A termékenység egyik kézzelfogható jele az a bonyolult és összetett rendszer, amely lehetővé teszi, hogy a talajban egyszerre legyen jelen a könnyen felvehető, a félig kötött és a hosszabb távon raktározott tápanyag. Ennek fizikai, biológiai és kémiai elemei is vannak. A tápanyagellátási problémák oka sok esetben kémiai. Ezekkel az egyik legnagyobb gond, hogy a növény és a talaj nem ad egyértelmű jelzést, hogy a problémát pontosan mi okozza. A hiánytünetet látjuk, de annak valódi kiváltó okát nem. A talajkémiai paraméterek romlása alattomos dolog: sok esetben láthatatlan, nincs jelentős elváltozás vagy egyértelmű bélyeg, amit messziről észrevehetünk.
A növénytáplálás kémiai vetülete az oldódás-kémhatás-tápanyagmegkötés hármasa köré rendeződik.
-
A növények a tápanyagokat a talajból csak oldott ionok formájában tudják felvenni. Az oldódáshoz viszont nem elegendő annyi, hogy legyen víz a talajban.
Természetes úton hogyan kerül tápanyag a talajba? Általában két nagy forrást tudunk elkülöníteni. Ez a szerves anyag és az ásványos talajalkotók. A talaj 45%-a kőzetszemcsékből áll, melyeket ásványok építenek fel, az ásványok pedig kémiai elemekből állnak. Ezek között szép számmal találunk nem tápelem típusú kémiai elemeket, de például a kálium, kalcium, magnézium, vas, mangán…. stb. mind ásványalkotó és tápelem is egyben.
Ezek az elemek a talajképződés során a kémiai mállás és az oldódás következtében bekerülnek a talajba és a talajban található vízbe. Kristályos állapotukban sókat (=fémek vegyületei, anion és kation építi fel őket) alkotnak, oldat formájában azonban szétesnek pozitív és negatív töltésű ionokra. Vagyis a legtöbb fontos tápelem már a talajképződés során bekerül a talajba. Természetesen a hasznos tápelemeken kívül még nagyon sok egyéb só és ion megtalálható a talajban, ezek mennyisége jelentősen nagyobb a tápelemekénél. A másik fő forrás a szerves anyag. Ebből a lebontó folyamatok szabadítják fel a szerves kötésbe zárt kémiai elemeket, melyek így újra felvehetővé válnak.
Amikor a sók és ionok találkoznak a talajba szivárgó vízzel, akkor megindul az oldódás. Vagyis a talajba kerülő vizet talajoldatnak nevezzük, utalva ezzel is arra, hogy a csapadékvíznél magasabb lesz az oldottion-tartalma. A talajoldatban találunk ionokat, gázokat, szerves vegyületeket oldat formájában. Jellege teljes mértékben az adott talaj kémiai lenyomata lesz: ugyanaz a csapadékvíz egészen eltérő talajoldattá válik a különböző talajok esetében.
Fontos azonban, hogy a különböző sók igen eltérő oldódási hajlandósággal rendelkeznek. Vannak könnyen és gyorsan oldódó sók, vannak nehezen és egyáltalán nem oldódók.
-
Az oldódás többek között függ a kémiai kötések erősségétől, a hőmérséklettől és a kémhatástól is.
Például tudjuk, hogy hiába vagyunk a bázishőmérséklet felett, alacsony hőmérsékleten a foszfor nagyon nehezen felvehető, azonban a hőmérséklet emelkedésével ez a gond megoldódik. Ugyanakkor a nehezen oldódó sók esetében nem tudjuk olyan jelentősen emelni a talajhőmérsékletet, hogy az érdemi hatással legyen az oldódásra. Ezért a talajban nem is a hőmérséklettel akarjuk az oldódást befolyásolni, sokkal inkább a kémhatásra kell figyelnünk, mert ez lesz a meghatározó.
A pH szoros összefüggésben van a talajban lejátszódó talajképző folyamatokkal, az függ az alapkőzet jellegétől, a talajban található kationok mennyiségétől és minőségétől, a biológiai folyamatoktól és nem utolsósorban a növénytermesztés körülményeitől: a használt szerek, a talajjavítók, a kijuttatott mű- vagy valódi trágya jellege, az esetleg használt öntözővíz kémiai paraméterei mind befolyásolják a kémhatást.
|
-
A tápelemek oldhatósága szempontjából ideális kémhatás az enyhén savanyú és a semleges tartomány. (1. ábra)
A biológiai aktivitás savakat termel: a növényi gyökerek szerves savakat választanak ki, hogy több tápelemhez jussanak. A lebontó folyamatok, a légzéssel termelt CO2, a humuszanyagok mind-mind savanyítanak. Nem véletlenül: ezek a savak segítenek kialakítani az oldódás szempontjából ideális kémhatást.
1. ábra: A tápelemek oldhatósága szempontjából ideális kémhatás az enyhén savanyú és a semleges tartomány – forrás: Dr. Hupuczi Júlia
Mi történik az ettől eltérő kémhatások esetében? Ha túl sok a savanyító hatás, és a talajoldat már nem enyhén savanyú, hanem a kémhatása ez alá csökken, akkor az oldódás jelentősen fokozódik. Ezzel az a probléma, hogy a növények nem vesznek fel minden oldott iont, így azok a vízzel együtt a talaj mélyebb rétegeibe vándorolnak, vagyis kimosódnak. Hosszabb távon nemcsak a sók kerülnek oldatba, hanem a gyengébb minőségű, kisebb molekulájú humuszanyagok is, így megindul a talaj degradációja.
-
Savanyú vagy erősen savanyú közegben abszolút tápanyaghiány alakul ki, a tápelemek kimosódnak a gyökérrégióból, a talaj erősen degradálódik, sérül.
Lúgos közegben pont ellentétes folyamat játszódik le. A tápanyagok oldási hajlandósága erősen lecsökken, és megindul a sók felhalmozódása. A lecsökkent oldódás miatt a növény tápanyagfelvételi gondokkal küzd.
-
Lúgos közegben relatív tápanyaghiány alakul ki: a tápanyagok elérhető közelségben vannak, de nem kerülnek oldatba, így a növény nem tudja őket felvenni.
Vagyis mindkét esetben nagyon hasonló jelenséget tapasztalunk: a növény hiánytüneteket mutat. De ránézésre nem tudjuk megmondani a hiánytünet okát. Kimosódott a tápanyag, vagy csak nem került oldatba? A tényleges javítás szempontjából egyáltalán nem mindegy. Egy savanyú közegbe adagolhatjuk a műtrágyát, azonban annak nagy része egy-egy esővel gyorsan mozog a talajszelvényben hasznosítatlanul. A megoldás a kémhatás emelése és a tápanyagpótlás. Ezzel szemben lúgos közegben a kémhatást csökkenteni kell a semleges tartomány felé, ezáltal már önmagában javulni fog a tápanyagfelvétel. A tartós javulás érdekében fontos rendezni a kémhatásviszonyokat.
Hogyan tudjuk megelőzni a túlzott kimosódást és tápanyagveszteséget? Hogyan lehet megkötni a tápanyagokat a gyökérrégióban? Kolloidokkal és megfelelő kémhatással.
|
1. táblázat. A tápelemek növények számára felvehető formái – forrás: Dr. Hupuczi Júlia
A termékeny talaj úgy működik, mint egy hatalmas raktár. A tápelemek különböző formában és kötöttségben találhatóak benne. A könnyen oldódó ionos formák azonnal felvehető tápanyagot biztosítanak, de vannak félig kötött és kötött formában is elemek. A kötött forma lényegében az ásványok kristályrácsában és a szerves anyag kötéseiben található, tápanyag maga a humusz is, csak túl nagy és bonyolult felépítésű ahhoz, hogy a növények felvegyék. Ehhez szét kell esnie alkotóira, ami nagyon hosszú idő. Ezek a tápanyagformák biztosítják a talaj tápanyagtőkéjét. A két csoport között találjuk a félig kötött tápelemeket. Ezek megfelelő kémiai folyamatokkal mobilizálhatóak.
Az ásványokból vagy a szerves kötésből kikerülő ionok beoldódnak a talajoldatba, de nem biztos, hogy sokáig oldatban maradnak, ugyanis a talajszemcsék felületi feszültséggel rendelkeznek. Úgy működnek a talajban, mint a mágnesek: vonzzák magukhoz az ellentétes töltésű ionokat. A tápelemeink többsége pozitív töltésű kation, de vannak negatív töltésű anionos tápanyagok is – ilyen például a foszfor. (1. táblázat)
-
A tápanyagok megkötése szempontjából a nagy felületi feszültséggel rendelkező agyagásványok és humuszanyagok a legfontosabbak.
Felépítésükből adódóan nagy felülettel rendelkeznek, és ezeken a felületeken sok a töltéshiány – vagyis sok kationt vonzanak magukhoz a talajoldatból.
|
-
A talajoldat és a kolloidfelszínek között dinamikus egyensúly áll be: normális esetben, semleges kémhatás mellett a kolloidfelszín sokkal több kationt tartalmaz, mint a talajoldat.
2. ábra – Forrás: Dr. Hupuczi Júlia
Ez az ideális, ilyenkor van felvehető tápanyag a talajban, de jól működik a raktározás. Ez azért fontos, mert így a kilúgzás (a csapadék ionokat kimosó hatása) nem okoz tápanyaghiányt. Mi történik akkor, amikor a növények felvették a talajoldatból a hasznosítható tápelemeket? Gyökérsavakat termelnek, ezáltal segítik az oldódást. Savak hatására nő a talajoldat H+ ion koncentrációja, ami lecseréli a kolloidfelszínekről az ott laza kötésben lévő tápanyagokat, azok beoldódnak a talajoldatba, és a növény számára máris felvehető formában lesznek.
- Vagyis a kiegyensúlyozott tápanyagellátást a megfelelő mennyiségű humusz és az optimális kémhatás együtt biztosítja.
- Humusz nélkül nincs megkötés
- Optimális kémhatás nélkül nincs oldódás
Ebből logikusan következik, hogy ha változik a kémhatás, akkor változni fog a raktározó funkció is. Amennyiben a talaj savanyodik, akkor a sok sav hatására túl sok ion kerül vissza a talajoldatba, a kolloidfelszínek elszegényednek, a tápelemek pedig kimosódnak a lefelé szivárgó vizekkel.
3. ábra – Forrás: Dr. Hupuczi Júlia
Ha a talajoldat lúgosodik, akkor viszont túlsúlyba kerül az OH- ion, és nagyon lecsökken a H+ ion mennyisége. A H+ ion „segítsége” nélkül a tápelemek nem lépnek vissza a talajoldatba, annak elemtartalma nagyon lecsökken, és tápanyaghiány alakul ki.
4. ábra – Lúgos pH esetén a tápelemek nem oldódnak – forrás: Dr. Hupuczi Júlia
- Miért fontos ez, ha a növények úgyis termelnek savakat?
- Mert a gyökérsav csekély mennyisége és kis hatótávolsága (a gyökérszőröktől csupán néhány mm) nem elegendő ahhoz, hogy ellensúlyozza a lúgos kémhatást, így nem lesz hatékony a tápanyagfelvétel – különösen nem egy gyorsan fejlődő kultúrnövény számára, amitől magas termésátlagot várunk.
Ennél még bonyolultabb a helyzet, ha az anionokról beszélünk. A foszfor szempontjából ez igen fontos, mivel csak anionos formában fordul elő, de a nitrogénnek is ismerünk negatív töltésű ionos állapotát. Az anionok sokkal nagyobb erővel kötődnek a talajkolloidokhoz, mint a kationok. Ha erős kötést alakítanak ki, akkor azt a gyökérsavak nem tudják leszedni a kolloidfelszínekről: a foszfor immobilizálódik, felvehetetlenné válik. Ezt gyakorlatilag bármilyen irányú kémhatásváltozás kiválthatja. Hogy lehet, hogy természetes állapotú talajon nem alakul ki foszforhiány? A humuszanyagok védő hatása és az aktív mikrobiológiai tevékenység miatt. A foszfátionok az agyagásványfelszíneken tudnak erősen lekötődni, azonban ha van elegendő humusz a talajban, akkor az lefedi azokat a felszíneket, ahol az anionok inaktiválódnának. Az aktív mikrobiológia pedig oldott formában tudja tartani a foszfort, így nem alakul ki tápanyaghiány.
-
A foszfor szempontjából különösen figyelni kell a semlegeshez közeli kémhatásra és a szervesanyag-utánpótlásra.
Kerüljük el a lúgosodást, de mi válthatja ki azt? Leginkább a talajdegradáció.
A Kárpát-medence talajképző kőzetei döntő többségében lúgos kémhatásúak, sok bennük a karbonát. A talajszelvény és az a 45%-nyi ásványos talajalkotó lúgos kémhatású. Ez ellentmondani látszik az eddig leírtakkal. Azonban a talajképződés nagyon hosszú, évszázados, évezredes ideje alatt a biológiai aktivitás, a képződő szerves anyagok és humusz olyan mennyiségű savat termeltek, hogy a biológiailag aktív „A” szint kémhatása a semleges vagy esetleg az enyhén savanyú tartományba vándorolt. Vagyis az élet teszi élhetővé a talajokat. Ez arra a talajrészre érvényes, ahol magas a biológiai aktivitás, és ez az „A” szint. Lefelé haladva ez csökken, a talaj mélyebb rétegei már egyre csökkenő szervesanyag-mennyiséggel és többnyire lúgos kémhatással rendelkeznek.
A jelentős talajpusztulás leginkább a humusz- és szervesanyag-tartalmat, valamint a szerkezetet érinti. A széteső talajmorzsák egyre nagyobb teret engednek az eróziónak, a talaj pusztul, a kis szemcséket elviszi a víz és a szél.
- Az erózióval a termékeny „A” szintjeink vastagsága felére-harmadára csökkent, de lejtős dunántúli területeken megfigyelhető, hogy már nincs „A” szint, hanem a „B” szintet művelik a gazdák.
- A gond az, hogy a „B” szint szerkezete és kémhatása nem azonos az „A” szinttel. Ennek raktározó funkciója van, lúgosba hajló kémhatását a gyökérsavak nem képesek ellensúlyozni.
- Ahogy csökken a termékeny „A” szint vastagsága, egyre több lúgos alsóbb talajrészt forgatunk, keverünk hozzá, ezzel folyamatosan rontva a talaj állapotát és kémhatását.
- A nem megfelelő mennyiségű vagy minőségű öntözővíz használata szintén komoly lúgosító hatással bír.
5. ábra. Talajpusztulás kémiai következményei – fotó: Dr. Hupuczi Júlia
Indexkép: pixabay.com
Ez a cikk a 10 pontos talajgyakorlatok Agroinform TechMag-ban jelent meg. A TechMag az Agroinform új, interaktív magazinja, amit itt tudsz végiglapozni, az előző számokat itt olvashatod el:
_fill_540x300_0.jpg)
