A humusz megóvása talajvédelmi gazdálkodással

A kellően humuszos talaj morzsalékos, jó vízgazdálkodású, a víz és szél romboló hatásaival szemben fokozottan ellenálló, továbbá a pufferoló hatása révén a termőföld savanyodási és lúgosodási hajlamát tompítja. A humusz megköti a toxikus anyagokat és megakadályozza azoknak a táplálékláncba való bekerülését. Mindezekért a humusz megőrzése, gyarapítása talajvédelmi gazdálkodással is rendkívül fontos. A humusz mibenlétének jobb megértéséhez feltétlenül szükség van a hazai tudósaink főbb kutatási eredményeinek – megfelelően csoportosított, rendbe szedett – áttekintésére és megállapításaik megismerésére is.

Betekintés a humusz irodalmába

 A humusz lényegéről

Arany (1956): „Az állati, de különösen a növényi anyagok a talajba kerülve bomlást szenvednek, miközben energiában fokozatosan szegényebb anyagokká alakulnak át. A folyamatok határozottan biológiai jellegűek, azonban az őket kísérő kémiai és fizikai változások a talajra döntő hatást gyakorolnak, és a talaj sajátságait megszabják. Ezek az állandó biológiai hatás alatt álló szerves termékek rendkívül hatékonyak, amelyeket humusz vagy televény elnevezésen ismerünk.”

Stefanovits (1977): „Ma már egyértelműen tisztázott, hogy a humusz a talajnak fontos és egyben legdinamikusabb alkotórésze, amely a termékenység tekintetében nagy szerepet tölt be.” Véleménye (1999) szerint a humuszanyagok két nagy csoportra oszthatók, mint a maradványokból felszabadult, de nem humifikálódott szerves vegyületek (nem valódi humuszanyagok) és a valódi humusz. A nem valódi humuszanyagok csoportjába a fehérjék, peptidek, aminosavak, szénhidrátok, szerves savak, lignin, zsírok, viaszok és gyanták, míg a valódi humuszanyagok közé a fulvosav, huminsavak és huminanyagok tartoznak.

Filep (1999) a talajban található szerves anyagokat a következő csoportokba sorolja: a talaj élőlényei és a talajon élő növények gyökérzete; az elhalt növényi és állati maradványok; a maradványok bomlása után felszabadult szerves vegyületek, valamint a belőlük képződött specifikus szerves anyagok. Szerinte a szerves maradványok átalakulása bonyolult lebontó és építő (szintetizáló) mikrobiális folyamatok, s a kapcsolódó biokémiai reakciók következménye. A heterotróf mikroflóra és mikrofauna a szerves vegyületeket energiaforrásként használja, s a vegyületek egy részét teljesen elbontja, más részét pedig kisebb-nagyobb mértékben módosítja.

A legegyszerűbb végtermékek a jól szellőzött talajokban a NO^¯₃, NH⁺₄, H₂PO^¯_4, SO^2¯₄ , Ca²⁺, Mg²⁺, CO₂, H₂O, s a szabaddá vált mikrotápanyagok ( Cu²⁺, Zn²⁺ stb.), míg az anaerob körülmények között metán, aminok, egyszerű szerves savak, ill. toxikus gázok képződnek. Filep szerint: „A humifikáció a legfontosabb szintetizáló reakciók összessége. A könnyen bontható szerves anyagok gyorsan mineralizálódnak, míg a nehezen bontható vegyületek jelentős része polimerizálódva nagy molekulájú, sötét színű új vegyületté, humuszanyagokká alakul. Az aerob körülmények a mineralizációnak, a levegőtlen viszonyok pedig a szervesanyag-felhalmozódásának biztosítanak kedvező feltételeket”.

Papp (2002) által írt értekezés figyelemre méltó módon jellemzi a humuszanyagokat: „A humuszanyagok a természet élő szénciklusából kikerülő szerves molekulák véletlenszerű halmazából képződő, kémiailag heterogén összetételű, funkciós csoportokban gazdag makromolekulás anyagok. A környezeti rendszerekben a szervesanyag-mineralizáció köztes termékeinek tekinthetők, a kémiai degradációval szemben azonban viszonylag ellenállóak, így a természet legelterjedtebb nem élő szerves anyagai, megtalálhatók a talajokban, tőzegben, felszíni és felszín alatti vizekben, fiatalabb szenekben és a legújabb kutatások szerint a légköri aeroszolokban is”.

A humuszról, mint a talajtermékenység hordozójáról

Filep (1999) részletezi a humusznak a talajok szerkezetére, hő- és vízgazdálkodására gyakorolt kedvező hatásait. Egyebek mellett kifejti: „A talajok természetes termékenysége (víz- és tápanyag-szolgáltató képessége) nagymértékben függ a talajképződés körülményeitől. A legtermékenyebb talajok közös sajátossága, a Ca-mal telített, jó minőségű humusz (Ca-humátok), valamint az ezzel együttjáró morzsás, porózus szerkezet és a megfelelő tápanyag-ellátottság. Mivel a huminsavak két vegyértékű fémionokkal alkotott sói, vízben nem oldódnak, a Ca-humátok által összeragasztott aggregátumok vízállóak és porózusak. (A ragasztóanyag víz hatására csak duzzad, de nem oldódik.) Emellett a szerves maradványokat bontó mikroorganizmusok nyálkaanyagainak és egyes bomlástermékeknek is jelentős szerkezetstabilizáló hatásuk van.

A huminsavak Fe- és Al-oxidokkal/hidroxidokkal társulva – agyagásványok jelenlétében – szintén tartós szerkezeti elemek kialakulásához vezetnek. Ezek a szerkezeti egységek azonban nem hoznak létre jó talajszerkezetet, mert nem eléggé porózusak, belső pórusrendszerük nincs. Igen jelentős szerkezetkialakító tényező a szerves és az ásványi kolloidok összekapcsolódásával létrejött agyag-humusz komplexum mennyisége és minősége. A humusz tehát a stabil, porózus szerkezet biztosításával kedvezőbbé teszi a talaj vízgazdálkodását, csökkenti tömörödési hajlamát, és fékezi a felület elporosodását. A morzsalékos, jó vízgazdálkodású, kellően levegős talaj hőgazdálkodása is megfelelő.”

Stefanovits (1999) kiemeli a humuszanyagok tápanyag-szolgáltató és tápanyag-megőrző szerepét: A humusz elsősorban N-forrásként jelentős. A talajok N-készletének mintegy 96-97 %-a a szerves anyagokban található. A növények számára felvehető ásványi N-formák a szerves anyagok NH₂-csoportjának mikrobiális lehasításával, majd szerves aminok NH⁺₄ ionná és NO^¯₃-tá alakításával jönnek létre. Az erősebben kötött szerves N-formák (a mag-N és a híd-N), mint a talaj N-tartalékai játszanak szerepet, mert csak a humuszanyagok nagymértékű mineralizációja esetén válnak szabaddá. A talaj szerves anyagaiban kötött foszfor és kén is lassú feltáródási folyamat révén mineralizálódik s válik a növények számára felvehetővé.

Kiemelkedő jelentősége van a humusznak a tápanyagok megőrzésében és felvehetőségének szabályozásában is. Adszorbeáló képességük folytán a huminsavak képesek megkötni a különböző tápanyagokat, döntő szerepük van a Ca, a P, a Mg, a S, a Cu, a Zn stb. megőrzésében. A legfontosabb mikroelemek (Cu, Mo, Mn, Zn) nagyrészt a szerves anyagokhoz kötve, kicserélhető ionokként és kelátok formájában találhatók a talajban. A makrotápanyagok közül a humusz elsősorban a foszfor növény általi felvehetőségére van kedvező hatással. Blokkolja a talaj azon ásványi részeinek a helyeit, ahol a foszfátionok erősen lekötődnének, így csökkenti a foszfor inaktiválódását (humáthatás).

Győri (1984) a humuszt elsősorban a növények N-nel való ellátásnak szempontjából vizsgálta. Ehhez kimutatta főbb talajtípusok szerinti csoportosításban a talajok humusztartalmának %-os határértékeit. (1. táblázat)

Szántóföldi termőhely	KA	Humusz %
		igen gyenge	gyenge	közepes	jó	igen jó
I.	˃42	2,00 alatt	2,01-2,40	2,41-3,00	3,01-4,00	4,01 feletti
	˂42	1,50	1,51-1,90	1,91-2,50	2,51-3,50	3,51
II.	˃38	1,50	1,51-1,90	1,91-2,50	2,51-3,50	3,51
	˂38	1,20	1,21-1,50	1,51-2,00	2,01-3,00	3,01
III.	˃50	2,00	2,01-2,50	2,51-3,30	3,31-4,50	4,51
	˂50	1,60	1,61-2,00	2,01-2,80	2,81-4,00	4,01
IV.	30-38	0,70	0,71-1,00	1,01-1,50	1,51-2,50	2,51
	˂30	0,40	0,41-0,70	0,71-1,20	1,21-2,00	2,01
V.	˃50	1,80	1,81-2,30	2,31-3,10	3,11-4,00	4,01
	˂50	1,40	1,41-1,80	1,81-2,60	2,61-3,50	3,51
VI.	˃42	1,30	1,31-1,70	1,71-2,40	2,41-3,30	3,31
	˂42	0,80	0,81-1,20	1,21-1,90	1,91-2,80	2,81
I. Csernozjom talajok, II. Barna erdőtalajok, III. Kötött réti talajok, IV. Laza (homok-) talajok, V. Szikes talajok, VI. Sekély termőrétegű, erodált lejtők talajai 1. táblázat A talaj humusztartalmának határértékei (nitrogénellátottság megítéléséhez)

A talaj szervesanyag-tartalmának jellemzésére Győri szerint a talaj humuszkészlete is fontos jellemző. Hazánk talajainak jellemző humuszkészletét a 2. táblázat tartalmazza. 

Szántóföldi termőhely	KA	Humuszkészlet
		igen gyenge	gyenge	közepes	jó	igen jó
I.	˃42	150 alatt	151-180	181-225	226-300	301 feletti
	˂42	112	113-142	143-187	188-262	263
II.	˃38	112	113-142	143-187	188-262	268
	˂38	90	91-112	113-150	151-225	226
III.	˃50	150	151-187	188-247	248-337	338
	˂50	120	121-150	151-210	211-300	301
IV.	30-38	52	52-75	76-112	113-187	188
	˂30	30	31-52	53-90	91-150	151
V.	˃50	135	136-172	173-232	233-300	301
	˂50	105	106-135		196-262	263
VI	˃42	97	98-127	128-180	181-247	248
	˂42	60	61-90	91-142	143-210	211
2. táblázat Talajok humuszkészlete (t/ha) 50 cm talajrétegben

1 tonna talaj átlagosan 50 kg N-t tartalmaz. Az irodalmi adatok szerint a humusznak kb. 1 %-a mineralizálódik évente a talajban. A táblázat határértékei a fenti adatok tükrében azt mutatják, hogy a N-nel ellátott talajban, amelynek a kedvező tulajdonságú termékeny talajoknál kb. 200 t/ha humusz felel meg, 2 t humusz mineralizálódik évente, vagyis 100 kg N szabadul fel. Ez kb. egyharmada annak a N-nek, amely egy átlagos 10 t/ha terméshez (fő- és melléktermés együtt) szükséges. A kevés humuszkészletet tartalmazó talajok tehát azért vannak gyengén ellátva N-nel, mert a humuszanyagok mineralizációja útján nem keletkezik a növények számára elegendő N. A határértékek széles intervalluma az egyes talajtípusokban lejátszódó, eltérő biológiai folyamatoknak és az így kialakult humuszegyensúlynak az eredményét tükrözi. Az eltérő talajtulajdonságok és a különböző tényezők hatására ugyanis változik a képződő és elbontott humuszanyagok mennyisége, másrészt változhat a humuszvegyületek átlagos N-tartalma is.”

Lehoczki (2005) cikkében foglalkozik a humuszanyagoknak a talaj hő- és vízgazdálkodására, a talaj szerkezetére gyakorolt hatásaival, továbbá a tápanyag-gazdálkodásban betöltött szerepével: „A humuszanyagok növelik a talaj hőbefogadását és víztartó képességét. Utóbbi különösen a homoktalajok esetében fontos. A talajba folyamatosan bekerülő szerves anyag lebontásának következtében a mikrobák nyálkaanyagai és a képződő gombafonalak védőréteget képeznek a talajmorzsák felületén, ez a morzsákat megvédi a víz szétiszapoló hatásától.

Jelentős szerkezetalakító tényező a humuszanyagoknak ásványi kolloidokkal, illetve a huminsavaknak kalciummal való összekapcsolódása. Ezek nagymértékben elősegítik a növénytermesztéshez elengedhetetlen aprómorzsás talajszerkezet kialakulását.” A humuszanyagoknak a talaj tápanyag-gazdálkodásában betöltött szerepe különös fontossággal bír, amelyet Lehoczki a következők szerint foglal össze: „A szerves anyagokban található a talaj nitrogéntartalmának több mint 90 %-a. Ez a jelentős mennyiségű nitrogéntartalom három különböző formában található meg a humuszanyagokban, melyből az erősebben kötött rész csak a humuszanyagok mineralizációja során válik a növények számára felvehetővé. A humuszanyagok továbbá jelentős szerepet töltenek be a különböző tápelemek megkötésében. Ezáltal meggátolják, illetve lelassítják az egyes elemek kimosódását.

Tehát elmondható, hogy a talajba került szerves anyagok lebomlásával nő a növények által felvehető tápanyagok, illetve a humuszanyagok mennyisége. Ha azonban a növénytermesztésben csak erre a tápanyagforrásra támaszkodnánk, a legjobb termékenységű talajaink is előbb-utóbb degradálódnának. Arra kell tehát törekedni, hogy a nagyobb hozamok elérésével se csökkenjen a talaj termékenysége, amelynek fenntartásában és növelésében nagy jelentősége van a szerves anyag megőrzésének és pótlásának.”

Jakab (1998) megállapítja, hogy talaj humusztartalma a növénytermesztés szempontjából akkor nevezhető kedvezőnek, ha az meghaladja a 2 %-ot vagyis, ha hektáronként a művelt rétegben mennyisége nem esik 60 tonna alá.

A humusz talajvédelmi szerepéről

Hargitai (1990) a humusz környezetvédelmi funkciójáról tudományos előadásában a következő fontos ismereteket közölte: „A humuszanyagok a talajban lezajló folyamatok szabályozásában nagymértékben részt vesznek. Befolyásolják a talajban a biokémiai folyamatokat, a tápanyagok felvehetőségét és a tápanyag-utánpótlást, elsősorban a nitrogénellátást. Ugyanakkor a humuszanyagok -COOH, -OH és -NH₂ csoportjai egyaránt, mint reakcióképes funkciós csoportok a humusz sokoldalú részvételét biztosítják a talajfolyamatokban. A közvetlen kémia reakcióhatásokon kívül befolyásolják a pufferképességet, komplex-képzés révén toxikus nehézfémek megkötődését, valamint a sokoldalú reakcióképesség folytán a funkcionális csoportok kompenzálják és megkötik talajban található mérgező szerves anyagokat (xenobiótákat). E funkciók ellátásában nemcsak a talajok humusztartalma miatt van különbség a talajokban, hanem a humusz- és humusz közötti nagy eltérés is meghatározza azt.

Wojtaszek (1993) a humusz fényvisszaverését vizsgálta távérzékelési módszer segítségével, és ebből következtetett az eróziós veszélyeztetettség mértékére a talajlehordás és az anyagfelhalmozódás (szedimentáció) alapján.

Takács (1993) vizsgálta a humusz szerepét a fémionok megkötésében. Megállapította, hogy a humusz nagy mennyiségű fém megkötésére képes, de a pH és a humuszminőség változásával a kötődés erősödik, vagy gyengül. A pH csökkenése elősegíti az emberre veszélyes fémionok oldatba jutását és gyorsabb növényi felvételét.

Debreceni B.-né (1997) vizsgálta a N-műtrágyázásnak a humusz minőségére és annak környezetvédelmi tulajdonságára gyakorolt hatásait és többek között a kutatást a következők szerint összegezte: „Megállapítottuk, hogy a N-műtrágyázás hatására nő a kis molekulasúlyú humuszvegyületek aránya és csökken a talaj környezetvédelmi kapacitása. A nagyadagú N-műtrágya hatása ebből a szempontból előnyös. A kis molekulasúlyú szervesanyag-frakció növekedése azonban nem feltétlenül jár együtt a humuszminőség romlásával, mivel ez a talaj tápanyag-szolgáltatása szempontjából inkább kedvező. Ezenkívül a kis molekulasúlyú szervesanyag-frakcióban az aktív gyökök nagyobb koncentrációja a toxikus nehézfémek megkötésében és a növényvédő szerek adszorpciójában is aktív szerepet játszik. Ebből a szempontból az optimális N-műtrágya dózis szerepe pozitív. Az N-túltrágyázás azonban sem ökológiai, sem ökonómiai szempontból nem indokolható. Borsónövény beiktatása a vetésforgóba a talaj humuszminőségére kedvező hatású.”

Stefanovits (1977) szerint a talaj ásványi részéhez kapcsolódó humusz a toxikus nehézfémeket (Pb, Cd, Hg) megköti, és ezzel a környezeti ártalmakat is jelentősen csökkenti.

Filep (1999) a humuszanyagok sav és bázis pufferoló hatását emeli ki: „A humuszanyagok bizonyos határig képesek a talajba került és a talajban képződő savak/bázisok hatását közömbösíteni, s a gyors pH-változásokat megakadályozni. Egységnyi tömegű anyagra vonatkoztatva a humuszsavak pH-pufferoló képessége sokkal nagyobb, mint a talajásványoké. A humuszanyagok pufferoló képességükkel talajvédelmi funkciót látnak el a talaj savanyodásának, illetve lúgosodásának mérséklésével.”

A tudósaink előzőekben bemutatott véleményeit is figyelembe véve a következőkben összegezhetjük a humuszról kialakított fontos ismereteket.

A humuszképződés alapanyagai és a keletkezett humusz összetevői

A talaj humuszkészlete az a sötét színű, nagy molekulájú, kolloid tulajdonságú szervesanyag, mely a talajba kerülő növényi és állati maradványokból, mikroorganizmusok közreműködésével, talajbiokémiai folyamatok útján keletkezik. E definíció szerint (mely a híres amerikai Nobel-díjas talajmikrobiológustól, Walksmantól származik) a talaj összes szervesanyag-készlete tágabb értelemben humusznak nevezhető. Szűkebb értelemben viszont az egész szervesanyag-készletből mintegy 80-85 %-nyi anyagmennyiség olyan specifikus tulajdonságú szervesanyag-csoport, mely a klasszikus szerves kémia által leírt egyenleten egy anyagcsoportba sem sorolható be. (Magyarország talajainak szervesanyag-tartalmát 1. ábra mutatja.)

Ezek a talajra nézve specifikus humuszanyagok az egész szervesanyag-készletben a legnagyobb jelentőségűek. A humuszképződés alapanyagai a talajba jutó növényi maradványok, amelyek többféle anyagcsoportot tartalmaznak. A legfontosabb ilyen anyagcsoportok a lignin, a cellulóz, az egyéb szénhidrátok, a polifenolok, valamint az aminosavak és fehérjeszerű anyagok.

A talajba kerülő humusz-alapanyagok közül a legnagyobb mennyiséget a lignin és a cellulóz adja. A lignin fontos növényi anyagcsoport, a növények támasztó szöveteiben viszonylag nagy százalékban szerepel, egyes növények lignintartalma igen nagy lehet, elérheti, vagy meghaladja az összes növényi anyag 30 %-át is. A ligninszerű anyagok lebomlásával és átalakulásával zárt szénláncú alapvázat tartalmazó vegyületek keletkeznek, melyek már a huminsavakhoz, a humuszanyagok egy jellegzetes csoportjához hasonlítanak. A cellulóz mint fontos és tömegesen előforduló növényi anyag nagy mennyiségben kerül a talajba. A cellulózból barnás színű, lúgban oldódó és savban kicsapódó aromás vegyületek keletkeznek, melyek a huminsavakhoz hasonlítanak.

Jól elhatárolhatóan négy humuszösszetevő – fulvósavak, szimatomelán savak, huminsavak, huminanyagok – anyagcsoport különböztethető meg. A fulvósavak nagy szerepet játszanak az erdőtalajok humuszképződésében. Nagyfokú mozgékonyságuk miatt elősegítik a talajok kilúgzását és ezzel savanyodását. A szimatomelán savak anaerob baktériumos közegben – elsősorban réti talajokon – képződnek és aktívabban részt vesznek a morzsalékos szerkezet kialakításában, mint a fulvósavak. A huminsavak a talaj szervesanyag-készletében a legfontosabb csoportot alkotják. A huminsavak nagy molekulájú sötét színű, kondenzált molekulaláncúak, melyek sok nitrogént is tartalmaznak, ezért a talajok termékenységében és a növényi tápanyag-utánpótlásban rendkívül fontos szerepet játszanak. A kétértékű talaj kationokkal már rendkívül érzékenyen reagálnak és kicsapódnak. Kalciummal alkotott koagulátumaik a stabil és jó minőségű talajszerkezet kialakulásának elsőrendű feltételét adják.

A huminsavak a talajszerkezetben játszott szerepük mellett a talaj egész fizikai és fizikai-kémiai állapotának kialakulásában nagy fontosságúak. Huminsavak kialakulására ott van a legjobb lehetőség, ahol a talajban aerob baktériumos folyamatok vannak túlsúlyban. Ennek következtében alakulnak ki a nagy molekulaláncok. Hazai talajaink közül a legnagyobb huminsavkészlet a csernozjomokban található. A csernozjomokban egyrészt nagy a szervesanyag-felhalmozódás lehetősége, mivel a szerves anyag lebomlásához vezető bakteriális folyamatok évenként legalább kétszer (a téli fagy és a nyári szárazság hatására) leállnak, másrészt a huminsavak nagy elektrolit érzékenysége kedvez ennek a kicsapódásnak.

A talajszelvényben oldhatatlanul kicsapódott huminsavak nagy adszorpciós készségük folytán mind a talaj vízgazdálkodását, mind a talaj tápanyag-gazdálkodását elsőrendűen és kedvezően befolyásolják. A huminanyagok a talaj szervesanyag-készletének olyan ellenálló oldhatatlan részei, amelyeket közönséges körülmények között a talajból kivonni nem lehet. Ezt a mind savas, mind lúgos hatásnak ellenálló, váltakozó sav-lúg kezelés hatása sem kivonható szervesanyag-készletet nevezték el humin frakciónak. Valószínű, hogy olyan erős szervetlen-szervesanyag kötésekről van szó, melyek rendkívül stabilak és a talaj vázrészeinek kialakulásánál és annak tulajdonságaiban játszanak szerepet, gyakorlati funkciójuk azonban a talaj dinamikájában, a tápanyagkészlet feltáródásában és mozgásában jóval kisebb, mint az előbb említett humuszanyag-csoportoké.

A kellően humuszos talajok agronómiai előnyei

A humuszanyagok sötét színe elősegíti a talajok hőelnyelő képességét és ezen át szabályozza hőgazdálkodásukat. Ez különösen fontos a szőlő és a melegigényes zöldségfélék termesztésénél, amikor a termések mennyiségi és minőségi paraméterei kedvezően alakulnak.

A talajok tavaszi gyors felmelegedésével előbb lehet vetni, ültetni és így biztosított a korai érés is.

A nagy humusztartalmú talajok növelik a talajok vízmegkötő és víztartó képességét, csökkentik a teljes kiszáradás veszélyét és a növények számára kiegyenlítettebben biztosítják a talaj víztartalékát. Ez ugyanis azon alapszik, hogy saját tömegükhöz viszonyítva többszörös vizet képesek a humuszanyagok megkötni.

A humuszkészlet szabályozza a talaj fizikai-kémiai tulajdonságait, így elsősorban a talaj aggregátumainak kialakulását és ezen keresztül egy nagyon fontos gyakorlati tulajdonságot, a talaj szerkezetét. A talajszerkezet a talaj alapvető funkcióinak betöltésénél döntő szerepet játszik. A talaj alapvető funkciója ugyanis a növények vízzel, tápanyaggal és levegővel egyszerre történő ellátása.  A talaj ennek a funkcióinak csak akkor felel meg, ha megfelelő a szerkezete. A szerkezetesség egyik legkedvezőbb formája az ún. morzsás szerkezet. Morzsás talajszerkezetnél a morzsák közötti és a morzsák belsejében kialakuló nagyfokú porozitás a fenti tulajdonságokat biztosítja. Morzsás talajszerkezet pedig nagy humusztartalmú, jó humuszminőségű, kalciumot is tartalmazó talajokon alakul ki.

A humuszanyagok egyik alapvető agrokémiai funkciója a közvetlen tápanyag-szolgáltatás. A nitrogén 95-98 %-át a növények a humuszból nyerik. Jelentős a humusz foszfor- és kénszolgáltatása is, amelyek a mikroorganizmusok lebontó tevékenysége következtében fokozatosan válnak a növények számára hozzáférhető állapotúvá.

A közvetlen tápanyaghatáson kívül sokoldalúan vizsgálták a humuszanyagok közvetett szerepét is a tápanyag-gazdálkodásban. Ezt legegyszerűbben úgy tehetjük szemléletessé, ha a humuszkészletet, mint a talaj tápanyagkészletének nagy tartalék tárolóját fogjuk fel, melyen különféle tápanyagok reverzibilisen megkötődnek. E megkötődés szerepe azért nagy, mert ez megvédi a tápanyagokat a további olyan megkötődésektől, melyek a tápelemek más kémiai vegyületekbe való irreverzibilis beépülését jelenthetik, vagy másrészről a tápanyagnak kioldódását, vagy mélyebb talajrétegekbe való lejutását okozhatná. A reverzibilis módon megkötött tápanyagok, elsősorban mikroelemek lassú és folyamatos leszakadással a növények számára felvehetővé válnak, és ezáltal biztosítják a növényi termékek tápanyaghiánytól mentes megfelelő minőségének kialakulását.

A talaj humuszanyagainak nagy a szerepe a talaj úgynevezett biológiai aktivitásának kialakulásában. Megfigyelték ugyanis, hogy a humuszanyagoknak ún. növekedést serkentő hatásuk is van. E hatást, melyet sokoldalúan vizsgáltak, ma kétségtelenül bebizonyítottnak vehetjük, az azonban nem állítható, hogy e hatás minden folyamatát részleteiben ismerné a tudomány. Régebbi külföldi és hazai vizsgálatok is arra irányultak, hogy mennyire specifikus ez a hatás. Voltak ugyanis olyan vélemények, melyek szerint egyszerűen a humuszanyagokat kísérő egyéb anyagok, például auxinszerű szerves anyagok, vagy éppenséggel a humusz molekulákon megkötött mikroelemkészlet hatásáról van szó.

Arra is irányultak kísérletek, hogy e hatás fitohormonális jellegét bizonyítsák. Egyes vélemények szerint a humuszanyagok a növényi gyökerek permeábilitását szabályozzák és ezen keresztül a növelhetik a tápanyag felvételét. A humuszanyagok bekapcsolódnak a növényi biokémiai folyamatokba, redox tulajdonságaiknál fogva az egész légzési ciklust befolyásolják és hatásuk ezen keresztül nyilvánulhat meg a termésnövekedésben. Ezt azzal is bizonyították, hogy a huminsavaknak nemcsak egyes tápoldatokban van hatásuk a növények gyökeresedésére, levélen keresztül permetezéssel a levél felületére juttatott humuszanyagoknak is pozitív hatásuk lehet.

Végül nem elhanyagolható módon szükséges megemlíteni, hogy a humusz hatására kialakuló morzsás talajszerkezet megkönnyítheti a talajművelő gépek mozgását, amellyel jelentős mennyiségű energiaköltség takarítható meg.

A humusz talajvédő hatásai

A humusz azzal, hogy közvetlenül képes súlyának többszörösét kitevő vizet tárolni, továbbá azzal, hogy a morzsalékos talajstruktúra kialakulásában játszott szerepével létrejött pórusterekbe a talaj nagymennyiségű víz befogadására, majd hasznosítására válik képessé, egyben óriási jelentőségű talajvédelmi szerepet is betölt. Tudniillik a nagymennyiségű víz befogadásával lejtős területeken csökken az elfolyó víz mennyisége és ezzel csökken talajeróziós kártétele is. Tehát a humuszban gazdagabb talajok kevéssé vannak kitéve a talajpusztulás ezen formájának!

A humuszanyagok nagy pufferképessége egyrészt molekula méretükből, a molekula felépítéséből, másrészt amfoter jellegükből fakad. E pufferképességnek különösen nagy szerepe abban, hogy az intenzív műtrágyázás által okozott káros kémhatás eltolódást a talajban tompítja.

A humuszanyagok nagy adszorpciós készsége lehetővé teszi a különböző, növény által fel nem vett, vagy fel nem vehető, illetve esetlegesen a mesterséges tápanyagellátás által túlsúlyba kerülő ionok megkötését. Ismeretes, hogy a mikroelemek adagolásánál a szükséges minimális és kritikus károsító adag között kicsi az intervallum. Ez az intervallum megnövekszik akkor, ha a talajnak nagy a humuszkészlete, ugyanis a káros fölöslegben lévő ionokat vagy mikroelemeket a humuszanyag megköti.

A humuszanyagok szűrőt jelentenek a toxikus hatások kivédésében. A talajt toxikus hatások oly módon érhetik, hogy egyrészt iparból, közlekedésből, vagy máshonnan származó nehézfémek szennyezhetik. A nehézfémek lehetnek Pb, Cd, Ni, Hg, Zn, Cu stb. Ezek nem egyformán toxikus vagy károsító hatásúak. Például a Zn és a Cu tápelem hatású mikroelemek, de a túlsúlyuk természetesen káros. A kellő humusztartalmú talajokban e nehézfémek jó része irreverzibilisen megkötődik és így mérgező hatásukat nem fejthetik ki.

A talajt érhetik bonyolult szerves molekulák formájában növényvédő szerek, vagy egyéb kémiai szerek is. Ezek kompenzálásában, ártalmatlanításában és lekötésében a humuszanyagoknak szintén nagy a szerepük. Ismeretes, hogy a különböző peszticidek adagolásánál és utóhatásuk következményeinek felmérésénél a talaj humuszkészletét nagymértékben figyelembe veszik.

A humuszveszteség okai, állományának megvédése talajvédő gazdálkodással

Az előzőekben láthattuk, hogy a humusz jelentősen meghatározza a talajok termőpotenciálját és jelentős talajvédelmi sajátosságokkal is rendelkezik. Mindezek indokolják a humuszanyagok mennyiségének megőrzését, védelmét. Nagyon fontos, hogy olyan vetésforgószerű talajvédő növénytermesztési szerkezet alakuljon ki, amely ezt szolgálja, és így az elemi erők (víz, szél) romboló hatásait mérsékeljük.

A természetes növénytakaró felszámolásának és a talaj rendszeres bolygatásának, nemkülönben az egyéves növények termesztésének következménye a humusz-, illetve szervesanyag-tartalmának csökkenése.

A földművelési irányzatok minősítési szempontjai között mindig megjelent a humuszt fogyasztó, vagy gyarapító megítélés. A humuszelmélet alapján szántóföldi növényeink két nagy csoportba oszthatók: humuszgyarapítókra és humuszfogyasztókra. A megkülönböztetés alapja a gyökértömeg, valamint a talaj felszínén a betakarítás után visszamaradó tarló és egyéb növényi részek (szár, levél), mint szerves anyagok. A visszamaradt szerves anyag mennyisége szerint az évelő pillangósok, valamint a gyepnövények a humuszgyarapító, a gabonafélék és a kapásnövények a humuszfogyasztó csoportba sorolhatók. A talajban a szerves anyagok felhalmozódási és lebomlási folyamatai egyidejűleg mennek végbe. A növények vegetációjának időszakában a szerves anyagok felhalmozódása, a betakarítás után viszont a lebomlás folyamata a jellemző.

Ezen az alapon tehát a talaj szerves anyagainak mennyiségét, valamint több éves időszak alatt végbemenő változását a felhalmozódási és lebontási periódus aránya, valamint az éghajlati körülményektől függő lebomlási periódus időszaka is meghatározza. A felhalmozódási és a lebomlási periódus arányánál, valamint a lebomlási periódus időszakánál figyelembe kell venni, hogy az adott terület mennyi ideig van növényekkel elfoglalva, és milyen hosszú az az idő, amikor termesztés nem folyik rajta. Lényeges az is, hogy a növény nélküli időszak az év melyik időszakára esik. Például az őszi búza után a kukorica vetéséig hosszú időszak telik el, és ennek jelentős részét a nyári periódus teszi ki, amikor a bomlási folyamatok intenzívebben mennek végbe.

A magyar mezőgazdaságban az állatlétszám csökkenésével lényegesen kevesebb lett a takarmánytermő terület és előtérbe került az egynyári általában humuszfogyasztó növények termesztése. Az évelő sűrű térállású – humuszt gyarapító – talajvédő hatású növények háttérbe szorulásával nagyobb intenzitásúvá váltak az eróziós (víz, szél) folyamatok. A víz mozgásával nemcsak a lejtős, hanem a gyakran belvízzel borított síkvidéki területeken is komoly károkat okoz a humusz mennyiségében és minőségében. A felületen mozgó víz elsősorban a talaj legkönnyebben mozgatható alkotórészeit, szerves és szervetlen kolloid anyagait sodorja magával. Így a humuszos réteg vékonyodása együtt jár a szerves anyag csökkenésével is, amit a talajműveléssel fokozatosan felforgatott humuszszegény rétegek keveredése még jobban felgyorsít.

A felületen elfolyó víz a szuszpendált talajrészek mellett kolloid és valódi oldat formájában sok tápanyagot, elsősorban vízben oldódóakat, különösen nitrogént szállít el. Ahogy vékonyodik a humuszos feltalaj úgy romlik a talaj kémiai, fizikai és biológiai tulajdonsága, mert a rendszeresen művelt réteg mind nagyobb részben az alsóbb rétegek, genetikai szintek alacsonyabb termékenységű anyagából tevődik össze. A humuszos rendszeresen művelt réteg károsodása vagy megsemmisülése okozza a termőhely földművelési értékének legnagyobb mértékű változását, mivel a szerves anyagokhoz több olyan tulajdonág is kötődik, amely nem vagy rendszerint csak részben pótolható, illetve helyettesíthető. A szél különösen száraz csapadékmentes időszakokban – amikor a talaj növényekkel nincs fedett állapotban – a humuszos felső talajréteg elfúvásával nagy károkat okozhat.

A kutatók a magas színvonalú talajvédő termesztéstechnológiával folytatott vetésforgós tartamkísérletekben nem tapasztaltak humusztartalom-csökkenést. A vetésforgóban kellő arányban szerepeltek az évelő takarmánynövények és gondoskodtak a megfelelő szerves anyagok (növényi szármaradványok visszajuttatása, szervestrágyázás) pótlásáról is. Mindezekből következik, hogy a humusz megóvására csak az adott terület eróziós veszélyeztetettségi mértékének megfelelően alkalmazott talajvédelmi technológia és vetésforgórendszer lehet a megoldás.

Az utóbbi évtizedekben az útépítések, a zöldmezős beruházásként létrehozott ipari parkok, raktárak stb. következtében több tízezer hektár termőföld került kivonásra, oly módon, hogy ezekről a területekről nem került lementésre a humuszos talajréteg, vagy ha ez meg is történt, zömében nem a szerves anyagban szegény termőföldek megjavítására kerültek hasznosításra, amely gyakorlaton feltétlenül változtatni szükséges.

A fotók rövid értékelése

Az 1. és 2. képen a humuszos talajfelhalmozódások láthatók, amely jelenség a lejtő lábánál – a lepusztulás nagy kiterjedésű károsító helyszínéhez viszonyítva – kis területen gazdagítja a talajt.

A hiányos talajvédő gazdálkodás következtében a felgyorsult erózió hatására hazánkban a talajok humuszban gazdag felső rétege nagy veszteségeket szenvedett el. A lehordott humuszos talaj évi átlagos mennyisége – egyes esetekben – a hektáronkénti 8-10 m³ mennyiséget is elérheti. Megállapítható, hogy a humuszképződési folyamat mesze elmarad a humuszveszteség ütemétől. A 3. képen látható kifehéredett foltokon a talaj alapkőzetig lekopott.

Az ilyen talajokon – alul a lösz a talajképző alapkőzet – az eróziós kártétel fokozódik. A 4. kép mutatja, hogy a lekopott foltokon csak gyéren fejlődik a növény.

Az 5. képen az erózió által lehordott kukoricásban felhalmozódott humusznélküli talaj látható. A 6. és 7. képen az elárusító helyen deponált, majd megvásárolt (5000 Ft/m³) és házi kertekben elterítésre váró humuszos termőföldet láthatunk.

A 8. és 9. képen látható, hogy az értékes humuszban gazdag fekete termőföldet rézsűképzésre használják, holott erre a célra a tükör kialakítás során kiemelt talaj is megfelelne. Felmerül a kérdés – mindkét esetben –, hogy esetleg nem a zöldmezős beruházásoknál lementett humuszos termőföld forgalomba hozataláról van-e szó?!

A vonatkozó jogszabályok az 1 %-os humusztartalmat meghaladó talajok lementését írják elő a zöldmezős beruházások esetében. A jogszabályok hiányossága, hogy a lementett humuszos termőföld rendeltetésszerű hasznosításáról nem rendelkezik. A lementett humuszos termőföldet kizárólag a gyenge termékenységű humuszban szegény talajok javítására lenne célszerű felhasználni!

Fotó: Dr. Horváth Jenő

 Felhasznált irodalom:

1. Horváth J.- Szabó J.: A humusz jelentősége a talaj termékenységében (Kut.-Fejl. Tanulmány MTA TAKI. Bp. 2006)
2. Arany S.: A szikes talaj és javítása (Mg. Kiadó. Bp. 1956)
3. Debreczeni B.-né: A talajok humuszminőségének és környezetvédelmi kapacitásának változása műtrágyázás hatására.(Agrokémia és Talajtan, Bp. 1977)
4. Filep Gy.: Talajtani Alapismeretek (DATE, Debrecen 1999)
5. Győri D.: A talaj termékenysége (Mg. Kiadó Bp. 1984)
6. Hargitai L.: A humusz polifunkcionalitása, a környezetkímélő tápanyag-gazdálkodás és a káros szennyezések közötti összefüggés (Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem Kiadó Bp. 1990)
7. Jakab S.: A talaj szervesanyaga a humusz (Erdélyi gazda Kolozsvár 1998)
8. Lehotczki I.: A talaj szervesanyag-gazdálkodása és a szervesanyag-utánpótlás (Őstermelő Gazdálkodók lapja, Bp. 2005)
9. Papp S.: Humuszanyagok a környezeti rendszerekben (Magyar Kémikusuk lapja Bp. 2002)
10. Stefanovits P.: Talajvédelem, környezetvédelem (Mg. Kiadó Bp.-1977)
11. Stefanovits P.: Talajtan (Mg. Kiadó Bp.-1999)
12. Takáts M.: Humusz-fém kapcsolatok ásványi- és szerves talajokon (Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem Kiadó Bp. 1993)
13. Wojtaszek M.: Erodált területek humusztartalom és reflektancia összefüggések vizsgálata, távérzékelés alkalmazása a talajveszteség becslésében (Kandidátusi Értekezés Bp. 1993)

Dr. Horváth Jenő talajvédelmi, agrárkörnyezet- és tápanyag-gazdálkodási szakértő
Budapest
Dr. Szabó József
MTA ATK Talajtani és Agrárkémiai Intézet, Budapest
Horváth Katalin agrárkörnyezet-gazdálkodási szakmérnök
Budapest