Ugrás a tartalomhoz

Talajökológia

Kátai János (2011)

Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem

Chapter 5. A TALAJ TERMÉKENYSÉGE

Chapter 5. A TALAJ TERMÉKENYSÉGE

A talaj termékenysége és termőképessége. A talaj egyik legfontosabb funkciója a termékenysége. A termékenység a talaj hozamtermő képességét jelenti, vagyis hogy képes a növény számára termőhelyként szolgálni és fenntarthatóan, rendszeresen jó minőségű növényi produktumot termelni. Ez egyaránt érvényes az élelmiszer- és takarmánynövényekre, a nyersanyagként szolgáló növényekre (pl. fa, japánfű), a természetes vegetációt alkotó fajokra, csakúgy, mint a termesztett fajokra (kultúrnövényekre). A mezőgazdasági gyakorlatban gyakran összetévesztik a termőhely hozamtermő képességét, hozampotenciálját, illetve a produktivitását a talaj termékenységével. A talaj természetes termékenységét a talajképző tényezők (alapkőzet, domborzat, klíma, élőlények) határozzák meg (3.84ábra). A talaj hasznosítása során alakul ki a természetesből a megváltozott talajtermékenység (3.84ábra). Minél nagyobb hozamokat érünk el és az évek során minél kisebb a termésingadozás mértéke, annál jobb a talaj termékenysége. A hozamteljesítmény, azaz a ténylegesen megmérhető növényi hozam mennyisége eltérhet a potenciális hozamtermő képességtől. Ennek oka, hogy a hozam nemcsak a talaj termékenységétől, hanem egyéb, természetes vagy antropogén hatásoktól is függ. Így például egy jó termékenységű talajon száraz időjárás és csekély intenzitású művelés esetén kisebb a növényhozam, mint egy sekély termőréteggel és csekély termékenységgel rendelkező talajon, amelyen kielégítő a csapadék mennyisége és intenzíven művelik. Ezért a talajok termékenységének összehasonlítása csak ugyanazon – nem pedológiai – hatótényezők esetében lehet helytálló.

3.84. ábra: A talaj termékenysége és hozamtermő képessége közti összefüggések az agroöko-rendszeren belül

A talaj termékenységét a következő talajtulajdonságok határozzák meg: a talajréteg mélysége (a gyökerekkel átszőhető és a növények által igénybe vehető talajrétegnek a vastagsága); a talaj textúrája és szerkezete, levegő- és vízháztartása (aerob – anaerob viszonyok, a víz összes és felvehető mennyisége, vízfelvétel és vízvezetés, a talajvízszint mélysége); hőmérséklete és hőháztartása (felmelegedés, hőtároló és hővezető képesség); a talajra jellemző sav-bázis viszonyok és a redoxipotenciál; a szorpciós tulajdonságok; a tápanyagháztartás (makro- és mikrotápelemek, összes és felvehető tápanyagtartalom); a humuszháztartás (humusztartalom, minőség, összetétel); a talajlakó élőlények (biomassza, aktivitás, összetétel, gyakoriság); és a szennyezőanyag-tartalom (nehézfémek, szerves szennyezők).

A talajtermékenység becslése. Sokrétű élettevékenységük miatt a talajlakó élőlények fontos szerepet játszanak a talaj termékenységének fenntartásában. A talajon megtermett hozam mennyisége és a biomassza, vagyis a talajban élő szervezetek aktivitása szoros kapcsolatban áll egymással (3.85 ábra).

3.85 ábra: A talaj biológiai aktivitása (katalázszám) és a növény hozama közti összefüggés podzolos erdőtalaj termőhelyen beállított tartamkísérlet 24 parcellájában (a középértékeket 5 év alatt végzett 8 mintavételezés alapján adtuk meg)

Egyrészről a gyökérváladékok és a növényi maradványok nagyobb tápanyag-készletet jelentenek a talajban élő szervezetek számára, másrészről pedig a szervezetek – a szerves anyag mineralizálása révén – a tápanyagokat növények számára felvehető formába alakítják át. A talaj termékenységének biológiai indikátoraként szolgálhat a mikrobiális biomassza (mikrobiális eredetű C vagy N) mennyisége, a baktériumok és a gombák biomasszájának egymáshoz viszonyított aránya, a giliszták alkotta biomassza, illetve egyedszámuk, az ammonifikáció aránya (N-mineralizáció), a nitrifikáció aránya, csakúgy, mint egyes enzimek (kataláz, dehidrogenáz, proteáz vagy foszfatáz) aktivitása. A talaj termékenysége azonban nem csupán a mikrobiális tevékenység eredménye, hanem a talaj fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összességét is tükrözi (3.26 táblázat).

3.26 táblázat: Különböző mezőgazdasági hasznosítás alatt álló talajok (A-G) 0-10 cm-es rétegének fizikai, kémiai és mikrobiológiai tulajdonságai, mint a talaj-termékenység indikátorai (Stadelmann és mtsai 1983)

Ezen felül a talaj termékenységét jelző indikátorok is kapcsolatban állhatnak egymással. Erre példa a mikrobiális eredetű C-biomassza és az agyagtartalom, vagy a talaj szerves C-tartalma és a földigiliszták nagy száma közti kapcsolat. A termékeny, nagy biológiai aktivitással rendelkező talajok nem csupán a nagy növényi hozam miatt tűnnek ki. Általában képesek a természetes és a mesterséges szerves anyagok lebontására és átalakítására (lásd 4.3.4), a szervetlen szennyezőanyagok immobilizálására (lásd 4.4.4), valamint a patogén mikroorganizmusok, kártevők és gyomok visszaszorítására.

Növénytermesztési szempontból a nagyon jó termékenységű talajok szántóföldi, takarmány-, zöldség- és gyümölcstermesztésre, míg a gyengébb termékenységű talajok extenzív gyepgazdálkodásra alkalmasak. A hasznosítási mód megválasztásának alapjai a talajtérképek. Ezek az egyes területekhez és talajokhoz termékenységi szinteket (értészámokat vagy kategóriákat rendelnek hozzá (3.86 ábra).

3.86 ábra: A növény által hasznosítható talajréteg vastagsága és a talaj pontszáma, illetve termékenységi szintje közötti kapcsolat (Jäggli 1986)

A talajok értékelésénél célszerű minél több szempontot figyelembe venni: fontos a vízháztartás, a növény által hasznosítható talajréteg vastagsága, adott esetben a lejtés mértéke és a helyi klíma. Az idő során a talajok termékenységében kialakuló különbségek a termőhelyi tényezők és a művelési módok, valamint a talaj fejlődésének következményei. A pedogenézis (talajképződés, talajfejlődés) során a talaj termékenysége általában növekszik és egy bizonyos szinten stabilizálódik. A trágyázást nem alkalmazó szántóföldi hasznosítás csökkenti, a trágyázás pedig a vetésváltástól függően eltérő mértékben növeli a talaj termékenységét (3.87 ábra). A mély termőréteggel és jó termékenységgel rendelkező talajokon még trágyázás nélkül is sok éven át nagy terméseredmények érhetők el. A kultúrnövények ekkor a talaj raktárkészletéből folyamatosan pótolt, elegendő mennyiségű tápanyaggal táplálkoznak (a tápanyagkészletre támaszkodó művelés). A közepes és csekély termékenységű talajok trágyázást mellőző hasznosítása a talajt kizsarolja és a termékenység drasztikus csökkenését eredményezi (a tápanyagkészlet kimerüléséhez vezető művelés).

3.87 ábra: A termőhely, a talajfejlődés és a hasznosítás (trágyázás, művelés) jelentősége a talaj termékenysége és hozamtermő képessége szempontjából (Sauerbeck 1985 nyomán)

A termékenység fenntartása és veszélyeztetettsége. A talajtermékenység fenntartása a talajvédelem központi céljai közé tartozik. A termékenységet számos tényező veszélyezteti. Ilyen például a savas ülepedés, a szennyezőanyag-kontamináció (ülepedés a levegőből, túltrágyázás), a szakszerűtlen talajhasználat (pl. egyoldalú, humuszzsaroló növényváltás, a termőréteg tömörödése), valamint a túlságosan intenzív talajművelés. A (szél vagy víz által okozott) talajerózió a talaj termékenységét visszafordíthatatlanul rombolja. Az erózió elsősorban a lejtős területeken elhelyezkedő monokultúrás területeket, amelyek talaja (részleges vagy térközi ugarfoltok miatt) nem teljesen fedett, illetve a nagy kiterjedésű, nyílt területeket veszélyezteti (szélerózió, lásd 4.1.1).

A monokultúrák és a szőlő-, komló- és gyümölcskultúrák sokéves művelése során gyakran megfigyelhető, hogy idővel a hozammennyiség visszaesik. Ez pedig még tápanyag-visszapótlással sem ellensúlyozható. Számos tényező válthatja ki a termékenység csökkenését vagy megszűnését, amelyet talajuntságnak is nevezünk. A toxinelmélet szerint különböző, növényi gyökerek által kiválasztott vegyületek (pikolinsav, dihidroxi-sztearinsav, szaponinszerű anyagok) vagy mikrobiális eredetű gátló anyagok (alkoholok, szerves savak, H2S) dúsulnak fel a talajban. A szervezeteket okoló elmélet szerint a talajuntság a talajbiológiai egyensúly felbomlásának, a mikroorganizmus spektrum beszűkülésének, továbbá a patogén mikroorganizmusok elszaporodásának a következménye. A vetésváltás és a kevert vetés segíthet a talajuntság leküzdésében.