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). A témában írt előző cikkünk itt olvasható.

A kén

A kén (S) a talajban szerves és szervetlen kötésben fordul elő. A szerves kéntartalom a humusztartalom növekedésével növekszik: podzolos talajokon kb. 50 %-a, csernozjomokon 75 %-a a talaj összes kéntartalmának. Láptalajokon ennél több is lehet. A szervetlen kéntartalom szulfátokból és szulfidokból áll. A talajok kémforgalmában nagy szerepe van a szerves anyag ásványosodásának. A kén körforgalma a nitrogénéhez hasonló. A növényben a szulfát- és nitrátion redukálódik, a talajban a redukált formák oxidálódnak. A S körforgalmában kedvezőtlen viszonyok között zavar léphet fel. Így pl. szellőzetlen, összeiszapolt talajban a szulfát kén-hidrogénné redukálódhat. Ez egyrészt azért káros, mivel a kén-hidrogén a növényekre mérgező hatású, másrészt a kén-hidrogén vassal oldhatatlan vas-szulfidokat képez és így a kén és a vas felvétele is gátolt. Rizsföldeken emiatt sok esetben vashiány figyelhető meg.

Az energiahordozók elégetésével nagy mennyiségű kén-dioxid jut a légkörbe, majd a csapadékkal a talajba. A növény a ként legnagyobb részben a gyökéren keresztül szulfát formájában veszi fel. Ezen kívül a növények a levegőből levélen keresztül kén-dioxidot is vesznek fel. Az iparvidékek közelében előforduló nagy kén-dioxid koncentráció mérgező hatású lehet. A szulfátionok felvételét a talajban nagyobb mennyiségben előforduló ionok és a talajok kémhatása nem befolyásolják számottevően, a felvétel lassú. A szulfát a levelekbe szállítódik, ott redukálódik, majd beépül a szerves vegyületekbe. A növényekben a S szerves és szervetlen formában is megtalálható. A két frakció között nincs meghatározott arány. A szervetlen frakció, vagyis a szulfát a kéntartalékot képezi. A növényekben a nagy fehérjetartalom többnyire nagy kéntartalommal párosul. Európában a S-hiány ritka, mivel a műtrágyákkal és a csapadékkal a terméssel kivont kénmennyiséget többszöröse jut évente a talajba. A S-mérleg pozitív, vagy negatív voltát a kimosódás határozza meg.

A pillangósvirágúak viszonylag nagy fehérjetartalmuk következtében nagyobb S-igényűek. Nem megfelelő S-ellátás esetén a fehérjeszintézisben lépnek fel zavarok. Kénhiány esetén növekszik az oldható N-vegyületek mennyisége és csökken a fehérjetartalom. A kénhiány tünetei a csökkent fehérjeszintézis miatt a nitrogénhiány tünetekhez hasonlóak. Rossz kénellátás esetén világoszöld, később sárga, esetenként vöröses elszíneződés levelek figyelhetők meg. A kénhiányos növények merev tartásúak és már a legfiatalabb leveleken is megfigyelhető. A kénhiányos növényekben a S-tartalom lényegesen kisebb, mint a kénnel megfelelően ellátott növényekben. Ezenkívül kicsi a fehérjetartalmuk és szervetlen kéntartalmuk is.

A vas

A talajok összes vasttartalma 0,5-5,0 % közötti, vagyis viszonylag nagy. A vas (Fe) különböző ásványok kristályrácsában, így a csillámokban, augitban, olivinben, és biotitban található. A mállásfolyamatokban vas-oxidok és oxihidrátok képződnek. A talaj oldható Fe-tartalma általában kicsi, a pH csökkenésével növekszik. A Fe mozgékonysága a talajban függ az oxidációs, redukciós viszonyoktól. A Fe felvehetőségét alapvetően a kémhatás és az oxidációs-redukciós viszonyok határozzák meg. Savanyú közegben a Fe-vegyületek jól oldódnak, a pH növekedésével az oldhatóság csökken, ezért a karbonátos talajokon a növények Fe ellátása veszélyeztetett.

A pH növekedése is a nagyobb vegyértékű forma kialakulását segíti elő. A vashiány emiatt leginkább karbonátos homokokon fordul elő. A Fe-felvételét számos ion gátolja. A nagy Ca- és Mn-ion koncentrációk a talajban és a növényben akadályozzák a vas érvényesülését. A nitráttáplálás akadályozza, az ammóniumtáplálás elősegíti a Fe-felvételt. A jelenség a gyökérzet közelében lejátszodó kémhatásváltozással magyarázható. A Fe vándorlása a növényben korlátozott, mivel a növényben található Fe-tartalomnak csak kis része vízoldható, a többi szerves vegyületekhez kötött. A Fe nem alkotórésze a klorofillnek, azonban hiányában csökken a klorofill képződése. Fe-hiány esetén a krofilltartalom csökken, gátolt a fehérjeszintézis, s növekszik a redukáló cukrok és szerves savak mennyisége. A Fe-hiány klorotikus tünetekkel jár. A klorózis mindig a fiatal leveleken, a teljes felületen lép fel, világoszöld, sárga, illetve fehér elszíneződés formájában. A Fe-hiányos növényekben a klorofilltartalom és a vastartalom egyaránt csökken. Az enyhe Fe-hiány tünetek Fe-pótlással gyorsan megszüntethetők, előrehaladott Fe-hiánynál a Fe-trágyázás már hatástalan. Vannak Fe-igényes növények, ilyenek a zab, spenót és a rizs, melyeknek a szárazanyagában lényegesen nagyobb Fe tartalom is előfordulhat. A gyökerekben, gumókban és a gabonaszemben viszonylag kis mennyiségben fordul elő a vas.

A mangán

A mangán (Mn) a talajban, szilikátokban, karbonátokban és oxidokban fordul elő. A növények csak a kétértékű ionokat tudják felvenni. Azok a Mn-vegyületek, amelyekben a Mn magasabb értékű formában van jelen, nehezen oldhatók. Legfontosabb Mn-tartalékok a különböző Mn-oxidok melyek a talajoldatban lévő Mn-ionokkal pH függő egyensúlyban állnak. A különböző értékű Mn-ionok és vegyületek, oxidáció és redukció révén egymásba átalakulhatnak, az átalakulás a talaj redoxipotenciáljától függ. A Mn-felvételt a talajban élő mikroszervezetek is módosíthatják. A Mn-vegyületek felvehetőségét a talajok nedvességtartalma is befolyásolja. A nagy víztartalom a redukciónak kedvez. A talaj erős kiszáradása viszont a különböző Mn-sók dehidratálásához vezethet. A dehidratálás a vegyületek oldhatóságát csökkenti.

A talajok meszezése a Mn-vegyületek oldhatóságát csökkenti, míg a fiziológiásan savanyúan ható műtrágyák alkalmazása a Mn-felvételének kedvez. A növények a mangánt Mn-ionok formájában veszik fel. A Ca-ionok akadályozzák a Mn felvételét és szállítását. A Mn az említett élettani folyamatokon keresztül kedvezően hat a szénhidrátok képzésére, így pl. a cukorrépa cukortartalmára. Egyes kísérletekben a zöldségfélék C-vitamin tartalmát is növelte. Az egészséges növények Mn-tartalma rendkívül széles határok között ingadozhat. Különböző növényfajok Mn-felvétele azonos körülmények között is rendkívül eltérő, Mn-hiány elsősorban a nagy szervesanyag-tartalmú láptalajokon fordul elő. Savanyú talajon a Mn toxikus mennyiségben is felhalmozódhat. A kultúrnövények közül a zab reagál legérzékenyebben a Mn-hiányra. Szárazfoltosság lép fel. Ez tavasszal kezdődik a fiatal leveleken piszkos szürke csíkok, illetve foltok formájában. A levelek később megtörnek. A szárazfoltosság a többi gabonafélénél is jelentkezhet, csak kisebb mértékben. A spenót és borsó is Mn igényes növény. A kétszikűeknél háló-, illetve mozaikszerű klorózis figyelhető meg a levélerek között, később a levélszövetek elhalnak, barna pontok, illetve foltok jelennek meg.

A réz

A réz (Cu) enzimek alkotórészeként vesz részt a légzési anyagcserében és az elektrontranszportban. Szerepe van a fotoszintézisben, valamint a szénhidrát- és fehérjeszintézisben is. A réz legnagyobb része szerves és szervetlen kolloidokhoz kötve, kétértékű formában található a talajban. Előfordulhat szerves vegyületekben komplex kötésben is. A talajoldat Cu-koncentrációja rendkívül kicsi: 0,01 ppm nagyságrendű. A réz előfordulhat még a szilikátok kristályrácsában és különböző, nehezen oldható Cu-vegyületekben, mint pl. Cu-foszfát. A Cu mozgékonysága a talajban rendkívül kicsi. A talajszelvényben a felszíntől lefele haladva többnyire csökken a réz tartalom.

Az ionos állapotú Cu a talajba jutva rövid idő lekötődik. A Cu-hiány elsősorban szerves anyagban gazdag talajokon (láp) figyelhető meg, mivel a Cu erősen kötődik a szerves anyaghoz. A Cu-t a növény kis mennyiségben veszi fel. Erősen kötődik a gyökérhez, a gyökerek Cu-tartalma többnyire lényegesen nagyobb, mint az egyéb növényi szerveké. A Cu mozgékonysága a növénybe csekély, feltételezik, hogy a szállításban aminosavak vesznek részt. A növények Cu-tartalma szárazanyagban általában 2-20 mg kg. Az összes Cu-nak mintegy 70%-a a kloroplasztiszokban halmozódik fel, e tekintetben hasonlóság mutatkozik a vassal. Ezen alapszik Cu szerepe a fotoszintézisben. A Cu szerepe az anyagcsere folyamatokban többféle. Kísérletileg igazolták, hogy a Cu elősegíti a szénhidrát- és fehérjeszintézist. A hiányos Cu ellátásra legérzékenyebben a zab, árpa és búza reagál. A Cu-hiány a gabonaféléknél a levélcsúcsok fehéresedésével kezdődik, keskeny összesodródott levelek képződnek. Az ilyen növényeknél hiányos buga, illetve kalászképződés figyelhető meg. Egyes esetekben a kalászok üresek. A szemnélküli kalászok aránya a réztartalom növekedésével csökken. A réz hiány tehát kedvezőtlenül hat a generatív szervek képződésére, ami terméskiesést eredményez.

A cink 

A cink (Zn) a Cu-hez hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. A Zn a biotit, az augit és a különböző csillámok kristályrácsában is előfordul. A kolloidban, gazdag talajokban általában több a Zn, mint a homokokban. A cink mozgékonysága a talajban csekély, a mozgékonyság a savanyúság fokozódásával növekszik. A cinket a növények viszonylag kis mennyiségben veszik fel. A növények Zn-tartalma mégis többszöröse a Cu-tartalomnak. A Zn felvételét a gyakorlatban döntően a talaj kémhatása és foszfortartalma határozza meg.

A Zn részt vesz a N anyagcserében, egyes szerzők szerint kihat az RNS szintézisre is. A cink hiánya ennek következtében, esetenként a N-hiányhoz hasonlóan jelentkezik. A cink és a mangán együttesen szabályozza a növények növekedését. Különböző növények Zn igénye eltérő. Nem érzékenyek a cink hiányra: a gabonafélék, így a zab, búza, árpa és rozs. Valamivel érzékenyebbek: a burgonya, paradicsom, cukorrépa, lucerna és vörös here. Érzékenyen reagálnak a cink hiányra: a kukorica, komló, len és bab. Ugyancsak érzékenyek a különböző gyümölcsfélék és a szőlő. A Zn-hiány többnyire klorózis formájában figyelhető meg a fiatalabb leveleken, a levelek kicsinyek.

A molibdén

A molibdén (Mo) a talajban főleg molibdenát ion formában található, viselkedése ennek következtében lényegesen eltér a többi nehézfém (Fe, Mb, Cu, Zn) viselkedésétől. A növények Mo-ellátása savanyú talajon veszélyeztetett, de meszezéssel javítható. A talaj Mo-tartalmának egy része szerves kötésben van jelen. A szerves anyag lebomlása során a Mo szabaddá válik és így savanyú kémhatású talajban is biztosíthatja a növények Mo-ellátását. A talaj összes Mo-tartalma rendkívül kicsi (0,5-10 mg kg). Legkisebb a homokokban, viszonylag több fordul elő a vályog-illetve agyagtalajokban és a legtöbb a réti és láptalajokon. A savanyú alapkőzetekben képződött talajok tartalmazzák a legtöbb Mo-t. A molibdénben gazdag talajokon, mállás révén nagymennyiségű Mo válhat szabaddá, ami az állatokra nézve toxikus mértékű Mo felhalmozódáshoz vezethet a takarmánynövényekben. A növény a molibdént molibdenátion formájában veszi fel, felvételét a szulfátionok akadályozzák, a foszfátionok elősegítik.

A növény a tápelemek közül a Mo-t vesz fel a legkisebb mennyiségben, a szárazanyag molibdén tartalma kevés (1ppm). Nem megfelelő Mo-ellátás esetén csökken a cukortartalom és az aszkorbinsav bioszintézise gátolt. A molibdén hiányos növényekben a klorofilltartalom kisebb és ennek megfelelően a fotoszintézis csökken, a N-hiányhoz hasonló tünetek, többek között gátolt növekedés figyelhető meg. A molibdén hiány jellemző tünetei: a levelek szürkészöld színe, illetve a középső és idősebb leveleken fellépő nekrózis. Az egyes kultúrnövények Mo-igénye eltérő. A keresztesvirágúak és ezek közül a káposztafélék (karfiol, bimbós kel) több Mo-t igényelnek. A kétszikűek molibdén igénye nagyobb, mint az egyszikűeké. A pillangósok, illetve a pillangósok gümőbaktériumai is Mo-igényesek.

A bór

A bór (B) elősegíti a tápelemfelvételt, a virág- és termésképzést, a szénhidrátok szállítását, felhalmozódását, a pozitív vízmérleget. A B a talajban csillámokban és ásványokban fordul elő. A bór egy része a szerves vegyületek lebontása, illetve a mállásfolyamatok következtében bórsav, illetve borátok formájában található. Meszezés hatására csökken a felvehető bór mennyiség a talajban. A B-t a növények bórátion formájában veszik fel.

A B mozgékonysága a növényben korlátozott. A gyökerekben általában nagyobb a bór tartalom, mint a hajtásokban és a levelekben, a jó bór ellátás és a transzpiráció elősegíti a bór vándorlását. A felvett B a vegetatív részekben halmozódik. Az egyszikűek bórtartalma és bórigénye kisebb, mint a kétszikűeké, a túladagolás toxikus hatású.

A B élettani szerepét tekintve alapvetően különbözik a többi mikrotápelemtől, hatása hasonló a foszfátionhoz. Hozzájárul a sejtfalak stabilitásának fokozásához. Hiányában a szénhidrát transzportban támadnak zavarok. Az asszimiláció folyamán keletkezett szerve vegyületek szállítása lelassul és a levelekben szénhidrát halmozódik fel, ezzel szemben más szervekben szénhidráthiány alakul ki. A szénhidrátok felhalmozása következtében a fehérjeszintézis is lassúbbá válik, növekszik az oldható N-vegyületek mennyisége. A jó B ellátás elősegíti az aktív ionfelvételt a gyökerek jobb szénhidrát ellátása révén, ezzel függ össze a virág és a termésképzés javulása is.

Bórral ellátott növények vízhiány esetén a transzpiráció korlátozásával jobban tudnak a vízzel gazdálkodni, mint a bórhiányos növények. A virág- és termésképzésére gyakorolt hatása miatt a mikroelemek közül a bór befolyásolja legnagyobb mértékben a termés mennyiségét. A termés minőségére is kedvező hatású a jó bórellátás. A gyümölcsök és cukorrépa cukortartalmát, a burgonya keményítőtartalmát fokozza. A hiánybetegség gátolt gyökérnövekedéssel és a tenyészőcsúcs abnormális fejlődésével kezdődik, a levélnyél megvastagodik és törékennyé válik. A legfiatalabb levelek merev tartásúak és kezdetben mélyzöld illetve kékeszöld színűek. Később klorotikusokká válnak, és tenyészőcsúccsal együtt elhalnak. A sejtfalak rugalmasságát biztosító B hiánya rideg, törékeny sejtfalakat eredményez a répatesteken. A répa sérül, varasodik, nő a gombás és baktériumos fertőzések veszélye, romlik a tárolhatóság. A cukorrépára leírt hiánybetegség a takarmányrépára is jellemző, a varasodás az almánál is előfordul.

Készítette: Bákai Gabriella-Dóra, falugazdász
Forrás: Dr. Loch Jakab-Dr. Kiss Szendille: Agrokémia