VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Při sklizni běžné jednosečné louky se každoročně odveze z jednoho hektaru ve 3 tunách sena zhruba 50 kg dusíku i draslíku, 20 kg vápníku, 5 kg fosforu i hořčíku. Dobrý hospodář ví, že pro udržení výnosu je potřeba louku hnojit, protože všechny výše uvedené živiny by rostlinám mohly v dalších letech scházet a sena by bylo postupně méně a méně. Podobnou odezvu jsme čekali i my na našich dlouhodobých pokusných plochách v Bílých Karpatech, kde jsme na části ploch každoročně sklízeli seno, ale tyto pozemky jsme nehnojili. Překvapivě tyto sečené plochy vyprodukovaly i po 7 letech ochuzování půdy o živiny stejné množství suché hmoty jako sousední plochy pasené nebo plochy ponechané ladem. A to hned ve dvou experimentech, v Brumově-Bylnici a na Lopenickém sedle.

Vyvstala řada otázek. Mezi nimi i ta základní: „Jsou naše pozorování náhoda?“ Pár dní pátrání ve vědeckých databázích však ukázalo, že nikoli. Tuto stabilitu produkce i bez hnojení zaznamenali také kolegové při svých pokusech v Estonsku i Německu. V jednom německém experimentu nedošlo k poklesu výnosu dokonce ani po 37 letech exportu živin jednou sečí ročně. Pokusy s tímto výsledkem najdeme v různých oblastech (nížiny i hory, mokrá i suchá stanoviště), ale jedna věc je přece jen spojuje. Jednalo se o louky s vysokou druhovou pestrostí, obvykle i s několika desítkami druhů. Na našich lokalitách rostlo 99 druhů rostlin z 27 čeledí v Brumově-Bylnici a 77 druhů z 21 čeledí na Lopenickém sedle na ploše dvou tenisových hřišť (asi 500 m²). Z toho logickým úsudkem plyne, že stabilita produkce luk je nějak spojena s druhovou pestrostí. Jak? Vždyť to odporuje všem snahám, které vidíme na zemědělských pozemcích.

Pro založení nové louky se používají druhově chudé směsi trav a jetelovin (o 5-10 druzích) a přibývání nových druhů se považuje za zaplevelování. Když se příchozích rostlin objeví moc, zemědělec raději louku přeorá a založí znovu. Je to výhodné? Dokud jsou k dispozici levná minerální hnojiva a od louky nechceme nic jiného než produkci maximálního množství sena, tak se alespoň z finančního hlediska rozorávání a opětovné zakládání luk zřejmě vyplatí. Prognózy však předvídají, že světové zásoby fosforu pro výrobu superfosfátových hnojiv budou vyčerpány do 40 let. Co poté? Bylo by dobré uvažovat již dnes o možnostech, jak udržet produkci luk i bez vydatného minerálního hnojení. Do běžné zemědělské praxe již dávno pronikla jedna zásadní inovace. Dusík můžeme dodat do louky každoročně hnojením (ledkem, močovinou nebo kejdováním) nebo tím, že spolu s trávou vyséváme nějaký druh bobovité rostliny. Jetel nebo vojtěška pomocí symbiózy s hlízkovitými bakteriemi mohou půdu každoročně obohatit až o 300 kg dusíku na jednom hektaru. Co ale rostliny dalších čeledí, mají schopnost také nějak přispívat k udržení úrodnosti půdy a pomoci předcházet poklesu produktivity při každoročním exportu sena a absenci hnojení?

Zpět k našim pokusům. Porosty na sečených plochách si udržely produktivitu zejména proto, že za zmíněných 7 let prošly zásadní změnou druhové skladby. Ve vegetaci se ve zvýšené míře začaly na úkor trav uplatňovat dvouděložné rostliny. Nebyly to dusík fixující bobovité, ale rostliny hlavně z čeledí (dále č.) hvězdnicovité, jitrocelovité, miříkovité, mořenovité, pryskyřníkovité, růžovité, třezalkovité a zimolezovité. Spousta druhů byla zastoupená do 5 % podílu biomasy, avšak obvykle dosahoval jeden druh až 15 % a dával sečeným plochám vzhled. V Brumově-Bylnici sečené plochy žlutě rozzářil svízel syřišťový (č. mořenovité), zatímco na Lopenickém sedle se na nich prosadila fialová barva v podání chrpy úzkoperé (č. hvězdnicovité). Na lokalitě se svízelem při odstraňování živin sečí silně ustoupila válečka prapořitá a na ploše s chrpou zase psineček obecný - trávy s hustým kořenovým systémem, který účinně sbírá živiny těsně pod povrchem půdy. Mělce kořenící trávy byly postupně nahrazeny hluboko kořenícími bylinami. Svízel i chrpa mají poměrně tlusté a málo větvené kořeny, nejtenčí jsou dvakrát silnější než kořeny trav. Půdní prostor, ze kterého mohou byliny přímo čerpat svými kořeny živiny, není příliš velký. Ten většině rostlin výrazně rozšiřuje mykorrhizní symbióza, tedy spolupráce s houbami, jež s rostlinou za cukry vyměňují minerální živiny. Mykorrhizu ovšem využívá velká většina rostlin, bylin i trav.

Kořeny dvouděložných bylin mají exsudáty, uhlíkaté sloučeniny (karboxylázy), které rozpouštějí minerály a uvolňují do půdního roztoku fosfor (živinu nezbytnou zejména v dělivých pletivech, zajišťující rychlý růst). Ten je dostupný nejen pro ně samotné, ale i pro okolní rostliny, které tuto schopnost nemají. Mobilizace fosforu dvouděložnými se využívá i v zemědělství. Leckde po světě se pěstují obilniny (pšenice či kukuřice) společně s dvouděložnými rostlinami, obvykle z čeledi bobovitých (hrách, bob nebo lupina), které obohacují půdu o nafixovaný dusík, ale i o zmobilizovaný fosfor. Obilniny prospívají růstu dvouděložných zase svou schopností uvolňovat z podloží do půdního roztoku železo a zinek pomocí fytosideroforů. Rostliny pak netrpí chlorózou listů a dobře fotosyntetizují. Společné pěstování poskytuje vyšší výnosy než pěstování v monokulturách, čemuž se odborně říká „overyielding“.

Experimenty v travních porostech po celém světě ukázaly, že diverzita rostlin má zásadní pozitivní efekt na produktivitu. Vliv rozmanitosti (například obohacení 4druhové směsi na 16druhovou) je zcela srovnatelný s minerálním hnojením (tj. aplikací 50 kg dusíku na hektar ročně) a je dlouhodobě stabilní, kdežto minerální hnojení ztrácí časem pro podporu výnosu účinnost. Pestrost rostlinného krytu jako taková tak pravděpodobně garantuje dlouhodobě stálý výnos sena z luk.

Schází vykonat ještě mnoho experimentů, abychom lépe pochopili dovednosti celé palety méně prozkoumaných rostlinných čeledí (viz box) a popsali mechanismy, které jev vysoké produktivity při vysoké rozmanitosti provází. Jedním z nich může být i následující fenomén. Kolegové v Krkonoších zaznamenávali několik let pozice druhů na trvalých plochách a zjistili, že řada druhů rostlin po louce putuje. Jinými slovy nevyrostou každý rok na stejném místě. Co je k tomu vede? Zřejmě nejen vyčerpané zásoby půdních živin. Jen zlomek druhů rostlin roste totiž dobře na vlastním substrátu (a ty jsou pak v přírodě hojné). Velká část druhů však na jednom místě brzy trpí patogeny (nepřátelskými bakteriemi a houbami) a roste lépe v půdě po jiných druzích, a sice nejlépe po druzích co nejméně příbuzných. Jestliže je tedy porost na louce dostatečně pestrý, je mnohem jednodušší nepříznivé mikroflóře utéct a v dalším roce vyrůst s obvyklou silou a vyprodukovat podobné množství nadzemní biomasy.

Objevíte-li na loukách ostřice, což jsou trávám podobné rostliny, ale s trojhrannou lodyhou, vězte, že jste na místě s extrémním nedostatkem fosforu. Ostřice (principiálně nemykorrhizní, tedy nespolupracující s houbami) si tento prvek umí obstarat i tam, kde jiným rostlinám nepomůže ani soužití s houbami. Umožňují jim to tzv. mrkvovité kořeny (dauciform roots) vylučující kyselinu citronovou. Přestože byly popsány již v 70. letech na jiných šáchorovitých rostlinách v Austrálii, jejich výskyt u evropských druhů ostřic vědci zaznamenali až v posledních letech. Z běžnějších lučních druhů je najdeme u ostřice bledavé, o. horské, o. chabé, o. jarní, o. plstnaté, o. prosové, o. rusé či o. srstnaté. Stejnokláskové ostřice (podrod Vignea) tyto specializované kořeny nedělají, ale pro změnu uvolňují do půdy kyselinu šťavelovou, která jim fosfor z podloží vydoluje také. Nejsou to tedy pouze dvouděložné byliny, které umí zpřístupnit fosfor.

Mgr. Jan Mládek, Ph.D. - rostlinný ekolog na katedře ekologie a životního prostředí Univerzity Palackého v Olomouci, zodpovědný za údržbu dlouhodobých pokusů v lučních porostech Bílých Karpat běžících od roku 2004 dosud, viz web http://grasslandecology.euweb.cz