A levél- vagy növényanalízis azon alapszik, hogy a növény tápelemtartalma bizonyos határok között arányosan változik a talaj könnyen oldható tápelemtartalmával. A növények tápelemfelvétele azonban az egyéb tulajdonságoktól is függ. A növényekben felhalmozott tápelemtartalom éppen ezért a felvételi viszonyokat is jellemzi. A növényben felhalmozódó tápelemmennyiség nemcsak az aktuális, hanem a tenyészidőszak alatt mobilizálódó tápelemtartalomtól, vagyis a tápanyag-szolgáltató képességtől is függ.

A növény tápelemtartalma és a termés nagysága közötti összefüggést az 56. ábra szemlélteti. Erős tápanyaghiány esetén a növény ásványianyag-tartalma és a termés is kicsi. A tápanyagellátás javulásával a tápanyaghiány csökken, a termés növekszik, de a növény ásványianyag-tartalma csökken, mert a termés növekedtével az ásványianyag-tartalom kezdetben hígul (hígulási effektus). A tápanyagellátás további javulásával a termés és a növény ásványianyag-tartalma együtt növekszik, egészen az úgynevezett határkoncentráció értékéig, amelyet elérve a további termésnövekedésre már nincs lehetőség, csak az ásványianyag-tartalom növekedhet. A határkoncentráció tehát az a legkisebb tápelemtartalom, amelynek jelen kell lennie a növényben ahhoz, hogy a maximális termés kialakulhasson. Amennyiben ennél több tápanyag áll rendelkezésre, a növény ezt is felveszi (luxus felhalmozás). A növények tápanyagigényét meghaladó tápanyag-koncentráció a talajban toxikus hatású ásványianyag-felhalmozódáshoz vezethet a növényben, aminek következtében a termés ismét csökken.

56. ábra - A termés nagysága és a levél ásványianyag-tartalma közötti kapcsolat (In: Mengel 1976)

Amennyiben a növényben a tápelemtartalom kisebb a határkoncentrációnál, terméskiesés várható. A trágyázási szaktanácsadás szempontjából döntő jelentőségű a határérték pontos ismerete. A határkoncentráció növényfajonként más-más érték. Egy-egy növényfajon belül is eltérő a növény különböző szerveiben és az egyes fejlődési szakaszokban. A határértéket tehát csak növényfajonként adhatjuk meg, egy-egy meghatározott korú növényi szervre. Leggyakoribb a levélvizsgálat, ezért is beszélünk növény- vagy levélanalízisről.

A levél- vagy növényanalízis különböző módszerei ismertek. Hagyományos és szélesebb körben ismert változata szerint a begyűjtött mintákat laboratóriumban vizsgálják, és meghatározzák egy-egy elem összes mennyiségét a kiválasztott növényi részben. A vizsgálat alapján a mintavétel időpontjáig felhalmozott tápelemmennyiségről és a határkoncentráció ismeretében a tápanyag-ellátottságról tájékozódhatunk.

Másik változata a szövetnedv vizsgálata. A kipréselt növényi szövetnedvben félkvantitatív módszerekkel határozzák meg a szerves vegyületekbe még be nem épült szervetlen iontartalmat. A szövetnedvvizsgálatot elsősorban helyszíni, gyors NPK-vizsgálatokhoz használják, az úgynevezett aktuális ellátottság megítélésére. A szabad ionok jelenléte alapján jó ellátottságra, ezek hiánya esetén gyenge ellátottságra következtethetünk.

A növény- vagy levélanalízis hasznosan egészíti ki a talajvizsgálatok adatait. Elsősorban a tápanyaghiányok okának felderítésében nyújt segítséget. Szántóföldön leginkább a nitrogénellátottság tesztelésére használják. Szőlő- és gyümölcskultúrák telepítésénél a talajvizsgálatok alapján adják a műtrágyát, majd levélanalízissel ellenőrzik az ellátottságot. Az álló kultúrákban ugyanis a levélanalízis könnyebben elvégezhető, mint a talajvizsgálat.

A tenyészedény-kísérlet agrokémiai vizsgálati módszer, amelyben a tápanyagellátás hatását vizsgálják a termés mennyiségére és minőségére. A módszer előnye, hogy viszonylag kis költségráfordítással számos kezeléskombináció tanulmányozható szabályozott viszonyok között. A tápanyagok pontos adagolása, az állandó, azonos szintű vízellátás lehetővé teszi a szántóföldön évről évre változó mértékben érvényesülő tényezők egy részének kiküszöbölését. Az egyes kezelésekben mért szárazanyag-produkció,kémiai összetétel alapján következtethetünk a talajok ellátottságára, illetve a műtrágyák érvényesülésére az adott talajon.

A tenyészedények általában 8–10 kg talaj befogadására alkalmasak, de lehetnek ennél kisebbek vagy nagyobbak is. A tenyészedény-kísérletekhez különböző jelzőnövények használhatók, legalkalmasabbak a fűfélék, mivel füvekkel nagy egyedszám nevelhető egy-egy edényben. Napi öntözéssel a vízellátás optimális értéken tartható. A csapadék hatása kiküszöbölhető azzal, hogy az edényeket kocsikon helyezik el, amelyeket eső esetén tető alá tolnak. A kezeléseket az adatok statisztikai értékelhetősége érdekében megfelelő ismétlésben kell beállítani.

A rendszeres vízellátás következtében a tenyészedényekben általában lényegesen nagyobb trágyahatások mérhetők, mint szabadföldön, e hatások szabadföldön csak tendenciájukban érvényesülnek, ezért a tenyészedény-kísérletek eredményeit szabadföldi kísérletekben kell ellenőrizni.

A szabadföldi kísérletek célja a különböző műtrágyák és szerves trágyák hatékonyságának vizsgálata eltérő termesztési feltételek között. A trágyák tartamhatása, elhelyezése a vetésforgóban, őszi-tavaszi megosztása és kölcsönhatása más agrotechnikai tényezőkkel (pl. talajművelés, növényszám) csak szabadföldi kísérletekben vizsgálható. A kémiai talajvizsgálati módszerek határértékeinek megállapítását, ellenőrzését ugyancsak szabadföldi kísérletekben kell elvégezni.

A parcella mérete szerint megkülönböztetünk kisparcellás (általában 50 m²) és nagy parcellás (üzemi) kísérleteket. Az üzemi kísérletek 0,5–1,0 ha nagyságú területen folynak. A parcellák méretét a kísérlet célja, a vizsgált növényfaj, az elrendezés módja, a kísérlet tervezett időtartama és számos egyéb tényező határozza meg. A tudományos igényű vizsgálatokhoz az adatok statisztikai értékelhetősége érdekében a kezeléseket több ismétlésben, véletlen elrendezésben kell beállítani. Az üzemi kísérleteket csak a legszükségesebb kezelésekkel állítják be. Ezeknél is biztosítani kell a több ismétlést a tábla többszöri megosztásával vagy úgy, hogy a kísérletet azonos módon több üzemben, táblán végzik egyidejűleg.

A kísérletek céljuk és kivitelezésük szerint lehetnek egy- és többtényezős kísérletek, pl. növekvő nitrogénadagok hatása azonos PK alapon egytényezős kísérletben vizsgálható. A többtényezős kísérletekben megfelelő kezeléskombinációk alkalmazása esetén több elem, pl. NPK vagy egyéb tényezők hatása és ezek kölcsönhatása is mérhető. A tényezők számának növekedésével egyre bonyolultabbá válik a matematikai-statisztikai értékelés, és a kölcsönhatások érvényesülése miatt sokszor nehéz a hatások különválasztása.

A talaj tápanyag-ellátottságáról, a trágyázás várható eredményeiről a szabadföldi kísérletek adják a legmegbízhatóbb információkat, azonban ezek a legköltségesebbek.

A mikrobiológiai módszerek laboratóriumban elvégezhető talajvizsgálati eljárások, amelyekben mikroszervezetek segítségével teszteljük a talajt. Legelterjedtebb az Aspergillus niger módszer, amely azon alapszik, hogy az Aspergillus gomba tápanyagigénye hasonló a kultúrnövények tápanyagigényéhez, és így felhasználható a talaj könnyen hozzáférhető tápanyagkészletének vizsgálatára.

A vizsgálandó talajból szuszpenziót készítünk. A szuszpenzió készítéséhez úgynevezett hiánytápoldatot használunk, amelyből hiányzik a vizsgálandó tápelem. A szuszpenziót beoltjuk a gomba spóráival, és termosztátban, optimális hőmérsékleten tartjuk három napig. Ez idő alatt kifejlődnek a gombatelepek. A gomba tápanyagellátását a tápoldat biztosítja, csak a vizsgálandó tápanyagot veszi fel a talajból.

A gombák micéliumsúlyából következtetünk a vizsgálandó tápelem mennyiségére a talajban. A módszert eredetileg a talaj foszfor- és káliumtartalmának vizsgálatára dolgozták ki, később továbbfejlesztették a magnézium, a vas, a réz, a cink és egyéb elemek vizsgálatára is.

A biológiai módszerek elsősorban a tápanyaghiány kimutatására alkalmasak. A hiánytüneteket előidéző tápanyaghiányt a biológiai módszerek érzékenyen jelzik, a mennyiségi meghatározásokhoz azonban csak korlátozottan használhatók fel. A biológiai módszerek hátránya ezenkívül, hogy többnyire sokkal munkaigényesebbek, mint a kémiai módszerek.

Az egyik legnehezebb feladat a talajok nitrogénellátottságának megítélése. A növények számára közvetlenül hozzáférhető formák, a könnyen oldható, illetve kicserélhető NO₃^–- és NH₄⁺-tartalom képezi az aktuális készletet. Ennek mennyisége viszont függ a mikroszervezetek tevékenységétől és a növények felvételétől, emiatt időben állandóan változik. Ezért gyakori az összesnitrogén-, illetve humusztartalom vizsgálata a felvehető formák helyett.

A növények ellátása szempontjából fontos a talaj nitrogénszolgáltató képességének ismerete. A talaj nitrogénszolgáltató képessége a talajtulajdonságok ismeretében az összesnitrogén-tartalom alapján becsülhető. Sarkadi szerint a képződő NO₃^–N mennyisége a 62. táblázatban közölt szorzófaktorok segítségével számítható, az alábbiak szerint.

Nitrogénszolgáltató képesség = N · f · 300 (kg/ha),

N = talaj összesnitrogén-tartalma (%), f = szorzófaktor.

A talajok nitrogénszolgáltató képessége jellemezhető állandó hőmérsékleten és nedvességtartalom mellett végzett érleléssel is. Erre hazánkban id. Várallyay dolgozott ki módszert. Az időigényes érlelés helyett mérhetjük a híg savban hidrolizálható nitrogéntartalmat Tyurin szerint. Mindkét módszerrel a potenciális nitrogénszolgáltatás jellemezhető. Filep az optimális érlelési feltételek között ásványosodó nitrogént tekinti a talaj potenciális nitrogénszolgáltató képességének. A természetes környezetben ténylegesen ásványosodó nitrogénmennyiséget a potenciális szolgáltatóképességből számítja, a talaj nedvességtartalma és hőmérséklete alapján.

Hazánkban az országos tápanyagvizsgálat keretében a humusztartalmat határozzák meg, mivel a humusz és összesnitrogén-tartalom között viszonylag szoros az összefüggés: 1% humusz = 0,06% N. A nitrogénellátottságot a termőhely-kategóriák és a talajok kötöttségének figyelembevételével határozzák meg. NO₃^–N-vizsgálatot esetenként végeznek a gabonák tavaszi nitrogénadagjának, illetve a cukorrépa nitrogénadagjainak megállapításához. (Lásd a következő fejezetet.)

Az ásványi nitrogénformák (NO₃^–N és NH₄^–N) meghatározhatók kálium-kloridos kivonatban. Houba a különböző nitrogénformák meghatározására a kalcium-kloridos kivonást javasolja. A kivonatban az ásványi formákon kívül meghatározható a könnyen oldható, könnyen oxidálható szerves nitrogéntartalom is. Ez utóbbi a könnyen mobilizálható szerves nitrogénkészletek jellemzésére alkalmas.

A talajok könnyen oldható foszfortartalmának meghatározására különböző módszerek ismertek, ezek elsősorban a kivonószer tulajdonságaiban térnek el egymástól. Desztillált vizes extrakcióval csak a legkönnyebben oldható foszforfrakciók oldhatók ki a talajból. A savas kivonószerek a kalcium-foszfátokat, a lúgos kivonószerek a vas-, alumínium-foszfátokat oldják nagyobb mennyiségben.

Hazánkban korábban az Egner–Riehm módszert (DL) használták, a kivonószer sósavas kalcium-laktát volt. A módszer hibája, hogy meszes talajokon nem szolgáltat megfelelő értéket. Helyette az Egner–Riehm–Domingo-módszert (AL) vezették be, a kivonószer ammónium-laktát-ecetsav (pH = 3,7). Az AL oldat erélyesebb és jobban pufferolt kivonószer, mint a korábban használt DL oldat. A talaj foszforellátottságának megítélésénél a termőhely-kategóriákat és a talaj kalcium-karbonát-tartalmát vagy pH-értékét veszik figyelembe.

A könnyen oldható foszfortartalom meghatározható Olsen módszerével is, az extrálóhálóoldat 0,5 mólos NaHCO₃-oldat (pH = 8,5). Ismertek ezenkívül különböző frakcionált foszforvizsgálati módszerek, amelyek a különböző oldhatóságú foszforfrakciók elválasztására nyújtanak lehetőséget.

A talaj könnyen oldható káliumtartalmát Magyarországon korábban DL kivonatban, jelenleg pedig az AL kivonatban határozzák meg. A talajt az extrahálóoldatokkal kezelve a kálium részben oldódás, részben ioncsere révén jut oldatba. A káliumellátottság megítélésénél a termőhelycsoportokat és ezen belül a talajok kötöttségét veszik figyelembe. Kívánatos lenne az agyagminőség, illetve a káliumfixálás mértékének meghatározása is.

A könnyen oldható magnéziumtartalmat külföldön többnyire kalcium-kloridos kivonatból határozzák meg. Hazánkban kálium-kloridos kivonatban vizsgálják. A határértékek a kötöttségtől függően változnak.

A legtöbb mikroelemnek speciális kivonószere ismert. Korábban a vasat, mangánt, rezet, cinket általában savas kivonatokban vizsgálták. A vasat többnyire sósavas kivonatban, a mangánt kénsavas kivonatban, a rezet salétromsavas kivonatban, a cinket sósavban. Ismert az aktív mangán meghatározása, amely a kicserélhető és könnyen redukálható mangántartalomból áll. A cink kivonására használták az ammónium-karbonátos és a kálium-kloridos kivonást is. A bór vizsgálatára a forró vizes kioldás, a molibdén meghatározására az ammónium-oxalát-oxálsav kivonószer terjedt el.

Újabban egyre szélesebb körben terjed a komplexképzőkkel való extrakció. Magyarországon az EDTA-kálium-kloridos kioldást alkalmazzák. A mikroelemvizsgálati módszerek határértékei még nem eléggé ellenőrzöttek. Az ellátottság megítéléséhez a talaj pH-értékét, kötöttségét és humusztartalmát kell figyelembe venni.

Az EUF (elektro-ultra-filtrációs) módszer a tápanyagtartalom frakcionálását teszi lehetővé speciális készülék segítségével. A minták extrakciója desztillált vízzel, növekvő feszültség mellett, egyenáramú elektromos erőtérben, szakaszos. A feszültség hatására az ionok az ellentétes töltésű elektródhoz vándorolnak, és így a kationok és anionok elválaszthatók egymástól. Az anionok az anódszűrletben, a kationok a katódszűrletben gyűlnek össze. A feszültség növelése elősegíti az ionok deszorbeálódását a talajkolloidokról. Így alacsony feszültség (50 V) mellett a könnyen oldható és a lazán kötött ionok mennek oldatba, nagyobb feszültség (200 és 400 V) mellett az erősebben kötött ionok. A vizsgálat a könnyen hasznosítható (aktuális) és a tartalék (potenciális) készletek meghatározását teszi lehetővé. A nitrogén esetében az NO₃^–N és NH₄^–N mennyiségén kívül meghatározható a könnyen oxidálható, oldható szerves nitrogénfrakció is, amellyel a mobilizálható nitrogénkészletek jellemezhetők.

Az oldhatatlan hidroxidokat képező fémek (pl. a magnézium és a nehézfémek) az elektródon kiválnak, ezért ezek nem frakcionálhatók. A magnézium-hidroxid egy része a kémhatásviszonyoktól függően oldódik, és ennek következtében a frakciókban megjelenik. A régi EUF készülékekben 20 °C-on ment végbe az extrakció. Az újabbak fűthetők, az utolsó frakció 400 V-on és 80 °C-on különíthető el. A készülék vázlatos rajza az 57. ábrán látható.

57. ábra - Az EUF készülék sematikus rajza

A hagyományos tápanyag-vizsgálati módszerek előnye a gyors és viszonylag egyszerű kivitelezés, így nagy sorozatokban is végezhetők. Az EUF módszer speciális eszközigénye és az extrakció időigénye miatt sorozatvizsgálatokra kevéssé alkalmas. A talaj tápelemtartalma hagyományos módszerekkel is frakcionálható.