Talaj ABC Tartalom 1 2 2.1 2.2 2.3 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4 4.1 4.2 4.3
A talaj, mint környezetünk része A talaj kialakulása Fizikai aprózódás Kémiai mállás Biológiai mállás A talaj tulajdonságai A talajszemcsék méretei A talaj nedvesség- és levegőtartalma A talaj élőlényei A talaj termékenysége Kation csere-kapacitás A talaj kémhatása A talaj szerkezete (struktúrája) A talaj pusztulása Lefedés Talajerózió Talajszennyezés
1. A talaj, mint környezetünk része A talaj a szilárd földkéreg legfelső, termékeny rétege, amely a víz és a levegő mellett környezetünk lényeges részét képezi. A talaj az élővilág fennmaradásának feltétele, hiszen életteret nyújt a növények és az állatok számára. Részese a biológiai és geológiai körfolyamatoknak, és befolyásolja az egész Föld anyag- és energiaáramlását. Jelentős hatást gyakorol a Föld vízhozamaira, és ezáltal az éghajlatra. Talaj nélkül lehetetlenné válna a Földön élő magasabb rendű organizmusok létezése. Kialakulásában az éghajlati feltételek, a kőzetek, a domborzat, a talajvíz, és az élővilág hatása együttesen vesz részt, ezek kölcsönhatásának eredményeként, valamint az idő múlásának és az emberi beavatkozásnak következtében jön létre. 2. A talaj kialakulása A talaj képződése (pedogenezis) a fizikai, kémiai, biológiai és az emberi tevékenység okozta folyamatoknak az anyakőzetre gyakorolt együttes hatása, melynek eredményeként talajrétegek alakulnak ki. A talaj állandóan változik. Mivel a változások igen hosszú idő alatt mennek végbe, és számos tényező befolyásolja őket, ritkák az egyszerű talajtípusok. Az adott anyakőzet, valamint annak kémiai összetétele szerint több különböző talajtípust különböztetünk meg. A gránit vagy homokkő alapú, illetve homokos anyakőzeteken olyan talajtípusok alakulnak ki, melyek az évek során erős savasodásra hajlamosak. A mészköves vagy egyéb, karbonátokat (pl. márga vagy agyagos mészkő) tartalmazó anyakőzeteken lúgos talajtípusok keletkeznek.
A talaj kialakulása tehát mindig először az anyakőzetek illetve ásványaik összetételétől függ. A talaj keletkezése a kőzetek mállásával indul meg. A mállási folyamatokat két fontos csoportra oszthatjuk. A fizikai aprózódás során az időjárási elemeknek közvetlenül kitett felső kőzetrétegekből és ásványaikból a szél, a lezúduló víz, a hőmérsékletingadozás, a légköri nyomás, illetve a parányi repedéseket tágító jég hatására törmelék keletkezik. A kémiai mállás (más néven biológiai mállás) a légkörben található kémiai anyagoknak vagy biológiai úton termelt anyagoknak a kőzetekre és ásványokra gyakorolt közvetlen hatását jelenti. 2.1 Fizikai aprózódás A fizikai aprózódás okozza a kőzetek szétbomlását. A fizikai aprózódás elsődleges folyamata az abrázió (más szóval koptatás, csiszolás, mely során a törmelékek és egyéb szemcsék egyre kisebbé válnak.) Ugyanez a jelenség játszódik le a kőzetek szemcséi közti pórusokban (hézagokban). Amint víz kerül a pórusokba, azok nagyobbak lesznek. Ha a víz megfagy, a pórusok kitágulnak. A nyomás annyira megnő, hogy a kőzetet szét is zúzhatja (lásd 1. ábra).
1. ábra: A kőzet a beáramló víz ismétlődő jegesedése következtében felaprózódik.
A nap felmelegíti a kőzeteket, melynek hatására azok kitágulnak. Mivel a kőzetek különböző ásványokat tartalmaznak (világosak és sötétek, mint pl. a gránit esetében), az egyes ásványtípusok másképpen tágulnak. A kőzet porózussá válik. Az esti hűvösebb hőmérséklet, vagy a hidegebb esővíz hatására a kőzet darabokra törik. 2.2 Kémiai mállás A kémiai mállás folyamán a kőzet összetétele változik meg, amely gyakran a kőzet szétbomlásához vezet. A folyamat során a víz és számos kémiai anyag együttes hatására olyan sav keletkezik, amely az anyagot közvetlen módon zúzza szét. Ez a fajta mállás hosszú ideig tart. A kémiai mállás megváltoztathatja a kőzet kémiai
összetételét úgy, hogy átalakítja a kőzet ásványait, vagy új ásványokat hoz létre a kőzetben. A bomlás során például a mészkő csaknem teljesen feloldódik a vízben és szivárgás útján a talajvízbe kerül. A feloldódott mészkő a talajvízzel együtt a folyókba, majd a tengerekbe áramlik, hogy ott újból kicsapódjon. Így az új kőzet kialakulása hosszú ideig tart. A hidrolízis (vízmolekulák elraktározása) során a víz kétpólusú tulajdonsága kerül előtérbe: a különböző pólusú vízmolekulák behatolnak a kőzetek ásványaiba és felgyorsítják a mállási folyamatot. Az oxidáció során a levegőből vagy a szivárgó vízből származó oxigén a vastartalmú ásványokkal lép reakcióba és vasoxidok keletkeznek. Ennek következtében az adott kőzet felszíne vöröses színűvé válik, könnyen mállik és lazábbá teszi a kőzetet. Ezt a folyamatot rozsdásodásnak is nevezzük. 2.3 Biológiai mállás Ide tartozik a fizikai-biológiai, valamint a kémiai-biológiai mállás. A fizikai-biológiai mállás folyamatában a fák gyökerei játsszák a fő szerepet. Ahogy a gyökerek megvastagodnak, feldarabolják a kőzetet, így megnövelik annak felületét és ezáltal erőteljesebbé válik a kémiai mállás. A baktériumok, gombák és algák úgy vesznek részt a kémiai-biológiai mállás folyamatában, hogy a kőzetet az anyagcseréjük során kibocsátott savas vegyületekkel porózussá teszik, hogy táplálékhoz jussanak (2. ábra)
2. ábra: Zuzmók által okozott kőzetmállás
3. A talaj tulajdonságai 3.1 A talajszemcsék méretei A talaj részecskéit méretük szerint osztályozzuk. A talaj nedvesség- és levegőtartalmának, valamint termékenységének szempontjából – számos tényező mellett – a talajszemcsék mérete meghatározó fontosságú. A durvább talajszemcsék méretét 2 mm-nél nagyobb csoportokra osztjuk, míg a finomabb talajszemcsékét 2 mm-nél kisebb kategóriákra. Különösen nagy
jelentőséggel bír a finom talaj, amelyet újabb alkategóriákra osztunk, ezek az agyag, iszap és homok (lásd 1. táblázat). A talaj szövetét (textúráját) aszerint osztályozzuk, hogy a talajban jelenlévő részecskék milyen arányban vesznek részt a talaj felépítésében. 1. táblázat: A finom textúrájú talaj szemcseméretei (< 2 mm, 1 µm = 0,001 mm)
Átmérő µm-ben
Szemcsék
< 2,0
Agyag
2,0 – 63,0
Iszap
63,0 - 2000
Homok
A talaj általában különböző mennyiségekben tartalmazza az eltérő nagyságú szemcséket. Ezenkívül vannak olyan talajtípusok, amelyek túlnyomórészt agyagból, iszapból, vagy homokszemcsékből állnak. A gyakran használt vályog kifejezés a három csoportból (homok, iszap, agyag) származó vegyes összetételt takarja. A talaptípusokat az alábbi ismérvek jellemzik: Homokos talajok Alacsony vízvisszatartó képesség Kedvező szellőzés Viszonylag kicsi hézagtérfogat (pórustérfogat) Az egyes pórusok viszonylag nagyok Gyorsan kiszárad A növényi tápanyagok erős kilúgozódása Rossz tápanyagszállítás Iszapos talajok Rossz szellőzés Jó kapilláris emelkedés („vízemelés”) a nedvesebb talajrétegekből A talaj iszapolódik, könnyen tömörödik és megszilárdul az eső hatására Könnyen erodál (lásd 4.2) A tápanyagok lassan kerülnek felszínre a mállás során A növényi tápanyagok gyenge kilúgozódása Agyagos talajok Magas víztartó képesség Magas a növények számára nem elérhető víztartalom Kedvezőtlen szellőzés Nagy hézagtérfogat Gyenge vízelvezető képesség Alacsony átjárhatóság (permeábilitás) a víz és a levegő számára Általában magas a természetes tápanyagtartalom és gyenge a kilúgozódás Lecsapolás hatására könnyen kiszárad és megrepedezik A növények gyökereikkel nehezen hatolnak át a tömör, agyagos talajon
Az agyagos talajban – a fémoxidok mellett, amelyek az eredeti kőzetekből és a kvarcból származó elsődleges ásványok – másodlagos ásványok is találhatók (új keletkezésű ásványok), ezek az agyagásványok. Az agyagásványok rendkívül fontosak a talaj számára. Képesek megkötni például a kálcium-, potasszium- és magnézium-ionokat és ellátni a növényeket tápelemekkel 3.2 A talaj nedvesség- és levegőtartalma Egy talajtípus víztartalma főképpen a talajt alkotó szemcsék méretétől, a szervesanyagtartalomtól, valamint az adott talaj használatának sajátosságaitól függ. A különböző méretű szemcsék nagysága határozza meg a talajban található pórusok mennyiségét. A pórusok vizet vagy levegőt tartalmaznak. A szemcsék különböző méretét a primer pórusok térfogata határozza meg. Egy homokos talajtípus felső rétegében kizárólag nagy pórusok találhatók (makropórusok), amelyek gyorsan áteresztik a vizet a talajvízgyűjtő zóna szintjére. Egy agyagos talajban nagyrészt mikropórusok vannak, amelyek az adhéziós erő (kötőerő/tapadóerő) segítségével visszatartják vizet a gravitáció hatásával szemben. Az agyagos talajok olyan erősen megköthetik a nedvességet, hogy a növények nem képesek felvenni ezt a vizet. Az iszapos vagy vályogos talajok főleg közepes méretű pórusokkal rendelkeznek, melyekben a növények számára felvehető víz található. Ha egy talaj kedvezőtlen körülmények között van -- például túl nedves – összesűrűsödik. A pórusok összeszűkülnek, ezáltal a víz átszivárgása is nehezebbé válik. Az addigra többnyire kisméretű pórusok nagyon erősen visszatartják a vizet, ezért az nem lesz már felvehető a növények számára. A talaj összesűrűsödésekor a víz gyakran visszafelé folyik, ami megnehezíti a talaj megművelését és lehetetlenné teszi a növények gyökereinek áthatolását. 3.3. A talaj élőlényei A talaj élőlények tömegének ad otthont. Ezek az élőlények alakítják át a szerves anyagokat szervetlen alapanyagokká, melyek minden élet alapját képezik. A talaj élőlényeit összefoglalóan edafonnak nevezik. Az élőlények osztályozása többféle módon történik; általában a méretük alapján különböztetjük meg őket. A legkisebb élőlények (mikroorganizmusok) a baktériumok, a gombák és az algák. A talaj állatvilágát többek között az ostoros és csillós egysejtűek, pókok, fatetvek és csigák, valamint a földigiliszták és vakondok képviselik. Nem minden talajlakó élőlény pozitív hatású. Vannak élősködők is, mint például a fonalférgek, amelyek megtámadják a cukorrépát és óriási károkat okoznak a termésben. Ezenkívül a Clostridium tetani nevű talajbaktérium is egy káros élőlény, amely tetanuszt (szájzárat) okoz az embernél. A talaj élőlényeinek életmódja igazodott ehhez a különleges élőhelyhez. Aktivitásukat mindenekelőtt a hőmérséklet, a nedvesség, az évszakok váltakozása, valamint a talaj pH-értéke (savas vagy lúgos kémhatás) befolyásolják. Azt, hogy a talaj kémhatása milyen jelentőséggel bír a talaj élőlényei számára, már szabad szemmel is megfigyelhetjük egy-egy területen. A semleges vagy gyengén savanyú kémhatású talajban előforduló szerves anyagok -- például levelek -- egy év alatt átalakulnak. A savanyú pH-értékű talajon (< 5) egy csökkenő pH-értékű szerves réteg képződését figyelhetjük meg. A körülbelül 10 és 35 Celsius fok közötti
talajhőmérséklet optimális az élőlények számára, és ennek következtében kedvező a szerves anyagok lebomlása szempontjából is. A hőmérsékletet az évszakokkal összefüggésben kell figyelembe vennünk. Az élőlények aktivitása az év adott időszakának megfelelően változik. A legtöbb élőlény a talaj legfelső 30 centiméteres rétegében található. Ennek oka a felső rétegek magasabb oxigéntartalma, illetve a mélységgel arányosan növekvő tömeg és sűrűség is. Természetesen vannak olyan élőlények is, amelyek még a mélyebb rétegekbe is behatolnak, ilyen a földigiliszta. A sok könnyen átalakuló szénhidrát (cukor, amilum) jelenléte a szerves anyagokban gyors bomláshoz vezet. A magas lignin és csersav tartalmú növényi anyagokat – ilyenek például a fenyők – az élőlények nem tudják olyan gyorsan átalakítani. Ehhez néhány „szakértőre” van szükség (például egyes gombafajokra), amelyek képesek ezeket az anyagokat hosszú idő alatt átalakítani. 3.4 A talaj termékenysége A humusz a talajban lévő szerves anyag, amely sötét vagy fekete színt kölcsönöz a talajnak. A humusz igen nagy jelentőségű a talaj számára, mivel képes tárolni a vizet és a tápanyagokat. A talajtudományban a humusz bármely olyan szerves anyag, amely elérte azt a stabil pontot, ahonnan már nem bomlik tovább, és – amennyiben a körülmények nem változnak – évszázadokig, vagy akár évezredekig is ugyanebben az állapotban marad. A mezőgazdaságban a humusz kifejezést néha az érett komposzt, illetve egy erdőből vagy más spontán közegből nyert természetes komposzt megnevezésére alkalmazzák, amelyet a talaj minőségének javítására használnak. Ezenkívül a talaj felső, szerves anyagokat tartalmazó rétegét is nevezik így. A szervetlen talajrészecskékkel és a talajban található élőlényekkel kapcsolatban lévő humusz adja a talaj termékenységét. A humusz az elpusztult növényekből és élőlényekből, valamint a szerves trágyából keletkezik. A talajba kerülő szerves anyag számos átalakuláson megy keresztül: a talajban élő szervezetek makro tápelemekké (kalcium, magnézium stb.) illetve mikro tápelemekké (cink, bór stb.), valamint vízzé és széndioxiddá alakítják át. Ezeket a tápanyagokat azután ismét felvehetik a növények és/vagy a talaj élőlényei.
3.5 Kation csere-kapacitás A talaj egyik legfontosabb funkciója a kation csere-kapacitás. Az, hogy a talaj újra és újra lehetővé teszi a növények növekedését, annak a képességének köszönhető, hogy reverzibilis módon képes a tápelemek és a szennyezőanyagok leadására. A tápelemeknek ezt a megfordítható cseréjét nevezzük a talaj kation csere-kapacitásának. A talajrészecskék képesek az ionok cseréjére. A talajban az ioncsere végrehajtói a szerves anyagok, ásványok és más parányi talajrészecskék, mint például az oxidok és az allofánok. Az oxidok között a vasoxidokat illetve a mangán-oxidokat érdemes megemlíteni. A legfontosabb ionok mindenekelőtt a kálcium-kation, a magnéziumkation, a potasszium-kation és a szódium-kation. Az allofánok apró ásványi
talajrészecskék, amelyek az agyagrészecskékhez tartoznak. Mindegyikük képes az ionok cseréjére, de eltérő arányban. Ez a cserefolyamat a talajrészecskék és a talajoldat között megy végbe, ahol az ionok cseréje egyenlő mértékben történik.
3.6 A talaj kémhatása Már említettük, hogy a talaj kémhatása fontos a talaj élőlényei, az edafonok szempontjából, mivel ezek a szervezetek a semleges illetve a gyengén savanyú kémhatású talajban a leghatékonyabbak, és a szerves anyagok átalakulása is ezeken a pH-értékeken a legjobb. A talaj kémhatása azonban a rendelkezésre álló tápanyagtartalom miatt is különösen nagy szerepet játszik. A pH-érték a hidrogén-ion koncentráció Briggs-féle logaritmusa. Ez azt jelenti, hogy a kémhatást a talajban lévő hidrogén-ionok – melyeket H+-ionoknak vagy protonoknak is nevezünk – aránya határozza meg. A víz kémiai képlete a mindenki által jól ismert H2O. Azonban nem kizárólag ebben a formában van jelen a talajban, hanem H3O+ és OH- ionokat is tartalmaz (hidronium-ion és hidroxil-ion). Leegyszerűsítve H+ és OH jeleket írunk. Ha a H+-ionok és az OH--ionok egyensúlyban vannak, a kémhatás semleges (pH 7). Ha a talajoldatban lévő H+-ionok száma megnő, a pH-érték csökken, a talaj elsavanyodik. Ha a H+-ionok eltűnnek, a pH-érték nő. 2. táblázat: A talaj osztályozása pH-érték szerint Kémhatás Semleges Gyengén savanyú Mérsékelten savanyú Erősen savanyú Nagyon erősen savanyú Rendkívül savanyú
pHérték 7,0 6,9 – 6,0 5,9 – 5,0 4,9 – 4,0 3,9 – 3,0 < 3,0
Kémhatás
pH-érték
Gyengén lúgos Mérsékelten lúgos Erősen lúgos Nagyon erősen lúgos Rendkívül lúgos
7,1 – 8.0 8,1 – 9,0 9,1 – 10,0 10,1 – 11,0 > 11,0
A pH-érték különös jelentősége a talaj számos tulajdonságában megmutatkozik. A talaj tápelem- és szennyezőanyag tartalma a kémhatás közvetlen függvénye. A talaj pH-értéke határozza meg a talaj élőlényeinek élettevékenységét és a szerves anyagok átalakítását, az egyes anyagok vándorlását (vas, mangándioxid), illetve az alumínium kibocsátását. A növények többsége optimális fejlődéséhez megfelelő pHjú talajt igényel. A zab, rozs és burgonya alacsonyabb pH-értéken érzi jól magát, mint például a cukorrépa és az árpa. A pH-érték hatást gyakorol a talajban zajló folyamatokra és könnyen is befolyásolható. A pH-értéket tehát növelhetjük mész hozzáadásával. Egyes nitrogéntartalmú trágyák csökkentik a pH-értéket. It különösen fontos megemlítenünk az ammóniummal való trágyázást (NH4+), amely egy lassan ható nitrogén-tartalmú trágya. A talajban zajló átalakulási folyamatok során H+-ionok szabadulnak fel. Ezek a folyamatok tehát a talaj savanyodásához vezetnek, és rendszeres meszezéssel kell őket kiegyenlíteni.
A csapadék is befolyásolja a talaj kémhatását. A talajon átáramló víz kilúgozza az olyan alapvető tápelemeket, mint a kálcium és a magnézium, és savas elemekre, például alumíniumra és vasra cseréli őket. Ez az oka annak, hogy az erősen csapadékos területek talaja savanyúbb, mint a száraz vidékeké. 3.7 A talaj szerkezete (struktúrája) Az egyes talajtípusok igen eltérő szerkezettel rendelkeznek aszerint, hogy milyen tényezők, körülmények befolyásolják őket (anyakőzet, éghajlat, a terület fekvése). Nem minden talajtípus tükrözi ezeket a jellemvonásokat. A különbözőségeket az alábbi tényezők okozzák: anyakőzet, lejtésszög (erózió), a víz hatása (visszafelé áramló víz, talajvíz), éghajlat (a lebomlás intenzitása), valamint számos egyéb tényező. A mészkövön kialakult talajok tehát a képződés hosszú időtartama miatt csak két rétegből állnak, egy A-rétegből és egy C-rétegből. Ez azt jelenti, hogy a talaj átjárhatósága a növények gyökerei számára átlagosan csupán 20 cm.
4a ábra: Talajrétegek O) Avarszint: szerves növényi maradványok viszonylag lebomlatlan formában. A) Kilúgozódási szint: felszíni ásványtartalmú talaj, ahol a legtöbb szerves anyag halmozódott fel és legaktívabb a talaj élete. Ez a réteg lúgozza ki a vasat, agyagot, alumíniumot, szerves összetevőket, és egyéb oldható elemeket. B) Felhalmozódási szint: Ez a réteg halmozza fel a vasat, az agyagot, az alumíniumot és a szerves elemeket, ez a felhalmozódás folyamata. C) Talajképződési szint (substratum): Ebben a rétegben található a még nem megszilárdult anyakőzet. Itt halmozódhatnak fel a jobban oldódó elemek, amelyek áthaladnak a „B"-rétegen.
Ah-Horizont Bv-Horizont
Cv-Horizont 4b ábra: Tipikus barnatalaj. A rétegek betűjele mellett található ‘v’ betű a német ‘verwittert’ szóra utal, melynek jelentése ’időjárás által megrongált’, míg a ‘h’ betű a ’humuszt’ jelenti.
4 A talaj pusztulása 4.1 Lefedés A talajnak rendkívül fontos szerepe van, hiszen nem csak a növények számára biztosít életteret, de az emberek és az állatok életének alapját is képezi. Annak felismerése, hogy a talaj pufferhatása (bizonyos mértékben képes tompítani a savvagy lúgterhelést), valamint szűrő- és átalakító képessége véges lehet, a talajvédelmi programok megerősítéséhez vezetett az elmúlt évek során. Ezek a programok elsősorban a lefedéstől, az eróziótól és a szennyezéstől igyekeznek megmenteni a talajt. A talaj lefedése azt jelenti, hogy a talajt olyan áthatolhatatlan (a vizet át nem eresztő) anyagokkal fedik le, mint az aszfalt, a cement vagy épületek. A talaj lefedésének számos oka lehet, például a nedvesség elleni védelem, az altalaj teherbíró képességének javítása, könnyen kezelhető terek létrehozása, illetve a talaj védelme a szennyezésekkel szemben. A lefedésnek közvetlen hatása van a talajvíz keletkezésére, mégpedig csökkenti a talajvíz szintjét a települések felszíne alatt. A párolgás csökken, így a lefedett területeken megváltozik az éghajlat. A lefedett talajok felszínén megnő a vízkibocsátás, mely nagyban megnöveli az árvíz kockázatát. A talajokat gyakran nem teljesen fedik le. A különböző felszínek esetében megtörténhet, hogy a csapadékvíz egy része átszivárog. Azt az egyes esetekben kell eldönteni, hogy a vizet kb. 60%-ban átengedő felszínt (zúzott kavicsfelületek, gyeptégla), vagy a vizet 20-40% közötti mértékben átengedő kis-, közepes, vagy nagyméretű kavicsokból épült járdát, illetve a minimális vízátengedő képességgel rendelkező aszfaltot válasszuk-e. Sok esetben kiderülhet, hogy szükséges a talaj lefedését gátló intézkedéseket tenni. Új lakott területek beépítésekor a lehető legkisebb lefedést kell megcélozni. Az erősen lefedett területek esetében vizsgáljuk meg a lefedés megszüntetésének lehetőségét (ez nem ajánlatos, amennyiben a
lefedés a jelenlegi használat szempontjából szükséges, például a szennyezés elleni védelem miatt). Lehetséges megoldásokra bukkanhatunk, ha megváltoztatjuk a járdák, kerékpárutak és kerti utak burkolatát stb. Azt is vizsgáljuk meg, hogy használhatunk-e nagyobb vízátengedő képességgel rendelkező felületeket. A városi környezetekben meg kell nagyobbítani a fák gyökérzetét lefedő rácsokat, valamint újból természetessé kell tenni a nagyobb utakat. Az udvarokban, előkertekben szükségtelenül lefedett területeken meg kell szüntetni a lefedést. A várostervezésben meg kell határozni a lefedés megszüntetésének, illetve a felületek megváltoztatásának lehetőségeit.
4.2 Erózió Ahol a szárazföld a tenger fölé emelkedik, talajerózió lép fel. Az eróziónak két folyamatát különböztetjük meg: a víz által okozott eróziót, illetve a széleróziót. A víz okozta erózió során az egyik helyről kimosott talajt a víz egy mélyebb helyen rakja le (süllyedés), vagy a folyók a tengerbe szállítják (5. ábra).
Clarence-River Mündung, Neuseeland
5. ábra: Erőteljes erózió, a szárazföld talaja a tengerbe kerül
Több millió év során a tengerfenék megemelkedése és süllyedése által új anyakőzet alakul ki. A víz okozta erózió mértéke többek között a csapadék mennyiségétől, a széltől, a lejtő hosszától, a lejtésszögtől, a lejtő formájától, a vegetációtól, illetve a lefedéstől függ. A gyengén fedett talajokon az erős, heves esőzés különösen nagymértékű eróziót eredményez. A közvetlenül a talajra hulló esőcseppek tönkreteszik a talaj szerkezetét, és a talajfelszín iszapolódik. Ezáltal csökken a talaj vízelnyelő képessége. A talaj felszínén folyó víz fellazítja a talajrészecskéket és lesodorja őket a lejtőn. Hasonló folyamat megy végbe a hó vagy jég olvadásakor is, amikor a fagyott altalaj nem tudja felvenni az olvadékvizet. A vegetáció jelentős szerepet játszik az erózió szempontjából. A nem lefedett talaj esetében sokkal erősebb az erózió, mint a szorosan lefedett talajoknál. Ezért
mindenféle szántóföldi növény (például kukorica, cukorrépa) termesztése problémás, mivel a talaj hosszú időre csaknem teljesen fedetlen marad. Nem minden talajtípus egyformán hajlamos az erózióra. A talaj erózióval szembeni ellenállása egyenes arányban nő a talajrészecskék közötti összetartó erővel, a talajrészecskék méretével, illetve a vízáteresztő képességével (permeábilitás). A kisebb részecskéket könnyebben elsodorja a víz, mint a nagyobbakat. Ennek megfelelően az iszapban gazdag talajok könnyebben erodálnak, mint a homokos talajok. Az erózió következtében a növények, állatok és emberek életének alapja tűnik el. A talaj erózióval szembeni védelméhez jelentősen hozzájárulhatunk azzal, ha szerves anyagot (humuszt) és/vagy meszet alkalmazunk, amely stabilizálja a talajt. A hegyvidéki, lejtős területek talaja speciális művelést igényel. A gazdáknak megfelelő talajnedvességnél kell szántaniuk rézsútosan a talaj lejtésszögére, és kerülniük kell a talaj tömörítését. A szilárd talajok gyorsabban erodálnak, mint a nem tömörített talajok. Sok országban a teraszos földművelés hatékony védelmet biztosít a talajerózió ellen (rizs-teraszok). Németországban különleges kultúrák esetében jellemző a teraszos művelés, ilyen a szőlőtermesztés. Az erózió csökkenthető egy minden évszakban fennmaradó talajtakaróval (például egy folyamatosan művelt legelő), egy köztes szántóföldi növénnyel (a fő termények közé más magot vetünk, pl. az árpa és a cukorrépa közé), mulcsozással (szerves anyag alkalmazásával), illetve a lejtő hosszának csökkentésével (a szántóföld felosztása). A szélerózió elsősorban ott fordul elő, ahol nagy a szél sebessége. A szélerózió megelőzése céljából ugyanazokat az intézkedéseket kell alkalmazni, mint a víz okozta erózió esetében (kivéve a teraszos művelést). Itt a fásítás (pl. sövények telepítése) játszik fontos szerepet. 4.3 Szennyezés A szennyezőanyagok a levegő illetve a víz útján kerülnek a talajba (csapadék, árvizek). Ezért az ólom, amelyet 1998-ig a benzinhez kevertek, még a távoli Szibéria talajában, az Antarktisz jegében és az Északi sarkon is mérhető mennyiségben fellelhető. Ez a környezeti ártalom mára már a világ minden talaját elérte a hosszú távú közlekedés által. A kibocsátott szennyezőanyagok 20-50 km közötti távolságon minden talajba eljutnak. Az olyan hulladékok kitermelése, mint a csatornaiszap vagy kikötői iszap, valamint a szeméttelepek illetve szennyvíztisztító telepek miatt a talajokat erősen elárasztották a szennyezőanyagok. Az ipari használat során a talajban nem csak hatékony változások mennek végbe, hanem szerves illetve szervetlen szennyező anyagok is bejutnak a talajba. Az, hogy a talajban lévő egyes anyagokat a szennyező anyagok kategóriájába lehet-e sorolni, az anyag által kifejtett hatástól függ. Egyes nehéz fémek (réz, cink stb.) kis mennyiségben nélkülözhetetlenek a növények, állatok és emberek számára, ha azonban nagyobb mennyiségben kerülnek a talajba, káros hatásaik lehetnek. Az, hogy a talaj szennyezőanyag tartalma még a normál határérték alatt van-e, vagy túl magas, pontosan meghatározható. Mivel a talaj természetes módon tartalmaz bizonyos anyagokat, és – mint már említettük – ezeknek az anyagoknak egy része nélkülözhetetlen, a normál illetve túl magas szennyezőanyag-tartalom értéke hosszú kutatásokat követően került meghatározásra. Bizonyos szerves szennyezőanyagok mennyiségét, mint például az ásványi olaj hidrokarbonátokat, a talajban élő organizmusok képesek csökkenteni és ezáltal
ártalmatlanítani. Egyéb szerves szennyezőanyagok, mint például a dioxinok és furánok, melyek a nem teljes égés során keletkeznek, bonyolultabb felépítésűek és a talajban élő szervezetek nem tudják őket olyan könnyen lebontani. Azokat a talajrészeket, amelyek ilyen szennyezőanyagokat tartalmaznak, ki kell emelni a környező talajból és megfelelő erőművekben elégetni. E folyamat során megsemmisülnek a szennyezőanyagok és a talaj ismét használhatóvá válik. A három témával kapcsolatban (lefedés, erózió, és szennyezés) további javaslatok és anyagok találhatók elméleti bevezetők illetve gyakorlati kísérletek formájában a “DIG and LEARN” weboldalon (www.teaching-soil.eu). A részletesen bemutatott tantervek főleg az óvodás és kisiskolás korú, 5-8 éves gyermekekre vonatkoznak.
