Közel a megoldás a legszárazabb magyar talajok vízgondjaira

Magyarországi, homokhátsági homoktalajok víztartalmának megőrzésére kidolgozott Komplex Talajkezelési Technológia segíthet az aszály okozta problémák leküzdésére. A hazai növénytermesztésben a termésmennyiséget csökkentő környezeti tényezők közül az aszály a legjelentősebb. A különböző fenológiai fázisokban jelentkező szárazság eltérő mértékű terméscsökkenést és gazdasági károkat okoz a kertészeti és a szántóföldi kultúrákban. A homoktalajokra kidolgozott Komplex Talajkezelési Technológia erre a problémára ad megoldást.

A homokhátsági homoktalajok nedvességmegőrző képességét akár 35 százalékkal is javító Homokhátsági Demo Projektben az AlgaTer és VízŐr készítmények együttes használatának eredményeit vizsgálták, amibe később kapcsolódott be a BactoFil B10 készítmény. A kísérletben az Albitech Kft., az AGRO.bio Hungary Kft. és a Water&Soil Kft. is részt vett.

Az AlgaTer fonalas algát tartalmaz, amely 15-20 cm mélységben szövi át a talajt, és a hatása többrétű: kiterjed a talajéletre, a talaj fizikai tulajdonságaira és a növényekre is. Szövedéke friss, könnyen lebomló szerves anyagot, egyben életteret jelent más mikroszervezetek számára. Továbbá javítja a talaj vízmegtartó képességét, valamint hatékonyan köti meg a talajba került nehézfémeket, mérgező anyagokat. Így például az arzént, amely ezáltal szerves kötésbe kerül, és elveszíti mérgező hatását. Az algák által termelt anyagokat a növények is tudják hasznosítani, valamint egy újonnan felfedezett növényi hormoncsalád tagjait, brasszinoszteroidokat termel, amelyek kedvezően hatnak a kultúrnövények életfolyamataira.

A Water Retainer (VízŐr) organikus alapú talajkondicionáló készítmény, amely csökkenti a talaj párolgását (evaporációját). Alkalmazásával akár 50 százalékkal mérsékelhetőek az öntözési költségek szántóföldi növények-, zöldségek-, szőlő-, gyümölcs- és gombatermesztés esetében is. A kisebb vízfelhasználáson túl, az öntözéshez felhasznált energia költsége is alacsonyabb. Használatával az öntözés nélkül termesztett kultúrákban a talajban már meglévő nedvesség megmarad, és az a kipárolgás helyett a növények gyökerén keresztül hasznosul. Ennek eredményeként nő a növények aszálytűrő képessége, az aszálytűrés ideje, ezáltal jobb minőségű és nagyobb mennyiségű termés várható. A termék 3 hónapon keresztül fejti ki hatását, majd maradvány nélkül, szervesen lebomlik.

A BactoFil® B10 kétszikű kultúrákra kifejlesztett baktériumkomplexben 7 baktériumtörzs gondoskodik a talaj mikrobiológiai harmóniájáról és a kétszikű növénykultúrák (napraforgó, repce, burgonya stb.) egészséges fejlődéséről. A talajoltás a növény gyökérzónáját (rizoszféra) célozza meg, a talajbaktériumok a gyökér közvetlen környezetét kolonizálják. A kialakult kapcsolat mindkét félnek előnyt jelent. A növények szerves anyagok kiválasztásával „táplálják” a mikrobákat, a mikroorganizmusok pedig az anyagcsere termékeikkel támogatják a kultúrnövények életfolyamatait.
A harmonikusabb tápanyagellátásnak és több tápanyagnak köszönhetően növekszik a növény élőtömege, és javul a beltartalom; a kórokozók fertőzési potenciálja vasionok (Fe+++) hiányában jelentősen gyengül. A nagyobb gyökérfelület növeli a növények víz- és tápanyagfelvételét és jobb állóképességet biztosít. A talajszerkezet javításával a művelhetőség (üzemanyag-felhasználás) javul, a szélsőséges időjárás okozta károk csökkennek, a talaj vízmegtartó képessége pedig nő.

A vizsgálat:

A homoktalaj nedvességmegtartását és a párolgási veszteségének csökkentését üvegházi körülmények között vizsgálták. A Homokhátságról származó homoktalajt műanyag csövekbe töltve (8-10 kg talaj/cső) víztelítettségig nedvesítették. Az előkészített tesztcsöveket AlgaTer és VízŐr 10 liter/ha dózisával kezelték 6 párhuzamban. Emellett beállítottak még kezelés nélküli kontroll kísérletet is. Az inkubációt üvegházban, szobahőmérsékleten végezték 6 héten át. Az utolsó 4 hétben a BactoFil B10-zel is kombinálva folyt a talajnedvesség mérése.

A gravimetriás mérések szerint az AlgaTer és a VízŐr együttes kezelésének hatására az első, negyedik és hatodik héten szignifikánsan kisebb mértékben csökkent a talajnedvesség. 1 hét inkubáció után a kezeletlen kontrollhoz képest 15,0 százalékkal, 4 hét után 11,9 százalékkal, míg 6 hét után 14,8 százalékkal kisebb mértékű a talajnedvesség-csökkenés az együttes kezelés hatására. Az inkubáció többi mérési pontján tendenciájában is megfigyelhető, hogy a kezelt talajok jobb nedvességmegtartó, vízmegtartó erővel rendelkeznek. A digitális talajnedvesség-mérővel végzett vizsgálatok alapján a 2. héttől minden mérési időpontban szignifikánsan magasabb az AlgaTer és a VízŐr készítménnyel kezelt talajok nedvességtartalma. A második héten 1,9 százalékkal, a harmadik héten 7,0 százalékkal, a 4. héten 13,8 százalékkal, az 5. héten 18,2 százalékkal, míg a 6. héten 23,5 százalékkal magasabb a kezelt talajok nedvességtartalma a kezeletlen kontroll százalékában. BactoFil B10-zel kiegészült komplex variációban az utolsó héten 35 százalékkal magasabb volt a nedvességtartalma a kezeletlen kontroll százalékában.

Kecsegtető következtetések

A homokhátsági homoktalaj a készítményekkel történő együttes kezelés hatására a nedvességtartalmát tovább megőrzi, ami 6 hétnyi kezelés után mind gravimetriás módszerrel, mind digitális nedvességméréssel vizsgálva a nem kezelt kontroll homoktalajokhoz képest statisztikailag bizonyíthatóan kimutatható. A kezeletlen kontrollhoz képest 14,8-23,5 százalékkal, BactoFil B10-zel kiegészülve 35 százalékkal magasabb talajnedvesség tartalmi értékek voltak megfigyelhetőek a vizsgálatok során.

A környezet kímélése és a gazdasági szempontok összefüggnek: a fenti eredmények alapján öntözéses növénytermesztés esetén kisebb vízfelhasználás, az öntözés nélküli technológiában pedig magasabb terméshozam és jobb termelésbiztonság várható. Ezáltal a termelők rövid és hosszú távon is gazdaságosabbá tehetik a termőtalajok vízgazdálkodását.

Dr. Kutasi Józsefet, az Albitech Kft. ügyvezető igazgatóját, kutatás-fejlesztési vezetőjét telefonon kérdeztem a kísérlet részleteiről:

Hogyan vizsgálták a homoktalajokat?

Az adalékanyagok segítségével a talaj nedvességtartalmának megőrzését a talajalga elszaporodásán észleltük. A kezelt homoktalajok felületein elszaporodnak az algafonalak, megjelennek az algatelepek és a talajfelszín foltokban elkezd zöldülni. Személyesen mutattuk be az Agrárminisztériumnak, és Nagy István agrárminiszternek a kutatás eredményeit, és kértük, hogy támogassa a program további lépéseit. Ehhez egy demonstrációs terület kijelölése szükséges, ahol több 100, vagy 1000 hektáron kezelnék a sztyeppesedő homoktalajt, és a szakemberek vizsgálnák, hogy mennyivel jobban tartja meg a kezelt terület a nedvességet, és mennyivel jobban szaporodnak el benne a talajalgák, esetleg jobban betelepül-e a növényzet a kezelés hatására. Dóziskísérleteket is kell végezni, hogy meghatározhassuk, milyen adagban kell és hogyan érdemes kijuttatni a háromféle komponenst a legjobb eredmények érdekében.

Milyen szerepe van az algáknak a kísérletben?

Az algák az ilyen aszállyal sújtott, sztyeppesedő, szikesedő esetleg már sivatagosodó területeken olyan pionír fajok, amelyek a legelőször szaporodnak el az ilyen talajokon. Amennyiben az általunk beoltott talajalga szövedékek el tudnak terjedni, így biztosítva a megfelelő vagy alkalmasabb talajélőhelyet, akkor ezt követően már be tudnak települni és terjednek el a magasabb rendű növények. Ezáltal az ilyen kezelt talaj alkalmasabbá válik a mezőgazdasági művelésre és kultúrnövények betelepítésére.

Mik a következő lépések?

Hamarosan beadunk a minisztériumhoz egy munkaanyagot, amelyben a szabadföldi kísérleti tervek szerepelnek majd. Ugyanakkor arra is számítunk, hogy a minisztériumi intézetek, és szakemberek is jelentkeznek, akik már foglalkoznak a Homokhátság és az elsivatagosodás problémájával. Velük együttműködve indítanánk el 2020. tavaszán egy demonstrációs (demo-farm) kísérletet. Az üvegházi eredmények nagyon biztatóak, a három alga –baktérium és adalékanyag komponens szinergiában, egymást támogatva szaporodik, illetve őrzi meg a talajnedvességet. Arra számítunk, hogy ugyanez következik be szabadföldön is, és megállítható az aszállyal sújtott homokos területek sztyeppesedése, elsivatagosodása.

FRISSÍTÉS: A cikk hatásaként több fórumon is további kérdéseket tettek fel a kutatással kapcsolatban, ezekkel újra megkerestem Dr. Kutasi Józsefet, aki ezeket írta:

Problémafelvetés 1:

A talajoltás elsősorban mindig egy vegetációs időszakra tud hatást gyakorolni. Maga a talajoltás is egy olyan jó mikrobiológiai kifejezés, amely tükrözi az eljárás lényegét: olyan oltást hajtunk végre, amely egy adott időre biztosítja a beoltott mikroorganizmusoknak az elszaporodását, de nem lehetséges / nem tudjuk megváltoztatni a talaj mikroflóráját egyetlen oltással. Ahogy az emberi szervezetbe is csak úgy tudjuk betelepíteni például a probiotikumokat, hogyha kúraszerűen napokig szedjük és idővel aztán ezek is eltűnnek, kikopnak a bélrendszerből. Amikor baj van, ahogy most a mezőgazdasági talajainkkal, alkalmazzuk őket, megsegítjük a talaj mikroflóráját, de azt, hogy egy csapásra, egy oltásra hosszú időre, évekre a talajélet aktivizálódjon és egészségesebbé váljon, az az előzőekben felsoroltak miatt nem lehetséges. A beoltott baktériumok az oltás után robbanásszerűen elszaporodnak az adott vegetációs időszakban, de aztán lassan lepusztulnak a talajban és a bennszülött mikroflóra elnyomja őket.

"Így hatásuk a tavasztól őszig terjedő időszakra érvényes, amíg a növényzet gyökerei elterjednek és a rhizoflórában elszaporodnak ezek a hatékony baktériumok."

Ezekre már végeztünk DNS ujjlenyomat (T-RFLP) vizsgálatokat, ahol a beoltott baktériumok és a baktériumpopuláció változásait követtük nyomon és mutattuk ki, hogy egészen a betakarításig nyomon követhetők a talajban az ezekre a baktériumokra jellemző DNS szakaszok. Amennyiben ezt a talajoltást éveken át alkalmazzuk, körülbelül 5-10 évig talajtípustól függően, akkor várhatóan a talaj mikroflórája megváltozhat és a beoltott baktériumok közül néhány állandó szereplőjévé válhat a talajnak. Ám ilyen tartamkísérleti kutatásokat, amely ilyen hosszú ideig tartanak - az ujjlenyomat DNS vizsgálatok költséges volta miatt -, még nem tudtunk végezni. A szántással mesterségesen avatkozunk be a talajéletbe és változtatjuk meg a mikroflóra összetételét -bizonyos baktériumoknak a forgatás kedvez, más baktériumok lepusztulnak- de éppen ezt a hatást tudja kivédeni a talajoltás azzal, hogy megsegíti a talajflóra baktérium populációját kivülről beadagolt, a baktériumflórát és a növényeket egyaránt segítő baktériumtenyészettel.

Problémafelvetés 2

A talaj diverzitása remélhetőleg nem változik, mert mi csak olyan baktérium oltóanyagokat tenyésztünk, amelyek Közép-Európa talajainak természetes bennszülött mikroflórájában előfordulnak. Ha nem így lenne, akkor tájidegen, a talajok mikroflóráját felborító fajokat hurcolnánk be és esetleg rossz irányba változtatnánk meg talajaink diverzitását. A talajoltásnak, ahogy az előző leírásban már jeleztem, egyszeri, nagy és erős hatása van, amely során a beoltott baktérium vagy algatenyészet hónapokig változó intenzitással szaporodik el a talajban és elsősorban a mikrobiális aktivitást, a nitrogénkötő képességet és a foszfor és kálium mobilitást fokozza. Segítik továbbá a bennszülött mikroflórát is exopolimer anyagaikkal, biofilm képzéssel, valamint a megtermelt természetes növényi hormonjaikkal a növények termelését és az esetleges stressz - fagykár, aszálykár - okozta hatások kivédésében a növényeket, egyetlen vegetációs időszakra.

"A talajalga szintén elterjedt még most is az erdei talajokban, réteken, ugyanakkor a szántóföldön már csak elvétve, vagy egyáltalán nem tud algaszövedék megjelenni, éppen az intenzív szántási és vegyszerezési műveletek miatt."

Így, ezzel az új innovációval ennek az algatörzsnek a beoltásával és elszaporításával a természetes algamikroflóra helyreállítását próbáljuk elérni, egyelőre csak egyetlen vegetációs időszakra. Ez a technológia annyira új, hogy még nem tudjuk, hogy milyen az egy vegetációs időszakon túli túlélése a beoltott algatenyészetnek. Ennek a fonalas zöld talajalgának nagyon erős az abiotikus stressztűrő képessége, tehát alacsony, vagy magas kémhatáson (pH 4,5 - 9,0), tág hőmérsékleti viszonyok (5 - 35 C) között szinte minden talajtípuson szaporodik. Ezért még néhány évnek el kell telnie, hogy tartamkísérletekben vizsgálni tudjuk, hogy van-e esélyük ezeknek a fonalas algáknak a téli időszakban is megmaradni és újra felszaporodni a tavaszi melegedő időjárásban. Mint fotoszintetizáló szervezet, légköri szén-dioxid és napenergia felhasználásával előállítva anyagait termeli meg biomaszáját és jelennek meg a beoltott területeken a zöld talajalga telepek és alkotnak a talajok felületén foltokban biológiai talajkéreg (szakszóval biological soil crust -BSC) bevonatot. Ez a BSC bevonat és alga szövedék számos a talajban élő baktériumnak és algának jelent olyan szubsztrátot, biofilmet, és így segítséget, amelyek ebben a speciális közegben elszaporodva a talaj mikroflóra aktivitásának megerősödését segíti. Belátható, hogy mindezen hatások elérik egyrészt a talajmorzsák felületét – ezeket az algák behálózzák fonalaikkal és segítik a vízmegtartást – másrészt a termesztett növény gyökérzetére és a rizoszférára is hatással vannak, így ezen keresztül a növényeink biostimulálását is elérhetjük ezzel az eljárással - válaszolt a mikrobiológus kutató a problémafelvetésekre.

Csurja Zsolt