Vegyszerek helyett mikrobák: hogyan keltsük új életre a termőföldeket?
Valóban silányabb kenyeret eszünk, mint nagyapáink? Mitől fosztották meg termőtalajainkat a műtrágyázás és a kémiai növényvédelem évtizedei?
2016. szeptember 9. 17:23

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.

* * *

A cikk Balogh István mikrobiológussal, a Mikrobiológiai készítményekkel a fenntartható környezetért és mezőgazdaságért című konferencia egyik szervezőjével folytatott beszélgetés alapján készült.

A Magyar Tudományos Akadémia és a Magyar Mikrobiológiai Társaság konferenciáján, amelyet az Amerikai Mikrobiológia Társaság is támogatott, mások mellett Balázs Ervin akadémikus, az MTA ATK igazgatója a talajban élő algák szerepéről beszélt, Szili-Kovács Tibor, az MTA ATK TAKI kutatója a talajok pusztulásáról és e folyamat visszafordításáról és Turóczi György, a SzIE Növényvédelmi Intézet munkatársa a rovarkártevők elleni biológiai védekezés lehetőségéről.

A konferencia teljes programja itt tekinthető meg.

Gilicze Bálint, MTA
  • Tusványos örvényei
    Három év nagy idő, három esztendős szünet nagy hiány. De most végre ismét összejött Tusványos, térségünk mára már talán legfontosabb nyári szellemi műhelye. Összejött és robbant is egy hatalmasat.
  • A szerencsétlen lord major
    A főpolgármester eddigi politikai és szakmai tevékenységét lassan ideje lenne már komolyabb elemzés alá vetni, de most arra fókuszálunk, hogy az elmúlt hónapokban négyszer is arcul csapta a budapestieket.
  • A Parlamentben nyílt meg a Kurultaj
    Több mint 20 nemzet képviselőjének jelenlétében a Parlamentben nyílt meg a Bugacon pénteken kezdődő Kurultaj hagyományőrző rendezvény.
  • A háborúk felelősei
    Kizárt, hogy Putyin (elemzést érdemlő) „dühe” ne játszott volna szerepet a támadási parancs előzményeként. Ő az, aki bármit csinált, a közvéleményt befolyásolni képes nyugati médiában csak és kizárólag negatív jelzővel illették, miközben elnöksége alatt a korábban szétzilált Oroszország újfent katonai és gazdasági hatalom lett – fogalmaz Földi László.
  • Adócsalásba bukhat bele a német kancellár
    Arról ír az AFP francia hírügynökség a Hamburger Abendblatt című német lapra hivatkozva, hogy a „CumEx Files" elnevezésű, adócsalási botrány kapcsán az ügyészség már vizsgálja Olaf Scholz német szociáldemokrata (SPD) kancellár e-mailjet. Scholz 2015. január 1-től lebonyolított elektronikus levelezését nézik át.
MTI Hírfelhasználó