A szigorúbb műtrágya-rendelet jövőbeli keretfeltételei a legmagasabb szintű termesztési rendszereket követelik meg a szántóföldi és takarmánytermelő gazdaságokban. Mindenekelőtt a környezetvédelmi szempontból fontos nitrogén- és foszfor-tápanyagok hatékony felhasználása áll az előtérben. Ehhez kiegyensúlyozott növénytáplálásra van szükség, amelyet a gazdálkodóknak a bevált talajelemzési módszerekből és sokéves szántóföldi kísérletekből származó műtrágyaajánlások alapján ajánlanak.

Christoph Weidemann, Prof. Dr. Karl H. Mühling, Kieli Egyetem, és Dr. Lars Biernat, Schleswig-Holstein Mezőgazdasági Kamara

A múltban a növénytermesztési problémákat növényvédő szerekkel és "javító nitrogénnel" lehetett hatékonyan orvosolni. Ezek a lehetőségek azonban csak nagyon korlátozott mértékben engedélyezettek a jövőbeni célok keretében, és sokkal inkább optimalizált termelési technológiával kell megvalósítani őket. Ennek érdekében újra a figyelem középpontjába kell helyezni az agronómiai alapelveket, beleértve különösen a talajvizsgálatot, az elemzési eredmények értelmezését és a megfelelő műtrágya ajánlásokat. Végül is a biztonságos terméshozam és a magas tápanyag-ellátottság alapja az aktív talajélet, az optimális talaj-pH-érték és az alapvető növényi tápanyagok kiegyensúlyozott ellátottsága.

Ebben az összefüggésben a mezőgazdasági gyakorlatot érintő növekvő kihívások miatt a hivatalos tanácsadó szolgálat által a regionálisan jellemző műtrágyaajánlások alapjául ajánlott talajvizsgálati módszereket sokkal kritikusabban kell szemlélni. A különböző növények műtrágyaszükséglete alapvetően a termesztett gyümölcsök tápanyagszükségletétől és tápanyag-asszimilációs képességétől, az adott terméshozam- és minőségi elvárásoktól, valamint a talaj tápanyagellátottságától függ, figyelembe véve az uralkodó éghajlati viszonyokat.

A talajvizsgálat szabványai

Ezzel összefüggésben világszerte számos különböző módszert kutattak és fejlesztettek ki a talajok tápanyag-összetételének és tápanyag-ellátottságának rögzítésére. Azonban csak a reprezentatív kísérleti körülmények között végzett kalibrált szántóföldi kísérletek vezetnek megfelelő, biztos, helyspecifikus műtrágya ajánlásokhoz. Ennek alapján a Német Mezőgazdasági Vizsgálati és Kutatóintézetek Szövetsége (VDLUFA) egységesítette a Németországban alkalmazott talajvizsgálati módszereket. A sokéves szántóföldi vizsgálati tevékenység eredményeként alakult ki a mennyiségi koncepció, amely alapján tartalmi osztályokba (A-E) és ebből levezetett műtrágyaajánlásokba sorolták a növényeket.

Ezzel szemben, főként magánintézmények különböző tevékenységei által kiváltva, a kationcsere-kapacitás (CEC) meghatározásának módszerét, mint a műtrágyázási döntések alapját, jelenleg gyakran "modernebbnek" vagy "fejlettebbnek" tekintik. Eredete azonban az 1940-es évekre nyúlik vissza az Egyesült Államokban. Németországban az 1950-es és 1960-as években egyetemek és hivatalos tanácsadó szervezetek is intenzív kutatásokat végeztek ezzel kapcsolatban. Az ott szerzett ismeretek hozzájárultak a mai VDLUFA-módszerek kifejlesztéséhez.

Az úgynevezett alternatív módszerek a tartalmi osztályrendszer helyett elsősorban a pozitív töltésű tápanyagok (kationok) egymáshoz viszonyított aránya alapján határozzák meg a talajok termékenységét a csererészecskéken (agyagásványok, szerves anyag).

Ez azonban nem veszi figyelembe a mészigényt vagy a tápanyagok szelektív és specifikus kötődését a különböző talajcsererészecskékhez. Továbbá a talaj- és éghajlati viszonyokon, valamint a terméshozam feltételein alapuló regionális szántóföldi kísérletek nem tekinthetők relevánsnak. Ez teljesen figyelmen kívül hagyja a növény és a talaj kölcsönhatását. A kationcsere elvileg fontos talajtulajdonság, de az analitikai módszerek és az azokból levezetett műtrágyaajánlások értelmezésekor a gazdálkodónak kritikusan meg kell kérdőjeleznie az eredményeket. A következő szakasz segítséget kíván nyújtani az alapvető paraméterek magyarázatához és osztályozásához.

Mi a helyes módja a pH-érték becslésének?

A pH-érték a savas pozitív hidrogénionok (W) koncentrációját tükrözi. Különböző módszerekkel mérhető. A múltban a mezőgazdasági talajok sorozatos vizsgálatához kálium-kloridot tartalmazó mesterséges talajoldatot használtak. Manapság azonban az elismert szabványos eljárásban kalcium-kloridot használnak erre a célra. A kalcium-kloridos oldat különleges előnye a mérési módszer állandóságán alapul a szuszpenziós folyadék koncentrációjának és térfogatának, valamint az adott talaj mészpotenciáljának ingadozásával szemben. Ha viszont csak vizet használnak, mint például a Kinsey-módszerben, a mért értékek körülbelül 0,3-1,0 egységgel magasabbak. Csak a 7-es vagy magasabb pH-értékű talajok esetében nincs különbség a két módszer között. Azok, akik ezt nem veszik figyelembe, túlbecsülik a savanyú talajok pH-értékét. Ezenkívül a szabványos eljárás során a talajok típusára és humusztartalmára vonatkozó pH-célértékeket számos szántóföldi kísérlet alapján határozták meg, és meghatározták az ezek eléréséhez szükséges mészmennyiségeket.

Mit mond a kationcserélő kapacitás?

A kationcsere-kapacitás (CEC) a talaj azon képessége, hogy adszorpciósan képes megkötni a kationokat, és így megakadályozza azok kimosódását, ugyanakkor a növények számára elérhető formában tartja őket. A CAC meghatározása elsősorban a terület jellemzésére vagy a talaj termékenységének értékelésére szolgál. Különbséget kell tenni a potenciális és az effektív kationcserélő kapacitás között. A potenciális CEC határozza meg a talaj maximális lehetséges cserekapacitását 7-es pH-érték mellett. Mivel sok könnyebb vagy szerves talaj optimális pH-értéke jelentősen 7-es pH-érték alatt van, ez a kapacitás nem meríthető ki, és nem használható a műtrágyaajánlások kiszámításának alapjául.

A potenciális KAK meghatározására körülbelül nyolc különböző módszer létezik, amelyek mindegyike más-más eredményt ad, és nem közvetlenül összehasonlítható. Az effektív KAK határozza meg az aktuális pH-érték mellett kicserélhető pozitív töltésű tápanyagokat. Ahogy a talaj pH-értéke változik, úgy változik az effektív CAC is, mivel a pH-érték növekedésével az effektív cserekapacitás is nő, és fordítva. A talajrészecskékhez kötődő magnézium és kálium mennyisége közvetlenül a hatékony CAC-értéktől függ. Így a standard vizsgálat során meghatározott K- és Mg-tartalom alapján kiszámítható. Ezért általában nincs szükség a CAC időigényes meghatározására. Mind a potenciális, mind az effektív CEC nagyon nagy pontossággal becsülhető, feltéve, hogy a talaj agyag-, iszap- és humusztartalma, valamint pH-értéke ismert. (1. táblázat).

Mi az a kationcsere?

A talajoldat kationokat (pozitív töltésű tápelemek) tartalmaz, amelyeknek egy vagy két pozitív töltése van. Mindegy, hogy ammónium-, kálium-, magnézium-, kalcium- vagy nátriumtartalmú, mindegyiküket egy vízmolekulákból álló réteg veszi körül. Ahhoz, hogy egy csererészecskéhez kapcsolódjon, ezt a vízburkot le kell vetkőzni. Mivel a pozitív töltések száma (valencia) és a vízburkolat mérete egyaránt szerepet játszik a kötődés mértékében, ez a folyamat rendkívül nehéz, és csak elméleti modellekben számítható ki. Ezért nem lehet önkényesen megváltoztatni a cserélők kihasználtságát káliummal, kalciummal vagy magnéziummal történő trágyázással, egyszerűen a mennyiség kiszámításával.

Ha ennek ellenére megpróbáljuk kiszámítani a szükséges tápanyagmennyiségeket, gyorsan rájövünk, hogy milyen eltúlzott nagyságrendeket eredményez a műtrágyaajánlásra való átváltás, hogy elméletileg csak egy egységnyi (cmolc/kg talajban kifejezett) kationt változtassunk meg a cserélőfoglalkozásban (2. táblázat). Így például a kálium esetleges túlkínálata nem vezethet ahhoz, hogy más kationokat kiszorít a cserélő, és ennek következtében esetleg a talajszerkezet romlásához. A rossz talajszerkezet okai gyakran a túlságosan egyoldalú művelési módokban és a szántóföldek idő előtti megművelésében vagy betakarításában keresendők, és általában az ismert agronómiai intézkedésekkel (talajművelés, vetésforgó, meszezés, megfelelő gumiabroncsok és légnyomás stb.) hatékonyan megoldhatók.

Kation arányok

A kationarányok csak a talaj jelenlegi ökológiai állapotáról adnak információt, de nem képviselnek növekedési és jövedelemtényezőket. Ezek olyan számított értékek, amelyek tág határok között változnak, anélkül, hogy a növényeknek bármilyen előnyük vagy káruk származna belőlük. Elég sok olyan talaj van, amely meglehetősen nagymértékben eltér az ideálisnak feltételezett 60-70 százalékos kalcium-, 10-20 százalékos magnézium-, 2-5 százalékos kálium- és 0,5-3 százalékos nátriumaránytól a cserélőnél (3. táblázat), és mégis optimális termést hoz. A kationcsere helytelen megértése így a műtrágyák nem hatékony felhasználásához vezethet.

Műtrágyaformák

Míg a műtrágyaajánlások a VDLUFA szerinti szabványos talajvizsgálat eredményei alapján készülnek tápanyagmennyiségben, addig a KAK-ot is tartalmazó alternatív talajvizsgálatok egyes szolgáltatói a műtrágya formáját is megadják. Ezt meg kell kérdőjelezni, mivel a növények eltérő módon reagálnak a tápanyagformákra (pl. klorid-tolerancia), és mivel a tápanyagok elérhetősége és a pH-érték megváltozhat a trágyázás után. Például az elemi kénnel történő kéntrágyázás súlyos talajsavasodáshoz vezet (100 kg 90%-os elemi kén 162 kg CaO mészveszteségnek felel meg), míg a kieserit útján történő kéntrágyázás pH-semleges. Ráadásul az elemi kén csak a szulfát-kénné történő átalakulása után válik a növények számára hozzáférhetővé. Ez az átalakítási folyamat a talajhőmérséklettől függ, ami azt jelenti, hogy a növény célzott kéntáplálása és a nitrogén hatékony felhasználása nem valósul meg.

A kalcium és magnézium arányától függően és gyakran a pH-értéktől függetlenül néha jelentős mennyiségű kalcium (szénsavas mész) vagy magnézium műtrágya (dolomit , kieserit) javasolt. Az agyagos talajok (pl. mocsári talajok) geológiailag meghatározott magas Mg-tartalma vagy a karbonátos talajok magas Ca-tartalma és ezek hatása a talaj tulajdonságaira csak nagyon korlátozott mértékben befolyásolható műtrágyázással, ha egyáltalán befolyásolható. A tudományos vizsgálatok továbbá azt mutatják, hogy a Ca-Mg arány nagyon széles határok között változhat anélkül, hogy a növények növekedését és terméshozamát befolyásolná. Például a szűkebb Ca-Mg arányok is problémamentesnek minősíthetők. Magas pH-értékek és/vagy magas magnéziumtartalom esetén az alternatív talajvizsgálatok szolgáltatói gyakran javasolják a gipsztrágyázást (CaSO). Bár ez nem pH-hatású, a nagy mennyiségű kalcium miatt a növény számára versenyt jelenthet a magnéziumfelvételért. Hasonlóképpen, a nagyobb mennyiségű tiszta kálium kálium-magnézium antagonizmust okozhat, azaz versenyt a növényi felvételért.

A magas kalcium- vagy káliumtartalmú trágyázás ezért magnéziumhiányt okozhat. A talaj magasabb magnéziumellátottságának viszont nincs közvetlen hatása a növényekre, mivel a növények nem veszik fel szelektíven a magnéziumot, és nem is veszik fel a szükségleteiket meghaladó mértékben. Időközben az is bebizonyosodott, hogy a magnéziumnak nincs negatív hatása a talaj szerkezetére. A helyspecifikus kationarányoktól eltérve, az alternatív módszerek elképzelései szerint a talaj ideális tápanyagarányainak beállításához szükséges műtrágyakijuttatások általában gazdaságtalanul magasak. A cél itt az, hogy a tápanyagokat a vetésforgón keresztül a terményspecifikus trágyázási ajánlásoknak megfelelően a C-tartalomosztályba állítsuk be - ekkor nem kell negatív hatásoktól tartani.

Ahelyett, hogy néhány költséges, nem minden területre reprezentatív vizsgálatot végeznénk, a mész- és tápanyagellátás optimalizálása szempontjából sokkal sikeresebb a különböző talajtípusok célzott mintavétele és vizsgálata, különösen a különböző területeken. Továbbá csak a Schleswig-Holsteinben használt CAL-módszer vagy a DL-módszer engedélyezett a P-talajvizsgálat dokumentálására a műtrágyarendeletnek megfelelően.

A Németországban a VDLUFA szerint kialakított talajvizsgálati módszerek több évtizedes kutatáson alapulnak, folyamatos minőségellenőrzésen kell átesniük, és az ezekből levezetett műtrágyaajánlásokat számos regionális szántóföldi kísérletben kalibrálják. A kationelosztásban mutatkozó eltérések megfelelően tükröződnek a tartalmi osztályozásokban (A-E) és az ebből következő műtrágyaajánlásokban. A műtrágyaszükséglet meghatározásához, mint a magas tápanyag-hatékonyság alapjául szolgáló, a helyes szakmai gyakorlat alapján történő meghatározáshoz fenntartás nélkül ajánlhatók a hivatalos hatóságok által ajánlott, alacsony költségű analitikai módszerek. A talaj típusának (iszapelemzés), a humusztartalomnak és a mikrotápanyagok elemzésének alaposabb elemzése a művelt területeken nagyon hasznos lehet. A területspecifikus tápanyagmérlegek a műtrágyakínálat és a tápanyag-eltávolítás eredményeként értékes információkat nyújthatnak a szükségleteknek megfelelő műtrágyakijuttatásról.