeli a zöldtömeget, serkenti a növények vegetatív növekedését, növeli a klorofilltartalmat, javítja a takarmánynövények emészthetõségét, valamint ízletességét.
Gabonaféléknél a megfelelõen alkalmazott kéntrágyázás javítja a sütõipari értékmérõk alakulását, összefügg a cereáliák, hüvelyesek, valamint termesztett olajnövényeink minõségi paramétereinek alakulásával. A kén fokozza az egyes trágyaanyagok hatékonyságát, növeli a növények károsítókkal és kórokozókkal szembeni ellenállását, azok biotikus és abiotikus stressz ellenálló képességét, így csökkenti a növényvédelem költségeit és javítja a termésbiztonságot. Fungicid hatásánál fogva eredményesen alkalmazzák termesztett növényeink gombakártevõkkel szembeni védelmére is. Szûkíti a növényi szövetek N:S arányát, ezáltal csökkenti azok nitrát-, amid- és hidrogén-rodanid tartalmát.
A kénnek a bioszféra anyagkörforgalmában központi szerepe van. A nitrogén körforgalmával ellentétben azonban a kén ciklusában az atmoszférikus fázis csak kevéssé domborodik ki. A nitrogénhez hasonlóan a S is különbözõ oxidációs állapotban, számos vegyület komponenseként vándorol.
A talajban a kén szervetlen és szerves formában egyaránt megtalálható. A két forma egymáshoz viszonyított aránya erõsen változó: talajtípustól, mélységtõl és gazdálkodási módtól függõ.
A talajok kéntartalmának jelentõs része szervesen kötött formában található. A szervesen kötött kénmennyiség kiteheti a talaj összes kéntartalmának jelentõs részét.
A talajban a kén szervetlen formában a Na, K, Mg, Ca vízoldható szulfátjainak-, az agyagásványok és Al- és Fe-oxidok felületén adszorbeált szulfátok-, a Ca, Ba, Fe és Al oldhatatlan szulfátjainak-, valamint  szulfidok és a S egyéb redukált formáiban lehet jelen. Elemi ként jól szellõzött, felföldi talajokban szinte egyáltalán nem találhatunk. Redukált formái is fõleg csak vízborításos, anaerob viszonyok között találhatók nagyobb mennyiségben, ahol bakteriális redukció játszódik le és szulfidok képzõdnek.
Talajaink legfontosabb szulfátjai a gipsz és az anhidrit, legfontosabb szulfidjai a Fe2S3 és a FeS.
Míg a humid régiók talajainak SO42– koncentrációja a 10 mg/kg talaj értéket sem éri el, addig szárazabb környezetben (szántóföldi vízkapacitáshoz közeli értéken) mennyiségük meghaladhatja az 1000 mg/kg-os mennyiséget.
Az eltérések a szerves anyag mineralizációjának, az oldható szulfátok kimosódásának, valamint a növényi kénfelvétel, a klíma, a talajtípus és az agrotechnika (talajmûvelés, öntözés-öntözõvíz, mûtrágyázás) különbségeibõl adódnak. A szabad szulfátoknak fõleg kationokkal alkotott (Na+, K+, Mg2+, Ca2+) vízoldható sói, valamint a fõleg amorf anorganikus Al3+-mal kapcsolódó oldhatatlan szulfátok mellett – mely kiteheti egyes talajok összes kimutatható szulfáttartalmának mintegy 90%-át – jelentõs az 1:1 agyagásványok, valamint az Al- és Fe-oxidok (oxihidrátok) felületén adszorbeált szulfátmennyiség is. A szulfátionok kötõdése a talajkolloidokhoz azonban meglehetõsen gyenge (a liotróp sorban a foszfát után következnek), így különösen laza talajokon könnyen kimosódhatnak.
A talajok kénforgalmát (2. ábra), tekintve alapvetõ jelentõséggel bír a talaj kéntartalmának a növények által felvehetõ részét képezõ, vízben oldható szulfáttartalma.
A talaj szerves anyaga, a talajba bejutó és bevitt növényi maradványok, szerves trágyaanyagok a mineralizáció során a talajtani jellemzõktõl, a mikroflóra összetételétõl és aktivitásától függõen elõször rövidebb szénláncú egységekre szakadnak, majd szervetlen vegyületekre, köztük szulfátokra tagolódnak. A talaj szerves kötésben található kéntartalmának ily módon való feltáródását Sjöquist (1994), valamint Ericksen (1994) évi 2%-ra tartja. Durva becsléssel ez a talaj felsõ 30 cm-es rétegében 5% szervesanyag-tartalom mellett, ha 0,5% kéntartalommal számolunk évi 15 kg/ha-os feltáródást jelent, mely önmagában aligha elég termesztett növényeink kénigényének kielégítésére. A szerves trágyaanyagok által talajainkba juttatott kénmennyiség sem haladja meg a 10 kg S/ha-os mennyiséget (Hekstra 1996).
A kén biológiai körforgalmában a talajbiota központi jelentõségû. A talajba jutott, juttatott, illetve ott található kénvegyületeket a mineralizáció során kénhidrogénné alakítják a lebontó szervezetek. A talaj kénhidrogénje és egyéb redukáltsági fokú kénvegyületei szintén mikrobiológiai hatásra a növények számára felvehetõ szulfáttá oxidálódhatnak, melynek egy része a talajok adszorpciós komplexumához kötõdhet, illetve mélyebb rétegekbe mosódhat. Az átalakított szulfát bizonyos hányada a mikróbák testépítõ folyamataihoz használódik fel. Anaerob körülmények között az elõzõ reakciók ellentéte játszódik le. A kéntartalmú vegyületeket más mikróbaközösségek redukálják, kivonva ezeket bizonyos idõre a körforgalomból. Ezen „poolból” megfelelõ körülmények között, döntõen mikrobiológiai hatásra a kén ismét visszajuthat a körforgalomba. Az összefüggéseket a 4. ábra szemlélteti:
A kénforgalomban szerepet játszó mikroorganizmusok száma meglehetõsen nagy, az általuk katalizált reakciók pedig sokrétûek.
Az oxidációra képes autotróf mikroorganizmusok közül a talajokban legnagyobb jelentõséggel a Thiobacillus génusz tagjai bírnak (5. ábra). A 0,5 m vastag és 1–4 m hosszú Gram-negatív pálcikák magányosan, párban, vagy láncokban fordulnak elõ. Aerob, vagy fakultatív aerob baktériumok, melyek többsége egy poláris csillóval mozog.
A magasabb rendû növények rendszerint szulfát alakjában veszik fel a ként gyökereik segítségével a talajból. A szulfát felvételében az ionkonkurencia (a szelenát kivételével, mely gátolja a szulfátfelvételt) nem játszik szerepet. A felvett szulfátmennyiség akropetális irányban jól mozog a növényben és eljut a fiatal levelekbe és merisztémákba is. Bazipetális irányban gyakorlatilag nem szállítódik. Kisebb mennyiségû kén a növénybe a szennyezett légkörbõl a gázcserenyílásokon keresztül SO2, valamint H2S formájában is bekerülhet.
A talajok kénellátottságára a leginkább igényes növények a keresztesek (õszi káposztarepce, mustár). Éves kénigényük mintegy 25–70 kg/ha, mely mintegy a duplája kalászos gabonáink kénfelvételének.
Elégtelen-S ellátás esetén elsõsorban a növények fehérje-anyagcseréje károsodik. Kénhiány esetén megemelkedik az oldható N-vegyületek mennyisége beleértve a nitráttartalmat is, ezzel szemben csökken a fehérje- és a klorofiltartalom. A kénhiány következtében csökken a növények tápanyag- így nitrogénfelvétele is, mely növeli a nitrát talajvízbe történõ kimosódásának veszélyét. Hiánya esetén a növények növekedése lassul, tartásuk merevvé válik, színük klorotikusra vált. A hiány egyenes következménye az akár 30%-ot is meghaladó terméscsökkenés, valamint a gyenge minõség.
A kénhiányos õszi káposztarepce ellenálló képessége gyengül, gombás fertõzések ütik fel fejüket az állományban: a hiány következtében csökken a növények becõszáma és a becõnkénti szemszám (5. ábra).

Az állományok elégtelen kénellátottsága a romló aminosav-összetétel következtében általában jelentõs minõségromlással is társul. Az õszi káposztarepce jellegzetes hiánytünete az úgynevezett fehérvirágúság (6. ábra).

A gabonafélék kénhiányára jellemzõ tünetek legelõször a tábla lazább talajú részein jelentkeznek rendszertelen alakú, tónusukat vesztett, a nitrogén hiányára emlékeztetõ foltok formájában (7. ábra).

Ezt követõen aszálykárra utaló tünetek jelennek meg, majd a csökkent ellenállóképesség miatt gombás fertõzések (Septoria sp.) ütik fel fejüket az állományban, sötétebb színárnyalatot kölcsönözve a növényzetnek. A szemmel látható tünetek mellett különösen a fiatal levelekben csökken a növény kloroplaszt tartalma. A kénhiány következtében csökken a hajtásszám, valamint a kalászonkénti szemek száma (8. ábra).

A kénhiányos búza lisztjébõl készített tészta nyújtási ellenállása nõ, nyújthatósága csökken. A csökkenõ cisztintartalom következtében a sikér diszulfid kötései nem elegendõek a megfelelõ rugalmasság biztosításához, a tészta szívóssá válik. A jelenség maga után vonja a sütõipari értékmérõk romlását és a kenyértérfogat csökkenését.
A talajok túlzott SO42– tartalma nem gyakori jelenség. A többletet különösen az érzékeny növényeknél a levélszélektõl befelé induló sárga foltok és a perzselés jelei mutatják. A felesleg következtében a levélméret elmarad a normálistól és a növény idõ elõtti öregedése tapasztalható (Sárdi, 1999).
A talajok túlzott szulfáttartalma amellett, hogy a bázikus talajrészecskékkel nehezen oldható szulfátokat képez  és ezáltal csökkenti a növények számára hozzáférhetõ tartalék tápanyag mennyiségét, a talaj pH-t savas irányba tolja el, mely hátrányosan befolyásolja a talaj fizikokémiai és biológiai rendszerének kiegyensúlyozott mûködését. A pH csökkenés következtében a Cu, Zn, B, Mn, valamint egy bizonyos szintig az Fe felvehetõsége nõ, velük párhuzamban viszont csökken a növények számára hozzáférhetõ N, P, K, Ca, Mg és Mo mennyisége, mely összefüggést mutat a kilúgozásos folyamatok erõsödésével.
Az elszegényedõ elemkészlet mellett a pH csökkenés hatására gátolttá válik egyes talajlakó baktériumok mûködése, illetve szaporodása (Azotobacter fajok, gümõbaktériumok stb.) is. Ez a gombák részarányának viszonylagos növekedése mellett is kisebb biológiai aktivitással, szervesanyag-mineralizációval, nitrifikációval, cellulózbontással és nitrogénkötéssel járhat együtt, csökkentve ezáltal a talajok termékenységét.

A gyógyítás lehetõségei:
Kénhiányos területeken mindenképpen kéntartalmú mûtrágyák alkalmazása javasolt. Az ily módon kijuttatásra kerülõ kénmennyiség átlagos értéke ne haladja meg az 50–70 kg/ha-t. A kijuttatás tervezésekor vegyük figyelembe, hogy a szulfát formában adagolt kénmennyiség kimosódásos veszteségei az NO3– -éhoz hasonló nagyságrendûek.
Az elemi kénnel való kénpótlás tervezését nehezíti, hogy a döntõen mikrobiológiai tevékenység hatására végbemenõ SSO42–-átalakulást a talaj hõmérséklete, valamint nedvességi állapota jelentõsen befolyásolja.
Gyors beavatkozásként a levéltrágyázás is alkalmazható. Ne feledjük azonban, hogy a levéltrágyázás a hiánytünetek gyors enyhítésére alkalmas ugyan, de az így felvételre kerülõ hatóanyagmennyiség az esetek döntõ többségében nem elegendõ a növény szükségleteinek fedezésére, a termés minõségvesztésének megelõzésére.
Gabonaféléknél a hiány orvoslását nehezíti, hogy a sokszor csak a bokrosodás végén, a szárbainduláskor jelentkezõ tünetek könnyen összetéveszthetõek a N-hiánnyal és N-adagolás hatására további erõsödésük figyelhetõ meg. Ezen túlmenõen még jó diagnózis esetén sincsen már mód a szükséges szulfátmennyiség pótlására, hiszen a 2 nóduszos állapot után a kénhiány csak részben korrigálható.
Hatásos megoldást az idejében elvégzett növényvizsgálatok adhatnak. Schnug és munkatársai (2000) alapján amennyiben a bokrosodás kezdetekor a búzanövény föld feletti részeinek összes kéntartalma nem éri el az 1,2 mg/g értéket, akut kénhiányról beszélhetünk és a kéntrágyázás mindenképpen indokolt. A szerzõ, vizsgálatai alapján a maximális termés eléréséhez szükséges kénmennyiséget 3,2–4,0 mg/g bokrosodó növényértékre tartja.
Ezen érték felett a kiegészítõ kéntrágyázás már nem mutat értékelhetõ termésnövelõ hatást.
Bloem és mtsai. (1995) felhívják a figyelmet ugyanakkor a látens kénhiányra (1,5–3,0 mg/g S), mely záródott állományok esetében gyakori jelenség lehet. Lappangó kénhiány esetén az állomány hiánytüneteket ugyan nem mutat, a termés kvantitatív és kvalitatív mutatói azonban romlanak.

Felhasznált irodalom
Bloem, E. – Paulsen, H.M. – Schnug, E. (1995): Schwefelmangel nun auch in Getreide. DLG-Mitteilungen, 8:18-19.
Ericksen, J. (1994): Soil organic matter as a source of plant avialable sulfur. Norwegian J. Agric. Sci.: Suppl. 15:28-149.
Hekstra, A. (1996): Sustainable Nutrient Management in Agriculture. Nutrient limited yield. HANDICOM, Netherland p. 104-109.
Junius, M.M. (1979): Alchimia verde – Spagyrica vegetale. Roma
Kajdi, F. (2000a): A „minõség” szerepe a búza termesztésében (I.). Növényvédelmi Tanácsok, Mosonmagyaróvár 9:11, 8-9.
Kajdi, F. (2000b): A„minõség” szerepe a búza termesztésében (II.). Növényvédelmi Tanácsok, Mosonmagyaróvár 9:12, 19-23.
Kalocsai, R. – Schmidt, R. – Földes, T. – Szakál, P. (2002): Az elemi kén talajbeli oxidációjának vizsgálata. Acta Agronom. Óváriensis 44:1, p. 19-28.
Kalocsai, R. – Schmidt, R. – Földes, T. – Szakál, P. (2002): Az elemi kén és a baktériumos talajoltás hatása a talaj kémhatására. VIII. Ifjúsági Tud. Fórum. Veszprémi Egyetem Georgikon Mezõgazdaségtudományi Kar Keszthely 2002.márc.28.
Kalocsai, R. – Schmidt, R. – Szakál, P. – Kerekes, G. (2000): A kén – a környezetszennyezõ esszenciális makroelem (szemle) Acta Agronomica Óváriensis 42:2,261-286.
Kalocsai, R. – Schmidt, R. (2002): Az elemi kén, valamint a baktériumos (Thiobacillus sp.) talajoltás hatása a talaj kémhatására és felvehetõ SO42- tartalmára. Acta Agr. Óváriensis 44:1, 3-18.
Patócs, I. (1989): A növények táplálkozási zavarai és betegségei. Agroinform, Budapest
Schnug, E. – Bloem, E. – Haneklaus, S. (2000): Schwefelmangel in Getreide. Getreide 6. Jg. 1:60-61.
Schnug, E. – Haneklaus, S. – Murphy, D. (1993): Impact of sulphur supply on the baking quality of wheat. Aspects of Appl. Biol. 36. Cereal Quality III. p.337-346.
Sjöquist, T. (1994): Mineralization of organic sulphur compounds in soil. Norw. J. Agric. Sci. Suppl. 15:146-178.
Szerzõk:
Dr. Kalocsai Renátó1, Dr. Schmidt Rezsõ2, Dr. Szakál Pál2, Giczi Zsolt1
1 UIS Ungarn Laborvizsgálati és Szolgáltató Kft.,
2 Nyugat-Magyarországi Egyetem, Mezõgazdaság- és
Élelmiszertudományi Kar, Mosonmagyaróvár.