Hogyan segíthetik egy fenntarthatóbb mezőgazdaság kialakítását a baktériumok, algák és gombák?
Valóban silányabb kenyeret eszünk, mint nagyapáink? Mitől fosztották meg termőtalajainkat a műtrágyázás és a kémiai növényvédelem évtizedei? Hogyan segíthetik egy fenntarthatóbb mezőgazdaság kialakítását a baktériumok, algák és gombák? Konferenciát rendezett az MTA és a Magyar Mikrobiológiai Társaság, az Amerikai Mikrobiológiai Társaság támogatásával.
Az utóbbi fél évszázadban szinte természetessé vált, hogy a termőtalajok tápanyagait műtrágyákkal pótoljuk, ha pedig valamilyen makacs kártevő próbálná tönkretenni termést, hadrendbe állítjuk a vegyészek legújabb növényvédő csodaszereit. Időközben azonban egyre világosabban látszik, hogy a talajoknak – és a rajtuk növekedő haszonnövényeknek – jóval többre van szükségük a legfontosabb tápanyagok egyszerű visszaszolgáltatásánál, és a talán a vegyszerek használatát is vissza lehetne fogni, ha kiaknáznánk a talajbeli életközösségekben, és egyéb mikroorganizmusokban rejlő lehetőségeket.
Az eszeveszett növekedés hátulütői
Manapság elég ritkán találkozhatunk hatalmas trágyahalmokkal a szántóföldek szélén, a legtöbb gazda inkább úgy dönt, hogy mesterséges úton pótolja azokat a kémiai elemeket, amelyeket korábban a learatott terményekkel elszállított. Szenet és oxigént persze könnyedén nyernek a levegőből a haszonnövények, a talaj egyéb létfontosságú elemeket tartalmazó készletei azonban beavatkozás nélkül aratásról aratásra gyorsan fogyatkoznának.
A gazdák saját jól felfogott érdekükben pótolják is a nitrogén-, foszfor- és káliumkészleteket (ez a három elem szerepel az NPK-műtrágyák elnevezésében), amit az egyre nagyobb hozamú fajták gyors növekedéssel meg is hálálnak. Azonban a kisebb mennyiségben szükséges mezo- és nyomelemek pótlására általában jóval kevesebb figyelmet fordítanak, így ezek mennyisége a legtöbb művelt talajban folyamatosan csökken. Ráadásul a bőséges NPK-műtrágyázás melletti gyors növekedésben a felszívódásuk sem olyan hatékony, mintha a legfőbb tápanyagok is csak arányos mennyiségben állnának rendelkezésre. Ezért lehet, hogy nagyapáink kenyerének magasabb volt az ásványianyag-tartalma, mint annak, ami ma sül ki a pékek kemencéjében.
Hatékony algák és jótékony mikrobák
A mezo- és nyomelemek visszapótlására azonban meglepő módon nem az a módszer a leghatékonyabb, ha egyszerűen belekeverik őket a földekre amúgy is kiszórt műtrágyákba. Sokkal jobban járnak a gazdák, ha a már cseperedő növények leveleire – sok esetben szerves kötésben vagy algakészítmények formájában – juttatják el az élet tápsóját, melynek ionjai akár 90%-os hatékonysággal felszívódnak. Talán utóbbi módszer a mikrobiális mezőgazdaság legegyszerűbb példája, hiszen itt az algák nem a földeken, hanem hatalmas tartályokban szaporodnak, és “készen” szórják ki őket a növényekre. Vannak azonban olyan esetek, amikor a mikrobák azzal teszik a legnagyobb szolgálatot, ha helyben, már a földeken indulnak gyors szaporodásnak.
A talaj szerves trágyázásának már csak nyomokban létező gyakorlata éppen ilyen jellegű ajándékot hozott a földek számára: a létfontosságú elemek mellett így olyan szerves anyagok is bekerülnek a talajba, melyek támogatják a talajbeli mikroflóra regenerációját. Ezek a talajlakó baktériumok és gombák pedig különféle módokon támogathatják a növények fejlődését – nitrogént megkötve a levegőből, vagy segítve a gyökerek ásványianyag-felvételét.
A gyengéd talajjavítás három útja
A talajlakó mikrobák vizsgálata során a kutatók rájöttek, hogy ezek az aprócska élőlények alapvetően háromféle módon lehetnek a gazdák szolgálatára:
segíthetik a növények tápanyagellátását,
támogathatják a kártevők elleni védekezést,
általánosságban fokozhatják a növények tűrőképességét.
A képlet persze nem ennyire egyszerű, hiszen vannak olyan mikrobák, melyek többféle jótékony hatással is rendelkeznek. Nézzük hát, milyen lehetőségek várnak e három út mentén!
Élő tápanyagforrások a talajban
A műtrágyagyártás nagy triásza, a nitrogén, foszfor és kálium pótlására is kínálkoznak biológiai módszerek. Nemcsak a pillangósvirágúak jól ismert gyökérbaktériumai képesek ugyanis megkötni a levegő nitrogénjét, hanem szabadon élő talajbaktériumok (Azospirillum, Azotobacter) is ismerik ezt a trükköt. Ezek talajba oltása kiválthatja a műtrágyával bevitt nitrogén jelentős részét.
Léteznek olyan talajok, melyekben bőven megtalálható a foszfor, azonban a növények számára nem felvehető alakban van jelen. Egyes baktériumok (például a Bacillus megaterium) képesek itt is segíteni.
A káliumot a hamuzsír alkotóelemeként talán sokan ismerik – a tarlóégetések során a hamuval nem kevés kerül belőle vissza a talajba. Azonban ezt a létfontosságú kémiai elemet a talajban maradt gyökerek és más növényi részek bontását végző baktériumok és gombák is gyorsan visszajuttathatják a talajba – már ha gondoskodunk róla, hogy elegendő számban jelen legyenek.
Biológiai hadviselés a kártevők ellen
Egy szántóföldi növénykultúra rengeteg élőlénynek kínál csábító lakomát – makacs gombabetegségek és rovarkártevők támadják rendületlenül haszonnövényeinket. Szerencsére a kártevőknek is vannak természetes ellenségei, melyeket bevethetünk ellenük. Rögtön itt vannak a kártevő gombákat támadó gombák, mint egyes Trichoderma törzsek, más gombafajok pedig a rovarok ellen vethetők be sikerrel: ilyen például az a mikrogomba, amit ősszel a szürkére aszott legyeken láthatunk.
Természetesen a baktériumok között is találunk ügyes harcosokat – a Bacillus thuringiensis egyenesen odáig vitte, hogy egy nagy nemzetközi mezőgazdasági cég e baktérium egyik toxinjának (méreganyagának) genetikai kódját építette be egy kukoricafajtájába, hogy mégse legyen annyira ízletes a kukoricabogár számára.
A helyzet az, hogy maga a baktérium még ennél is hatékonyabban pusztít, mivel egyszerre több toxin bevetésével betegíti meg a rovarlárvákat. Több ilyen baktérium spóráit tartalmazó készítményt forgalmaznak Magyarországon is.
Növényfitnesz
Végül, léteznek olyan baktériumok és gombák, melyek a növények gyökérzetén megtelepedve javítják tűrőképességüket növényi hormonok termelésével, vagy – gombák esetén – a tápanyagfelvételt javító gombafonalakkal. Jó esély van például arra, hogy az így kezelt talajon növekvő vetés kisebb valószínűséggel szárad ki egy megterhelőbb időszakban.
Mikrobák ujjlenyomattal
A jó gazda persze szeretné tudni, hogy várhatóan mekkora költsége lesz a talajjavítással – használjon akár vegyszereket, akár baktériumokat. Ezért hát fontos lenne látni, hogy mi történik azokkal a mikroorganizmusokkal, amelyek a talajba kerültek. Milyen arányban élik túl a telet? Eljutnak-e a talajból a növények szöveteibe is, segítve ezzel bizonyos kártevők elleni védekezést? Biztosan a talajba szándékosan bevitt mikroorganizmusok hatásáról van szó, nem valamilyen jelen levő, vagy más úton odakerült élőlényekéről?
Az ilyen és ehhez hasonló kérdések megválaszolására nagyszerűen használható a vizsgált mikroba örökítőanyaga: felkutathatók olyan DNS- (illetve RNS-) szakaszok, melyek egyedi ujjlenyomatként azonosítják a vizsgált élőlényt. Ezzel a módszerrel a kutatók nyomon követhetik, hogy mi történik azokkal a mikrobákkal (és utódaikkal), amelyeket ők helyeztek el a talajban.
Fokozatos áttérés
A mikrobiológiai talajjavítási módszereket Magyarországon is használatba vette a gazdák egy része, és számos cég alakult ilyen készítmények forgalmazására. Noha az ideális állapot egy gazdag talajlakó mikrobaközösség kialakítása lenne, mely jelentős részben ki tudná váltani a műtrágyázást és – ha kisebb mértékben is – a vegyszeres növényvédelmet, e készítmények külön-külön és fokozatosan is bevezethetők.
(MTA)
