XXI. Századi talajtakarás talajalgákkal

XXI. Századi talajtakarás talajalgákkal (x)

PR
A 21. századba érve megfigyelhetjük, hogy a termőtalajaink évről évre különböző káros és erős fizikai hatásoknak vannak kitéve elsősorban a sűrűsödő természeti – időjárási – anomáliáknak köszönhetően, de sajnos a talajt művelők közül is sokan nem érnek rá még ezeket a feladatokat felismerni, illetve a zsebeket forintálisan is jelentősen érintő káros hatásokat tudatosan megelőzni és elkerülni. Az egyre intenzívebbé váló növénytermesztés mentén a termőtalajok óvása, napi szintű védelme a gyakorlatban háttérbe szorult, pedig legyen az balkonláda, kiskert vagy szántóföld, többféle megoldás és gyakorlat is létezik.

A talajtakarás vagy mulcsozás a talaj és a növények védelmét szolgálja.

Az aszályt, a vízhiányt, a hőstresszt az idén sem kell bemutatni a hazai termelőknek sem. Az idei búzaszemek egy része „beszorult” és a termés mennyisége ezeken a területeken lecsökkent. A júliusi esők sok helyen még adtak némi esélyt a már majdnem eltemetett kukoricáknak és az alig térd felett virágzó szotyiknak is.

E sorokat a nyári tarlóhántás idején írva izgulok a talajokért:

  • a szalmát szétterítik-e szalmakalapnak a talajokon, hogy védje azokat, őrizze a nedvességet és a később lehulló csapadékot, VAGY
  • a növények által megkötött CO₂-t újra visszakergetjük a légkörbe az erőművekben?

Ott, ahol a talajt takarva tartva, mulcsba vetettek az ősszel vagy idén tavasszal sokkal jobb a helyzet, hisz a talaj folyamatosan oltalmat kapott az elővetemény visszamaradt maradványaitól.

Ha viszont az égi áldás nagy mennyiségben és hirtelen érkezik, akkor a talajromboló hatását sok helyen nem tudják, csak szemlézni.

A talajerózió a talaj csapadékvíz vagy öntözés által kiváltott eróziója. A talajerózió során a talaj anyaga elmosódik, csökken a talaj tápanyag- és humusztartalma, romlik a talajszerkezet, ezáltal jelentősen csökken a talaj termőképessége.

A felszínen lefolyó csapadékvíz erózióját nevezik talajeróziónak, de kutatások bizonyították, hogy az esőcseppek felszíni becsapódása (csepperózió), és a talajban szivárgó víz oldó hatása (oldásos erózió) is okoz szerkezetrombolást, illetve anyagveszteséget, ezáltal csökkentve a talaj termőképességét. Hatásának elsősorban a növényzettel nem borított talajfelület van kitéve, amit a domborzati viszonyok (például meredek lejtők) fokoznak.

A talajok termékenységének és mennyiségi pusztulásának egyik legfontosabb mutatója a talaj vízgazdálkodása. Ideális esetben a talaj a felszínére hulló csapadékot magába fogadja és el is tárolja, hogy a növénynek a tenyészidőszak folyamán kellő mennyiségű nedvesség álljon rendelkezésére. Hazánkban a klímaváltozás egyik legmeghatározóbb tünete a szélsőséges csapadékesemények visszatérési valószínűségének jelentős növekedése. Ennek értelmében az eddig esetleg hónapok alatt lehulló csapadékmennyiség gyakran pár óra alatt hullik le, aminek a talajba történő vezetése és ottani megtartása kulcskérdés.

Talajfelszíni biológiai kéreg (Zsigrai, 2021.)

A talajok felszíni rétegében kialakuló, változatos faji összetételű biológiai kéreg (Biological Soil Crust – BSC) nagyszámú természetes, illetve az emberi tevékenység által befolyásolt ökoszisztéma szinte észrevehetetlen, ám fontos szereppel bíró részét képezi. Változatos környezetben, a sivatagoktól kezdve a magashegyi és sarkvidéki régiókig, valamint a másodlagos szukcessziós folyamatokkal érintett antropogén területekig bezáróan találkozhatunk képviselőikkel.

Kialakításukban:

  • különböző baktérium-, cianobaktérium-, alga-, gomba-, moha- és zuzmófajok vesznek részt változó, az adott terület ökológiai adottságai által meghatározott arányban és egyedszámban,
  • szárazabb környezetben – cianobaktérium fajok,
  • nedves körülmények között – algák, mohák,
  • mérsékelt éghajlat alatt – fajgazdagabb életközösségek,
  • emberi tevékenység által bolygatott területeken – főleg különböző alga- és cianobaktérium fajok előfordulása a meghatározó.

A BSC-k ökológiai jelentősége

A bolygatást követő kolonizációval meginduló szukcessziós folyamatok pionírjaként a BSC-k úttörő szerepet játszanak a felszín (talaj, talajképző kőzet):

  • stabilizálásában,
  • a szerkezetességének kialakításában,
  • a víz- és szélerózióval szembeni érzékenységének mérséklésében,
  • a szervesanyag-akkumuláció megindításában (N- és C-kötés),
  • a vízbefogadó és víztározó képesség javításában,
  • illetve a tápanyagkészletek növelésében.

A BSC-k ökológiai jelentőségét egy lassú, hosszan tartó folyamat együttes megindítása képezi, amelynek hátterében a földfelszín kellően aprózott ásványi részeinek, a BSC egyes fajai által termelt szerves vegyületek (úgynevezett exopolimerek: főként szénhidrátok, lipidek, fehérjék), valamint más fajok fonalas szerveződés (gomba- és algafonalak hálózata) általi összekapcsolása (szerkezetképzés), a szerves és ásványi tápanyagok felhalmozódása, illetve a vízgazdálkodási tulajdonságok jelentős javulása áll.

Fonalas talajalgák mikroszkópos képe (Forrás: SMITH et al., 2004)Fonalas talajalgák mikroszkópos képe (Forrás: SMITH et al., 2004)

A fonalas talajalgák gomba- és baktériumsejtekkel együttműködésben biofilm­kéreg (BSC) kialakításával védik a talajfelszínt a kiszáradástól, növelve a víztartó kép­es­séget és a stabil talajaggregátumok számát, és így az eróziótól is védik. A legelterjedtebb és nagy ökológiai képességű Charophyta csoport tagjai a talajkéreg-alkotó (BSC) Klebsormidium fajok levegőn szaporodó képes fonalas zöldalgák, amelyek Közép-Európa réti és erdei talajain egyaránt szaporodóképesek.

A talaj felső 5–20 cm-es rétegében 10°C alatt és 20–30°C között egyaránt megtalálhatók és elterjedtek. Kiemelkedő rehidratációs és dehidratációs képességük miatt jól tolerálják a kiszáradást és az újranedvesedett környezetben gyorsan szaporodásnak indulnak.

A talajalgák, mint talajkéreg képző, talajkolonizáló mikroorganizmusok

A Klebsormidium bilatum talajalga kérget képez a talajban található baktériumokkal, algákkal és gombákkal. Az együttélés BSC-védelmet és tápanyagokat biztosít a talajban élő baktériumoknak, amelyek így képesek sokkal nagyobb denzitást elérni, és a sejtek közti kommunikációt is javítja (Donner, 2017.).

Klebsormidium fonalas zöldalgák (Fotó: Albitech Kft.)Klebsormidium fonalas zöldalgák (Fotó: Albitech Kft.)

A talajban szétterjedve fonalas szaporodásával és a talajfelszín kolonizálásával (BSC), és EPS-termelésével a talajszemcsék aggregálásával lassítja a talaj kiszáradását és erózióját, jelentős mennyiségű értékes és különleges – a növényi élethez szükséges esszenciális lipideket és fehérjéket, aminosavakat tartalmazó – ÉLŐ biomasszát is képezhet, kb. 500–2000 kg nedves tömeg/ha/év mennyiségben, miközben CO₂-fixálására képes, mint fotoautotróf szervezet (Futó és Kutasi, 2020.).

A levegő CO₂-tartalmából friss, élő biológiai talajtakaró

A biológiai úton történő CO₂-kötést nagy figyelem övezi, mint alternatív stratégiát, mivel a fotoszintetizáló szervezetek szén-dioxid kötése biomassza-növekedéssel is jár. A CO₂ biológiai úton történő megkötésére növények, valamint fotoszintetizáló mikroorganizmusok képesek. Azonban a konvencionális, szárazföldi növények lassú növekedése nem teszi lehetővé jelentős mennyiségű CO₂ megkötését. Ezzel szemben a mikroorganizmusok egy csoportja, a gyors növekedésre képes mikroalgák akár 10–50x hatékonyabban képesek a fényenergia megkötésére (Wang et al., 2008.).

Az egy hektáron elszaporodó több száz kg száraz anyag mennyiségű SAP (Soil Algae Product) Klebsormidium biomassza CO₂-megkötő képessége nem elhanyagolható, így a klímaváltozást okozó, a légkörben felszaporodó CO₂ mennyiségét csökkentő hatást is fog kifejteni. Egyes modellkísérletek szerint a biomassza száraz­anyag-tartalma napi 430 g nedves tömeggel nő 350 liter szén-dioxid megkötésével, így egy hektárnyi egy év alatt megképződő akár több tonna SAP (Soil Algae Product) biomassza nagy mennyiségű szén-dioxid megkötésére képes évente, ami több százezer hektár beoltott szántóföld, rét vagy sztyeppesedő, sivatagosodó terület esetén több millió tonna, a talajban megkötött szén-dioxidnak felel meg. Nem lehet jobban hangsúlyozni, hogy a talajszáradás és kivédése, és a növényi hozamok növelése mellett ennek a sztyeppesedő, elsivatagosodó területeken elterjedő Klebsormidium SAP talajkezelő technológiának óriási karbonlábnyom-csökkentő – optimális laboratóriumi körülményű modelin vitro kísérletek alapján hozzávetőlegesen akár évi ~80 t/ha CO₂ mennyiségben – hatása lesz. A további, ami az elvégzett kísérletek során megerősítést nyert, magyar algakutatók kisparcellás és nagyüzemi szántóföldi szén-dioxid-elnyelés mérési kísérletek folyamatban vannak (Futó és Kutasi, 2021.).

Tokaj Kopasz-hegyi kísérletek a löszös talajon bebizonyították a Klebsormidium talajalga biológiai talajtakarását és erózió elleni védelmét 2020-ban.

Az egységnyi felületről egységnyi mennyiségű elfolyó víz – melyet mesterséges esőztető berendezéssel juttatunk ki – által erodált talajmennyiség terén szignifikáns (p<0,01) kezeléshatásokat tapasztaltunk. A májusban kijuttatott, de a talajba nem bedolgozott Klebsormidium esetében alakult legkedvezőbben e paraméter értéke, ami a kontrollhoz viszonyítva a talaj erózióérzékenységének hozzávetőlegesen 45%-os mértékű csökkenését jelezte.

A déli kitettségű sorközök néhány cm magasságú és mintegy 50%-os takarást biztosító növényzetének hatására kialakuló párásabb felszínközeli mikroklíma és a hosszabb ideig nedvesen maradó talajfelszín kedvező körülményeket biztosított az algafonalak fejlődéséhez.

Rendszeresen ápolt sorköztakaró növényzet „árnyékában” fejlődő algabevonat (Zsigrai; Grand Tokaj Zrt., Szarvas-dűlő, 2020.)Rendszeresen ápolt sorköztakaró növényzet „árnyékában” fejlődő algabevonat (Zsigrai; Grand Tokaj Zrt., Szarvas-dűlő, 2020.)

Ennek eredményeként jóval kiterjedtebb és fejlettebb algafilm alakult ki a talaj felületén.

A kísérletek együttes elemzése során megállapítható, hogy az egységnyi felületről egységnyi mennyiségű elfolyó víz által erodált talajmennyiséget a kezelések átlagában a Klebsormidium talajalga 27%-kal mérsékelte a kontrollhoz viszonyítva a helyszíni mérési módszerből eredő körülmények között.

A talajba munkálás nélküli májusi kijuttatás volt a legkedvezőbb, mert a kontrollhoz viszonyítva a talaj erózióérzékenységének hozzávetőlegesen 45%-os mértékű csökkenését okozta (Zsigray 2020.).

Zala megyei szántóföldi kukorica vetésterületen mesterséges esőztetős kísérletek is hasonló eredményt mutattak 2020-ban a Klebsormidium biológiai talajtakarásáról.

(Futó, Madarász és Kutasi, 2021.)

A mesterséges esőztetés okozta talajveszteséget vizsgáltuk. A Klebsormidium talajalgával kezelt területről mért talajveszteség 34,7–351,4%-kal kevesebb –függően a terület lejtésétől (1–5% között volt) –, mint a kontroll területen.

BSC - Kéreg mintákBSC - Kéreg minták

A termőtalaj érdekeit szem előtt tartva Európában egyedülállóan új, magyar innovatív termékkel, a termésnövelő hatással is rendelkező Klebsormidium talajalgával tudjuk megvédeni a talajokat a káros környezeti hatásoktól.

A termőtalaj biztosan meghálálja, s mindezt az AÖP 2 ponttal támogatja mind a szántóföldi termesztés, mind a szőlő-gyümölcstermesztés esetében is.

Szerzők: Daoda Zoltán, Futó Péter, Dr. Kutasi József, Dr. habil Zsigrai György

(x)

NEKED AJÁNLJUK
CÍMLAPRÓL AJÁNLJUK
FIZETETT TARTALOM
KONFERENCIA
AgroFuture 2024
Még a legjobb áron!
AgroFood 2024
Még a legjobb áron!
Agrárium 2024
50% kedvezmény kistermelőknek, őstermelőknek és fiatal gazdáknak!
EZT OLVASTAD MÁR?