A humusz nem csak egy unalmas százalékos érték a talajvizsgálati papíron, hanem a gazdaság legfontosabb „ingatlanvagyona”. Míg a gyökérváladék a fizetőeszköz, a humusz a stabil infrastruktúra: egy olyan „lakópark”, ahol a mikrobák élnek és ingyen dolgoznak a növényeinkért, és egy olyan „szivacs”, ami aszály idején is megtartja a vizet.
„A mikrobák számára a humusz a ház, a gyökérváladék a táplálék” – Gabe Brown
Mi a humusz, és miért létfontosságú a talaj számára?
A humusz a talaj két legfontosabb építőeleme közül az egyik: a stabil, azaz rövid távon le nem bomló, humifikálódott szerves anyag. A másik nagyon fontos építőelem a folyékony szén, azaz a gyökérváladékként talajba pumpált cukor. A humusz 60 százaléka szén, 6 százaléka nitrogén, további néhány százalékban foszfort és ként tartalmaz. Gabe Brown ezt a két fontos építőelemet találóan úgy jellemzi, hogy a „humusz a mikrobák otthona/háza, a gyökérváladékból származó a cukor a mikrobák tápláléka”.
Minél több a humusz, annál több mikroba képes otthonra találni, annál népesebb a talaj táplálékhálója. Annál jobb a talaj tápanyag-szolgáltató képessége, vízmegtartó és szolgáltató képessége, morzsalékossága, lazultsága. Gondolatom szerint hosszú távon egy biológiai szemléletű gazdálkodásban a talaj termékenysége, avagy táplálékháló-eltartóképessége egyenesen arányos annak humusztartalmával. Rövid távon inkább a gyökérváladék mennyisége a meghatározó. Létfontosság egy regeneratívgazda számára, hogy a talajában minél több humusz legyen.
Humuszképződés a folyékony szén útvonal mentén
Az általánosan elfogadott gondolat az, hogy a humusz a talajba került szerves anyag – pl. szármaradványok vagy szerves trágya – bomlási folyamatának végterméke, mely évezredek alatt képes felhalmozódni. Ezzel szemben Dr. Christine Jones úgy véli, hogy a stabil humusz nem a lebontás útvonala (decomposition pathway, ahogy hívja) mentén jön létre, hanem a folyékony szén útvonal mentén (liquid carbon pathway). Ennek során a növény a fotoszintézissel megtermelt cukor egy jelentős részét – a teljes tenyészidőszak alatt akár a cukormennyiség felét, sőt a vegetatív fázis során akár 70-80 százalékát – gyökérváladékként a talajba pumpálja, táplálva ezzel a talaj táplálékhálóját. A humusz pedig a mikrobák – baktériumok és gombák – életük során termelt anyagcsere termékeiből, váladékaiból – a glomalin a legtöbbet hivatkozott ilyen mikroba anyagcsere termék, ami a mikorrhiza gombák által termelt „ragasztó” -, és az elhalt testükből képződik. Röviden: nem a szármaradványból vagy szerves trágyából lesz a humusz, hanem a mikrobákból.
Dr. Christine Jones szerint a mikrobák váladékaiból és testéből akár 30-szor nagyobb mennyiségben termelődik humusz, mint a szármaradványokból. Sőt, a gyökérváladékként talajba pumpált cukor akár 80-90 százalékából lesz mikroba, majd végül humusz (Bővebben itt). Ez utóbbi arány annál magasabb, minél egészségesebb a talaj táplálékhálója, minél magasabb a gomba:baktérium arány.
Az elmélet szerint a humusz a makroaggregátumok belsejében – ez egy oxigénben szegény környezet, ahol a szabadon élő N-kötő baktériumok jól érzik magukat, a nagy oxigén igényű lebontó mikrobák azonban nem érvényesülnek -, agyag részecskékhez kötődve válik igazán stabillá és védetté, ellenállva az oxidációnak és a mikrobák lebontó tevékenységének. Ők a humuszt is, mint minden más szerves anyagot, folyamatosan bontanák, le egészen szén-dioxidig.
A humusz nehezen bomlik, de hosszú távon azért elfogyhat
Szerencse, hogy ez a szerves anyag rendkívül stabil, a legstabilabb mind közül. Így a mikrobák évente mindössze a teljes humusz mennyiség néhány százalékát – átlagosan 2-3 százalékot kb., bővebben itt vagy még itt – képesek lebontani. Ebből ugyanakkor az is következik, hogy ha a talaj nem termel elegendő új humuszt, sőt emellé a gazda még humuszromboló gazdálkodást is folytat – sok talajműveléssel, sőt szántással és sok N-műtrágyával -, akkor szépen lassan a meglévő humusz elfogyhat, vagy legalábbis olyan szintre csökkenhet, ami már a talaj termékenységét sodorja veszélybe. A szántóföldi talajok humusztartalma mára átlagosan 50, sőt egyes helyeken akár 70 százalékkal is csökkenhetett. Az emberiség szempontjából létfontosságú, hogy ez a negatív tendencia megforduljon.
A humuszra nézve a két leginkább romboló hatású gyakorlat a talajművelés – főleg a mély talajművelés, a szántás – és a nagy mennyiségű nitrogén műtrágya használata. A talajművelés során a makroaggregátumok felbomlanak, a humusz hirtelen oxigéndús környezetbe kerül. Ennek eredményeként felgyorsul a mikrobák humuszbontó tevékenysége, így a benne őrzött szén egy része CO2 formájában egyszerűen kipárolog a levegőbe. Innen ered a szántás rövidtávú termésnövelő hatása. Amint a humusz az oxigéndús környezetben lebomlik, a növény számára elérhetővé válik a humuszban őrzött nitrogén és foszfor, ami termésnövelő hatású a következő növénykultúra számára.
A nagy adag nitrogén műtrágya pedig hirtelen felszaporítja a talajban élő baktériumokat, akik ilyenkor gyorsan szén-forrást keresnek maguknak. Így a humusz egy részét felhasználják, a benne őrzött szén jelentős részét pedig ugyancsak kipárologtatják a levegőbe. Gabe Brown erről itt mesél.
Gondolatom szerint, ha talajmegújító gazdaként több humuszt szeretnék, akkor több növényre, több fotoszintézisre, több cukorra, kevesebb talajművelésre és kevesebb műtrágyára van szükségem.
Mitől függ a humusztartalom növekedése, és hogyan érhetünk el több humuszt?
„A humuszképződés jellemzője, hogy ez egy viszonylag rövid idő alatt végbemenő folyamat” – Dr. Christine Jones
A következőkben megkísérlem megbecsülni, hogy a talaj humusztartalma egy év alatt mennyivel emelkedhet, és hogy ezt az emelkedést mely tényezők milyen mértékben befolyásolhatják. A becslés során a következő feltételezéssel élek:
- A növényi biomasszából – termés, gyökér, levél, szár – nem képződik értékelhető mennyiségű humusz. Azt a mikrobák lebontják. A benne őrzött szenet szinte teljes egészében CO2 formájában a légkörbe kipárologtatják, lásd Dr. Christine Jones és a lebontás útvonala
- Humusz elsősorban a mikrobák – gombák és baktériumok – élete során termelt anyagcsere termékekből és az elhalt testükből képződik. Lásd Dr. Christine Jones folyékony szén útvonal elméletét
- A mikrobák a növény által talajba pumpált gyökérváladékból/cukorból fejlődnek. Összefoglalva: cukor=mikroba=humusz
- A termés a növény által megtermelt teljes biomassza – gyökér, szár, levél, termés – 40 százaléka. Például egy 6 tonnás termést adó búza teljes biomasszája 15 tonna
- Az input nélkül, talajmegújító módon termelt növény az élete során a fotoszintézissel előállított cukor felét használja fel saját teste felépítésére. Felét a talajba pumpálja gyökérváladék formájában, ebből a mennyiségből vásárol termékeket és szolgáltatásokat a mikrobáktól
- A vegetatív fázis során jóval nagyobb a gyökérváladékok aránya a teljes cukor mennyiségen belül. Akkor 100 egység megtermelt cukorból 75-öt a mikrobákkal folytatott kereskedelem során költ el a növény. Ennek oka, hogy a növény a vegetatív fázis során szerzi be a tápanyagokat. A generatív fázis során a már megvásárolt tápanyagokból építkezik
- A sokkal több megtermelt cukor regeneratív gazdálkodásban úgy lehetséges, hogy itt a fotoszintetikus kapacitás és a fotoszintézis intenzitása is magasabb, mint kémiai/mechanikai gazdálkodásban. Azaz több és változatosabb a növényzet és magasabb a BRIX
- A generatív fázis során a növény 100 egység megtermelt cukorból már csak 25-öt pumpál a talajba gyökérváladék formájában. A többit saját teste és a termés felépítésére használja fel
- Kémiai/mechanikai gazdálkodás során a gyökérváladékok aránya sokkal kisebb. Ott 100 egység cukorból a növény a teljes élete során csak 25-öt pumpál a talajba
- Az, hogy egységnyi mennyiségű cukorból mennyi humusz lesz, erősen függ a Gomba:Baktérium aránytól, vagyis a táplálékháló fejlettségi szintjétől. Kémiai/mechanikai gazdálkodásban, ahol a talaj Gomba:Baktérium aránya 0,1 körüli, 100 egység talajba pumpált cukorból lesz 100 egység mikroba – főleg baktérium – akik a cukorban lévő szén 80 százalékát felhasználják és CO2 formájában kipárologtatják, és csupán 20 százalékából lesz humusz. Biológiai gazdálkodásban, ahol a Gomba:Baktérium arány mondjuk 0,8-as, a rendszer jóval hatékonyabban használja fel a szenet. Ott 100 egység cukorból csak 20 párolog vissza a légkörbe, 80 százalékból mikroba, majd humusz lesz. Bővebben itt a 4. oldalon és Dr. Elaine Ingham, (30. percnél), vagy Dr. David Johnson (16. percnél).
- A cukor – pontosabban szőlőcukor, ami a fotoszintézis terméke, C6H12O6 – tömegének 40 százaléka, míg a humusz tömegének 58 százaléka a szén. Ha a szén irányából közelítem meg a humuszképződést, akkor úgy számolhatok, hogy 100 egység cukorból kb. 69 egység humusz lesz.
- A takarónövények azért rendkívül hasznosak a humuszképződés során, mert a főnövény, pl. búza után még rengeteg idő áll rendelkezésre, melynek során egy változatos, végig vegetatív fázisban lévő takarónövény állománnyal ugyanannyi, vagy akár még több humusz megtermelhető, mint a búza főnövénnyel
- A leghatékonyabb humusztermelő állomány egy C4-es növényeket tartalmazó, jól sarjadó, egész éves takarónövény keverék – ReGen év -, mely végig vegetatív fázisban van tartva, generatív fázis elején rendre legeltetve, zúzva
- Úgy számolok, hogy a felső 10-15 cm-ben, vagyis a talajvizsgálat során mért zónában 1 százalékpontos humuszemelkedés a teljes talajszelvényben, azaz 2 méteres mélységig – ez alatt már gondolatom szerint nem nagyon van humuszosodás – összesen 80 tonna humusz felépülését jelenti hektáronként. Vagyis ha azt szeretném látni, hogy a felső 10-15 cm-ben 0,1 százalékponttal emelkedjen a humuszom, ahhoz 8 tonna plusz humuszra lesz szükségem hektáronként.
Humusz felépülése regeneratív gazdálkodásban
Biológiai gazdálkodásban 0,8-as Gomba:Baktérium arány mellett a humuszképződés folyamata gondolatom szerint valahogy így néz ki, búza növénynél, hektáronként: van egy 6 tonnás búza termésem, az összes biomassza 15 tonna. A talajba pumpált gyökérváladék ugyancsak 15 tonna – amely 11 és 4 tonna arányban oszlik meg kb. a vegetatív és a generatív fázis során. Ebből a 15 tonna cukorból 3 tonnát – a teljes gyökérváladék mennyiség kb. 20 százalékát – a mikrobák felhasználnak és a benne őrzött szenet CO2 formájában a légkörbe párologtatják. A 12 tonna cukorból pedig először lesz mikroba, majd humusz. A 69 százalékos cukor-humusz átváltási aránnyal számolva a megtermelt humusz mennyiség kb. 8,3 tonna.
Ha ezután a gazda a példában szereplő búza után elvet egy változatos takarónövény keveréket, amely még jól is alakul, akkor a terület hektáronként kb. még ugyanennyi humuszt tud megtermelni. Vagyis éves 16-17 tonna körüli megtermelt humusszal és „8 tonna=0,1 százalék humusz a felső 10-15 cm-en” számítással ez a rendszer képes évente 0,2-0,3 százalékponttal emelni a terület humusztartalmát, a 10-15 cm-es zónában mérve.
Humusz felépülése hagyományos gazdálkodásban
Ugyanez a számítás kémiai/mechanikai gazdálkodás során, ahol a Gomba:Baktérium arány 0,1-es, 100 egység cukorból pedig csak 25 megy a talajba. 6 tonnás búza, 15 tonna a növényi biomassza, 5 tonna a gyökérváladék. Ebből 4-et – a teljes mennyiség 80 százalékát – kipárologtatnak a mikrobák (akik főleg baktériumok), 1-ből lesz humusz. Vagyis a megtermelt humusz ebben a rendszerben ugyancsak 0,69-es átváltással mindössze 0,69 tonna/hektár. Takarónövény itt nincs.
Regeneratív vs. kémiai/mechanikai gazdálkodás: 16-17 tonna vs. 0,69 tonna humusz/ha/év.
Humuszképződés képletekben
Gondolatom szerint a humuszképződés nagyon erősen függ két tényezőtől, (1) az adott évben megvalósult fotoszintézistől és ennek nyomán a talajba pumpált gyökérváladék/cukor mennyiségétől, valamint (2) a mikrobaközösség változatosságától, amit legjobban a talaj Gomba:Baktérium aránya számszerűsít. Leegyszerűsítve:
Megtermelt humusz = gyökérváladékként talajba pumpált cukor x Gomba:Baktérium arány
A gyökérváladékként talajba pumpált cukor pedig függ a következő tényezőktől: az adott évben megtermelt összes biomasszától – főnövény, takarónövény -, vagyis a fotoszintetikus kapacitástól, attól hogy a gazda biológiai vagy kémiai/mechanikai gazdálkodás folytat-e – ezt kiválóan mutatja a Brix érték, biológiai gazdálkodásban az átlagos Brix érték magasabb, azaz adott biomassza itt több cukrot állít elő – és attól, hogy a növények mennyi időt töltenek a vegetatív fázisban. Itt jöhet nagyon jól a legeltetés és/vagy a ReGen év, amely gyakorlatok a vegetatív fázisban tartják a növényeket.
Gyökérváladékként talajba pumpált cukor = fotoszintetikus kapacitás x fotoszintézis intenzitás x átlagos vegetatív arány
A fotoszintetikus kapacitásra, azaz az adott évben megtermelt növényi biomasszára pozitív hatással van a változatosság, a takarónövények, a biostimulátorok, a C4-es növények aránya.
Gabe Brown tapasztalatai a humusz gyors felépüléséről
- Mindezek alapján meredek számítás és gondolat következik erős idegzetűeknek, saját becslések alapján. Ha Gabe Brown talajában a felső 15 cm-ben 0,5 százalékpont körül emelkedett a széntartalom, az azt jelenti, hogy a humusza 0,9 százalékponttal emelkedett évente a felső 15 cm-ben! Ehhez pedig szüksége volt 9*8, azaz kb. 70 tonna megtermelt humuszra évente. Ehhez a növényeinek adott évben a talajba kellett pumpálniuk 120 tonna cukrot. Ez azért rengeteg. Dr. David Johnson becslése szerint ez lehet a humusztermelés éves tempójának elméleti maximuma.
- Az látszik Gabe Brown ábráján (30. perc a videóban), hogy a humusz exponenciálisan emelkedik. Az ő esettanulmánya alapján – amit igazol a Dr. Christine Jones által sokszor hivatkozott Niels Olsen példája is és az O’Crowley esettanulmány 18. perc – úgy tűnik, hogy egy minden talajmegújító eszközt használó rendszer humusza évente valahol 10 és 20 százalék közti tempóban – nem 10-20 százalékpont, hanem 10-20 százalék! – emelkedhet. Azaz 1 százalékos humusz szintnél évente 0,1-0,2 százalékpont közti lehet az emelkedés tempója. 5 százalékos humusz környékén 0,5-1,0 százalékpont/év. 9-10 százalék környékén – Gabe Brown szintje – elérhető a 0,9 százalékpont/év, de még lehet, hogy ennél több is. Erre vonatkozó gyakorlati tapasztalat nem nagyon van. Ez logikus is így, gondolatom szerint a talaj humusz szintje egyenesen arányos a terület táplálékháló-eltartóképességével. Vagyis több humusz=nagyobb táplálékháló=több mikroba=gyorsabb humusz emelkedés / év.
- Ez az évi akár 20 százalékos humusz emelkedés több gazdánál is megmutatkozott. Gabe Brown mellett Dr. David Johnson, és még Niels Olsen, és még Dianne Haggerty, továbbá Rick Bieber, valamint az O’Crowley farm is hasonló értékekről számolt be. Ennél a tempónál 3-4 év alatt meg lehet duplázni a humusz szintjét. Nem csoda, ha a gazdák java része arról is beszámol, hogy ezeket az értékeket gyakran tévesnek, vagy egyenesen hazugságnak bélyegezték.
- Ez a gyorsuló tempó ugyanakkor előbb-utóbb korlátokba kell, hogy ütközzön. A humusz termelődéséhez cukor kell, a cukorhoz fotoszintézis, a fotoszintézishez pedig 3 hozzávaló szükséges: napenergia, víz, szén-dioxid. A rendszer, ahogy közelíti az elméleti maximumát, ezen három hozzávaló közül valamelyiknél el fogja érni a határait. Azaz vagy a napenergia, vagy a víz, vagy a szén-dioxid korlátossága határt fog szabni a humusz emelkedés gyorsuló tempójának. Az évente megtermelt humusz mennyisége ettől kezdve tovább már nem növelhető.
- A humusz teljes mennyiségének emelkedése ott fog megállni, ahol az évente termelődő és az évente elfogyó humusz mennyisége megegyezik. Gabe Brown példájához visszatérve, ha a talaja évente 70 tonna humuszt képes megtermelni hektáronként, akkor – évente a teljes humusz mennyiség 3 százalékának lebomlásával számolva – a rendszere el tudja érni, hogy hektáronként 2000 tonna humusz legyen a talajában. Ez a felső 10-15 cm-ben 30 százalékos humusz szintet eredményezne. Ezen a szinten a napenergia, víz vagy szén-dioxid korlátossága miatt a talaj a humusz szintjét már nem tudja növelni. Az évente termelt mennyiség és az évente elbomló mennyiség egyenlő, a rendszer eléri a humusz maximumát.
- A természetes évelő füves rendszerekben – amerikai préri például – valahol 8-10 százalékos humusz környékén volt a humusz egyensúlyi maximuma. Itt volt egyenlő az éves humusz termelődés és a teljes humusz évente 3 százalékos lebomlásával számolt fogyás. Ugyanakkor, ahogyan arra Dr. David Johnson rámutat (25. perc), egy teljes gőzzel működő talajmegújító rendszer éves potenciális biomassza termelése, és így potenciális humusz maximuma jóval a természetes rendszerek fölött van. Hogy hol lehet ez a maximum, arra még a mikrobiológus professzor sem ad becslést. Kíváncsian várom, hogy 10-20 év múlva hány százalékos humusznál fog tartani Gabe Brown. Valami azt súgja, hogy lesznek itt még nagy kerek szemekkel csodálkozások.
- Egyébként, ha az amerikai préri talaj humusz maximuma valahol 10 százalék körül volt, az azt jelenti, hogy abban a talajban kb. 800 tonna humusz lehetett hektáronként. Ha ennek évente 3 százaléka bomlott le, azaz kb. 24 tonna, az azt jelenti, hogy a rendszer akkor került egyensúlyba, mikor az évente lebomló 24 tonna humusz mellé 24 tonnát termelt. Ha igaza van Dr. David Johnsonnak, és a regeneratív talaj a természetes füves ökoszisztéma többszöröse humuszt tud megtermelni, akkor reálisnak tűnik, hogy Gabe Brown talaja évente hektáronként 70 tonna humuszt termeljen. Akkor pedig a humuszának maximuma a felső 15 cm-ben mérve valóban 30 százalék körül lehet majd.
- Ezek a gondolatok eléggé meredekek. Mi van akkor, ha mindez úgy marhaság, ahogy van? Semmi. Ezek csak gondolatok. Sokkal fontosabb kérdés, hogy mi van akkor, ha mindez helytálló. Akkor végül tényleg igaza lesz Dr. Christine Jonesnak (lásd lent, 18. percnél), és valóban ki lehet dobni a humuszképződéssel foglalkozó tankönyveket…
Tetszett a cikk? Facebookon is megtalálsz! 📘👍