• A szárazföldi hajtásos növények vízforgalmában három folyamat játszik jelentős szerepet:
-a víz gyökerek általi felvétele,
- szállító edénynyalábokban való szállítása,
- a gázcserenyílásokon keresztüli elpárologtatása.
• Az említett növények vízellátottsága ennélfogva leginkább a talaj nedvességtartalmától függ. Párologtatásukat, és így vízellátottságukat azonban a levegő hőmérséklete, páratartalma és mozgása is befolyásolja. A talaj vízutánpótlása többnyire a csapadékból származik. A csapadék és a növényzet kapcsolata korántsem egyoldalú. A növényzet is, vízvisszatartása, illetve párologtatása révén nagy hatást gyakorol az élőhely és környezete éghajlatára, és azon belül csapadékviszonyaira
• A növények vízháztartásuk alapján két nagy csoportba sorolhatók:
- változó vízállapotúak – (poikilohidraturás) növények-(hidratura = a kérdéses nővényi vízrendszer és az azonos hőmérsékletű tiszta vízgőz nyomásának aránya) csoportjába azok tartoznak, amelyek víztartalma a környezet vízellátottságának függvénye. Párologtatást szabályozó berendezéseik nincsenek, de jól tűrik a kiszáradást (ezért kiszáradás toleránsnak is nevezzük). Nedvességhez jutva ismét felélednek. Ilyen számos moszat-, zuzmó- és mohafaj, de a harasztok, sőt a zárvatermők köréből is ismert néhány képviselőjük.
- állandó vízállapotúak – (homoiohidraturás) növények a hajtásos növények, víztartalmuk egy részének
elvesztésébe gyakran belepusztulnak. Párologtatást csökkentő berendezéseik révén víztartalmukat bizonyos változó vízellátás mellett is szabályozni tudják. A sivatagok és a füves puszták növényei gyakran nem viselik el a hirtelen kiszáradást. A nedvesebb élőhelyek és a vizek növényeit ritkábban fenyegeti a kiszáradás veszélye.
Ciprus moha
Lecanora zuzmó
• A vízfelvétel optimális feltételeinek egyik biztosítéka a megfelelő gyökérrendszer.
- arid (száraz) területeken terjedelmes vagy hosszú gyökérzet,
- humid (nedves) térszíneken kisebb gyökérzet is biztosítja a megfelelő vízfelvételt.
• A növény vízfelvételét befolyásolja a növény ozmótikus szívóereje is. Ebből a szempontból is két csoportot különböztetünk meg:
- azokat a nővényeket, amelyeknek az ozmótikus szívóereje stabil, csekély eltéréseket visel csak el a vízmennyiség változásában sztenohidrikus (szteno-típus = szűktűrésű) fajoknak nevezzük (a vízi és mocsári növények),
- az eurihidrikus (euri-típus = tágtűrésű) fajok képesek alacsony és magas ozmotikus értékek kialakítására is, így a vízmennyiség változására nem érzékenyek (sztyepp-társulások).
Parafatölgy ligeterdő Dél-Spanyolországban
Welwischia mirabilis karó gyökérrel és Artemisia bolytos gyökérrel
• A vízellátáshoz való alkalmazkodás (adaptáció) során alakult ki a vízi-növények (hidatofiton), a mocsári növények (helofi-ton), a közepes vízellátott-ságot igénylő nővények (mezofiton) és a száraz-ságtűrő (xerofiton) növények csoportja (tavi rózsa, mocsári kosbor, árvalányhaj)
• Különböző életformák ala-kultak ki a szárazsághoz való alkalmazkodás során.
• Ilyen élet-forma:
- az efemer egy-évesek, képesek több éven keresztül magvaikkal ana-biotikus állapotban átvé-szelni a csapadékmentes éveket,
- másik ilyen élet-forma a geofiton növény, amely földalatti raktározó szervei ben felhalmozott nedves-séggel képesek a száraz időszakot túlélni (pl. odvas keltike).
- a szukkulens vagy pozsgás növények vala-mely talaj feletti vagy talaj alatti szervükben raktározzák a szükséges nedvességet. Általában ezek a típusok a sivatagi és félsivatagi területeken fordulnak elő. Képviselői a szár-, levél- és törzs-szukkulens kaktuszfé-lék (Mojave sivatag szukkulens növényei).
- szklerofil növények párol-gás csökkentés révén képesek a szárazságtűrésre (a mediterrán klíma fenyői, olajfái, bükkjei és hanga fajai) (pl. Pinea fenyő).
- ott, ahol a csapadékos időszak a vegetációs
perió-dussal egybeesik, a száraz időszak viszonylag rövid, az ún. malakofil növények gyakoriak. A rövid aszályos időszakban kevésbé csökken tik párologtatásukat, leveleik lágyak és szőrösek, herva-dásra hajlamosak. Ilyenek az ajakos (Labiatae) és fészkes-virágzatú (Compositae) növé-nyek (cickafark).
A talaj és a növények kölcsönhatása
• A talaj a klíma, növényzet, alapkőzet, domborzat és a kor által meghatározott képződmény.
• A kőzet, fizikai aprózódását követően, (amit a hőmérséklet ingadozása és a megfagyott víz feszítő hatása okoz), kémiai és biológiai málláson megy keresztül.
• A kémiai mállás során a szemcséződött kőzet kémiai összetétele különböző folyamatok révén (pl. oxidáció, oldódás) megváltozik. Biológiai málláskor is fizikai és kémiai változások következnek be, de ezen folyamatok irányát a bennük közreműködő élőlények szabják meg. Az általuk termelt szerves anyagok reakcióba lépnek a kémiai mállással létrejött talajrészecskékkel.
• Az elpusztult élőlények fokozatosan lebomló szerves anyagai jelentős szerepet játszanak a talajképzés folyamatában. Arról ismerhetők meg, hogy sötét színűek, és a talaj felszínétől lefelé egyre csökken a mennyiségük.
Alsóbb rétegeik a kémiai mállás során létrejött agyag-ásványokkal a talajlakó állatok táplálkozása és mozgása révén összekeverednek.
• A humuszanyagok a talaj élőlények elbomlásából származó specifikus szerves anyagok, a képződési folyamatot humuszosodásnak nevezzük. Kémiai alkotói a fulvosavak, a huminsavak, a humin és a humuszszén.
• A humuszosodás erősödő mértékének megfelelően nyers humusz, moder vagy mull lehet. Nedves feltételek között a humuszformák közül a nagyobb szervesanyag-tartalmú a tőzeg, vagy a kisebb szervesanyag-tartalmú a kotu alakul ki.
• A humusz kolloidok 1 és 500 nm közötti méretű részecskék (az agyagásvány is). Nagy fajlagos felületük miatt jelentősek az a kolloidok élő sejtekben (pl. kolloidális méretű fehérjék), a talajokban (pl. humuszanyagok, agyagásványok), a levegő aeroszoljainak képzésében stb.
• A kolloidok egyik lényeges tulajdonsága, hogy tömegükhöz képest nagy a felszínük, amelyen a talaj ionjait és vízmolekuláit kicserélhető módon megkötni (adszorbeálni) képesek.
• A talajok víz- és tápanyagmegtartó, illetve ezen anyagokat szolgáltató képessége a kolloidok mennyiségétől és minőségétől függ. A homoktalajokban kevés, míg a vályog- és agyagtalajokban sok kolloid fordul elő.
• Hazai talajainkban a kolloidok felülete negatív töltésű.
Ennek következtében rajtuk főleg hidratált kationok (pl. Ca2+, Mg2+, Na+, K+, H+) és vízmolekulák adszorbeálódnak (a hidratáció a vízmolekulák megkötését jelenti, ennek követ-keztében az ionok körül hidrátburok képződik). A kolloidok és a talajoldat kationjai egymással kicserélődhetnek.
• A kalcium szerepe kiemelkedő a talaj tulajdonságainak meghatározásában. Kétértékű kationként ugyanis a talajkolloidokat egymással összeköti, aminek következtében létrejön a víz- és levegőháztartása szempontjából ideális morzsás talajszerkezet.
• A talaj tápanyagtőkéje, illetve felvehető tápanyagtartalma jelentősen különbözhet.
• Tápanyagtőkének a tápanyagok teljes mennyiségét, míg felvehető tápanyagtartalomnak a tápanyagtőke növények által hasznosítható részét tekintjük.
• A tápanyagtőke növekedhet az elhalt élőlények anyagainak felhalmozódása, valamint a víz és a szél általi ráhordás eredményeképpen, illetve csökkenhet a víz és a szél általi elhordás, a csapadék általi kimosás, valamint a növények tápanyagfelvétele következtében.
• A felvehető tápanyagok aránya a tápanyagtőkéhez képest az egyes elemek esetében igen eltérő lehet.
• A nitrogénnek mintegy 95%-a szerves kötésben van jelen, és így a növények számára - legalábbis átmenetileg -felvehetetlen.
• Hasonló a helyzet a foszforral is: ennek az elemnek ugyan nagyobbik része szervetlen formában van jelen a talajban, abból csak nagyon kevés esik a könnyen oldódó hidrogén-foszfátokra.
• A kálium a talajban olyan formában van jelen, amelyből a növények könnyen felvehetik. A kálium felvételnek tehát csak a tápanyagtőke szabhat határt
.
• A talaj fizikai tulajdonságait mindenekelőtt alkotóinak mérete szabja meg. Az alkotók méretétől függ ugyanis a talaj levegő- és víztartalma, amely tulajdonságok a talajéletre és a talaj termőképességére nagy hatással vannak.
• A már említett morzsás szerkezet teszi lehetővé az élőlények optimális tápanyag-, levegő- és vízellátását. A levegő és a víz a morzsák közötti teret tölti ki. A talajlevegő összetétele eltér a légkör összetételétől, mert a mikroorganizmusok légzési tevékenysége következtében kisebb az oxigén- és nagyobb a széndioxid-koncentrációja.
•
A víz egy része erősen kötődik a talajkolloidokhoz, így a növények által nem vehető fel. A nagyobb repedésekbe került"gravitációs" víz is könnyen a talaj mélyebb rétegeibe szivárog, tehát nem hasznosul megfelelően. Az apró pórusokban tárolódó ún. kapilláris víz nagy része viszont a növények számára könnyen hozzáférhető.
• A talaj igen fontos tulajdonsága a kémhatása. Mind az erősen savanyú, mind a túlzottan lúgos kémhatás kedvezőtlen hatású az élőlények többségére. A talaj természetes okok -pl. a légzési szén-dioxid vagy a szerves anyagok bomlásából származó humuszsavak felszabadulása - miatt is savanyodhat.
Ezek a változások leginkább a fölső, szerves anyagokban gazdag rétegekben zajlanak le.
• A tápanyag az asszimiláló zöld növényzetnél vízben oldott formában válik felvehetővé. Ezek a tápanyagok a kőzetek mállása során és a lebomló szerves-anyagok alkotóiként jutnak a talajba.
• A kialakuló talaj tápanyag ellátottsága nagymértékben függ a talajképző kőzet minőségétől, de a szerves világ számára fontos nitrogénellátás szempontjából az elpusztult szerves-anyag milyenségétől is. A tápszerves-anyagokat aszerint, hogy milyen mennyiségben vannak jelen a növényekben makro-, illetve mikroelemekre osztjuk.
• Makroelemek a nitrogén, foszfor, kálium, kalcium, magnézium, kén és szilicium.
• Mikroelemek a bárium, mangán, vas, zink, réz, molibdén és a kobalt.
• A tápelemek felvétele ionos formában megy végbe abszorbció útján. Meg kell itt említeni LIEBIG minimum-törvényét, miszerint a növények tápanyagfelvételét mindig a relatíve minimumban lévő elem határozza meg.
• A talajok összes tápelemformáját a talaj tápanyag kapacitásának nevezik. Hosszú idő alatt a talajok teljes tápanyag mennyisége felvehetővé válik, mégis a gyakorlat számára a pillanatnyilag felvehető mennyiség a fontos (Lásd I.
táblázat).
A magyarországi talajok felső 20 cm mélységében a tápelemek átlagos kapacitása az alábbi:
elem kg/ha elem kg/ha elem kg/ha Nitrogén 300 Cink 150 Jód 15 Foszfor 350 Réz 60 Fluor 60 Kálium 400 Bór 30 Vanádium 30
Kalcium 4 000 Molibdén 9 Titán 1 500 Magnézium 180 Kén 240 Szelén 0.2
Vas 11 000 Kobalt 25 Nátrium 1 800 Mangán 240 Klór 30 Alumín. 21 000
• A felvehető formák mennyisége függ a talaj típusától, a klimatikus tényezőktől, más tápelemek jelenlététől, s nem utolsó sorban a tápelem minőségétől.
• A tápelemek közül a nitrogén, kalcium, magnézium és a kén sokféle felvehető formában van jelen a talajban.
• A foszfor és a kálium mindig kisebb mennyiségben található, mint az előbbiek.
• Változatlan külső feltételek mellett a felvehető és nem felvehető tápanyagok egyensúlyban vannak. Amennyiben megkezdődik a korábban fel nem vehető tápelemek felszívása, rögtön az ellentétes irányú folyamatok is megindulnak.
• A tápanyagvizsgálatok soktényezős vizsgálatok. Közülük a humusz tartalom vizsgálata igen fontos, mert sok olyan tápelemet tartalmaz, ami felvehető állapotba kerül hosszabb-rövidebb idő alatt. A humusztartalmat a pH és a kötöttség függvényében vizsgálva megállapították, hogy a kötöttség lehet módosító tényező.
• A foszfor mennyiségénél részben a pH, részben a CaCO3 tartalom a differenciáló tényező.
• A kálium felvehető mennyisége a talajok szövetével mutat kapcsolatot, a homokos és vályogos talajokon gyengébb az ellátottság, mint az agyagos talajokon.
• Magnézium hiány a savanyú, homokos és erősen kilúgozott talajokon léphet fel.
• Savanyú talajokon mangán, vas, alumínium nagymennyiségű jelenléte is akadályozza a magnézium
felvételét. Viszont a savanyú kémhatás növeli, a magas pH és mésztartalom akadályozza a mangán felvételét. Savanyú kémhatású talajokon mangán toxicitás is felléphet.
• A cink felvételét is akadályozza a magas pH és sok mész, de a túlzott molibdén trágyázás, s egyéb nehéz fémek jelenléte csökkentheti a réz felvehetőségét is.
• Az előbbiekhez hasonlóan a vas felvételt is akadályozza a magas pH és a nagy mésztartalom, de a kevés magnézium is csökkenti a vasfelvételt.
• Molibdén hiány alacsony pH és nagyadagú nitrogén trágyázás esetén lép fel. A mikroelemek közül a bór hiány gyakori öntözés következménye lehet. Meszes talajokon a száraz periódusban nem vehető fel a bór.
• A gyakorlati megfigyelések érzékeltetik, hogy a talajok tápanyag gazdálkodása bo-nyolult kölcsönhatás
ered-ménye, tanulmányozásuk többtényezős vizsgálattal lehet eredményes.
• A tápanyag mennyiségéhez adaptálódott növények gyak-ran indikátorként jelzik egyes
tápanyagok mennyiségét.
Ilyenek például a csalán-félék, ezek nitrogéngazdag talajokon élnek, de a szikesek növényzete is jó példája a tápanyag indiká-ciónak (sós talajok).
• Az állatvilágban a tápanyag eredete szerint különböztetjük meg a fajokat. Így beszélünk növényevő (herbivor), húsevő (karnivor) és mindenevő (omnivor) fajokról. Az állatok többsége sokféle tápanyagot fogyaszt, ezeket polifágoknak, azokat amelyek csak egyféle táplálékot fogyasztanak monofágoknak nevezzük.
• A talaj azért sorolható az elemi létfeltételekhez, mert az autotróf szervezetek, de a heterotróf szervezetek többsége is a talajra támaszkodva él. A növények nem létezhetnének a talaj tápanyagai nélkül.
• A talajképző kőzetek az ásványi tápanyag ellátottság szempontjából fontosak. Az eruptív kőzetek általában sokféle, jól hasznosítható tápsót juttatnak a talajba. Az üledékes kőzetek közül a szerves, a vulkáni törmelékes és a vegyes üledékes kőzetek általában jó minőségű talajok kialakulását teszik lehetővé. A törmelékes üledékek kedvező fizikai és változatos anyagi minőségi összetételük szerint kedvez-ményezik a jobb minőségű talajok kialakulását.