Nitrátok, növényvédő szerek, fémek, műanyagok – a mezőgazdasági talajok gyakran tartalmaznak szennyező anyagokat. Vannak-e fenntartható és klímasemleges megoldások a talaj egészségének javítására és előmozdítására a mezőgazdasági területeken? Igen, állítja az UFZ (Helmholtz Környezetkutató Központ) kutatócsoportja. Bizonyos növényfajok takarónövényként használhatók fitoremediációhoz , azaz a talajból származó szennyező anyagok eltávolításához. A takarónövények két fő növény között termesztett növények: például a bükköny, a homokzab vagy a hajdina a repce és az őszi búza fő növényei között.
A Trends in Plant Sciences folyóiratban megjelent cikkükben a kutatók több mint 100 tudományos tanulmány eredményeit összegzik, és bemutatják, hogy a jelenlegi ismeretek alapján mely növények alkalmasak a szennyező anyagok eltávolítására vagy a gyökérzónában történő megkötésére.
A gazdák gyakran vetnek köztes növényeket két fő növény közé. Ezeket többek között állati takarmányként használják, vagy zöldtrágyaként hagyják a szántóföldön. Ez tápanyagokkal látja el a talajt a következő vetés vagy ültetés előtt. A köztes növények emellett védenek az erózió ellen, stabilizálják a talaj víz-, tápanyag- és szén-egyensúlyát, szabályozzák a talaj hőmérsékletét, elősegítik a humuszképződést, megkötik a szén-dioxidot, és növelik a föld feletti és föld alatti biodiverzitást. „A takarónövények valóban egyfajta csodafegyverek a mezőgazdaságban” – mondja Marie Muehe professzor, az UFZ növényi biogeokémiai munkacsoportjának vezetője és a publikáció utolsó szerzője. A talajból származó szennyező anyagok eltávolításában való potenciáljukat azonban eddig alábecsülték.
A szennyező anyagok talajból történő növényi eltávolítása nem új keletű dolog. Például az ipari területeken található szennyezett talajokat már most is ilyen módon kármentesítik. A mezőgazdaság is profitálhatna ebből a módszerből, mondja Marie Muehe: „A kiválasztott takarónövények használata fitoremediációra egy természetalapú és klímasemleges módja a talaj egészségének javítására és fenntartására. Ezt a fenntartható mezőgazdaság szellemében is ki kellene használnunk.”
De mely növények alkalmasak valójában fitoremediációra a mezőgazdaságban? És mely szennyező anyagokat lehetne mely növényekkel kezelni? Az UFZ csapata megvizsgálta ezeket a kérdéseket, és áttekintette a kutatások jelenlegi állapotát. „Például azt vizsgáltuk, hogy vannak-e már tanulmányok, amelyek azt mutatják, hogy a gyakran használt takarónövények közül melyek képesek lebontani a szennyező anyagokat. Továbbá hat szennyezőanyag-kategória – nitrát, sók, fémek, növényvédő szerek, műanyagok és antibiotikum-rezisztencia gének – alapján olyan növényeket kerestünk, amelyek képesek lebontani vagy megkötni ezeket a szennyező anyagokat” – magyarázza Dr. Pooja Sharma, a tanulmány vezető szerzője, aki az UFZ Növénybiogeokémiai munkacsoportjában is kutatásokat végez.
Az irodalmi áttekintés eredményei alapján a kutatócsoport fitoremediációs koncepciókat dolgozott ki az egyes szennyezőanyag-kategóriákra. Például a talajból való túlzott nitrát kimosódásának és a talajvíz szennyeződésének megakadályozása érdekében rozs és napraforgó használható takarónövényként. Ezek a növények felszívják a nitrátot a talajból a növekedéshez, és zöldtrágyaként a szántóföldön maradhatnak. Ezzel szemben azokat a takarónövényeket, amelyek eltávolítják a nem kívánt fémeket, például a kadmiumot a talajból, el kell távolítani. Megfelelő lehetőségek közé tartoznak a különböző lóherefajták, a rozs vagy a repce. „A fémek eltávolítására használt takarónövények általában nem alkalmasak állati takarmányozásra. Azonban szerepet játszhatnak a biogáz előállításában” – mondja Pooja Sharma. „A napraforgó is hatékony a fémek talajból való eltávolításában. Mivel a fémek elsősorban a levelekben halmozódnak fel, a magokat be lehetne takarítani.” Ugyanez vonatkozik a mustármagokra (pl. Sinapis alba ), amelyek köztes növényként eltávolítják a növényvédő szereket a talajból – akárcsak a fűfélék, mint például az évelő rozs ( Lolium perenne ), a sörtéjű zab ( Avena strigosa ), a rozs ( Secale cereale ) vagy a kelet-indiai kender ( Crotalaria juncea ).
A műanyagok és az antibiotikum-rezisztencia gének szennyezőanyag-kategóriáit illetően a kutatók nem tudtak olyan takarónövényeket azonosítani, amelyek különösen alkalmasak lennének a fitoremediációra. Gyanítják, hogy a talajbaktériumok és a takarónövények közötti kölcsönhatások is fontos szerepet játszanak abban, hogy a szennyező anyagokat meg lehet-e kötni, le lehet-e bontani vagy el lehet-e távolítani fitoremediációval, és ha igen, mennyire jól. „Sokkal több kutatásra van szükség itt – a gazdálkodókkal együttműködve. Csak így lehet hatékony és praktikus fitoremediációs stratégiákat kidolgozni – amelyek a különböző helyszínekhez, talajokhoz és szennyezési problémákhoz igazodnak” – mondja Marie Muehe. „Véleményünk szerint a takarónövények használata a talajszennyező anyagok kezelésére hatékony jövőbeli koncepció az egészségesebb talajok és a fenntarthatóbb mezőgazdaság érdekében.”
2025 nyarán egy UFZ kutatócsoport terepi vizsgálatot indít gazdálkodók körében a SmartManure projekt részeként. A cél a különféle takarónövények és kármentesítési teljesítményük részletesebb vizsgálata, valamint a fitoremediáció mezőgazdasági gyakorlatban való alkalmazhatóságának vizsgálata.
Eredeti kiadvány
Pooja Sharma, Thomas Reitz, Surendra Pratap Singh, Anja Worrich és E. Marie Muehe: A talajegészség javításán túl: takarónövények a szennyezőanyagok eltávolítására a mezőgazdaságban, Trends in Plant Sciences
Háttér
Németországban a szántóföldek ötven százaléka meghaladja a kritikus nitrogénterhelési határértéket . Ez a szennyezés elsősorban az intenzív nitrogéntrágyázásból ered , amely ásványi műtrágyákat, hígtrágyát és szilárd trágyát használ.
A talajvíztestek 22 százaléka meghaladja az 50 mg/liter nitráthatárértéket .
A nehézfémek, mint például a kadmium és az ólom, szennyvíziszappal és műtrágyákkal jutnak a talajba. Az érintett talajok pontos százalékos arányáról nincsenek adatok, de a szennyvíziszap rendszeresen tartalmaz mérgező vegyi anyagokat és fémeket.
A műanyag egyre nagyobb problémát jelent: Becslések szerint évente akár 20 000 tonna műanyag is kerül a talajba komposzt, fermentlé és szennyvíziszap révén. A mezőgazdasági talajok mikroműanyag-szennyezése akár 32-szer nagyobb, mint az óceánokban.
Németországban évente körülbelül 86 000 tonna növényvédőszert alkalmaznak, amelyből 29 000 tonna tiszta hatóanyag.
Olvassa el
Rovarbarát mezőgazdaság csapatmunkát igényel: Sikeres együttműködés a rovarok védelmében | Pugnalom
Projektötleteket keresünk: Fenntartható állattenyésztési rendszerek | Pugnalom
