Ugrás a tartalomhoz

Talajtan

Stefanovits Pál, Filep György, Füleky György

Mezőgazda Kiadó

A humusz szerepe a talajban

A humusz szerepe a talajban

A talajok természetes termékenysége (víz- és tápanyag-szolgáltató képessége) nagymértékben függ a talajképződés körülményeitől. A legtermékenyebb talajok közös sajátsága a Ca-mal telített, jó minőségű humusz (Ca-humátok), valamint az ezzel együttjáró morzsás, porózus szerkezet és a megfelelő tápanyag-ellátottság.

A humuszanyagok – viszonylag kis mennyiségük ellenére – döntő szerepet játszanak:

  • a talajok szerkezetének kialakításában,

  • a talaj tápanyaggazdálkodásának,

  • a hő- és vízgazdálkodásának szabályozásában.

A humusz hatása a talaj szerkezetére

Mivel a huminsavak kétvegyértékű fémionokkal alkotott sói vízben nem oldódnak, a Ca-humátok által összeragasztott aggregátumok vízállóak és porózusak. (A ragasztóanyag víz hatására csak duzzad, de nem oldódik). Emellett a szerves maradványokat bontó mikroorganizmusok nyálkaanyagainak és egyes bomlástermékeknek is jelentős szerkezetstabilizáló hatásuk van.

A huminsavak Fe- és Al-oxidokkal/hidroxidokkal társulva – agyagásványok jelenlétében – szintén tartós szerkezeti elemek kialakulásához vezetnek. Ezek a szerkezeti egységek azonban nem hoznak létre jó talajszerkezetet, mert nem eléggé porózusak, belső pórusrendszerük nincs.

Igen jelentős szerkezetkialakító tényező a szerves és az ásványi kolloidok összekapcsolódásával létrejött agyag-humusz komplexum mennyisége és minősége. Az agyag-huminsav komplexum felépítési elvét 6.9. ábra szemlélteti.

A humusz tehát a stabil, porózus szerkezet biztosításával kedvezőbbé teszi a talaj vízgazdálkodását, csökkenti tömörödési hajlamát, és fékezi a felület elporosodását.

6.9. ábra - A szerves-ásványi komplexum felépítésének sémája: a kapcsolódási pontok, a szerves S és P, valamint a komplexált fémionok feltüntetésével

kepek/6-9-abra.png


A humuszanyagok szerepe a talaj tápanyag-gazdálkodásában

Ilyen szempontból a humusz tápanyag-szolgáltató és tápanyagmegőrző szerepét kell kiemelni.

a) A humusz mint tápanyagforrás. A humusz elsősorban N-forrásként jelentős. A talajok N-készletének mintegy 96–97%-a a szerves anyagokban található. A növények számára felvehető ásványi-N-formák (az NH+4- és a NO–3-ionok) a szerves anyagok NH2-csoportjának mikrobiális lehasításával, majd a szerves aminok NH+4 ionná és NO–3-tá alakításával jönnek létre.

Az erősebben kötött szerves N-formák (a mag-N és a híd-N) mint a talaj N-tartalékai játszanak szerepet, mert csak a humuszanyagok nagymértékű mineralizációja esetén válnak szabaddá.

A talaj szerves anyagaiban kötött foszfor és kén is lassú feltáródási folyamat révén mineralizálódik s válik a növények számára felvehetővé.

b) A humusz tápanyagmegőrző szerepe. Kiemelkedő jelentősége van a humusznak a tápanyagok megőrzésében és felvehetőségének szabályozásában is. Adszorbeálóképességük folytán a huminsavak képesek megkötni a különböző tápanyagokat, döntő szerepük van a Ca, a P, a Mg, a S, a Cu, a Zn stb. megőrzésében.

A legfontosabb mikroelemek (Cu, Mo, Mn, Zn) nagyrészt a szerves anyagokhoz kötve, kicserélhető ionokként és kelátok formájában találhatók a talajban.

Schnitzer több kationra vizsgálta a fém–fulvosav komplexek stabilitási állandóit (Kst). Szerinte: pH = 5,0-nél a különböző fémkomplexek stabilitási sorrendje az alábbi:

Cu2+ > Fe3+ > Mn2+ > Ca2+ > Zn2+ > Mg2+.

Az adatokból látható, hogy nemcsak a mikroelemek, hanem a Ca2+ is viszonylag stabil komplex kötésbe kerülhet, ami nagymértékben elősegíti a talajok Ca-készletének megőrzését és a talajszerkezet létrejöttét. A komplexek stabilitása a pH emelkedésekor nő. Ez azonban a különböző fémeknél nem egyforma mértékben történik, ezért a közölt relatív sorrend is változhat a közeg kémhatásának függvényében.

A toxikus nehézfémek (Pb, Cd, Hg) megkötésével a talaj ásványi részéhez kapcsolódó humusz a környezeti ártalmakat is jelentősen mérsékli. A talajok toxikus elemekkel szembeni viselkedése tehát szorosan összefügg a humuszanyagok mennyiségével és minőségével.

A makrotápanyagok közül a humusz elsősorban a foszfor növény általi felvehetőségére van kedvező hatással. Blokkolja a talaj ásványi részeinek azokat a helyeit, ahol a foszfátionok erősen lekötődnének, így csökkenti a foszfor inaktiválódását (humáthatás).

A humusz hatása a talaj hő- és vízgazdálkodására

A humuszanyagok vízfelvétele többszörösen meghaladja az agyagásványok vízmegkötését. Ezért a humusztartalom a talaj víztartó képességét nemcsak közvetve (a szerkezetkialakító szerepe révén), hanem közvetlenül is nagymértékben befolyásolja.

A szerves anyagok módosítják a talajok hőgazdálkodását is. A humuszban gazdagabb felső rétegek (humuszos szintek) sötétebb színűek, a Nap sugarait jobban elnyelik, s elősegítik a talaj felmelegedését. Ugyanakkor a nagy szervesanyag-tartalmú talajok hőkisugárzása, hővesztése gyors, ezért a láptalajok tavaszi átfagyásának veszélye nagyobb, mint az ásványi talajoké.

Az említett víz- és hőgazdálkodási tulajdonságok ellentétesen hatnak. Bár a nagyobb szervesanyag-tartalom sötétebb színnel és nagyobb hőelnyelő képességgel jár együtt, növeli azonban a talaj víztartó képességét is, ami – a víz tudvalévően nagy hőkapacitása miatt – nagymértékben csökkenti a hőmérséklet ingadozását. A két tényező közül a humusznak a talaj vízgazdálkodására gyakorolt hatása a jelentősebb.

A humuszanyagok sav/bázis pufferoló hatása

A humuszsavak nagyhatású pufferanyagok. Bizonyos határig képesek a talajba került és a talajban képződő savak/bázisok hatását közömbösíteni, s a gyors pH-változásokat megakadályozni.

A H+-többletet a humuszsavak deprotonált reaktív csoportjai kötik meg:

–COO– + H+ –COOH,

a lúgokból (bázisokból) felszabadult OH-ionokat pedig a felületről ledisszociált H-ionok közömbösítik, víz képződése közben:

–COOH + OH– –COO– + H2O.

A fentiekből következik, hogy lúgos közegben a gyenge sav típusú reaktív csoportok nagy része deprotonált állapotban van (nagy a humusz H+-lekötő képessége), savanyú talajokban pedig ezek túlnyomó többsége protonált (ezért a humuszsavak bázissemlegesítő kapacitása nő meg).

Egységnyi tömegű anyagra vonatkoztatva a humuszsavak pH-pufferoló képessége sokkal nagyobb, mint a talajásványoké.