A biomassza által így megkötött napenergia, majd a növényi szervesanyag talajra illetve talajba jutása teremtette meg azt az energiaforrást, amely a talajképződést megindította. (Stefanovits P. 2006.)

 

Mi a talaj?

A talaj Földünk egyik legfontosabb természeti erőforrása, a Föld legkülső szilárd burka, amely a növények termőhelyéül szolgál. Alapvető és specifikus tulajdonsága a termékenység, az a képesség, hogy a termesztett növényeket illetve a természetes növényzetet képes egyidejűleg vízzel és tápanyaggal ellátni.

A talaj fogalmát legszemléletesebben a rendszerelméleti megközelítés adja. Eszerint a talaj két nagy – önmagában is bonyolult- alrendszer együttműködéséből jön létre. Az egyik alrendszer- a biológiai – élő szervezetekből áll, a másik alrendszer- az élettelen- szerves és szervetlen vegyületek szilárd, gáz és folyadék fázisaiból épül fel. A fenti megállapításokból következik, hogy élő szervezetek nélkül nincs talaj, illetve, hogy talajt csupán élőlények, élettelen környezetük nélkül nem alkothatnak. A talaj nem tisztán biológiai rendszer, sem nem tisztán kémiai rendszer, a talaj egy tipikus ökológiai rendszer, melyre az jellemző, hogy benne a biotikus és abiotikus történések egymásra épülnek, szorosan összefonódnak.

Az ökológiai rendszerek nyílt rendszerek, környezetükkel sokoldalú anyag- és energiaáram köti őket össze. Így a talajok is nyílt rendszerek, amelyek állandó anyag- és energia bevétellel és kiadással dolgoznak. (Szabó I. M. 1986.)

Az élettelen alrendszer három fázisból áll: (Szabó I. M. 1986.)

- szilárd (szerves és szervetlen alkotók)

- folyadék (talajoldat)

- gáz (talajlevegő, mely oxigén és széndioxid tartalomban és arányban különbözik a légköri levegőtől)

 

 

1. ábra

 

A fázisok között tisztán kémiai és fizikokémiai jellegű anyagcsere folyik, s ez lényegében a talaj abiotikus dinamikáját mutatja. Egyes talajtípusok egyedeiben a szezondinamika változásától függetlenül az abiotikus folyamatok az uralkodók (szoloncsák, futóhomok, köves, sziklás váztalajok…), míg más típusok egyedeire a biológiai folyamatok egész évi túlsúlya a jellemző (rétláp, mohaláp…). Termékenység szempontjából azok a talajtípusok a kiemelkedőek, amelyekben az évi dinamika során a biotikus és abiotikus folyamatok váltakozva kerülnek uralkodó pozícióba (csernozjomegyensúlyi vízháztartás→ sajátos szerves anyag felhalmozás→ morzsás szerkezet).

A talaj biológiai alrendszere rendkívül bonyolult faji összetételű életközösségekből tevődik össze, amelyek különböző biokémiai teljesítőképességű szervezetek ezreiből, illetve millióiból áll. A talaj anyagán, leginkább a 3ľ- nál kisebb átmérőjű pórusokban, nagyrészt adszorbeált állapotban, inaktív mikroorganizmusok tömegei vesztegelnek.

 

2. ábra

(BRAUNS, 1968.)


Ha e mikróbák a számukra értékesíthető anyag- és energiaforrásokkal kerülnek érintkezésbe, aktivizálódnak és szaporodni kezdenek mind addig, amíg a források el nem fogynak, majd ismét nyugalmi állapotba térnek. A talaj képződése és fejlődése során ezek az aktivizálódások és nyugalomba térések vég nélkül ismétlődnek. (Szabó I. M. 1986)

A talajokban a növények gyökereit rendkívül bonyolult faji összetételű mikrobaközösségek népesítik be, amelyeket eltérő biokémiai teljesítőképességű szervezetek milliói alkotnak. A mikrobapopuláció egyes tagjai és a növény között szoros anyagcsere-kölcsönhatás érvényesül. A rhizoplánban (gyökérfelület) és a rhizoszférában (a gyökér közelében) a baktériumok, gombák, élesztők, aktinomiceták stb. száma általában nagyobb, mint magában a talajban.

A talajosulás kezdetén egyidejűleg megindult biotikus folyamatok során nem választható szét az egyes élőlények szerepe a társulások befolyásától. A talajban egyidejűleg számtalan faj sok- sok aktív populációja létezik, amelyek mindegyikében a sejtek a fajra jellemző biokémiai aktivitást fejtik ki. Ezek az aktivitások egymástól nem függetlenek, hanem egymáshoz szorosan kapcsolódnak, egymás előfeltételei. Az élő szervezetek között ily módon létrejött rendkívül bonyolult, genetikailag ellenőrzött anyagcsere-hálózatot közösségi anyagcserének nevezzük (1. táblázat), melynek megléte elengedhetetlen a talajfejlődés folyamatában. ( Szabó I. M. 1986.)

 

1. táblázat

A közösségi anyagcserében résztvevő élőlények legnagyobb egyedszámú csoportjai:

 

A mikroflóra egyedszáma és tömege 1 m2 30 cm mélységű talajrétegben mérsékelt égövi klímazónában (BRAUNS 1968)

 

Mikroflóra

Egyedszám (db.)

Tömeg (g)

Átlag

Optimum

Átlag

Optimum

Baktériumok

1012

1015

50

500

Aktinomiceták

1010

1013

50

500

Gombák

109

1012

100

1000

Algák

106

1010

1

15

 

A talaj- ökoszisztéma tagjai


2. táblázat

A talaj-ökoszisztéma leggyakoribb fajai:


Baktériumok

Pseudomonasok

Arthrobacterek

Bacillusok

Nitrosomonas

Nitrobacter

Clostridium

Azotobacter genushoz tartozó fajok

Actinomiceták

Streptomyces

Gombák

Trichoderma

Aspergillus

Penicillium

Cladosporium

 

A következő trófikus szinten vannak a protozoák, a mészhéjúak és a csillósok. A többsejtű állatok széles körben találhatók a talajokban.


A talajbaktériumok hatásai a termesztett illetve termő növényekre

 

A talajbaktériumok és növények közötti kapcsolat kétoldalú, a növények befolyásolják a rhizoplánban és rhizoszférában az életközösségek mennyiségi viszonyait és összetételét, a mikróbapopulációk pedig visszahatnak a növények növekedésére. A pozitív hatások különböző tényezőknek tulajdoníthatók:

- talajszerkezet javítása a gyökérzónábana talaj fizikai állapota javul (csernozjomok)

-a mikróbák anyagcseretermékeikkel serkentik vagy gátolják a növény növekedését (aktivátor- inhibítor szervezetek)

- fokozzák a növények ellenálló képességét a különböző betegségekkel szemben

 

Összefoglalva a mikróbák főbb hatásait a növényekre:

- tápanyag (P) mobilizálás

- szerves anyag bontás

- N2 –kötés

- talajszerkezet javítás

- serkentő metabolitok termelése

- más gombák (kórokozók) gombafonalainak közvetlen parazitálása

- az élettér kolonizálása kórokozók elől

- nem specifikus immunválasz kiváltása növényekben még a kórokozók támadása előtt


A talaj- növény kapcsolat nem szűkíthető le a növény talajból történő víz- és tápanyagfelvételére, mert ez a kapcsolat sokkal összetettebb és nem egyoldalú. A talaj- növény kapcsolat része annak a rendszernek, amely az éghajlat, a földtani és domborzati tényezők által meghatározott növénytakaró, állatvilág és a mikróbák közösségéből áll. (Stefanovits P. 2006.)

3. ábra

Kemenesy E. (1961.) szerint a talaj a legkedvezőbb fizikai és biológiai állapotában a művelésbe vonás előtt- az ún. ősállapotában- volt. A talaj eredeti állapotának megváltoztatásával a harmónia felbomlott, és kezdetét vette a szerkezet fizikai és biológiai degradálódása. (Birkás M. 2005.)

Tápelemek a talajbankból

A talaj- mikróbák- növény ökoszisztéma rendkívül érzékeny, amely a talaj megfelelő tápanyag és vízellátottsága, a talajban élettevékenységet folytató élőlények számára kedvező redox- viszonyok mellett működik a rendszer számára előnyösen.

A talaj nem élőlény, de az élőlények tevékenységének a színtere. Számos élő szervezet, víz és tápanyagok tekintetében kötődik a talajhoz s így időszakonként élő mikroszervezetek konkurensei lehetnek a termő illetve termesztett növényzetnek.

A növényi tápanyagfelvétel jellegzetessége, a szelektivitás és az akkumuláció. A növények válogatóképessége felhalmozta a növények számára fontos tápelemeket a talaj felső szintjében. Szemléletes hasonlattal élve, a növény a talajból, mint bankból hitelt vesz fel tápelemek formájában, majd a vegetáció végén, elhalás után visszajuttat a talajba, mintegy visszafizetve a kölcsönt, sőt a növény még kamatot is fizet, mert a növények egy része a levegő molekuláris nitrogénjének megkötésével tovább gazdagítja a talajt. (Borhidi A. cit. in. Stefanovits P. 2006.)

A talajban élő organizmusok, mint az ökoszisztéma tagjai, kölcsönösen hatnak egymásra, együttműködnek, anyagcseréjük egymásra épül. Ha a talaj anyag- és energiaforgalmának megváltozása számunkra kedvezőtlen irányban történik (pl. szennyező anyagok talajra vagy talajba jutása révén), akkor az ökológiai struktúra megbomlik, irreverzibilis folyamatok indulhatnak meg, melyek a talaj funkcióiban zavart okozhatnak, mely zavarok talaj degradációs folyamatokhoz vezethetnek.  Szennyezőanyag hatására a talaj minősége, ökológiai struktúrája (fajeloszlás, fajösszetétel, fajsűrűség) megbomlik, s ebből adódóan a biológiai aktivitására jellemző mennyiségi mutatók (respiráció, N-ciklus, C-ciklus, enzimaktivitások) megváltoznak, ami a talaj funkcióinak megváltozásához vezet. Ezért a talajvédelem célját ki kell terjeszteni az eddigi talajhasználattal összefüggő talajfunkciók és az ivóvízbázisok tisztaságának megőrzésén túl, a talaj-ökoszisztéma megóvására is. (GRUIZ K. 2001.)

Mezőgazdasági termelésünk legjelentősebb ágazata a növénytermesztés, melynek színtere a termőföld. Hazánkban ezért a fenntartható fejlődés egyik alapeleme talajkészleteink ésszerű hasznosítása, védelme, sokoldalú funkció- képességének fenntartása, (Várallyay Gy. 1993.) a talaj-ökoszisztéma megóvása.

Erre hívja fel figyelmünket a talajhasználat tízparancsolata közül a tizedik (Stefanovits P. 2009.):

NE FELEDD, HOGY A TALAJON NEMCSAK ÁLLSZ, HANEM ÉLSZ IS!

dr. Árvay Gyula
ny. egyetemi docens