Baktériumok a szója szolgálatában

A világon hozzávetőleg 300 millió hektáron termesztenek pillangós növényeket, melyek évente kb. 60 millió tonna légköri nitrogént kötnek meg (Kinzing et Socolow, 1994). A biológiai úton megkötött nitrogén a mezőgazdasági nitrogénszükséglet mintegy 50%-át képes fedezni. A növények ezt közvetlenül a talaj és a környezet károsítása nélkül hasznosítják, ez környezetbarát folyamat. Az általuk megkötött nitrogén mennyisége éves szinten hektáronként 100-200 kg (Murray et al., 1997).

Érdemes hát odafigyelnünk pillangós növényt termelő gazdálkodóként, pillangós növény vetőmagját nemesítőként, forgalmazóként egyaránt azokra az apró élőlényekre, amelyek magasabb rendű növénytársaikkal együttműködve mindezt lehetővé teszik.

 

A pillangós növények a Rhizobiales baktérium rend tagjaival gyökéren keresztül szimbiotikus kapcsolatot képesek létesíteni, amelynek gyümölcse a növény gyökere és a baktérium által közösen létrehozott gümő. Ez a képződmény a légköri nitrogén megkötésére alkalmas. A gümő teljesítményével képes a növényt teljesen ellátni nitrogénnel, cserébe azért a szerves anyagért, melyet neki a növény szolgáltat. (Ez a „szimbiózis”-nak nevezett, két vagy több élőlény kölcsönös előnyökkel járó együttműködésének mintapéldája!) Minden pillangós növénynek megvan a maga szimbionta baktérium párja – kinek több, kinek csak egy baktérium faj. A szója esetében is így van ez, az ő párja a Bradyrhizobium japonicum faj. A szója Magyarországon nem őshonos növény, a szimbionta baktérium párja sem őshonos. Ebből következik, hogy a legtöbb esetben ezen szimbionta baktériumot is biztosítanunk kell a szójatermesztéshez a megfelelő helyen, a megfelelő időben, a megfelelő minőségben. Ezt a célt szolgálja a vetőmag oltása. Ez az oltás elenyésző nagyságú, néhány ezer forintos befektetés, ami képes akár 20-szoros, 25-szörös megtérüléssel megajándékozni befektetőjét. Ez nem csak a pénzügyi szektorban, de a növénytermesztésben is példanélküli, ezért érdemes részletesebben szólni róla.

A megfelelő oltással nagy a valószínűsége annak, hogy szójaállományunk gyökérzetén működő gümők képződjenek. Az ilyen állományok a gümő nélküli állományokhoz képest termésátlagok tekintetében 1-1,5 t/ha mértékű versenyelőnyben vannak, termésük fehérjetartalma is jelentősen magasabb. Erről az utóbbi években több nagyüzemi, üzemi és kísérleti parcella szintű méréssel is meggyőződtünk. (Az erről szóló anyagok letölthetők honlapunkról: GK Híradó téli kiadások.) Jelenleg szója vetőmagjainkat alaposan letesztelt, korszerű oltóanyaggal ellátva, „készre szerelve” biztosítjuk termelőink részére.

Minek is kell megfelelnünk a „készre oltott” vetőmaggal?

A gümőképződést abiotikus (élettelen) és a biotikus (élő) tényezők befolyásolják. (Ennek tömör részletezéséhez felhasználtuk Dr. Ködöböcz László nagy ívű és értékes munkáit, aki főleg más pillangós növényekkel kapcsolatosan végzett kutatásokat rhizóbium témakörben, megállapításai, hivatkozásai a legtöbb esetben általános érvényűek, a szójára nézve is igazak.)

Az abiotikus tényezők közül a legfontosabbak: a talaj pH értéke (kémhatása), a talaj hőmérséklete, a talaj nedvességtartalma, a talaj tápanyag ellátottsága, műtrágyahatás, peszticidek (növényvédőszerek) hatása.

A talaj kémhatása (pH értéke):

A rhizóbiumfélékről általánosságban elmondható, hogy a semleges (pH = 7), illetve az enyhén savas (pH = 6-7) közeget kedvelik. 5 alatti pH értéknél már a rhizóbiumok életképességi problémákkal küszködnek, illetve az ilyen mértékű savanyúság már meggátolja magát a szimbiózis (gümőképződés) kialakulásának kezdeti fázisában létrejövő kapcsolatot a rhizóbium és a hajszálgyökerek között, a rhizóbium képtelen behatolni a növény gyökérszövetébe, így a gümőképződés elmarad (Soto et al., 2004). A talaj szélsőséges kémhatása a tápanyagok hozzáférhetőségének, felvehetőségének korlátozása útján, közvetetten is befolyásolja a gümőképződést.

A talaj hőmérséklete:

A magas talajhőmérséklet a növények gyökérzónájában erősen gátolhatja a pillangósok gyökerének rhizóbium általi infekcióját - magyarul: a gümőképződést -, valamint magát a N-megkötést (a már létező gümőknél). Szójánál ez az érték a 35-40 Celsius fok közé esik (Michiels et al., 1994). Az optimálisnál magasabb, tehát az e feletti hőmérséklet késleltetheti, vagy mélyebb, illetve hűvösebb talajrétegekre korlátozhatja a gümőképződést. A szemcsés szerkezetű talajokban a rhizóbiumok hőtűrése (túlélési aránya) magasabb, mint a nem szemcsés szerkezetűekben. (Helyes talajművelés fontossága!)

A talaj nedvességtartalma:

Míg az enyhe vízhiány csak gümőszám csökkenéssel jár, addig a közepes és szélsőséges vízhiány mind a gümőszámra, mind pedig a gümőtömegre negatívan hat (Williams et Mallorca, 1984). A talaj nedvességtartalmának csökkenése a nitrogénkötés redukcióját idézheti elő (Guerin et al., 1990). A vízhiány a vegetációs időszakban sokkal károsabb hatású a gümőképződésre és a nitrogénkötésre, mint a reprodukciós időszakban (Pena-Cabriales et Castellanos, 1993). Nedves talajokban a rizóbiumok hőtűrése is magasabb.

hirlevel-4-szoja-1.jpg

1. kép: Konkurens szójafajta, konkurens oltás. A 10 ha-os táblán nyoma sem volt gümőknek, csak azon a helyen, ahol a csapadék összefolyt (kép közepe), itt a növények is magasabbak voltak. (Zalaudvarnok, 2012.)

A talaj tápanyagellátottsága:

Az irodalmi adatok a gümők nitrogénkötési hatékonysága szempontjából a makro-, mezo-elemek közül kiemelt jelentőséget tulajdonítanak a kalcium- és foszfor-ellátottságnak. Különböző stressz-hatásoknál (hőmérséklet, pH, szárazság, stb.) a kalciumra és foszforra a rhizóbiumok igénye megnő. (Érdemes tisztában lennünk talajaink foszfor és kalcium szolgáltató képességével is!)

Műtrágyahatás:

A kutatók egyöntetű véleménye, hogy a növény érzékeli a talajban a nitrát-koncentrációt és képes hozzáigazítani a nitrogénkötés mértékét. Közölnek olyan eseteket, ahol 200 kg/ha nitrogén koncentráció nem idézett elő semmilyen változást a szója állományban található Bradyrhizobium-populáció esetében (Semu et. al., 1979), pedig ez pétisóban számolva 740 kg/ha. Mások azt tapasztalták, hogy a szója nitrogénkötésére a talaj nagy nitrogéntartalma – 83 mg/kg – gátló hatást fejtett ki. (Ez a 83 mg/kg N-koncentráció – ha csak a talaj felső 20 cm-es rétegét vesszük figyelembe és N-tartalmat csak pétisó szolgáltatná - közel 1600 kg/ha pétisó dózissal egyenértékű, tehát extrém érték.) A nitrogén műtrágyázással kapcsolatban tehát nem a nagymértékű N-műtrágyázás káros hatásait kell feszegetni, hanem a nagymértékű N-műtrágyázás feleslegességét kell hangsúlyozni.

 hirlevel-4-szoja-2.jpg

2. Kép: Pannónia kincse tábla trágyadepó mellett (Lenti, 2015.)

hirlevel-4-szoja-3.jpg

3. Kép: Baloldali növény depó melletti, jobb oldali növény trágyadepótól távolabbi részről. (Lenti, 2015.)

hirlevel-4-szoja-4.jpg

4. Kép: Trágyadepó melletti növény gyökerén is volt gümő (Lenti, 2015.)

Peszticidhatás:

A növénytermesztésben alkalmazott növényvédő szerek szintén hatással lehetnek a rhizóbiumokra és a gümőkre. Sajnos friss kutatási, kísérleti eredmények szója esetében nem állnak rendelkezésünkre, a régebbi munkákban pedig többnyire ma már nem engedélyezett szerek hatásait vizsgálták (pl. a parakvátról – Gramoxone - mutatták ki, hogy jelentősen csökkenti a szója által megkötött nitrogén mennyiségét). Az oltóanyag gyártók szinte minden esetben felsorolják, mely csávázószereket lehet a készítményeikkel együtt használni az oltóanyag károsodása nélkül.

Az abiotikus befolyásoló tényezők bemutatása után rátérünk a gümőképződést, gümőműködést befolyásolni képes biotikus tényezőkre, melynek legfontosabbika maga az oltóanyag.

 hirlevel-4-szoja-5.jpg

5. Kép: Szója oltóanyag mikroszkopikus képe

Az 5. képből nem látható mindaz a nagyon komoly munka, amely megelőzi egy oltóanyag piacra jutását. Ugyanis itt nem csupán arról van szó, hogy „ad hoc” kiválasztással „vadonélő” rhizóbium törzsekből bioreaktorokban felszaporítják a szükséges mikroorganizmust. Az üzemszerű felszaporítást hosszadalmas izoláció, szelekció, tesztelés előzi meg. Ezzel olyan fajon belüli törzseket választanak ki, amelyek a részletezett abiotikus tényezők vonatkozásában nagyobb tűrőképességűek és emellett nitrogénmegkötő képesség szempontjából magas teljesítménnyel dolgozó gümők létrehozására alkalmasak. A felhasználásra szánt oltóanyag már ilyen B. japonicum törzseket tartalmaz, akár a Gabonakutató által a szójavetőmag oltására használt HiCoat® készítmény is.

Gyakran felmerülő kérdés a termelők részéről, hogy a „készre oltott” szójavetőmagon a baktérium meddig marad életképes. Független laboratóriumi mérések alapján, a Gabonakutató által HiCoat® készítménnyel beoltott mag az oltástól számított 4 hónap elteltével, magonként átlagosan 135 ezer db élő (gümőképzésre képes) Bradyrhizobium japonicum egyedet tartalmaz. Hogy ezt a számot el tudjuk helyezni magunkban: külföldön a vonatkozó előírások legalább 1000 db rhizóbium/mag minimális infektív dózist határoznak meg nagymagvú pillangósoknál.