Biologická aktivita půd

Půda je živý systém, který vzniká činností celé řady různých organismů.

Při kontrole porostů jsme schopni vyhodnotit spoustu věcí od zaplevelní, výživného stavu, napadení chorobami a škůdci, často ale zapomínáme, že řada souvislostí a nápravných opatření je třeba hledat hloběji v půdě. 

Obrovský význma pro zdraví a kvalitu půdu představují půdní organismy. Bez jejich přítomnosti by nedocházelo k přeměně organických látek. Půdní organismy vytvvářejí z půdy přírodní dynamický systém se  schopností zabezpečit růst a vývoj rostlin, starají se o autoregulační schopnosti půdy, která ja tek schopna se vyrovnávat s nepříznivými vnějšími vlivy a  udržovat se dlouhodobě v kondici. Ve zdravé půdě je až 7 t/ha půdních organismů různých velikostí, od nepatrných prvoků, bakterií, hub, hlístic, až po ty největší kam patří žížaly.

Mirkoorganismy

Hlavní význam pro půdní úrodnost mají mikroorganismy, bez jejich činnosti by neprobíhala mineralizace a rozklad organických látek na jednodušší sloučeniny, které jsou následně využity pro výživu rostlin. Přítomnost organické hmoty v půdě spolu s činností mikroorganisů je důležitý předpoklad pro optimální vlastnosti půdy, její strukturu, provzdušnění, dostupnost živin a vodní režim. 

Krmíme půdu meziplodinami!

Půdní mikroorganismy jsou závislé na živých rostlinách, energii získávají z kořenových exudátů. Pro svůj růst a množení potřebují stejně jako my dostatek kvalitní potravy nejlépe v průběhu celého roku.  Díky meziplodinám jsme schopni prodloužit vegetaci a zajistit krmení pro půdní stádo během celého roku. Meziplodiny jsou takové takové spižírny pro mikroorganismy. 

Nejdůležitější funkce mirooganismů:

• Rozklad organické hmoty v půdě a syntéza nových látek (humusu)
• Promíchávání organické a minerální půdní hmoty
• Tvorba drobtovité struktury půdy
• Produkce kyselin a rozpouštění minerálů, zpřístupnění živin pro rostliny
• Akumulace velkého množství živin, především dusíkatých do svých těl

Mikroorganismy se vyskytují především v těsné blízkosti kořenů rostlin v rhizosféře, což je vrstvička půdy o tloušťce několika mm v okolí kořenů. Zde probíhají nejdůležitější biochemické reakce, zpřístupňování živin pro rostliny a jejich zadržování v tělech mikroorganismů.

V rhizosféře rostlin se vyskytuje řada prospěšných mikroorganizmů a bakterií, rostliny pro ně uvolňují do půdy až 40% cukerných produktů fotosyntézy ve formě kořenových exudátů. V případě, že není v půdě dostatek těch prospěšných, profitují z toho fytopatogenní houby. Z toho důvodu je vhodné se starat o stádo prospěšných půdních organismů. Některé bakterie (např. Azotobacter) dokáží fixovat vzdušný dusík a poskytovat ho rostlinám, tyto bakterie je možné do půdy dodávat i cíleně ve formě pomocných přípravků.

Mikroorganismy velice často spolupracují s rostlinami, příkladem jsou hlízkové bakterie a půdní bakterie, které fixují vzdušný dusík a poskytují ho rostlinám výměnou za uhlíkaté látky ve formě kořenových exudátů, které rostliny uvolňují do půdy. Rostliny takto ve snaze podpořit rozvoj užitečných půdních organismů uvolňují přes kořeny do půdy až 40% produkce fotosyntézy.

 

Symbiotická fixace dusíku

Dusík je jedním z nejdůležitějších prvků ve výživě rostlin. Na dodání dusíkatých hnojiv reaguje rostlina intenzivním růstem a vyššími výnosy. Dusík je důležitou složkou bílkovin i enzymů. V půdě je většina dusíku vázána ve formě organických sloučenin, z nichž se postupně uvolňuje ve formě amoniaku. Půdní bakterie přeměňují amoniak na dusičitany a ty jsou využívány rostlinami. V rostlině musí být dusičitany opět přeměny na amoniak, a ten je využit při syntéze aminokyselin.

Leguminózy využívají zcela odlišný způsob k získání dusíku. Pro jejich kořenový systém je charakteristická přítomnost tzv. hlízek, které jsou vyplněny bakteriemi žijícími v symbióze s rostlinou. Rostlina zásobuje bakterie produkty fotosyntézy, které jsou zdrojem energie, a bakterie mají schopnost fixovat vzdušný dusík ve formě amoniaku. Tento proces se nazývá symbiotická fixace dusíku a z hlediska zemědělské výroby má  podstatný význam jako alternativní zdroj dusíkaté výživy. Je to především symbióza hlízkových bakterií - rhizobií - s leguminózami.

Tyto bakterie mohou účinně doplnit nebo částečně nahradit dusíkatá hnojiva průmyslová a snížit náklady při udržení potřebné intenzity výživy pro dosažení výnosu. Biologická fixace atmosférického dusíku leguminózami tvoří nenahraditelný zdroj dusíku pro ekosystémy a má nezastupitelnou úlohu v koloběhu dusíku v přírodě. Její efektivní využívání je nejlepší alternativou a náhradou minerálních dusíkatých hnojiv, jejichž výroba i aplikace přináší vedle pozitivního efektu i řadu negativních prvků.

Z hlediska ochrany životního prostředí a setrvalé udržitelnosti agroekosystémů je proto zcela nezbytné využívat a plně rozvíjet tento jedinečný přírodní proces. Leguminózy a konkrétně pícniny svojí schopností fixovat v symbióze s rizobii atmosférický dusík zcela pokrývají svoji potřebu dusíku a zároveň prospívají při pěstování ve směsích i jiným druhům rostlin a též následným plodinám v osevních postupech.

Hlavním zdrojem dusíku pro jiné druhy rostlin jsou odumřelé hlízky, kořeny a listový opad. Odhady biologicky fixovaného dusíku leguminózami za rok se různí, avšak řada autorů uvádí pro pícniny hodnoty od 100 do 600 kg N.ha-1 .rok-1 a konkrétně pro jetel luční 183 jako průměrnou a 673 kg N.ha-1 .rok-1 jako maximální fixaci. Luskoviny jsou schopné ročně fixovat 50 - 200 kg N/.

Velikost a tvar hlízek je u jednotlivých druhů leguminóz odlišný a nemá vliv na množství fixovaného dusíku. Důležitější indikátor pro hodnocení účinnosti symbiotické fixace je počet kořenových hlízek, který je určován rostlinou a přítomností rhizobií v půdě. Z tohoto důvodu je pro nastartování fixace dusíku velmi prospěšná inokulace osiva vhodným druhem rhizobií pro danou plodinu, zvláště pokud se na pozemku delší dobu nepěstovala.

O funkci hlízek se můžeme přesvědčit, pokud ji rozřízneme a má typické růžové zbarvení, které je dáno přítomností proteinu leghemoglovin.

První reakcí rostliny na přítomnost kompatibilního druhu Rhizobium v blízkosti kořene je zatočení kořenového vlásku. Bakterie se dostává do kořene tímto zatočeným kořenovým vláskem a indukuje zde tvorbu infekčního vlákna. Tato struktura obsahující množící se bakterie se vytvoří vnořením do hostitelské buňky a je proto ohraničena buněčnou stěnou a plazmatickou membránou buňky. Postupná infekce bakteriemi má za následek tvorbu kořenové hlízky. Je to specializovaný orgán, který je tvořen meristémem a sítí cévních svazků (xylem a floem), které vyživují hlízku.

Nejdůležitějším z proteinů, které se podílí na fixaci dusíku je leghemoglobin. V rostlinné říši to je ojedinělá molekula, jejíž struktura je velmi podobná živočišnému hemoglobinu. Leghemoglobin se hromadí ve vysoké koncentraci v kořenových hlízkách leguminóz a způsobuje charakteristickou růžovou barvu funkční kořenové hlízky.

Mykorhiza

Dalším příkladem spolupráce mezi rostlinnou a mikroorganismem při zpřístupňování živin je mykorhiza neboli kolonizace kořenů mykorhizními houbami. Nejrozšířenějším typem mykorhizy je arbuskulární, kterou realizuje přibližně 95 % druhů mykorhizních rostlin (od mechorostů až po krytosemenné rostliny). Mikroorganismy schopné mykorhizy pronikají za využití hyf do kořenů hostitelské rostliny. Následně zde vytvářejí typické útvary – arbuskuly a vezikuly.

Tato symbióza zlepšuje příjem živin, zvyšuje odolnost rostliny k suchu a resistenci rostliny vůči patogenům. Zjednodušeně řečeno se mnohonásobně zvyšuje kapacita kořenového systému a schopnost osvojování si živin i za nepříznivých vlhkostních podmínek. Mykorhízou se zabývá řada vědeckých výzkumů, protože je označovaná jako významný faktor v boji se suchem a možností jak zajistit dostatek potravin v problematických region.

Mykorhízní houby jsou životně závislé na živých rostlinách. Proto jejich početnost a  růst dokážeme pozitivně ovlivnit pěstováním meziplodin, které prodlouží dobu, kdy na poli něco roste mimo hlavní plodiny. Rozvoj mykorhízních hub podporují především luskoviny a jeteloviny, svazenky, pohanka ad. naopak brukvovité meziplodiny tuto přednost nemají.

Mykorhízu je schopna velmi dobře využívat například kukuřice, proto se nabízí i vysvětlení, že po meziplodinách typu svazenky se výnosy zvyšují a naopak po hořčicích zvláště za sucha může výnos kukuřice klesat. Mykorhízu na kořenech kukuřice prozrazuje typické žluté zbarvení, které lze z kořenů setřít a mohutnější kořenový bal a soudržnost půdy na kořenech. Mykorhíza produkuje sloučeninu, která funguje jako lepidlo – glomalin – to zajišťuje právě lepší soudržnost půdy kolem kořenů.

Mykorhízní houby zvyšují využitelnou kapacitu kořenového systému, zlepšují využití živin z půdy a podporují dosažení vyrovnaných výnosů i za sucha. 

Makroorganismy

Jako nejvýznamnější makroorganizmy v půdě lze označit žížaly. Přínos žížal pro úrodnost půdy znali už starověcí Egypťané a oceňoval ho i řecký filozof Aristoteles, jenž žížaly označil za střeva matky Země. Žížaly mají významnou roli při tvorbě humusu, pro koloběh živin, půdní strukturu, výnosy a pro kvalitu pěstovaných plodin. Žížaly se živí odumřelou organickou hmotou rostlinného (a někdy i živočišného) původu a půdními mikroorganismy. Pod plochou jednoho čtverečního metru můžeme nalézt asi 30–400 žížal.

Žížaly ovlivňují půdní prostředí především tvorbou chodeb a produkcí exkrementů, ve kterých jsou minerální částice důkladně promíchány s rozloženými organickými zbytky a mikroflórou. Každoročně je jich na půdní povrch o ploše jednoho hektaru ukládáno až 40–50 tun. Exkrementy jsou však ukládány i pod povrch půdy, a některé odhady uvádějí, že během jednoho roku může zažívacím traktem žížal projít i více než čtvrtina svrchního půdního horizontu. Exkrementy žížal pozitivně ovlivňují provzdušnění půdy a zvětšují povrchy v půdě, čímž zvyšují dostupnost prostorů pro mikrobiální činnost.

Rovněž chodeb žížal, které svými rozměry (1–10 mm) patří k největším půdním pórům, může být v půdě velmi mnoho, až 200–800 chodeb na čtvereční metr. Půdy bohaté na žížaly se vyznačují obecně lepší jímavostí půdní vláhy než půdy bez žížal. Vertikálně probíhající chodby většinou přečkávají záplavy a významně zvyšují rychlost infiltrace vody do půdy. Půda je pak méně náchylná k podmáčení během zimních a jarních měsíců, a vyšší podíl srážkové vody je přiváděn přímo ke kořenům rostlin. Následně se zvyšuje odolnost půdy vůči erozi.

Množství žížal v půdě ovlivňuje dostatek potravy, optimální vlhkost půdy a snížená intenzita mechanického zpracování půdy. Pěstování meziplodin a minimalizační technologie zpracování půdy tak vedou k postupnému zvyšování početnosti těchto půdních architektů.

Chodby žížal jsou využívány kořeny rostlin, díky nim mohou snadno prorůstat do větších hloubek, navíc jsou stěny bohaté na exkrementy žížal, které obsahují více živin než okolní půda. Bylo zjištěno, že v utužené jílovité půdě rostlo v chodbách žížal 40 – 60 % všech kořínků.

Aktivita žížal též zamezuje vytváření krusty na půdním povrchu a tím napomáhá vzcházení a rozvoji mladých rostlin. Na obrázku jsou patrné půdní agregáty, které vytvořily žížaly.

Žížala je pomocník, kterým žádný zemědělec nepohrdne. Pracuje zdarma, živí se půdou a rostlinnými zbytky, pečlivě zpracovává půdu, zlepšuje dostupnost živin pro rostliny a podporuje růst rostlin.

 

Za nepříznivých podmínek pro založení porostu meziplodin je vhodnější na poli nechat strniště, které zastiňuje půdu, podporuje zasakování srážkové vody a podporuje půdní organismy. Navíc vysoká aktivita žížal vede k omezení počtů fytoparazitických háďátek, přezimujících housenek a zimních forem fytopatogenních hub.

Můžeme vám pomoct? Kontaktujte nás: