Tápelemek a talajban, növényben

A tápelemek a növény számára nélkülözhetetlen elemek, olyanok, amelyek a növények növekedéséhez és zavartalan fejlődéséhez szükségesek, szerepüket pedig más elem nem tudja ellátni. A növények általában szervetlen ionok (például nitrát, foszfát) vagy szervetlen vegyületek (például szén-dioxid) formájában veszik fel az elemeket.

1. A nitrogén

A termés mennyiségét legnagyobb mértékben a nitrogén (N) ellátás határozza meg, ezért a talajok nitrogéntartalma a termékenységük fontos tényezője. Ásványi talajokon az összes N-tartalom 0,02-0,4 % között ingadozik. A művelt rétegekben az összes N-nek több mint 95 %-a szerves kötésben van jelen és mennyisége a humusz-tartalommal arányos. A növények N-ellátásában a légkör képezi a tartalékforrást. A levegő nitrogénjét a növények nem tudják közvetlenül hasznosítani, csak a mikroszervezetek közreműködésével válik hozzáférhetővé.

A műtrágyák gyártásához is a levegő nitrogénjét használjuk. Ennek következtében a N a természetben állandó körforgásban van. Egyes folyamatai a talajt N-ben gazdagítják, míg más folyamatokban a talajt N-veszteség éri. A talajt gazdagító folyamatok: műtrágyázás, szerves trágyázás és a mikroszervezetek N-kötése. A veszteségforrások: a növények N-felvétele, a denitrifikáció, a N-kimosódás. A talaj szerves N-vegyületei az ammonifikáció és nitrifikáció során alakulnak át hasznosítható N-formákká. A növény elsősorban nitrát- és ammóniumion formájában gyökéren keresztül veszi fel a nitrogéntt. A N-vegyületek mozgása a növényben zavartalan, éppen ezért a N-hiány elsősorban idősebb leveleken tapasztalható, mivel ezekből hiányos N-ellátás esetén a nitrogén átvándorol a fiatalabb zöld részekbe.

A N mindig az élettanilag aktív gócokba vándorol elsősorban, nem pedig a kis N-tartalmú részekbe. A nitrát táplálás tehát pH növekedést, az ammóniumtáplálás pH csökkenést eredményez a tápközegben. E folyamatokon alapszik a műtrágyák fiziológiás kémhatása. A nitogénhiány csökkent növekedéssel és fehérjeképződéssel jár együtt. A növények vegetatív fejlődése lerövidül, meggyorsul a reproduktív fejlődési szakasz. Gabonaféléknél és más növényeknél is csökken a fehérjetartalom, a keményítő, a cukor és néhány más szénhidrát mennyisége növekszik. A magvak korábban érnek, de aprók, így kisebb lesz a szemtermés. A nitogénhiány látható hiánytünetek formájában is észlelhető: a levelek fakó, világossárga színűek, esetenként vöröses színárnyalat is megfigyelhető.

Az elszíneződés az idősebb leveleken kezdődik, amelyeket a növény gyakran idő előtt lehullat. A gabona N-hiánya elsősorban a fejlődés korai szakaszában világoszöld színnel jelentkezik. A bokrosodás ilyen esetben kisebb mértékű, az állomány ennek következtében hiányos. A bőséges N-táplálás ezzel szemben sötétzöld, üde növényzetet eredményez, a növények lédúsak és széles levelűek. A sötétzöld szín a kloroplasztiszok fokozott szintézisének a következménye. A N-hiányos növények fakó, világoszöld színe a csökkent kloroplasztisz képződésre vezethető vissza. A nitrogén túladagolás fokozott vegetatív fejlődést, kései érést idéz elő a gabonáknál valamint dőlési veszélyt is okozhat. A nagy N-adagok egyes kultúráknál kedvezőtlenül hatnak a termék minőségére is.

2. A foszfor

A talajok összes foszfor (P) tartalma 0,02-0,10 %. Az összes P-tartalomnak csak igen kis része hasznosítható közvetlenül. A foszfor a talajban szerves és szervetlen kötésben fordul elő. A két frakció aránya változó, többnyire 50-50 %. A foszforvegyületek oldhatóságát figyelembe véve, a foszfor felvételére legkedvezőbb a pH=5,5-7,0 kémhatástartomány, mivel a kedvezőtlen lekötődési, illetve átalakulási folyamatok elsősorban e pH-érték alatt, illetve felett játszódnak le. A növények foszfátfelvételét a talaj nedvességtartalma is befolyásolja. Száraz években kisebb a foszfátfelvétel. A szerves trágyázás elősegíti a növények foszfátfelvételét. A P- és Mg-felvétel egymással szoros kapcsolatban áll.

Bármelyik elem hiánya a másik elem csökkent felvételét eredményezheti. A P eloszlása nagymértékben függ a növény fejlettségi állapotától. A P elsősorban a generatív szervekben halmozódik fel. A P növényben különböző szerves és szervetlen vegyületek formájában található. A szerves vegyületek közül a foszfolipidek a sejtmembránok felépítésében vesznek részt. A nukleinsavak (RNS, DNS) a fehérje szintézisben játszanak fontos szerepet.

A P, mint az ATP, ADP és koenzimnek alkotórésze, a különböző foszforilálási folyamatokban nélkülözhetetlen. A P részt vesz szinte minden élettanilag fontos folyamatban, így a fotoszintézisben, a glikolizisben, citromsav-ciklusban stb. Foszforhiány esetén a növények rosszul fejlődnek, elmaradnak a növekedésben és merev tartásúak. A szárrészek vékonyak, a gyökerek fejletlenek és a gabonaféléknél a bokrosodás mérsékelt.

Fontos megkülönböztető jegye a P-hiánynak a levelek elszíneződése: ekkor kékeszöld, tompa zöld, illetve piszkos zöld szín alakul ki, esetenként vöröses árnyalatok is megfigyelhetők. A növény az idősebb leveleket sok esetben idő előtt lehullatja. A hiányos P-ellátás mindig negatívan hat a virág- és termésképzésre. Gyümölcs- és gabonaféléknél jelentős terméscsökkenést okozhat. A gabonánál különösen fontos, hogy a vegetációs időszak végén, vagyis a szemképződés idején megfelelő mennyiségű P álljon rendelkezésre. Hiánya esetén csökkent fehérjeszintézis figyelhető meg különböző kultúrnövényeknél. A foszforfelesleg közvetlen hatása általában nem észlelhető. Nagy foszforadagok, oldhatatlan vas- és cink-foszfát képződésével következtében, zavart okozhatnak a vas- és cinkellátásban, vas- és cinkhiányt indukálhatnak.

3. A kálium

A talajok összes Kálium (K) tartalma 0,2-3,3 % között változik, a szikes talajokon a 6 %-ot is meghaladhatja. A nagy kvarctartalmú homoktalajok és szerves talajok káliumba szegények. A talaj K-tartalma nagyrészt a szilikátokban kötve található, ezért az agyagtartalom növekedésével növekszik a K-tartalom. Az ásványi talajokban a K négy különböző formában található: ionos formában, a talajoldatban, ionos formában a kolloidokon adszorbeálva, fixált K, és az ásványok kristályrácsaiban.

A növények K-ion formájában veszik fel a káliumot a talajoldatból. A felvétel során érvényesül a növények válogatóképessége. Annak ellenére, hogy a talajoldatban a Ca- és Mg-koncentráció általában nagyobb, mint a K-koncentráció, a növények mégis sokkal több káliumot vesznek fel, mint kálciumot, illetve magnéziumot. A K tartalom növényfajonként eltérő, különösen nagy a füvek K-tartalma és általában többszöröse a kálcium- és magnézium tartalomnak. A növények jó K-felvevő képességét az aktív felvétel biztosítja.

A savanyú kémhatás gátolja a K felvételét. Szélsőségesen alacsony pH-értékek mellett, a növények a gyökereken keresztül K-ot adnak le. A K felvétele és szállítása a növény anyagcseréjével szoros kapcsolatba áll. Amennyiben a gyökér környezetében nem áll rendelkezésre megfelelő mennyiségű oxigén, a K felvétele visszaszorul. Ez csak szélsőségesen rossz szerkezetű talajokban fordul elő.

A K mozgékonysága a növényben jó. Elsősorban az aktív anyagcsere helyekre vándorol, így a levelekbe és a merisztémás szövetekbe. Fiatal levelekben általában nagyobb a K-koncentráció, mint idősebbekben, és a fiatal növények szárazanyagában is nagyobb a K-tartalom, mint az idősebbekben. A K szerepe sokrétű, részt vesz az élettani folyamatokban, a szénhidrátok és fehérjék képzésében. A jó K-ellátás fokozza a fotoszintetikus aktivitást, így a termés mennyisége és minősége szempontjából egyaránt fontos. Gyenge K- ellátás esetén a kis molekulatömegű szénhidrátok és oldható N-vegyületek mennyisége növekszik. A cukrok és szabad aminosavak felhalmozódása K-hiányos növényeknél fokozza a kórokozók és kártevők iránti fogékonyságot. A káliumhiány tünetei, száraz időben a növényeken hervadási tünetek vehetők észre. Az idősebb leveleken a levélcsúcsoktól kiindulva, vagy a levélszéleken klorolfilltartalom csökkenés észlelhető. Világoszöld foltok keletkeznek, melyek fokozatosan megbarnulnak, végül a levélszövetek elhalnak. A fiatalabb levelek eközben még zöldek, ugyanis a növény képes a K-ot az idősebb levelekből a fiatal levelekbe átadni. A K-mal hiányosan ellátott növények K-tartalma többnyire kisebb 1,5 %-nál, a bőségesen ellátott növények ezzel szemben 2-6 % K-ot tartalmaznak a szárazanyagban. A K-tartalom a növény életkorától is függ.

4. A kálcium

A többi elemhez hasonlóan a kálcium (Ca) is nagyrészt oldhatatlan vegyületek formájában van jelen a talajban. A tartalékok mobilizálhatósága azonban eltérő. A szilikátok és apatitok formájában jelenlévő Ca csak igen lassú mállás után válik szabaddá, míg a karbonátok, így a kalcit és a dolomit viszonylag könnyebben mobilizálható.

A talajban a szerves anyag lebontása révén folyamatos a szén-dioxid képződése és így a Ca- és Mg-karbonátok oldódása. A talajban a műtrágyákkal a talajba jutó gipsz, továbbá a műtrágyákkal kölcsönhatásban képződő kalcium-nitrát, kalcium-klorid is növeli a vízoldható Ca-tartalmat. A vízoldható vegyületek egy része kimosódik, a kimosódási veszteség jelentős lehet. A növények a Ca-ot Ca-ion formájába veszik fel. A növények Ca-tartalma általában kisebb, mint a K-tartalom, a szárazanyag Ca-tartalma többnyire kevesebb 1 %-nál, kivételt képeznek a kétszikűek, melyekben a Ca-tartalom 1-3%.

A Ca a levelekből alig vándorol vissza más szervekbe, ezért a levelekben nagy a Ca felhalmozódás figyelhető meg. Ez magyarázza, hogy legtöbb esetben, az idősebb levelekben nagyobb a Ca-tartalom, mint a fiatal levelekben, továbbá azt, hogy a levelekben nagyobb a Ca-tartalom, mint a szárrészekben. A Ca a fejlődés kezdeti szakaszától az egész tenyészidőszakban kedvező hatást fejt ki a növények fejlődésére, elősegíti a többi tápelem felvételét. A növények zavartalan ellátásához a talajoldatban legalább 20 mg Ca-ra van szükség. A Ca-hiány a növényben nem csak akkor észlelhető, amikor nagyon kevés a Ca-ion van a talajban, a Ca felvételét a csökkent transzspiráció is akadályozhatja.

A Ca-hiány tünetei a Ca funkcióinak megfelelően legelőször a legfiatalabb szervekben jelentkeznek, pl. gyökerekben, hajtáscsúcsokon, fiatal leveleken. A gyökereken szövetelhalás, barnulás figyelhető meg. A levelek rendszerint kisebbek, deformáltak, csúcsaik és széleik kanalasan felkankorodnak. A levélszélektől kiindulva a klorózis lép fel, a klorotikus leveleken barna foltok képződnek. Az elváltozásokat gyakran az erek barnulása előzi meg a még zöld leveleken. A levelek a csúcstól az alap felé haladva elhalnak.

Csökkent transzspiráció miatt akadozó Ca-ellátás következtében szárpuhulás, szártörés léphet fel. A paradicsomnál különösen üvegházban a gyümölcsök csúcsrothadása észlelhető, hasonló tünetek léphetnek fel a görögdinnyénél. Az intenzív almakultúrákban egyre gyakoribb a foltosodás az almán, ami részben már a fán, de sok esetben csak a tárolás során alakul ki. A keserű foltosság a Ca-hiány következménye, melyet a rossz Ca-ellátáson kívül a K-, Mg-, illetve a N-felesleg is kiválthat.

5. A magnézium

A magnézium (Mg) legnagyobb része szilikátok és karbonátok formájában van jelen a talajban. Fontosabb Mg-tartalmú szilikátok: a biotit, a szerpentin és az olivin, illetve az agyagásványok közül a klorit és vermikulit. A szilikátok nehezen hasznosíthatók, Mg-tartalmuk csak az ásványok mállása révén válik szabaddá, míg a karbonátok szénsavas vízben oldódnak, ezért viszonylag könnyen mobilizálható tartalékok. A növények táplálkozása szempontjából legfontosabb a kicserélhető és vízoldható Mg mennyisége. A közvetlenül hasznosítható oldható és kicserélhető Mg-tartalom szoros összefüggésben van a talajtulajdonságokkal és a talajok képződési viszonyaival.

A könnyen oldható és kicserélhető Mg mennyisége növekszik a kolloidtartalommal, így általában minél nagyobb a talaj agyag- és humusztartalma, annál több benne a kicserélhető Mg. A talajok Mg-tartalma ezen kívül függ a kilúgzás mértékétől. Emiatt a kilúgzott és a kolloidban szegény savanyú talajokban található a legkevesebb könnyen oldható és kicserélhető Mg. A kicserélhető Mg mennyiség általában kisebb, mint a kicserélhető Ca-tartalom, de nagyobb, mint a K-tartalom. A talajoldat Mg-tartalmát a kicserélhető és az oldható, illetve mobilizálható készletek együtt szabják meg.

A növény a Mg-ot Mg-ion formájába vesz fel. A növényben elsősorban a csúcsok irányába vándorol, de az a tény, hogy a Mg-hiány elsősorban az idősebb levelekben észlelhető, arra utal, hogy hiányos Mg-táplálkozás esetén a Mg az idősebb levelekből a fiatalabb levelekbe vándorol. A növények Mg-tartalma általában kevesebb, mint a szárazanyag 0,5 %-a. A 0,2 %-nál kisebb Mg-tartalom Mg-hiányra utal. Az összes Mg-nak mintegy 15-20 % a klorofillban található, legnagyobb része azonban ionos formában, egy része sókban található. A magvakban viszonylag sok Mg halmozódik fel.

A Mg-hiány kedvezőtlenül befolyásolja a növények asszimiláló és szintetizáló tevékenységét, ami károsan hat a termés mennyiségére és minőségére. A leveleken jellegzetes látható hiánytünetek észlelhetők a csökkent klorofill képződés következtében. Gabonaféléknél és füveknél a világoszöld levélfelületen sötétzöld gyöngyfüzérszerű klorofill felhalmozódás látható. Kukoricánál a levelek csíkozottsága jellemzi a Mg-hiányt. A burgonya, dohány, bab, szója, cukorrépa, szőlő és gyümölcsfélék idősebb levelein a klorofill tartalom csökkenése a levél erek között előbb sárga foltok kialakulásához vezet, majd fokozatos szövetelhalás következik be.

Bákai Gabriella-Dóra, falugazdász

Forrás: Dr. Loch Jakab- Dr. Kiss Szendille: Agrokémia/Képek forrása