A gyapjútakaró hatása a növények fejlődésére a talaj fizikai és biológiai feltételeivel összefüggésben

3.rész

3.

3.1. A gyapjútakaró hatása a vízfelhasználás hatékonyságára különböző talajtípusokban

A gyapjútakaró hatása erősen függött a talaj szerkezetétől és az öntözés gyakoriságától. A cserepes kísérletben a gyapjútakaró vízfelhasználási hatékonyságra gyakorolt hatása rövid távon is megmutatkozott, minden talajtípusban. A gyapjútakarás a csekély vízkapacitású homoktalajokon nem növelte a paprika hozamát vagy biomasszáját, és Szerbia intenzíven öntözött szabadföldi parcelláiban sem. Az extenzíven öntözött edényes kísérletben sem sikerült növelni a hozamot. Ezzel szemben a vízfelhasználás hatékonysága nőtt a cserepes kísérletben, homokos talaj esetén; feltehetően ennek oka a fizikai párolgás csökkenése és a transzspiráció növekedése. 

  A jó vízkapacitású görög vályogtalaj, valamint a cserepes kísérletben az agyagos vályogtalaj és a virágföld esetében extenzív öntözési körülmények között a gyapjútakarás növelte a növényi vízfelhasználás hatékonyságát; ez nagyobb termést eredményezett a görög telephelyen, és alacsonyabb ETc szintet a cserepes kísérletben. 

  A szerbiai telephely homokos talajában az intenzív öntözés ellenére a gyapjútakaró kezelés után is korlátozott volt a vízellátás. Valójában a kontrollhoz képest nem nőtt a paprika hozama. Ez a megfigyelés összhangban van a korábbi kutatások eredményeivel, miszerint a talajtakarás biomasszára és terméshozamra gyakorolt hatása egyre jelentősebbé válik, ha több idő telik el az öntözés óta, és ha nagyobb a talajok vízkapacitása. 

Huang et al. hangsúlyozta, hogy a talajtakaró típusának és öntözési gyakoriságának megfelelő kombinációjával érhető el a legjobb vízhasználati hatékonyság. Esetünkben a gyapjútakarás alkalmazása lehet eredményes, elsősorban a legalább közepes vízkapacitású talajok és a ritkábban öntözött talajok esetében. Az öntözött rendszerekben a talajnedvesség hasznosítását elsősorban a talaj vízkapacitása, valamint az öntözés módja és gyakorisága, másodsorban a mulcsozás hatása határozza meg.

3.2. A gyapjútakaró-növény kölcsönhatások hatása a talaj biológiai aktivitására

  Megállapítottuk, hogy a talajtakaró és a növények jelenléte közötti kölcsönhatás is fontos a talaj nedvességtartalmának és biológiai paramétereinek alakulásában. A görög telephelyen paprikanövények hiányában a gyapjútakaró nedvességmegtartó hatása nagyobb volt, a talaj nedvességtartalma magas maradt; növények jelenlétében azonban a párologtatás miatt a fedetlen paprikaparcellához képest szignifikánsan magasabb talajnedvesség-tartalmat nem mértünk, ami a gyapjútakarás hatásának volt köszönhető. Ez a különbség a talaj tényleges nedvességtartalmában, valamint a gyökerek és a mikroorganizmusok közötti kölcsönhatások eltéréseket eredményeztek a talaj biológiai aktivitásának mért mutatói között. Valójában a talaj alacsonyabb nedvességtartalma ellenére a β-glükozidáz aktivitás szignifikánsan magasabb volt növények jelenlétében; ez azzal magyarázható, hogy a talaj biológiai aktivitásának alakulásában nem csak a víz játszik szerepet. A talajra gyakorolt növényi hatások (azaz a gyökerek anyagcseretermékei) szintén nagy szerepet játszanak. Ezt igazolják eredményeink, amelyek szerint a DHA szint magasabb volt a paprikanövényes parcellákon, valószínűleg azért, mert a DHA a gyökéraktivitást is jelzi, a mikroorganizmusok szénciklusban való aktivitása mellett. A gyapjútakaróval borított paprikaparcellákon nem tapasztaltunk magasabb POXC^✱ szintet, mint a fedetlen paprikaparcellákban; ez arra utalhat, hogy a megnövekedett talajlégzési sebesség az intenzívebb mikrobiológiai aktivitásnak köszönhető, amely a vegetációs időszak végére csökkentette a könnyen oxidálható szénforrásokat. 

  A talaj biológiai paraméterei által mutatott időbeli trendet a talaj hőmérséklete is jelentősen befolyásolta. A gyapjútakaróval borított paprikaparcellákon a talajban volt a legalacsonyabb hőmérséklet és a legkisebb hőmérséklet-ingadozás a többi kezeléshez képest. A növények és a hőszigetelő gyapjútakaró együttesen kedvezőbb mikroklímát biztosítanak, és kevesebb sugárzás éri a talajt. Sőt, a kiegyensúlyozottabb hőmérséklet lehetővé teszi a kiegyensúlyozottabb biológiai aktivitást a talajban, amit több más szerző is megerősített. A talaj hőmérsékletének a talaj biológiai aktivitásának alakulásában betöltött szerepét az is alátámasztja, hogy Wang et al. nem tapasztalt növekedést a talaj biológiai aktivitásában, amikor fekete polietilén (PE) mulcsot használtak kísérletükben; ennek van a legnagyobb vízmegtartó képessége a talajtakaró anyagok közül, de a talaj hőmérsékletét is növeli. Horvátországban, hasonló éghajlaton Jungic et al. azt találta, hogy a parcellák gyapjútakaróval való lefedése nagyobb piacképes salátatermést eredményez, mint a parcellák fekete PE-fóliával való lefedése, annak ellenére, hogy a fekete PE jobb vízmegtartó képességgel rendelkezik. A víz tehát korlátozó tényező a növények és a mikrobák számára egyaránt; a biológiai aktivitás fokozásához azonban kiegyensúlyozottabb talajhőmérsékletre is szükség van.

3.3. A gyapjútakaró hatása a talaj biológiai aktivitására más talajtakaróanyagokkal összehasonlítva

  A vízhiány még intenzív öntözés és tápanyagellátás mellett is gondot okoz a homokos talajnak. A szerbiai telephelyen a szalmatakaró lényegesen jobb vízmegtartó képességgel rendelkezett, mint az agrotextil talajtakaró és a gyapjútakaró; ez a paprika lényegesen magasabb talajnedvesség-tartalmában és magasabb termésmennyiségében is megmutatkozott. A lignocellulóz alapú mezőgazdasági mulcsanyagok vízfelhasználási hatékonyságra gyakorolt pozitív hatásáról már több szerző is beszámolt. Hasonló eredményt értek el Duppong et al., akik azt találták, hogy a szalmatakarás kezelés nagyobb terméshozamot eredményezett, mint a gyapjútakaró kezelés. A szerbiai telephelyen a gyapjútakarónál könnyebben lebomló szalmatakaróval végzett kezelés eredményezte a legmagasabb POXC szintet a többi talajtakaró kezeléshez képest; ez a megállapítás hasonló a Yu et al.vizsgálatában is]. Több szerző is megerősítette, hogy a gyenge biológiai aktivitású talajokban az ilyen mulcsanyagok (pl. szalmatakaró) a leghatékonyabbak a vízfelhasználás hatékonysága és a termés eredménye szempontjából; sőt gyorsabb lebomlási sebességüknek köszönhetően szervesanyag-tartalmuk és tápanyag-megtartó képességük növelésével járulnak hozzá a talajok javulásához. 

  Bár a juhgyapjú értékes szerves anyag és tápanyag, a talajfelszínen lassabban bomlik le, ezért lebomlásához hidrofil környezetre van szükség. Kísérletünkben az agrotextília ugyan kevésbé volt hatékony a víz visszatartásában, de terméshozamban nem maradt el jelentősen a szalmatakarótól, ami feltehetően a szalma lebontása során bekövetkezett nitrogén immobilizációnak köszönhető. A gyapjútakaró talajvíz-visszatartási szintje ugyan jobb volt, mint a kontrollé, de az enzimaktivitás szempontjából kedvezőtlenebb eredményeket produkált, a terméshozamban pedig nem volt különbség a kontrollhoz képest. Ennek oka az lehet, hogy a folyamatos öntözés locsolóval nem tette lehetővé a gyapjútakaró kiszáradását és a levegő átjutását; ezért a kialakult anaerob körülmények mind a mikrobák, mind a paprikatermés szempontjából kedvezőtlenek voltak. 

  Amint azt számos szerző kimutatta, a talaj nedvességtartalma és az enzimaktivitás (DHA, β-glükozidáz) közötti kapcsolat nem lineáris. Valójában a talajmikrobák optimális működési feltételei a következők: megfelelő levegő-víz arány, jó talajszerkezet és megfelelő mennyiségű szerves anyag szükséges. Ráadásul a gyapjútakaró kezelésnél a többletnedvesség nem eredményezett nagyobb termést a szerbiai telephelyen a talaj gyengébb biológiai aktivitása miatt. Ez összhangban van azzal a ténnyel is, hogy a mikrobiológiai aktivitás általában magasabb volt a görögországi lelőhelyen, mint a szerbiai telephelyen. Például Görögországban a fedett parcellán a POXC szint kétszerese volt a szerb gyapjútakaró parcellán mértnek, és Görögországban a termés is másfélszerese volt; A β-glükozidáz aktivitás azonban magasabb volt a szerbiai lelőhelyen, valószínűleg azért, mert az oxidatívabb homoktalajokban nagyobb a bomlási sebesség. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a legkönnyebben lebomló szerves anyagok mennyisége valószínűleg gyorsabban csökken.

✱ POXC  –  permanganáttal oxidálható aktív szén

Forrás:

https://www.mdpi.com/2223-7747/12/3/684