Ugrás a tartalomhoz

Talajvédelem

Dr. Farsang Andrea (2011)

4. fejezet - Az emberi tevékenység hatása a talajra. Talajdegradációk, a talajok mennyiségi és minőségi romlása. A talajok kémiai, fizikai és biológiai degradációja.

4. fejezet - Az emberi tevékenység hatása a talajra. Talajdegradációk, a talajok mennyiségi és minőségi romlása. A talajok kémiai, fizikai és biológiai degradációja.

Az emberi tevékenység talajképződésre, talajfejlődésre gyakorolt hatása, mint módosító tényező vehető figyelembe. E hatás sok esetben pozitív, gondoljunk csak a talaj vízháztartásának javítására, a talajtermékenység megőrzésére tett erőfeszítéseket, vagy a talaj pusztulása elleni talajvédelmi beavatkozásokra. A talajt érő antropogén hatások azonban kedvezőtlen hatásokkal is járnak. A talajdegradáció összetett folyamat,mely a talaj tulajdonságokban és a talajra jellemző folyamatokban visszafordítható vagy visszafordíthatatlan változásokat eredményez, csökken a talajtermőképessége, korlátozza a normál talaj funkciókat. A talajdegradáció lehet fizikai, kémiai, biológiai. A degradációt okozhatja természetes hatás, vagy emberi aktivitás.

Az ember talajra gyakorolt hatása közvetett és közvetlen módon is jelentkezhet. Közvetett hatás lehet pl. az atmoszférán keresztül jelentkező hatások, úgymint a kémiai összetételének (CO2, SOx, NOx, CH4 tartalom) megváltozásával, nehézfém és egyéb ipari szennyező kibocsátásával, vagy lebegő anyag tartalmának megváltoztatásával. Közvetett hatás érheti a talajokat a talajvíz kémiai összetételének, a vízszint mélységének változtatásán keresztül is. A bioszférában bekövetkező változásokra is érzékenyen reagál a talaj, gondoljunk pl. a természetes növénytakaró módosítására (erdőirtás, túllegeltetés).

A közvetlen hatások pl. a termőterület csökkentése a területek más célú hasznosításával, a talajok szennyezése, vagy egyéb fizikai, kémiai ill. biológiai degradálása (4.1. táblázat). A hazai talajokat érő legfontosabb talajdegradációs folyamatok az alábbiak:

  • Víz és szél általi talajerózió

  • Talajsavanyodás

  • Szikesedés

  • Szerkezet romlás, tömörödés, porosodás.

  • Extrém vízháztartási viszonyok: túlnedvesedés kockázata megnő, belvizek, elmocsarasodás, aszályérzékenység.

  • Biológiai degradáció: szervesanyagtartalom csökkenése, talajbiota elszegényesedése, a természetes biológiai aktivitás visszafordíthatatlan változása.

  • Kedvezőtlen változás az elemek biogeokémiai körforgásában, mint pl. a tápanyagháztartás megváltozása, a kilúgozási folyamatok erősödése, biotikus, abiotikus immobilizáció.

  • A talaj pufferkapacitásának csökkenése,

  • Talajszennyezés, környezeti toxicitás.

4.1. táblázat - A talajdegradáció típusai és következményei (Stefanovits, Michéli 2005)

HatásMódKövetkezmény
FizikaiTalajelhordás, talajlefedés, talajtömörítés, talajlazítás, talajvízszint változásaMűvelhetőség, vízgazdálkodás, levegőzöttség, növényfejlődés romlása, vízerózió és szélerózió veszélye
KémiaiLégköri savas ülepedés, Savanyító hatású műtrágyák, Szikesedés, Tápanyagmérleg torzulás, Elárasztás, Nehézfém szennyezés, Növényvédőszerek, kőolaj származékok, sugárzó anyagok talajba juttatásaSavasodás, szikesedés, mocsarasodás, tápanyagterhelés, tápanyaghiány, nitrátosodás, talajmérgezés
BiológiaiErdőírtás, idegen növény- és állatfajok betelepítése, őshonos növény és állatfajok kipusztítása, beavatkozás a táplálékláncbaHumuszminőség romlása, víz-, szélerózió, a célállapottal ellentétes növényállomány, állatvilág degradációja, génkészletpusztulás, biodiverzitás csökkenés

A hazai talajok állapota

A magyarországi talajok környezeti állapotát a talajsavanyodás, a szikesedés, a fizikai degradáció, a szélsőséges vízháztartás, a humusz és tápanyag készlet csökkenése, a talajerózió, valamint a talajszennyezettség alapján jellemezhetjük (4.1 ábra, 4.2. táblázat).

4.1. ábra - A talajdegradációk térbeli kiterjedése Magyarországon (forrás MTA TAKI, 1997)

A talajdegradációk térbeli kiterjedése Magyarországon (forrás MTA TAKI, 1997)


4.2. táblázat - A talajtermékenységet gátló tényezők területi kiterjedése Magyarországon (A savanyú kémhatású erodált területek és a felszín közeli savanyú kémhatású tömör kőzet csak az egyik tényezőnél megjelenítve) (Várallyay Gy. alapján)

Talajtermékenységet gátló főbb tényezőkA mező- és erdőterületek %-ábanMagyarország összterületének %-ában
Nagy homoktartalom8,98,0
Savanyú kémhatás9,38,4
Szikesedés9,08,1
Szikesedés a mélyebb talajrétegekben2,92,6
Nagy agyagtartalom7,56,8
Láposodás, mocsarasodás1,91,7
Erózió17,415,6
Felszínközeli tömör kőzet2,62,3
Összesen:59,553,5

A talajdegradációk legfontosabb következményei:

  • a táj változatosságának csökkenése

  • az ökológiai és technikai korlátok fellépése következtében a táj értékének csökkenése

  • a talaj értékének, termőképességének csökkenése: csökkenő fitomassza produkció, romlanak a növények ökológiai feltételei, csökken a talaj termőképessége

  • talaj tisztítási költségek szennyezés esetén

  • talaj- és termőfelület-veszteség

  • zavarok a talaj normális funkcióiban, a talaj multifunkcionalitásának csökken

  • nehezebb mezőgazdasági hasznosíthatóság, növekvő termelési, befektetési költségek:

    • rövidebb időtartam az agrotechnikai műveletek időben és megfelelő minőségben történő energiatakarékos elvégzéséhez (nagyobb géppark igény, csökkenő lehetőségek kapcsolt gépsorok alkalmazására, növekvő energiaigény);

    • növekvő vízpótlás (öntözés) és vízelvezetés (drénezés) igény;

    • nagyobb műtrágyaszükséglet (nagyobb műtrágyaveszteségek, rosszabb műtrágya-érvényesülés);

  • káros környezeti mellékhatások:

    • növekvő aszályérzékenység;

    • belvizes, pangó vizes területek növekedése, tározók és csatornák eliszapolódása;

    • felszíni lefolyás növekedése – fokozódó árvízveszély;

    • felszíni- és felszín alatti vízkészletek fokozódó szennyezése;

    • tájrombolás

  • kockázatos anyagok felhalmozódása és azok megjelenése az élelmiszerekben (élelmiszerbiztonság).

A talajsavanyodást tekintve a hazai talajok 20%-a gyengén, 18%-a közepesen, 8%-a erősen savanyú. A talajsavanyodás főbb okai:

  • a légköri savas ülepedés

  • a különböző ipari melléktermékek és hulladékok okozta savanyodás

  • helytelen műtrágya használat

    • A műtrágyák egy részének vizes oldata savanyú: szuperfoszfát, ammónium-szulfát.

    • A műtrágya kationjai megkötődhetnek a kolloid felületén. Kationcsere játszódik le, mely során protonok jutnak a talajoldatba, ami a savanyúságot fokozza.

    • A műtrágyák feloszthatók fiziológiailag semleges, savanyú és lúgos hatású trágyaféleségekre. Oka: a tápanyagot tartalmazó vegyületekben v. kation, v. anion formában fordul elő a tápanyag. Ezt a tápanyagot a növény felhasználja. Ily módon savanyít: ammónium-szulfát, kálium-klorid, kálium-szulfát, ammónium-klorid. Lúgosít pl. a kálcium–nitrát, nátrium-nitrát műtrágya féleség.

    • Az ammónia nitrifikációja is hozzájárul a talaj elsavanyodásához.

Magyarországon mintegy 1 millió hektáron (összterület több mint 10%-án) van szikes talaj, vagy jelentkezik szikesedési (másodlagos) folyamat (5. ábra). Szikes (szolonyeces) a talaj ha a kicserélhető Na meghaladja az S érték 5%-át. (Gyengén szikes 5-10 %, közepesen 10-20 %, erősen 20 %<). Sós (szoloncsákos) a talaj, ha a vízben oldható összes só tartalom > 0.05 %.

A másodlagos szikesedést helytelen emberi tevékenység, elsősorban a helytelenül végrehajtott öntözés ill. esetenként a nem megfelelő minőségű öntözővíz okozhatja. A szikesedés, ill. a magas sótartalom káros hatásai a következők lehetnek:

  • gyenge termékenység,

  • lúgos kémhatás

  • a talaj adszorpciós felületén a Na+ ionok dominálnak, ami rossz fizikai tulajdonságok kialakulásához vezet (szikes talaj víz hatására szétiszapolódik, víznyelő és vízvezető képessége csökken)

  • belvízkár, padkásodás kialakulása

  • művelhetőségük mind nedves, mind száraz állapotban problémás

  • az agyagásványok mozoghatnak, széteshetnek (szolonyec talajok, szologyosodás)

  • a foszfor Ca-foszfátok alakjában megkötődik

  • a talajban élő mikroorganizmusok aktivitása csökken

  • az eszenciális mikroelemek kicsapódnak oxid-hidroxid formában, felvehetetlenné válnak.

Távlati cél, hogy a jó termékenységű táblákba ékelt szikes foltok területe csökkenjen, valamint a gazdaságtalanul javítható szikes területeknek más funkciót keresni. Javíthatóságuk feltétele: a szikesedést kiváltó és fenntartó tényezők hatásának megszüntetése (felszínhez közeli szikes – sós talajvíz, szikes öntöző- ill. csurgalékvíz) vízrendezéssel, a kilúgozás lehetőségének megteremtése, valamint az adszorbeált nátrium ionok mennyiségének csökkentése.

A fizikai degradáció alatt a talaj szerkezeti leromlását, úgymint tömörödését, felszíni eliszapolódását, cserepesedését, porosodását értik. Az állapot felmérések szerint hazánk talajainak közel 23%-a gyengén, 18%-a közepesen és 13%-a erősen érzékeny a szerkezet leromlásra és tömörödésre.

A talajok többségének jellegzetes szerkezete, struktúrája van. A talaj szilárd fázisát alkotó ásványi részecskék (ún. elemi szemcsék) különböző erők és kötőanyagok hatására aggregátumokká tapadnak össze. A 0.002 mm-nél nagyobb szemcsék képezik a szerkezeti egységek vázát, az ennél kisebb méretű szerves és ásványi kolloidok a vázrészek összeragasztásában vesznek részt. A legjellemzőbb kötőanyagok a szerves anyagok (valódi humuszanyagok szerepe fontos a stabil szerkezet kialakításában), az agyagásványok (főként a humuszban szegény vályog és agyag talajok szerkezetképzésében van szerepük, nem tartós talajszerkezet, porosodik, víz hatására szétesik), a vas- és alumínium hidroxidok (pl. réti talajok, erdő talajok), valamint a kalcium-karbonát (pl. csernozjom talajok).

A talajszerkezet kialakulását módosító fizikai hatások az alábbiak:

  • Átfagyás - olvadás (a rögök aprózódnak)

  • Duzzadás – zsugorodás (agyagos talajoknál kiszáradás különböző mélységű és keresztmetszetű repedéseket eredményez, a talaj tömegében kisebb nagyobb tömbök különülnek el)

  • Gyökérzet

  • Talajművelő eszközök (hatásuk összetett)

  • Csupán mechanikai nyomással (tömörítéssel) nem lehet stabil, vízálló aggregátumokat előállítani.

A kialakult talajszerkezetet értékelhetjük a szerkezeti elemek alakja és kifejlettsége alapján (morfológiai szerkezet), az aggregátumok mérete alapján (agronómiai szerkezet), a szerkezeti elemek vízzel és mechanikai hatásokkal szembeni ellenálló képessége alapján, valamint a pórustér sajátosságai alapján. Szerkezetes talaj, ha kisebb nyomással egymáshoz hasonló formájú aggregátumokra bontható (4.2. ábra).

4.2. ábra - Szerkezetes talaj aggregátumai

Szerkezetes talaj aggregátumai


Magyarországon 2000-ben a szántó területek 50%-án jelentkezett valamilyen fokú tömörödés, ami 1,4 millió ha földterületet érint (Birkás et al. 2000).

Tömörödést kiváltó tényezők:

  • Természetes tényezők (pl. túlzott csapadék bőség, belvíz)

  • Nedves talajon járás, taposás

  • Többször ugyanabban a mélységben történő művelés (tárcsatalp: 16-20 cm, eketalp: 22-25 cm, 28-32 cm, 38-40 cm).

A művelőtalp-tömörödés a rendszeresen bolygatott réteg alatt képződik. Típusai az eszköz alapján különíthetők el:

  • tárcsatalp: 16-20 cm,

  • eketalp: 22-25 cm, 28-32 cm, 38-40 cm.

A tömörödés mértéke (enyhe, közepes, súlyos) és a deformált réteg kiterjedése a nyomóerőtől, a deformáció ismétlődésétől és a nedvesség tartalomtól függően változik. Súlyos esetben a tömörödés a talaj felszínére és a mélyebb rétegekre egyaránt kiterjed (Birkás et al 2004., Gyuricza 2001). A 3-4 cm, és az ennél vastagabb tömör réteg a növénytermesztés kockázatát már növeli.

Az ún. „eketalp betegség” tünet együttese az alábbiakkal jellemezhető:

  • a tömörödés során a talaj háromfázisos rendszeréből mechanikai stressz hatására kiszorul a levegő

  • nő a talaj adott rétegének térfogattömege

  • porozitás csökken

  • vízáteresztő képesség csökken

  • gyökérfejlődés akadályozott

  • termés csökken

  • művelési költségek nőnek.

A fizikai talajdegradáció másik jellemző típusa a porosodás. Túl száraz talajművelése (tárcsa, borona) felaprózza a szerkezeti elemeket, elporosítja a talajt, ami a talaj defláció érzékenységét növeli. A jó szerkezetű talajokban az 1 mm-nél nagyobb morzsák dominálnak. A leromlott szerkezetű talajokban magasabb a por frakció (<0,25 mm) aránya.

A rendszeresen művelt talajra jellemző folyamatokról (morzsásodás, rögösödés, vagy porosodás) a talaj agronómiai szerkezet állapota, vagyis a rög (> 10 mm), a morzsa (0,25-10 mm) és a por (<0,25 mm) aránya tájékoztat (Buzás, 1993). Amikor a por aránya 25-30%-nál több, érzékeny, degradált talajról beszélünk. A 75-80%-os morzsaarány jó klímastressz tűrő állapotra utal. A növekvő por- és rögarány (pl. 10-ről 30-40-50%-ra), valamint a csökkenő morzsaarány (pl. 70-ről 50-40%-ra) kockázatos, ill. igen kockázatos minősítést jelent (Birkás et al. 2010).

A porosodott feltalajú defláció érzékeny területeken 2-3 éves földhasználat után a feltalajban elveszik az

  • agyagfrakció 10-30%-a,

  • humusztartalom 35-40%-a,

  • nitrogén tartalom 35-40%-a,

  • foszfor tartalom 10-12%-a,

  • kálium tartalom 8-10%-a.

Felmérések szerint hazánk talajainak 43%-a kedvezőtlen vízgazdálkodású, amit a nagy homoktartalom vagy az agyagtartalom, vagy szikesedés, láposodás, esetenként a sekély termőréteg okoz. Ezen területek a szélsőséges időjárási helyzetekre szélsőségesen reagálnak, aszályérzékenyek ill. éppen ellentétesen belvizesedés, mocsarasodás jelentkezik rajtuk.

A globális klímaváltozás előrejelzései számos kérdésben lényegesen eltérnek, egy pontban azonban a vélemények megegyeznek, miszerint a szélsőséges időjárási helyzetek valószínűsége, gyakorisága, mértéke, tartama egyaránt növekedni fog (Mika, 1996; Várallyay, 2008; Láng et al., 2007; Nováky, 2007). Ennek számos kedvezőtlen gazdasági, környezeti, ökológiai és szociális következményével kell szembenéznünk. Bármely szélsőséges időjárási helyzet kialakulásával, az éves csapadékmennyiség csökkenésével vagy növekedésével is számolunk a jövőben, következményként megnőhet a talajok ár- és belvíz, valamint aszályérzékenysége. A hőmérséklet, valamint a felszínre érkező csapadék mennyiségének, eloszlásának és intenzitásának változása jelentősen befolyásolhatja a talaj hő-, víz- és tápanyagforgalmát, tehát termékenységét is (Hernádi et al, 2008).

A szélsőségessé vált klíma (hő- és csapadékstressz) ráirányította a figyelmet az eddigi, talajra nézve inkább káros talajművelési gyakorlat hibáira. A globális klímaváltozás folyamatának, tüneteinek felismerésétől a talajművelésnek fontos feladata többek között a nyári talajművelés klímakockázatának csökkentése is, a hő- és csapadékstressz, a vízvesztés, a kiszáradás ellenszereinek kidolgozása és alkalmazása (Birkás et al. 2010). A kutatások rávilágítanak, hogy a korábban a célként kitűzött növénynek kedvező talajállapot (pl. poros magágy) kialakítása hosszú időszakot vizsgálva káros eredménnyel járhat, hiszen növeli a szerkezetromlás, az elporosodás, s a defláció érzékenység veszélyét. A VAHAVA jelentés kapcsán (Láng et al. 2007) fontos talajvédelmi előrelépés történt, hiszen a talaj minőségét, klímaérzékenységét a növénytermesztés jövőbeni esélyeit alapvetően meghatározó tényezők közé sorolták.

A talaj elemforgalmát mezőgazdaságilag művelt területen számos tényező befolyásolja (Farsang, Barta 2004). A tápanyagtőke csökkenése elsősorban a termesztett növények elemkivétele, valamint a kilúgozási folyamatok révén következik be. Az intenzív talajművelésnek és nem megfelelő agrotechnikának, valamint a klímaváltozás eredményezte szélsőséges időjárási helyzeteknek köszönhetően azonban a talajok tápanyagmérlegében egyre jelentősebb komponens lehet a kora tavaszi növényborítás -mentes időszakban a defláció általi elhordás is. Ez jelentős részben a homok fizikai féleségű talajokat érinti, de az intenzív talajművelés következtében leromlott, porosodott szerkezetű csernozjom talajok is egyre inkább veszélyeztetettek (Birkás et al, 2010). Neemann (1991) becslései szerint egy erős szélesemény alkalmával talajtípustól és a feltalaj tápanyag tartalmától függően akár 10─162 kg ha-1 N, 30─246 kg ha-1 P2O5, 27─237 kg ha-1 K2O, 35─210 kg ha-1 MgO, és 115─642 kg ha-1 CaO hatóanyagban kifejezett tápanyagvesztés is sújthatja a mezőgazdasági területeket. Rendkívül fontos gazdasági és környezetvédelmi tényezőről van tehát szó, ha meggondoljuk, hogy Magyarországon a potenciális széleróziós veszélyezte tettség alapján az ország területének 26,5 %-a erősen veszélyeztetett, míg a közepesen veszélyeztetett területek aránya meghaladja a 40%-ot (Lóki J. 2003).