2016. október: jegyzet, portré, agykutatás, energiagazdálkodás, csillagászat, tudomány, genomika, innováció, egyetem, gépipar, anyagtudomány, vízgazdálkodás, zöldkörnyezet, fenntarthatóság, közlekedés, it
2016. október 7.

Szerző:
Bogdán Zoltán

Agrárjövő: biotrágya és biopeszticid?

A műtrágyákkal és szintetikus növényvédő szerekkel tönkretett talajok problémakörére két ra­di­kális válasz is született a világ mezőgazdaságában. A biogazdálkodók a kemikáliákat iktatták ki, az ultramodern kertészek pedig magát a talajt. Mivel az emberiség élelmiszer-ellátásáért leginkább felelős búza-, kukorica- és rizstermelők az üvegházak kőzetgyapot talajpótlóival nehezen boldogulnának, a fenntarthatóság miatt kemikáliák helyett egyre inkább biológiai termékeket kezdenek alkalmazni. Közülük a kémiai növényvédő szerek (peszticidek) kiváltására alkalmas „biopeszticideket”, illetve a műtrágyákat (is) helyettesítő „biotrágyákat” kell kiemelni. Jellemző, hogy mindkét magyar elnevezés félrevezető, szerencsére ez a hatásukat egyáltalán nem befolyásolja…


A talajjal nagy a baj. A mezőgazdasági szakemberek számára ez a megállapítás már évek, sőt évtizedek óta nem újdonság, de a szélesebb nyilvánosság csak azután kapta fel a fejét és kezdett el érdeklődni, amikor az ENSZ a Talajok Nemzetközi Évének nyilvánította 2015-öt.

A világszervezet ugyan igyekezett meggyőzni a közvéleményt, hogy a súlyos talajgondok ellenére igen távol állunk még a globális összeomlástól, de Rejtő Jenő-féle poén alapján – a megnyugtató szóra azonnal kitör a pánik – a világ közvéleményében is a vad katasztrófa- és összeesküvés-elméletek kaptak lábra. Ami bizonyos tekintetben nem is jött rosszul az agrárszakmának, hiszen ennek következtében a világ döntéshozóinak (politikusainak) az ingerküszöbét is elérte a talajprobléma. Lehetett érvelni, tárgyalni, konferenciázni és a jövő talajkutatásaira forrásokat keríteni.

A globális és hazai talajhelyzettel már az Innotéka is foglalkozott (Talaj menti bajok. 2015. július), ezért ide most csak a legfontosabb megállapításokat emeljük át, hiszen a jelenlegi témánk (növényvédő szerek és műtrágyák helyettesítése biológiai eredetű termékekkel) más szemszögből és némileg leszűkítve világítja meg a problémát.

Katasztrófa még nincs, de lehet

A Föld legsúlyosabb talajproblémái közül (a városok és az úthálózatok terjeszkedése mellett) a talajeróziót, az elsivatagosodást és a talajszennyezést szokták kiemelni. Afrika északi részével szemben Magyarországot az elsivatagosodás (egyelőre még) nem érinti, bár megvan az esélye, hogy a klímaváltozás „áldásos” hatására a Duna–Tisza közti Homok­hátság idővel félsivatagos zóna lesz.

A talajerózió a világon általában karöltve jár a felelőtlen erdőirtással, a fátlan lejtőkön akadálytalanul lezúduló víztömeg lemossa a legtermékenyebb talajrétegeket.

Hazánkban ilyen szintű erdőirtásra szerencsére nincsen példa, ám ennek ellenére a mezőgazdasági területünk egyharmadát veszélyezteti az erózió. Legjobb termőterületeink többsége ugyanis „hullámos” térszínen található, amilyen például a Dunántúli-dombság, a Mező­föld és a Kisalföld egy része. A modern talajművelési módszerek alkalmazásával, a klasszikus „mélyszántásos” technológiák leváltásával sokat lehet tenni az erózió ellen – ez azonban nem tartozik szorosan a jelenlegi témánkhoz.

A világon az iparosítás és az intenzív mezőgazdaságra való áttérés következtében durva és nehezen visszafordítható talajszennyezésre, talajromlásra sajnos számtalan példát lehetne felhozni. Kínában például az elmúlt évtizedekben hozzáértés nélkül, hatalmas mennyiségben kezdtek el olcsó műtrágyát és növényvédő szereket használni. Az elégtelen talajművelési módszerek és a kemikáliák párosítása már óriási területeken tette tönkre a talaj minőségét és megújulási képességét, és a negatív folyamatnak még koránt sincs vége.

Nálunk a hetvenes–nyolcvanas években a helyzet némileg hasonlított a jelenlegi kínaihoz, a nagyvonalú állami szubvenció miatt az egy hektárra jutó műtrágya-felhasználásunk elérte átlagosan a 280 kilogrammot, és bőségesen használtunk szintetikus növényvédő szereket is. A rendszerváltás után a támogatások megszűnése, illetve a nagyüzemek felbomlása következtében a hazai műtrágya-felhasználás az addigi 20-25 százalékára zuhant vissza, napjainkban már ismét megközelíti a 100 kilót. Ha nem is ilyen mértékben, de számottevően csökkent a növényvédő szerek forgalma is.

Mindezek ismeretében kifejezetten jó eredménynek tarthatjuk a hazai, hektáronkénti 4-5 tonnás búza, illetve a 6-7 tonnás kukoricatermést, azt is hozzátéve, hogy az állatállomány zsugorodása miatt rendkívül alacsony az istállótrágya-fölhasználásunk, az öntözött szántóföldek aránya pedig szinte kimutathatatlan. Vagyis a magyar termőföld egyelőre szemmel láthatóan még képes a hazai gabonakeresletet kielégíteni, a termékenységi elvárásoknak megfelelni, sőt még exportra is jut a fölöslegből.

Vagyis akkor minden a legnagyobb rendben van a hazai talajokkal? Csak rémhír, hogy fokozatosan romlik a hazai talajállapot, a termékenység, csökken a széntartalom és a biológiai sokféleség, kisebb a vízmegtartó kapacitás? És a hazai gazdák is tévednek, amikor azt tapasztalják, hogy a leggondosabb talajművelés, megfelelő műtrágyázás és növényvédelem mellett sem nő a termés­mennyiség, hanem inkább csökken – a minőségről és a beltartalomról nem is szólva?

Az igazság minden bizonnyal a két szélsőség között van: a hazai talajok egyelőre még nincsenek katasztrofális állapotban, viszont a szinte kizárólagossá vált műtrágyázás és szintetikus növényvédelem miatt már kétségkívül elindultak olyan talajromlási, talajsavanyodási folyamatok, amelyek most még kezelhetőknek tűnnek, de hamarosan visszafordíthatatlanná válhatnak.

És akkor meg is érkeztünk igazi témánkhoz: léteznek-e már manapság olyan tudományosan igazolt környezetkímélő termékek és technológiák, amelyek révén vissza lehet szorítani a túlzott műtrágya- és peszticidfelhasználást? Ha igen, mennyire gazdaságosak és mennyire elterjedtek a hazai mezőgazdaságban?

Bio vagy peszticid?

A szintetikus növényvédő szerek (peszticidek) az 1950-es években terjedtek el világszerte, nem sokkal később már Magyarországon is megjelentek. Alkalmazásuk hosszú ideig abszolút sikersztorinak tűnt: radikálisan visszaszorította, elpusztította a növényi és állati kártevők túlnyomó többségét, különösen a talaj felszínén, illetve a növényeken. Hogy a megcélzott célcsoport mellett még milyen hasznos mikroorganizmusokat és egyéb talajlakó élőlényeket semmisített meg, ez akkoriban nem volt lényegbe vágó kérdés, mint ahogy azt sem vizsgálták, hogy ezek a növényvédő szerek valóban annyira ártalmatlanok az emberi szervezetre, mint azt a gyártók állítják.

A hatvanas–hetvenes évek „DDT-bot­rá­nya” kellett hozzá, hogy mindenki belássa: némely vegyi anyagoknak rendkívül hosszú a lebomlási idejük, így nagymértékben felhalmozódhatnak a talajban, sőt a táplálékláncon keresztül az emberi szervezetben is. A növényvédő szerekkel érintkező emberi populáción belül néhány súlyos betegség előfordulásának jóval nagyobb a valószínűsége, és a talajból is nagyon hiányoznak azok az élőlények, amelyeket ezek a peszticidek – nem célzottan bár, de – kipusztítottak.

Az elmúlt évtizedekben éppen ezért jócskán megnőtt a növényvédő szerek következményeit vizsgáló kutatások száma szerte a világon, és egyre komolyabb szigorításokat vezettek be. Az Európai Unió 2009-ben elfogadott új szabályozása szerint például a peszticidekben megengedett hatóanyagok listáját uniós szinten állítják össze, ennek alapján döntik el a tagállamok, mely növényvédő szerek forgalomba hozatalát engedélyezik. Újabb és újabb korlátozásokat léptetnek életbe, csökkentik az engedélyezett növényvédő szerek számát, vagyis a környezet, az ember, a bio­diverzitás védelme, a fenntarthatóság szem előtt tartása miatt a hagyományos, kémiai eredetű növényvédő szerek kutatása, gyártása és értékesítése egyértelműen megnehezedett.

Mindebből kikövetkeztethető, hogy az EU döntéshozói egyértelműen a biológiai eredetű növényvédő szerek alkalmazása felé szeretnék terelni a felhasználókat, hiszen a fenti folyamatokkal párhuzamosan már egyre több és egyre hatékonyabb „biopeszticidet” állítottak elő a világ nagy növényvédőgyártói, mint például a BASF, a Bayer, a Syngenta vagy az Arysta. (Az angol „pesticide” és a magyar „peszticid” kifejezés kémiai növényvédő szert, úgynevezett xenobiotikumot jelent, ezért a „biopeszticid” szó igencsak ellentmondásos, hiszen vagy szintetikus valami, vagy bio.)

A gyártóknál ugyanis egyértelműen megfordult a tendencia: korábban csak kis és közepes cégek láttak fantáziát a biológiai növényvédőszer-gyártásban, a kétezres években viszont már a legnagyobbak ingerküszöbét is elérte a megnövekedett kereslet, illetve az elérhető haszon ígérete.

Itthon is növekvő számban kerülnek a polcokra a különböző mikrobiológiai rovar- és gombaölő szerek, úgynevezett botanikai peszticidek, sőt elérhetőek különböző ragadozó atkák, poloskák és paraziták is, amelyek ugyan nem „szerek”, hanem apró élőlények, de igen hatékonyak.

Egyelőre mellékszál, ami egyszer még meghatározó lehet: a különböző génmódosító laborokban, szigorúan zárt rendszerekben, már folyik a különböző betegségek és kártevők ellen tökéletesen rezisztens GM-haszonnövények „előállítása”, vagyis a kedvező hatású gének beépítése, aktiválása, a negatív hatást okozó gének kiütése. Úgy tudni, hogy az eredmények nagyon meggyőzőek, de a szabadtéri „kibocsátásukat” valószínűleg még hosszú évekig, évtizedekig nem engedélyezik – legalábbis Európában.

A „biotrágya”, ami nem is trágya

Jóllehet már évtizedekkel ezelőtt is gyártottak és használtak talajtermékenység-növelő mikroorganizmusokat (főleg nitrogénkötő baktériumokat) tartalmazó készítményeket, ezek igazából csak az elmúlt évtizedben kezdték meg figyelemre méltó karrierjüket. Nem függetlenül természetesen attól a sajnálatos ténytől, hogy a világ kizárólag csak műtrágyával és peszticidekkel kezelt talajainak minősége, termékenysége fokozatosan romlott, és mára elérte a kritikus szintet.

Nemcsak a környezetvédő „zöldek”, de egyre több agrárszakember is arra a következtetésre jutott, hogy ez a fajta talajdegradáció nem mehet tovább, a fenntartható mezőgazdaságért valamit most már tenni kell. És ez a „valami” logikusan nem lehet még jobb vagy még több műtrágya, hatásosabb növényvédő szer, mert azok „áldásos” savanyító, tehát talajélet-pusztító hatását már megtapasztaltuk. A helyesen megválasztott művelési mód valamit segíthet, a különböző ásványi eredetű talajjavító anyagok (bentonit, zeolit stb.) bedolgozása is, bár ezek hatalmas összegekbe kerülnek, az úgynevezett „bioszén” (biochar) perspektivikus ugyan, ám hatásmechanizmusa még nem teljesen tisztázott.

Ha a „mű” és az „élettelen” szemmel láthatóan nem igazán jó megoldás, nem lenne célszerűbb az „élőhöz” nyúlni? Vagyis az úgynevezett rizoszférához, a növényi gyökér közvetlen környezetéhez, amely a talaj biológiailag legaktívabb területe. Miért ne lehetne valamit kezdeni azokkal a mikroorganizmusokkal (baktériumokkal, gombákkal, mikroalgákkal stb.), amelyek egy ősgyep kávéskanálnyi mennyiségében milliárdszámra találhatóak? (Az már más kérdés, hogy egy gramm talajban akár több tízezer baktériumfaj is élhet, és ennek 95 százaléka a tudomány számára egyelőre még ismeretlen.) Az üzemszerű mezőgazdasági termelés, a rengeteg fizikai és kémiai behatás után a mikrobák száma drasztikusan lecsökken, és ez a negatív tendencia a rengeteg műtrágya és peszticid bevitele után tovább folytatódik – pedig egyértelmű, hogy csak akkor lehet egészséges és termékeny a talaj, ha a benne élő mikroorganizmusok száma elér egy bizonyos szintet. Ha nagy a hiány, logikus, hogy kívülről kell(ene) bevinni ezeket a baktériumokat, gombákat vagy algákat.

És a cégek elkezdték gyártani a nemzetközi szaknyelvben egyszerűen csak PSP-ként (plant strengthening product), vagyis növényerősítő szerként ismert termékeket. A magyar gyártóknak mindez túl egyszerű és egyértelmű volt, ők növény- és talajkondicionálókat, talajjavítókat, -aktivátorokat, -regenerálókat, -kezelőket, -vitalizátorokat, termésnövelő baktériumkészítményeket, baktériumtrágyákat stb., stb. állítanak elő. Ezeket itthon manapság összefoglalóan és jobb híján biotrágyáknak hívják. Az már egy másik kérdés, hogy az ép nyelvérzékű magyar honpolgár a „biotrágya” szó hallatán persze minden bizonnyal a „nem műtrágya”, tehát istállótrágya, zöldtrágya, netán komposzt fogalmakra asszociál – természetesen tévesen.

Az agráriumban ugyanis biotrágyának nevezik mindazokat az élő mikroorganizmusokat (is) tartalmazó anyagokat, készítményeket, amelyek használatával az a cél, hogy különböző úton-módon javítsák a talaj tápanyag-szolgáltató képességét, fokozzák annak termékenységét. Az elnevezési csapda abban rejlik, hogy ezek az általában folyékony halmazállapotú termékek a szó szoros értelmében egyáltalán nem trágyák, hiszen nem a lebomlásuk és felszívódásuk segítségével, hanem éppen az élettevékenységükkel fejtik ki kedvező hatásukat a növénynövekedésre. A mikroorganizmusok saját tömege hektáronként csak dekagrammokban mérhető, jól is nézne ki az a növényi kultúra, amely nem általuk, hanem belőlük szeretne többlettápanyaghoz jutni.

A jelenleg terjedő bioeffektor elnevezés arra utal, hogy a termék a hasznos mikro­szervezeteken kívül még a túlélésüket és a növénytáplálást, a talajminőséget is támogató anyagokat (pl. agyagásványokat, hormonokat, gyógynövénykivonatot, bioszenet) is tartalmaz. Ráadásul a biotrágyák és a biológiai növényvédő szerek hatása sok esetben el sem különíthető egymástól. Ezzel a komplex szemlélettel az adott talaj-növény rendszer együttes figyelembevételét és szükséges kezelését megvalósítva lehet csökkenteni vagy kizárni a műtrágya- és peszticidbevitelt.

Mielőtt még a kedves olvasó a sok-sok elnevezés miatt teljesen összezavarodna, próbáljunk meg rendet vágni – mondjuk a hatóanyagok és elérendő célok különválasztásával.
A két legnagyobb termékcsoport: a talajbaktériumot, illetve a talajgombákat tartalmazó gyártmányok.

Az évtizedekkel ezelőtti első talajbaktérium-készítmények (baktériumtrágya) a műtrágyákat, vagyis a külső nitrogént és foszfort váltották ki.

Még ma is a biológiai nitrogénkötésre is képes baktériumok fordulnak elő leggyakrabban az oltóanyagban, mivel a nitrogénre van a legnagyobb mennyiségben szükség a talajban. A baktériumtrágya hatására a kultúrnövény gyökerének felületén olyan növényi hormonok képződnek, amelyek segítik és gyorsítják a növény fejlődését. A nagyobb gyökérzet több tápanyag, mikro- és makroelem, valamint víz felvételére lesz képes, ami különösen száraz időszakban létfontosságú. Egyes baktériumtrágyák képesek gyorsítani az úgynevezett szármaradványok (kukorica, napraforgó stb.) elbontását is, amivel elősegítik a humuszképződést, és morzsalékosabbá teszik a talajszerkezetet. A legújabb tendenciák szerint már előfor­dulnak akár 60-80 különféle mikrobából álló összetett oltóanyagok is.

Hasonlóan nagy jelentőségük van bizonyos talajlakó gombáknak, amelyek különböző növényi szervezetekkel sajátos együttélések kialakítására képesek. Olyannyira, hogy a szárazföldi növények 80-90 százalékának gyökere tele van gombákkal. Ezt a speciális szimbiózist „mikorrhiza kapcsolatnak” nevezi a szakma, amiben nem is az elnevezés a fontos, hanem az a tény, hogy ez az együttélés mind a két fél számára előnyös, sőt vannak olyan növények is, amelyek ilyen gombakapcsolat nélkül életképtelenek. A gombaszövedék sejtjei (a hifák) segítik a gyökerek anyagfelvételét, mintegy kiegészítik a gyökérszőrök működését. A növény mindezért cserébe szénhidrátokkal, vitaminokkal és aminosavakkal látja el a gombafonalakat.

Érthető tehát, ha a műtrágyákkal és nö­vényvédő szerekkel megritkítjuk ezeket a gombákat is, a növény jóval kisebb termést hoz – a különböző biotrágyákkal, mikorrhizás gombákkal részben helyreállíthatjuk ezeket a speciális kapcsolatokat is.

Gyakorlati problémák

A fenti levezetések alapján akár egy tudományos diadaljelentést is kikerekíthetnénk: amit az ember tönkretett (savanyú, élettelen talaj), azt az ember helyreállítja (különböző biotrágyák). Ha ez ilyen egyszerű lenne…!

A talajoltás (így nevezi a szakma a biotrágyák kijuttatását a termőföldre) során két óriási (és számos egyéb apróbb) problémával szembesülnek a szakemberek. Egyrészt a természet nem egészen úgy reagál, mint ahogy a nagyon okos szakemberek elvárnák tőle, másrészt meg a termékeink által elért eredményeket (vagy eredménytelenséget) nem igazán tudjuk mérni. E két dolog következménye aztán az állandó fejtörés: mi történt a talajban, és ami történt, vajon milyen összefüggésben van a talajoltással.

Keserű tapasztalatok ébresztették rá például a gazdákat és a gyártókat, hogy ezeket a kényes élő szervezeteket nem lehet sokáig tárolni, és a kiszórás után szinte perceken belül be kell dolgozni a talajba, mert egyébként villámgyorsan elpusztulnak. Kiderült az is, hogy ezek a termékek nemcsak növény-, de talajspecifikusak is: amelyik biotrágya az egyik növény/talaj kombinációban érezhető termésnövekedést hoz, a másikban teljesen hatástalan. Nagyon fontos a növény aktuális fiziológiai állapota is. Nem léteznek tehát „generális” mikrobiális oltóanyagok, amelyek mindig, mindenre és mindenhová jók. A növények reagálását a zárt laboratóriumokban még csak-csak lehet mérni, de a természetben előforduló milliónyi talajféleséget és talajállapotot már képtelenség modellezni – tulajdonképpen minden talajoltást komolyabb talajvizsgálatnak kellene megelőznie. És még akkor sem jutottunk sokkal előrébb: a talajba kerülő mikroorganizmusok számát is folyamatosan monitorozni kellene, hiszen egyébként honnan tudhatnánk, hogy elszaporodtak vagy éppen elpusztultak? És ha elszaporodtak, ez az állapot meddig tart: egy hónapig, egy évig vagy egy évtizedig? Hogyan hat rájuk a hosszan tartó szárazság vagy éppen a csapadékbőség? És még folytathatnánk…

A sok-sok kérdésre az együttműködő kutatók és gyártók igyekeznek korrekt válaszokat adni, folyamatos az innováció és a fejlesztés. Az elmúlt években sajnos néhány hazai gyártó arra a következtetésre jutott, hogy túl sok a megválaszolhatatlan kérdés, ezért aztán sem a termékei összetételét, sem azok felhasználási területét nem adja meg, az ő termékeik egyszerűen mindenre jók, sőt tökéletesek. Ami egyrészt tudománytalan, másrészt etikátlan eljárás.

Nem véletlen, hogy idén tavasszal néhány komoly hazai gyártó megalapította a Magyar Talajbaktérium-gyártók és -forgalmazók Szakmai Szervezetét, amelynek két fő célja: a pénzéhes kóklerek kiszűrése és az információáramlás felgyorsítása a gazdák felé. Ez utóbbi már csak azért is célszerűnek tűnik, mert még nem mindenki tud arról, hogy tavaly óta vissza nem térítendő támogatást lehet kapni a baktériumtrágyázásra, ami kétségkívül egyfajta elismerése a technológiának. Az új agrár-környezetgazdálkodási program (AKG) ugyanis a talajok termékenységét megőrző, illetve azokat növelő technológiai elemek közé (a szervestrágyázás és zöldtrágyázás mellé) a talajbaktérium-készítmények (baktériumtrágyák) használatát is bevette. Vagyis: azok a gazdák, akik eddig még nem igazán voltak meggyőzve a talajoltás hatásosságáról és gazdaságosságáról, most gyakorlatilag ingyen kipróbálhatják ezt a módszert.

Egyikük sem csodaszer

Zárásként néhány összefoglaló gondolat a fent említett biológiai alapú szerek hatásosságáról, elterjedtségéről és jövőjéről.

Biopeszticidek

Ma még nem minden területen áll rendelkezésre megfelelő hatékonyságú (és árú) biopeszticid, de a multik tempóját ismerve ez hamarosan gyökeresen meg fog változni. Az állati kártevők, például a fonalférgek, takácsatkák, molytetvek, almamolyok ellen már ma is hatásos termékek léteznek, de a különböző baktériumok, vírusok és gombák ellen is készülnek már a biológiai ellenszerek, és a gyomirtó szerek sem maradnak ki a sorból. Érdekesség, hogy a káros gombák ellen gyakran „jó” gombákat vetnek be, vagyis ilyenkor a gomba a gombának a „farkasa”… Azt azért hozzá kell tenni, hogy a bio növényvédő termékek nem annyira drasztikusak, és ezért egyelőre még nem is annyira hatásosak, mint a peszticidek, ám a kémiai és biológiai eredetű védekezés nem zárja ki egymást, ezek kombinálása is eredményt hozhat.

Biotrágyák

Egy dolog biztos: bár hosszú távon a gazdák általában érzékelhető termelésnövekedést tapasztalnak, a biotrágya nem csodaszer, hatása pedig csak több év alatt mérhető le. Egy totálisan tönkretett vagy csontszáraz talajt nem lehet pár liter biofolyadék bedolgozásával élővé és virágzóvá tenni. A 2 százalék humusztartalom alatti, szerves és ásványi anyagokban szegény földeken pedig ezeknek a szereknek a hatása éppenséggel kontraproduktív lehet: ha nincs a talajban tápanyag, a mikroorganizmusok onnan veszik el, ahonnan tudják – a növényektől. Vagyis máról holnapra nem tudjuk velük teljesen kiváltani a műtrágyákat, legfeljebb jelentősen csökkenteni azok mennyiségét.

Arról pedig egy pillanatra sem szabad elfeledkeznünk, hogy még mindig az állati trágya a legjobb környezetkímélő és fenntartható megoldás, hiszen önmagában is a legjobb táp- és oltóanyag.•

 
Innotéka