Amit a talajról tudni kell
Ha teljes mértékben megismerjük a talaj szerkezetét, építő elemeit és tulajdonságait, kiváló alapot biztosítunk a hatékony és fenntartható gazdálkodáshoz.
Úgy gondoljuk, hogy a gazdaság optimalizálása érdekében mélyreható ismereteket és tudást kell szereznünk a talaj működéséről és az azt befolyásoló számos körülmény kölcsönhatásáról. Ebből kifolyólag összeállítottunk egy tudástárat, mely magába foglalja ismereteinket a különböző talajtípusokról, a talajszerkezetről és a talajszerkezetet formáló folyamatokról.
A talaj építő elemei
A talajnak, - amit azért művelünk, hogy megfelelő magágyat hozhassunk létre a növények számára - csak a fele szilárd anyag. A fennmaradó rész a pórustér, melyet víz vagy levegő tesz ki. A szilárd anyagok közül az agyagnak és a szerves anyagnak van a legnagyobb hatásuk a talaj szerkezetére, befolyásolják művelhetőségét.
A talaj ideális esetben 50% szilárd anyagból és a közötte lévő 50% pórustérből áll. Egyszerűen megfogalmazva a talaj fele szilárd anyag, a másik felét pedig a pórusok alkotják.
Vízzel vagy levegővel teli pórusok
A szilárd rész a különböző méretű ásványi részecskéket és a szerves anyagokat tartalmazza. A talaj pórusai levegővel, illetve vízzel telítettek, attól függően, hogy az adott pillanatban milyen nedves a talaj, illetve milyen annak művelése és szerkezete. Ideális esetben a pórusok fele vízzel, a másik fele pedig levegővel van töltve. Azonban vannak olyan aggregátszerkezetű talajok, mint az agyagtalajok, ahol a pórusok térfogata valamivel több (40-60 %) mint a különálló ásványi talajoké.
A vályog visszatartja a vizet
A művelt szántóföldi talajokban általában különböző méretű részecskék találhatóak. Amennyiben a kavics és a homok alkotóelemek dominálnak a talajban, akkor a talaj jó vízáteresztő, száraz és viszonylag terméketlen lesz. Mindezek melegebbé is teszik a talajt. A vályog talajokra jellemző, hogy gyakran hidegebbek és nagy a vízbefogadó és vízmegtartó képességük, illetve víz a kapillárisokon keresztül gyorsan képes áramolni. A legfinomabb alkotóeleme az agyag. Már 5%-os jelenléte a talajban is erősen befolyásolja annak szerkezetét. Az agyagrészecskék zsugorodnak és megduzzadnak, továbbá aggregátszerkezetet kölcsönöznek a talajnak. A növények gyökerei képesek az egész talajt átszőni. Különböző talajok tipikus jellemzője az agyagtartalom és annak szerepe, amely egyaránt befolyásolja a talaj típusát és művelhetőségét.
A szerves anyag kedvező hatásai
A talajban található szerves anyag szintén meghatározó jelleggel bír a talaj típusát tekintve. A szerves anyag közel 60%-a szén (C), amely a növényi maradványok származéka, melyeket a mikroorganizmusok bontottak le. Ebben a bomlási folyamatban növényi tápanyagok szabadulnak fel: nitrogén (N), foszfor (P) és kén (S). A szerves anyag nagy jelentőséggel bír a talajtulajdonságokra, és kizárólag pozitív hatásai vannak a termelő szemszögéből.
Meghatározza például a talaj:
- Struktúráját és aggregát stabilitását
- Vízgazdálkodását
- Művelhetőségét
- Tápanyag-gazdálkodását
- Eliszapolódását, cserepesedési hajlamát
-
Az agyag- és humuszrészecskék a talaj legkisebb alkotóelemei. Átlagos részecske átmérőjük kevesebb, mint 0.0002 mm (vagyis 1000-szer kisebb, mint egy homokszem). Ezeket kolloidoknak nevezzük. Az agyagrészecskék felületi töltése negatív. Ez azt jelenti, hogy a pozitív töltésű tápanyagok, mint a kálium, kalcium és magnézium ionok, képesek az agyag felületéhez kötődni. Az agyagrészecskék így tápanyag tartalékokat biztosítanak a növények számára.
1) Finom homok 2) Nagyon finom homok 3) Durva vályog 4) Finom vályog 5) Durva agyag
-
Valamennyi agyagásványra jellemző a lapított forma. Ezen tulajdonság, illetve a kis méret következményeként az agyagkolloidoknak igen nagy a felülete. A felület nagysága szoros kapcsolatban áll a részecskék tömegével, ennek köszönhető a nagy fajlagos felület.
Például egy gramm homok fajlagos felülete körülbelül 1,5-2 cm2, ami egy kisebb bélyegnek felel meg. Egy gramm agyag fajlagos felülete 100 m2, ami egy átlagos méretű ház
A bomlási folyamat
- A talaj faunája végzi az elhalt szerves anyagok bontását egyre kisebb részekre, közben pedig a talajba ásott járatok segítségével mind több oxigént juttatnak a folyamatba. A földigiliszták nagyon speciális élőlények és értékes feladatot látnak el. Lebontják a szerves anyagot illetve mozgásukkal keverik a talajt.
- A baktériumok és gombák is fontos szerepet töltenek be a folyamatban. A végfázisban egyszerű végtermékeket állítanak elő, amelyek felvehetőek a növények számára (pl.: nitrát, foszfát és szulfát). Ezt a folyamatot mineralizációnak nevezzük.
- Humusz kialakulása. A különféle szerves vegyület lebomlása következtében köztes termékek képződnek, melyek reakcióba lépnek egymással, illetve más vegyületekkel. Ezeket a folyamatokat az élő organizmusok irányítják. Ezt követően új kémiai vegyületek alakulnak ki, melyek átalakulnak nagyobb molekula tömegű, sötét színű anyagokká, melyeket összefoglalóan humuszanyagoknak nevezzük. Ezek a humuszanyagok képesek megkötni a pozitív töltésű kálium, kalcium és magnézium ionokat.
A különböző talajok jellemzői
A különböző talajtípusok határozzák meg hogyan és mit tudunk termeszteni adott területen, és egyben ez képezi a gazdálkodás alappillérét is. Az alábbiakban megtalálja az egyes talajtípusok jellemzőiről szóló rövid összefoglalónkat.
Homok- és vályogtalaj(3)
1. Homoktalajok
A homoktalajok általában szárazak, tápanyagban szegények, rossz a víztartó képességük. A kapillárisokon keresztül nem, vagy csak nagyon kis mértékben tud a víz szivárogni a felsőbb rétegekbe. Ebből kifolyólag a homoktalajok tavaszi művelését minimalizálni kell azért, hogy minél több nedvességet őrizzünk meg. A homoktalajok víz- és tápanyag- gazdálkodása szerves anyagokkal javítható.
2. Vályogtalaj, 0-10% agyagtartalom
Ezek a talajok abban különböznek a homoktalajoktól, hogy cserepesedésre hajlamosak, melynek következtében a felszínük nagyon kemény lesz. Ha nem megfelelően műveljük (sok menetszám) ezeket a talajokat, tömörödötté válnak, és csökken a vízbefogadó képességük. Száraz időszakban a talaj tömörödik, és nehezen lehet megművelni. A vályogtalajok általában könnyen művelhetőek és nagy mennyiségű vizet képesek tárolni. Gondoskodni kell megfelelő lezárásukról, művelésüket kerülni kell nedves talajkörülmények esetén.
1. Homoktalajok
A homoktalajok általában szárazak, tápanyagban szegények, rossz a víztartó képességük. A kapillárisokon keresztül nem, vagy csak nagyon kis mértékben tud a víz szivárogni a felsőbb rétegekbe. Ebből kifolyólag a homoktalajok tavaszi művelését minimalizálni kell azért, hogy minél több nedvességet őrizzünk meg. A homoktalajok víz- és tápanyag- gazdálkodása szerves anyagokkal javítható.
2. Vályogtalaj, 0-10% agyagtartalom
Ezek a talajok abban különböznek a homoktalajoktól, hogy cserepesedésre hajlamosak, melynek következtében a felszínük nagyon kemény lesz. Ha nem megfelelően műveljük (sok menetszám) ezeket a talajokat, tömörödötté válnak, és csökken a vízbefogadó képességük. Száraz időszakban a talaj tömörödik, és nehezen lehet megművelni. A vályogtalajok általában könnyen művelhetőek és nagy mennyiségű vizet képesek tárolni. Gondoskodni kell megfelelő lezárásukról, művelésüket kerülni kell nedves talajkörülmények esetén.
Agyagtalajok(3)
3. Agyagtalaj, 10-25% agyagtartalom
Ezek a talajok különböznek az eddig olvasottaktól. Lecserepesedik és megkeményedik. A felszíne gyakran olyan kemény, hogy fel kell törni. Alacsony agyag- és szervesanyag-tartalom miatt szegényes az aggregátumok képződése is.
4. Agyagtalaj, 25-40% agyagtartalom
Ezekre a talajokra jellemző, hogy megfelelő mennyiségű víz szállítódik a mélyebb rétegekből a felszín felé, de viszonylag lassan a kapillárisokon keresztül. A felszín felé szivárgó víz nem képes kielégíteni a növények igényeit. Ezek a talajok sötétebb színűek, a talaj aggregátumai jobban elkülöníthetőek. Az aggregátumok csökkentik a lecserepesedés kockázatát. Művelésük csak megfelelő nedvességtartalom mellett ajánlott. Ha a talaj túl száraz, a művelés hatására rögössé válhat, ha túl nedves, akkor pedig kenődik. Ezen talajok szerkezete különböző hatások (éghajlat, gyökerek) mellett javulhat.
3. Agyagtalaj, 10-25% agyagtartalom
Ezek a talajok különböznek az eddig olvasottaktól. Lecserepesedik és megkeményedik. A felszíne gyakran olyan kemény, hogy fel kell törni. Alacsony agyag- és szervesanyag-tartalom miatt szegényes az aggregátumok képződése is.
4. Agyagtalaj, 25-40% agyagtartalom
Ezekre a talajokra jellemző, hogy megfelelő mennyiségű víz szállítódik a mélyebb rétegekből a felszín felé, de viszonylag lassan a kapillárisokon keresztül. A felszín felé szivárgó víz nem képes kielégíteni a növények igényeit. Ezek a talajok sötétebb színűek, a talaj aggregátumai jobban elkülöníthetőek. Az aggregátumok csökkentik a lecserepesedés kockázatát. Művelésük csak megfelelő nedvességtartalom mellett ajánlott. Ha a talaj túl száraz, a művelés hatására rögössé válhat, ha túl nedves, akkor pedig kenődik. Ezen talajok szerkezete különböző hatások (éghajlat, gyökerek) mellett javulhat.
Magas agyagtartalmú talajok, 40%(2)
5. Agyagtalaj, > 40% agyagtartalom
A magas agyagtartalmú talajok vízmegtartó képessége kiváló, de a víz nagy része erősen kötődik a talaj részecskéihez, ezáltal a növények számára nem felvehető (holtvíz). A humusztartalom gyakran magasabb, mint más ásványi talajokban. Nem cserepesedik, amikor kiszárad. Ezen talajok szerkezete különböző hatások (olvadás-fagyás, kiszáradás-beázás) következtében javulhat. A fagy hatására a talaj aprózódik, és kedvező aggregátszerkezet alakul ki a felső rétegben. Amennyiben a talaj kiszárad, mielőtt megfagy, rögös és nehezen művelhető lesz.
Vízzel telített állapotban ragadóssá és vízzáróvá válik. A magas agyagtartalom következtében a tápanyag-tartalma is magas. Amikor száraz a talaj, visszatömörítést kell végezni a vetést követően, amit azonban kerülni kell, mikor nyirkos és képlékeny. Nedves körülmények között nő a talaj tömörödésének kockázata.
A talaj szerkezete
A talaj szerkezete megmutatja, hogy milyen a talaj fizikai felépítése. A homoktalaj részecskéi gyengén kötődnenk egymáshoz, nem képezve aggregátumokat, míg az agyagtalaj részecskéi könnyen képeznek aggregátumokat. Ezek az aggregátumok teszik az agyagtalajokat könnyen művelhetővé és javítják a levegő- és vízháztartásukat.
A homoktalajok laza szerkezetűek
A képen egy szemcsés szerkezetű talaj látható. A homokszemek viszonylag nagyok és a részecskéi lazán kapcsolódnak egymáshoz. Még nagyobb kolloid tartalom esetén is, kis nyomás hatására is könnyen szétesik. A homoktalajok - az alacsony agyagtartalom miatt - mélyebb művelést igényelnek a megfelelő magágy elkészítéséhez. Az alacsony agyagtartalom adja a homoktalajok laza szerkezetét.
Az agyagtalajok aggregátszerkezetűek
A képen látható agyagtalaj részecskéi szorosan kapcsolódnak egymáshoz, és aggregátszerkezetet képeznek. Már 5% agyagtartalom is nagyban befolyásolja a talaj szerkezetét.
A talajban végbemenő folyamatok eredményeképpen különböző aggregátumok képződnek. A talajszerkezetet formáló folyamatok a talajműveléssel kölcsönhatásban alakítják ki a szerkezetet.
Az aggregátumok javítják a talajt
Ha az agyagrészecskék egymással összekapcsolódva aggregátumokat alkotnak, javul a talaj tulajdonsága, könnyebbé válik a talajművelés. Lehetővé teszi a levegő mozgását a talajban, javul az oxigén és a gyökérrendszertől történő szén-dioxid transzport. Továbbá növeli a talaj vízáteresztő és vízmegtartó képességét. A jó talajszerkezet termékennyé teszi az agyagtalajokat, biztosítja a növény számára az alapvető szükségleteket a gyökérrendszeren keresztül, mely a gyorsabb fejlődésében és a magasabb hozamokban realizálódik.
Talajszerkezetet formáló folyamatok
Különböző folyamatok együttesen alakítják ki az agyagtalaj szerkezetét, amit a talajművelés is befolyásol, hiszen különböző mélységű a bolygatás és a növényi maradványok bekeveréséről is szó van.
Fagy és hőség
A téli fagy és a nyári meleg ugyanolyan hatással van a talajra, mindkettő vízvesztést okoz. Mindkét folyamat következtében a talaj kiszárad, az agyagrészecskék szorosabban kapcsolódnak egymáshoz. Az eredmény mechanikai úton létrejött morzsásság.
Földigiliszták
A földigiliszták növényi maradványokkal táplálkoznak, keverik a talajt, miközben járatokat készítenek a talajban. A kiválasztott mész ragasztó anyagként működik a talajban, kedvező aggregátszerkezetet alakítva ki. A földigiliszták jelenléte serkenti a talajban élő mikroorganizmusokat, melyek nyáltermelésükkel stabilizálják a talaj struktúráját.
Növények
A növények vízfelvételük útján szárítják a talajt hasonlóan, mint a fagy és a magas hőmérséklet. Amikor a talaj szárad a részecskék egyre közelebb kerülnek egymáshoz, így aggregátumok jönnek létre. A növényi gyökerek növelik a talaj szerves anyag tartalmát, továbbá gyökérjáratokat alakítanak ki. Ez azt jelenti, hogy a növények fontos szerepet kapnak a talaj szerkezetének kialakításában, míg a borítatlan talaj leromlik.
Kémiai folyamatok
A talajban lévő szerves anyagok, vas- és alumínium-oxidok, karbonátok meghatározzák a talaj szerkezetét és stabilizálják az aggregátumokat a kémiai kötéseken keresztül. Műveletlen területeken ezek a folyamatok nagy szerepet játszanak. Azonban a talaj bolygatása csökkenti az aggregátumok stabilitását. A művelt területek szerkezetét a talaj agyagtartalma és biológiai aktivitása határozza meg.
Drénezés
A drének elszállítják a felesleges vizet a talajból, tehát csökken a talaj nedvességtartalma. Ily módon a vízelvezetés javítja a talaj szerkezetét. Csak kevés talaj rendelkezik ún. öndrénező hatással, ezért a legtöbb talajféleség igényli a drénezést a felszín egyenletes szárításáért. A drénezés csökkenti a talajtömörödést, lehetővé teszi az időben történő vetést.
Szerves anyag és mész
A talaj legfontosabb szerves anyag utánpótlása a szerves trágya, a zöldtrágya növények, és a növényi gyökér- és szármaradvány. Rövidtávon növeli a talaj biológiai aktivitását, illetve serkenti a mikroorganizmusok tevékenységét. Hosszú távon növeli a talaj szervesanyag-tartalmát, ami javítja a talaj szerkezetét. A talaj meszezése elősegíti az aggregátumok képződését.
Nehéz gépek
A szántóföldön mozgó gépek gyakran okoznak talajtömörödést. A taposás eredménye, hogy a talajban lévő nagyobb pórusok összenyomódnak, ami ahhoz vezet, hogy a víz és a levegő gyors szállítása a gyökerek irányába lelassul. Korlátozottá válik a talaj vízbefogadó képessége, és a növények gyökerei nehezebben hatolnak a talaj mélyebb rétegei felé.
Talajszerkezet
Mindent együttvéve, a fent ismertetett folyamatok alakítják ki a talaj szerkezetét, ahol a finomabb alkotóelemek a talaj felszínén, míg a durvábbak a mélyebb rétegekben találhatók. Ez a folyamat dinamikus, ezért a szerkezet az idővel folyamatosan változik. A fenntartható termelés érdekében fontos a gazdák számára, hogy megértsék ezen tényezők és folyamatok jelentőségét. A talajállapot-vizsgálat során könnyen képet kaphatunk a talaj szerkezetéről és állapotáról.
A művelés hatása a talaj szerkezetére
A termesztési rendszer befolyásolja a talaj szerkezetét. A növényi maradványok elhelyezése meghatározza, hogy milyen művelést (hagyományos, csökkentett menetszámú vagy direktvetés) alkalmazunk. A művelt réteg általában lazább szerkezetű, míg a művelési mélységben legtöbbször művelő talp található. Ez a tömör réteg a szakszerű talajműveléstől függetlenül is kialakulhat változó mélységekben. Ennek elkerülése érdekében fontos a művelési mélység változtatása.
Megatározások:
Pórus = A talajban lévő terek, csatornák és repedések, melyek vízzel vagy levegővel töltöttek attól függően, hogy milyen az aktuális vízelázottság.
Ásványi részecskék = A talaj ásványi részecskéi a legkisebb szervetlen alkotó elemek, amelyek különböző ásványi anyagok és kőzetek mállásával képződnek. Gyakran például gleccserek segítségével szállítódhatnak tovább. A talaj tulajdonságait meghatározza alkotóelemei méretének aránya. Lásd Szemcseméret elosztás táblázatot.
Textúra = A talaj szerkezete utal a különböző ásványi részecskék átlagos méretére, például a homok, vályog vagy az agyag relatív arányára.Lásd Szemcseméret elosztás táblázatot.
Kapilláris = A kapilláris víz olyan víz, ami a finom pórusokon keresztül képes szivárogni. A kapilláris vízmozgás előidézője az adhézió, ami a vízmolekulák megkötődése a pórus térben, illetve a kohézió, mely a vízmolekulák közötti kötödést jelenti. A vályog talajok általában több kapillárissal rendelkeznek, így jobb a vízháztartásuk.
Kolloidok = A kolloidok a talaj legfinomabb részecskéi, melyek átlagos átmérője kisebb, mint 0.0002 mm. A kolloidok egyaránt tartalmazhatnak bizonyos mennyiségű szerves anyagot és finom agyag részecskéket.
Fajlagos felület = A talaj szemcsék összes felületét határozza meg légszáraz talajban. Mértékegysége: g/m2. Megmutatja, hogy mennyi vizet tud megkötni a talaj felülete.
Kationok = Pozitív töltésű ionok a talajban, mint például, a kálium, a kalcium és a magnézium.
Talaj fauna = A földigiliszták, ászkarákok, ugróvillások, százlábúak és atkák összessége, melyek tevékenysége utat nyit a baktériumok és gombák által végzett bontási folyamatnak.
Meghatározások:
Agyag = A legkisebb méretű részecske, melynek átmérője kisebb mint 0.002 mm. Lásd Szemcseméret eloszlás víz olyan víz, ami a finom pórusokon keresztül képes szivárogni a talaj felső rétegeibe.
Kapilláris = A kapilláris k a mozgatója az adhézió, ami a vízmolekulák megkötődése a pórustérben, illetve a kohézió, ami a vízmolekulák közötti kötödést jelenti. A vályogtalajok több kapillárissal rendelkeznek, így jobb a vízháztartásuk.
Meghatározások:
Textúra = A talaj textúrája utal a különböző ásványi részecskék átlagos méretére, például a homok, a vályog vagy az agyag relatív arányára. Lásd Szemcseméret eloszlás táblázatot A talaj építő elemei menüpontban.
Szemcsés szerkezet = Az elsődleges talajrészecskék lazán kapcsolódnak egymáshoz és nem képeznek aggregátszerkezetet.
Aggregátszerkezet = Az elsődleges részecskék az agyagrészecske méretcsoportból származnak, képesek egymáshoz szorosan kapcsolódni és aggregátszerkezetet létrehozni. Képesek megkötni a szerves anyagokat, a meszet és a különböző kémiai vegyületeket.
Kolloidok = A kolloidok a talaj legfinomabb részecskéi, melyek átlagos átmérője kisebb, mint 0.0002 mm. A kolloidok tartalmazhatnak bizonyos mennyiségű szerves anyagot és finom agyagrészecskéket is.
Oxigén = A természetben a levegőben fordul elő gázhalmazállapotban (O2) 21 térfogat százalékban. Elengedhetetlen a növények és gyökerek légzéséhez.
Szén-dioxid = Gáz halmazállapotú anyagcseretermék, mely a vízzel együtt a növényi fotoszintézisben vesz részt.
Meghatározások:
Fagy = Ha a hőmérséklet 0 OC alá süllyed, a talajvíz megfagy, ami kedvező a talajszerkezet szempontjából, mivel lazítja a talajt. A talaj nem szárad ki, mivel a nedvességet megőrzi jég formájában.
Vas és alumínium-oxidok = A talajban lévő vas (Fe) és alumínium(Al) különböző vegyületeket képez az oxigénnel (O) mint például a rozsda, ami nem más, mint a vas-oxid.
Karbonátok = A karbonát (CO32–) a szénsav (H2CO3) sója. A talajban kalcium-karbonát (CaCO3) formájában található. Karbonátok alapját képezik a talaj mésztartalmának, amely zúzott vagy őrölt kalcium-karbonát formájában pótolható.
Köztes növények = Olyan növények (mustár, here), amelyeket a két termesztett főnövény közötti időszakban vetünk, például az őszi búza és tavaszi árpa közé beillesztve. Különböző célokat szolgálnák, például csökkentik a nitrogén kimosódását, növelik a talaj szerves anyag tartalmát, élőhelyül szolgálnak a vadon élő állatoknak.
Pórusok = A talaj pórusokat a talajban lévő terek, csatornák és repedések alkotják, melyek vízzel vagy levegővel töltöttek, attól függően, hogy milyen az aktuális vízellátottság.