Půdu je třeba „oceňovat“, je třeba hodnotit, zda se např. vlivem určitého hospodaření zlepšuje či zhoršuje atp. Navíc je dnes již dobře známo, že půda má kromě funkce produkční řadu neméně významných dalších funkcí a poskytuje mnoho ekosystémových služeb. Fungující kvalitní a zdravá půda je proto naprosto zásadním předpokladem prosperity. Je ovšem také zřejmé, že člověk může nerozumným užíváním půdu ničit a zničit. V tomto kontextu se užívají termíny „udržitelné“ nebo „neudržitelné“ zemědělství, na něž se zaměříme v posledním dílu našeho seriálu.

Hospodaření nebo užívání půdy?

 Úplným laikům možná tato otázka nedává smysl. Sedláci ovšem dobře ví, že na půdě a s půdou se hospodaří, nebo se půda (vy)užívá… nejčastěji pro produkci lukrativních produktů a tím jako zdroj zisku. Určité způsoby nakládání s půdou nepochybně vedou k poškozování, degradaci, půdy. Víme ovšem, že hospodařit lze i tak, aby se půda nejen dále nepoškozovala, ale i zlepšovala. Bohužel ale podíl takto obhospodařovaných půd je u nás malý, a to má za následek obecné stále pokračující zhoršování půdních vlastností. V osmém dílu jsme uvedli několik konkrétních příkladů degradace fyzikálních a chemických vlastností našich půd podle oficiálních zdrojů, ovšem degradace půdy je ve skutečnosti ještě rozšířenější a představuje závažný problém a překážku dalšího rozvoje společnosti. V delším časovém horizontu dokonce ohrožuje její prosperitu a existenci.

Účinná ochrana půdy před degradací musí nejprve identifikovat a pojmenovat příčiny degradace a následně stanovit postupy, jak degradaci bránit. Základním problémem a primární příčinou degradace půdy je to, že k ní „uživatel“ přistupuje jako k nevyčerpatelnému zdroji a nevrací do půdy to, co z ní vzal. Bereme, ale nevracíme – míněno velmi obecně, i když se v této souvislosti zmiňují například živiny (jejich část se odnese v produktech – zrnu, semenech a oleji, píci a pak mase atd.) nebo organická hmota (ta se při zemědělském využívání nutně rozkládá a mineralizuje), ale zdaleka nejde jen o ně. V první řadě je tedy třeba změnit „přístup“, navrátit půdě její význam a důležitost pro společnost, a podle jejího (zásadního) významu s půdou nakládat: citlivě, pozorně, ohleduplně, s myšlenkou na budoucnost, na ty, kteří budou na stejnou půdu odkázáni. Půda je mnohem složitější systém, než se může jevit nepoučenému „uživateli“ a podle toho je třeba s ní pracovat (obrázky 1 a 2).

Obrázek 1. Vznik sorpčního komplexu půdy. Jedním z podstatných rysů, kterým se půda odlišuje od všeho ostatního v přírodě, je půdní sorpční komplex. Někdy se také označuje jako jílovo-humusový komplex – tento název obsahuje dvě jeho hlavní složky: jílové minerály a humusové látky. V procesech zvětrávání a přeměn půdotvorných minerálů se vytvářejí jílové minerály s mnoha unikátními vlastnostmi, např. velkým měrným povrchem, schopností iontové výměny, bobtnavostí aj. Souběžně probíhá v půdě činností organismů rozklad mrtvé biomasy. Při něm se uvolňují minerální živiny a jednodušší organické látky a dochází k humifikaci, tedy tvorbě látek humusové povahy. Jílové minerály a humusové látky navzájem reagují, dávají vznik jílovo-humusovému komplexu, který se také označuje jako sorpční komplex půdy. (zdroj Gobat a kol., 2004, grafické zpracování L. Novotná)

Obrázek 2. Potravní síť. V běžné půdě probíhá v každém okamžiku nepředstavitelně velké množství nejrůznějších procesů, jak fyzikálně-chemických, tak biologických. Je to dáno zejména obrovským množstvím živých organismů, které půdu obývají a mají mnoho aktivit souvisejících se zachováním života. Pochopení obrovské složitosti půdy usnadňuje například koncepce potravních řetězců a potravních sítí. Půdní potravní síť se skládá se z mnoha propojených potravních řetězců. Energie a živiny proudí potravními řetězci od primárních producentů (rostlin, řas aj.) přes spásače (herbivory) k požíračům (karnivorům). Tento subsystém „požírání“ je závislý na subsystému primární produkce a naopak poskytuje látky pro subsystém rozkladu. Uvolněné živiny tvoří zásobárnu živin pro autotrofní organismy subsystému primární produkce. (zdroj Gobat a kol., 2004, grafické zpracování L. Novotná)

Historická zkušenost ukazuje, že půda byla (a je i dnes, jen si to možná nechceme připustit) základem každé civilizace. Nikoli poprvé, ale naprosto přesvědčivě to ve své knize ukázal významný izraelský vědec, pedolog a půdní fyzik, Daniel Hillel (Hillel, 1991). Český čtenář se může s touto problematikou podrobněji seznámit například v knize Václava Cílka a spoluautorů (Cílek a kol., 2021; viz také Bárta, 2016), na niž se budeme ještě odkazovat v dalším textu. Lidé se pochopitelně potřebují najíst a dostatek potravin a vody předznamenává určitou stabilitu a možnost dalšího rozvoje. Naopak nedostatek potravin vždy přinutil společnost k migraci a výbojům, nebo vedl k zániku. Moderní člověk v tzv. rozvinuté společnosti nemá ve zvyku o těchto věcech přemýšlet, protože přece voda z kohoutku teče a supermarkety se předhánějí ve slevových akcích, aby přitáhly zájem spotřebitelů. Všude kolem panuje iluze naprostého přebytku zboží, které se snad ani nemůže prodat a spotřebovat. Pak ale stačí jedna kontejnerová loď „vzpříčená“ v Suezském průplavu, a zásobovací linky jsou na dlouhé měsíce narušeny, nemluvě o současných kaskádách příčin a důsledků vyvolaných pandemií koronaviru a už vůbec nemluvě o válce na Ukrajině rozpoutané šíleným masovým vrahem Putinem. Nastavují nám zrcadlo, v němž můžeme vidět, jak citlivá je naše civilizace a jak je relativně lehké její domnělou stabilitu narušit. A to stále mluvíme o té „rozvinuté“ části světa. V té druhé části řeší dennodenně stamiliony lidí, zda se napijí a nají. Nejde nám zde o nějaké strašení, ale je zřejmé, že vývoj civilizace dospěl k bodu, kdy se mohou věci rázem změnit. A na co se v takové situaci spolehnout, soustředit? V první řadě jistě na to, abychom měli vodu a jídlo, protože např. nejmodernější telefon, poslední módní doplňky nebo úžasné auto nám v kritické situaci moc nepomohou. Jsme ovšem malý národ žijící v malé zemi a z globálního pohledu vcelku bezvýznamní. Můžeme tedy vlastně něco dělat? Jistě můžeme dělat, že se nás to netýká, voda teče a v obchodech je dost zboží - zatím. Nebo můžeme začít pracovat na zlepšení své stability, prosperity a zajištění, jak se dnes říká, udržitelného rozvoje. V případě celosvětového konfliktu nám ani to možná nepomůže, ale analogické tendence ke zvýšení samostatnosti a soběstačnosti jistě nejsou a nebudou jen naší záležitostí, a minimálně můžeme zvýšit své šance na dobrou budoucnost. Je přitom jisté, že zajištění vody a potravin v potřebné výši a kvalitě závisí na našich půdách. Víme dobře, a v našem seriálu jsme si to vícekrát připomněli, že půda má mnoho funkcí a že mj. působí jako účinný filtr s čistící schopností pro vodu. Většina pitné vody u nás je zajištěna z povrchových zdrojů – tato voda pocházející ze srážek protéká půdou a hromadí se ve vodních nádržích. Protože ale protéká půdou, která je (z většiny) vystavena praktikám konvenčního intenzivního zemědělství, nemocná půda již vodu nečistí, nýbrž do ní přidává, zejména zbytky z hnojiv včetně živin, jako je fosfor, draslík, dusík a další, které nemohly být využity rostlinami a mikroorganismy, a hlavně pesticidy. Bez nich se moderní intenzivní zemědělství neobejde, jsou nutnou součástí technologie „výroby“ velké většiny produktů, včetně např. zeleniny, ovoce, obilnin nebo řepkového semene. Právě řepka je jednou z plodin, možná nejvýznamnější, jejichž pěstování v tak velkém měřítku, jak nyní probíhá u nás, je odpovědné za stále větší znečistění našich vod tzv. agrochemikáliemi. Takto bychom mohli pokračovat, jiným velmi významným zdrojem znečistění půd a vod jsou velkochovy hospodářských zvířat a velkozpracovny masa a dalších živočišných produktů, zejména pokud jde o veterinární, dezinfekční, asanační a jiné přípravky. Je iluzorní, a neodpovídá bohužel realitě, se domnívat, že pitná voda, která prošla čistěním v úpravnách pitné vody, je prosta těchto a jiných znečisťujících látek (kromě zemědělských zdrojů znečistění můžeme zmínit např. znečistění průmyslové a komunální – odpadní vody ze sídel obsahují i po hrubém vyčistění v čistírnách odpadních vod mnoho polutantů včetně zbytků léčiv, kosmetických, pracích a čistících přípravků aj., na znečistění se významně podílejí i nezajištěné skládky odpadů a tzv. staré ekologické zátěže atd.). Znečisťující látky se dostávají do prostředí a kontaminují půdu, povrchovou i podzemní vodu i vzduch a posléze potravní řetězce, pitnou vodu a potraviny. Udržitelné, tedy dlouhodobě provozovatelné a dostatečně výkonné, zemědělství naproti tomu prostředí neznečisťuje.

Kromě otázky (ne)znečisťování půdy a vody se zemědělství musí vypořádat s produkcí požadovaných potravin (a krmiv a dalších produktů, např. vláken atd.). V tomto jsme odkázáni na úrodnost, produktivitu a kvalitu našich zemědělských půd, protože žádnou jinou půdu (ani moře a jiné možnosti získávání potravin) k dispozici nemáme nebo jsou tak investičně náročné a nákladné (skleníky apod.), že si je v potřebném rozsahu ani zdaleka nemůžeme dovolit. Proto nám musí záležet na produkční schopnosti naší půdy – i kdybychom se snad smířili s nižší kvalitou zemědělských produktů, musíme jich mít dostatek k přežití a k prosperitě. Zde je na místě poznamenat, že naprosto nelze spoléhat se na dovoz potravin z jiných zemí. Dnes samozřejmě probíhá intenzivní „směna“: mnoho produktů, surovin i potravin vyvážíme, mnoho jich také dovážíme, přičemž ovšem saldo bývá záporné – více dovážíme, než vyvážíme. Jistě, musíme dovážet např. koření, tropické plody apod., pokud jimi chceme obyvatelstvo zásobit. Musíme ale dovážet vepřové maso, brambory nebo běžnou zeleninu, tedy to, co bychom mohli produkovat u nás? A naopak vyvážet do jiných evropských států řepkové semeno, jehož produkce nadměrně zatěžuje prostředí, nebo pšenici? Ano, vždycky existují „dobré“ důvody, proč se tak děje, i když normální rozum na ně nestačí. Pokud by ale celou střední Evropu, celý světadíl nebo dokonce celý svět postihly globální těžko řešitelné problémy či dokonce katastrofy, nebude odkud nakupovat potraviny a zajistit jejich dostatek pro obyvatelstvo. Dokonce i mnohem „lokálnější“ jevy a události by zcela převrátily zavedené procesy a narušily nebo úplně znemožnily zásobování odkázané na dovozy odjinud. Václav Cílek se spoluautory v této souvislosti píší: „Bezpečnostní analýzy varují před potravinovým kolapsem Egypta, suchými lety v západní Africe se 700 miliony obyvatel či možným konfliktem mezi jadernými velmocemi Indií a Pákistánem… zasoluje se i delta vietnamského Mekongu a další území…“ (Cílek a kol., 2021). Je totiž zřejmé, že katastrofické události i v pro nás odlehlých regionech a světadílech ovlivní celý svět (včetně nás!), a nemusí jít jen o narušení dopravních koridorů, jako tomu bylo loni v Suezském průplavu. A jak koneckonců zažíváme právě nyní, ruské běsnění na Ukrajině pokračuje a vzbuzuje řadu otázek a obav – že se citelně dotkne i nás je již víceméně jisté, a to je ještě konec v nedohlednu. Vraťme se však k zemědělství.

Střídání plodin

 Zemědělská historie zná různé způsoby hospodaření. Střídání plodin není nijak novým „vynálezem“, o přínosech tohoto systému zemědělství pojednávali ve svých dílech už antičtí myslitelé a spisovatelé, např. Cato Starší (234–149 př. n. l.), autor spisu De agri cultura (O rolnictví), Columella (4-70), autor De re rustica (O zemědělství) a zejména Plinius Starší (cca 20-79), autor encyklopedie Naturalis historia, která platila za významný zdroj informací o přírodě až do pozdního středověku. Tito klasičtí autoři vcelku dobře znali prospěšnost určitého střídání plodin, aniž ovšem zcela pochopili její důvody; není také úplně jisté, nakolik se doporučované střídání plodin skutečně v praxi realizovalo. Po zániku římské říše se vytratilo mnoho dřívějších znalostí, a pokud jde o zemědělství, ve středověké Evropě převažovaly zřejmě jiné způsoby hospodaření, zejména přílohové a úhorové. Zásadní přelom a skokové zvýšení produkce přineslo až střídání plodin v pravidelných osevních postupech. K dobové dokonalosti je přivedly v Belgii, Holandsku a zejména v Anglii na začátku 18. století. Podle místa pozdějšího rozšíření v hrabství Norfolk je tento způsob zemědělství nazýván norfolkským systémem střídání plodin. Tento osevní postup zahrnuje specifický sled plodin: jetel (nebo jetelotráva), ozim (typicky ozimá pšenice nebo žito), okopanina (původně tuřín, později řepa, brambory apod.; tato plodina se hnojila hnojem) a jarní obilnina (ječmen či oves, s podsevem jeteloviny). Místo okopaniny se také zařazovala luskovina (hrách aj.). Osevní postup zajišťoval dostatek píce pro dobytek, dusíku a uhlíku pro půdu a hluboké prokořenění půdy (jetelovina), zatímco dobytek „na oplátku“ poskytoval hnůj na hnojení okopaniny. Z hlediska péče o půdu představuje tento systém ideální osevní postup. Lze jej dále rozvíjet, a tak umožnit i pěstování dalších plodin, nicméně klíčové prvky zůstávají, kdy obilniny a některé další „horší“ plodiny střídají jeteloviny, luskoviny a plodiny hnojené organickými hnojivy, tedy tzv. zlepšující plodiny. Střídání plodin, často doplňované intenzivním hnojením statkovými hnojivy se v různé podobě uplatňovalo v zemědělství v průběhu 19. století. Do USA jej přinesli hlavně angličtí osadníci, v Anglii bylo mj. i předmětem bádání v klasickém polním experimentu založeném na zemědělské výzkumné stanici v Rothamstedu. Střídání plodin v osevních postupech podporovaly i nové objevy, zejména objev fixace vzdušného dusíku leguminózami v symbióze s bakteriemi rodu Rhizobium (více viz např. Karlen a kol., 1994). Ne všude byl ale tento princip uznáván jako základ pro úspěšné hospodaření. Extrémně úrodné půdy spolu s příznivými klimatickými podmínkami v severoamerickém „corn-belt“ umožňovaly dlouhodobé pěstování kukuřice a pšenice v monokulturách, aniž by významně klesaly výnosy. Na začátku 90. let 20. století se ještě takto v USA pěstovalo asi 20 % kukuřice a monokulturní systémy se široce využívaly např. ve Francii. (Poznámka. Termínem monokultura zde míníme opakované pěstování stejné plodiny, např. kukuřice, nebo stejného typu plodin, např. obilnin, na jednom pozemku. Tento význam je uváděn v protikladu k pojmu střídání plodin.) Rozvoj chemického průmyslu a energetiky po druhé světové válce zajistil masovou výrobu přiměřeně levných dusíkatých hnojiv a pesticidů a v mnoha oblastech vedl mj. k opuštění principu důsledného střídání plodin. Podobná situace byla i v Československu v 60. - 90. letech 20. století, kdy starými sedláky prověřené principy udržitelného nakládání s půdou nahradilo zavádění tzv. intenzifikačních opatření, v prvé řadě masivní používání průmyslových hnojiv a pesticidů, podporované mechanizací, melioracemi půdy a koncentrací (v živočišné výrobě budování obrovských výkrmen a stájí, v rostlinné výrobě likvidace rozptýlené zeleně a krajinné úpravy včetně scelování pozemků do stahektarových celků). Soudobé konvenční zemědělství ovšem kupí stále více dlouhodobě neřešených problémů a spolu s rychle rostoucí cenou energií (a tím hnojiv) vede k novému zájmu o střídání plodin a využívání leguminóz v osevních postupech.

 Osevní postupy – základ pro udržitelné hospodaření

Střídání plodin podle osvědčených postupů je nezpochybnitelným základem dlouhodobě udržitelného zemědělství. S touto tezí může myslím souhlasit naprostá většina sedláků.

Již před více než 20 lety připomínal prof. Škoda (viz Kulovaná, 2001), že osevní postupy patří k nejstarším a současně nejvýznamnějším a nejlevnějším agrotechnickým opatřením. Jejich cílem je stabilizovat výnosy plodin se zřetelem na zachování úrodnosti půdy a ochranu životního prostředí. Autor vyjadřuje naději, že po přechodném období devadesátých let 20. století (s řadou negativních jevů a důsledků) se zemědělství vrátí k osvědčeným principům střídání plodin a k uplatnění stabilních osevních postupů. Dnes můžeme bohužel konstatovat, že tato naděje se nenaplnila. Současné intenzivní zemědělství masově využívá jen tzv. sledy dvou či tří plodin. Plodiny se sice „střídají“, ale jsou přitom ignorovány základní principy střídání plodin, respektive se nedodržují důležité zásady, v osevním postupu chybí jeteloviny a jetelotrávy i plodiny hnojené hnojem nebo jinými organickými hnojivy (brambory, řepa aj.), procentické zastoupení některých plodin (řepka, obilniny) často v podniku (tzn. na určitém vymezeném území) výrazně přesahuje doporučené hodnoty atd. Nesprávné střídání plodin na pozemku je nejméně stejně škodlivé, jako monokultury.

 Problém s nadměrnou výměrou obilovin na zrno (s využitím např. pro průmyslovou výrobu etanolu nebo pro spálení), řepky (na výrobu alternativního paliva) i kukuřice (pěstované pro výrobu bioplynu) je v tom, že tyto plodiny při stávající technologii pěstování včetně vysokého podílu v osevních sledech rozhodně nepatří mezi tzv. zlepšující plodiny. K těm původně patřily řepka i kukuřice hnojené organickými hnojivy a pěstované na podstatně menší výměře, technologiemi, které nebyly tak fatálně závislé na chemické ochraně před škodlivými činiteli, jako je tomu v dnešní praxi; také úroveň hnojení minerálními hnojivy byla nižší než v současnosti, kdy moderní odrůdy sice poskytují vyšší výnosy, ale jsou také mnohem náročnější na obsah přístupných živin v půdě. Kukuřice, pšenice aj. plodiny v našem současném zemědělství nejen že nepřispívají k obnově a navyšování zásoby půdní organické hmoty, ale v intenzivních systémech s vysokými výnosy vyčerpávají živiny (a vyvolávají potřebu vysokých dávek syntetických hnojiv) a hlavně se při jejich pěstování používá mnoho pesticidů se všemi negativními dopady na půdu, vodu a krajinu, tedy v důsledku na člověka (obrázek 3). Jejich asi jedinou „výhodou“ je, že se „vyplatí“ – tedy vyplatí se dnes a pouze danému zemědělci, o užitku pro společnost lze úspěšně pochybovat, nemluvě o současných i budoucích negativních dopadech souvisejících s degradací půdy a prostředí vůbec.

Obrázek 3. Pesticidy jsou součástí systému konvenčního zemědělství. Jen část těchto jedů zasáhne cílové organismy a usmrtí je. V závislosti na chemické podstatě pesticidní látky se její část může odpařit nebo být na částicích odnesena větrem, případně rozložena působením slunečního záření (fotolýzou) a znečistit ovzduší (ať již samotná látka, nebo její rozkladné produkty). Část se dostane do plodiny a její biomasy (znečistění produktu), část může být vyplavena do podzemní vody a znečistit ji, část se zachytí v půdě a je přijata půdními organismy (znečistění půdy) a část je rozložena v půdě činností půdních organismů a enzymů. (zdroj Severn a Ballard, 1990, cit. White, 1997, grafické zpracování L. Novotná)

Plodiny se tradičně rozdělují na zlepšující, neutrální a zhoršující. Mezi zlepšující plodiny řadíme hlavně jeteloviny, jetelovinotravní směsi, luskoviny, luskovinoobilní směsky, okopaniny hnojené hnojem a meziplodiny. Nezastupitelný význam pro ornou půdu mají především jeteloviny (vojtěška setá, jetel luční aj.). Vyznačují se nejvyšší předplodinovou hodnotou, která vyplývá z jejich morfologické a biologické podstaty, a také ze způsobu pěstování. Pro vojtěšku je charakteristický velmi mohutný a hluboký kořenový systém, který půdu prokypřuje, provzdušňuje a čerpá živiny ze značné hloubky (v příznivých podmínkách až z několika metrů); navíc tento mohutný kořenový systém v půdě posléze zůstává a je vydatným zdrojem organické hmoty. Jetel luční, jehož kořenový systém je mělčí, velmi dobře prosperuje ve směsi s travami, které přispívají k produkci podzemní i nadzemní fytomasy. Již v průběhu pěstování, ale zejména po zaorání porostů, obohacují tyto plodiny půdu o dusíkem bohatou organickou hmotu, k jejíž tvorbě významně přispěla symbiotická fixace dusíku pomocí hlízkových bakterií. Soudržný systém jetelovin a jetelovinotravních směsí zpevňuje půdu, což je významné zejména na svažitých pozemcích. Před vodní a větrnou erozí je půda chráněna celoročním pokryvem. Srážková voda se i při značně vysokých úhrnech srážek efektivně vsakuje do půdy. Zapojené porosty omezují růst plevelů a k regulaci řady plevelných druhů přispívá i vícesečnost porostů. Z ekonomického i ekologického hlediska je pozitivní, že porosty jetelovin se obvykle pěstují bez použití pesticidních přípravků. V neposlední řadě má absence zpracování půdy při víceletém pěstování jetelovin a jetelovinotravních směsí příznivý vliv na rozvoj edafonu všech kategorií.

Osevní postup, tj. sled plodin na pozemku, je praktickým vyjádřením principu střídání plodin (viz také 5. díl seriálu Zdravá půda, Selská revue, č. 5/2021, obrázek 7 a text). Ten vychází jak z dlouhodobých zkušeností, tak z vědeckých poznatků. Opakované (někdy roky až desetiletí) pěstování stejných plodin na tomtéž pozemku je totiž doprovázeno mnoha negativními aspekty. Souhrnně se někdy označují jako „únava půdy“ a v důsledku vedou ke snižování výnosů takto pěstovaných plodin. V některých případech, zejména na kvalitnějších půdách, lze po jistou dobu snížení výnosů zabránit zvyšováním vstupů, zejména zvyšováním dávek živin a často i dávek pesticidů určených k ochraně plodin před škodlivými činiteli. V čem spočívá únava půdy? V první řadě jde o vyčerpání živin, a to nejen tzv. hlavních živin, tedy dusíku, fosforu a draslíku. Ty se koneckonců obvykle doplňují intenzivním hnojením. Nebezpečnější, protože mnohem hůře odhalitelným, je vyčerpání dalších živin, např. síry a mikroživin. Jejich obsah v půdě se obvykle nezjišťuje (i když je to technicky možné, i v rámci AZZP), a tak jejich případný deficit snadno unikne pozornosti. Podle známého „zákona minima“ jsou růst, vývoj a tvorba biomasy rostliny limitovány právě tím prvkem (živinou), který je v momentálním deficitu. Vyčerpání jedné nebo několika živin je i při nadbytku ostatních živin příčinou poruch růstu rostlin (a snížení výnosu). Únava půdy vzniká také tím, že každá plodina uvolňuje do půdy určitý soubor látek (včetně kořenových exsudátů, látek z odumřelých pletiv atd.). Tyto látky přímo i nepřímo ovlivňují společenstva půdních organismů v mykorhizosféře, tj. prakticky v celém objemu půdy, kam ještě pronikají kořeny a mykorhizní houby. Některé tyto látky mají stimulační, jiné inhibiční efekt, přičemž na některé půdní organismy může tatáž látka působit stimulačně, na jiné inhibičně. Je zřejmé, že opakované pěstování stejné plodiny (doprovázené vylučováním stejných látek do půdy) vede k jednostranným změnám v půdním společenstvu. Produkce a efekt produkovaných látek rostlinou do prostředí se zahrnuje pod termín alelopatie. Potlačení rozvoje jedné skupiny mikroorganismů vlivem alelopaticky působících látek může vést k rozvoji konkurenčních mikroorganismů včetně takových, které napadají rostliny a způsobují jejich choroby. Právě šíření plevelů a chorob je obvyklým doprovodným jevem monokulturního pěstování plodin a v důsledku stávající praxe intenzivního zemědělství vede ke znečistění půdy a prostředí pesticidy, jež jsou „nasazeny“ na potlačení těchto chorob a plevelů. Podobně se v monokulturách mnohem více než v systémech založených na důsledném střídání plodin šíří i škůdci. Na jejich zneškodnění je opět používáno mnoho pesticidů, které likvidují i množství užitečných organismů.

„Unavená půda“ postupně ztrácí schopnost podporovat růst a vývoj rostlin, tedy svoji úrodnost. Její další zemědělské využívání situaci jen zhoršuje a vysoké dávky průmyslových hnojiv a pesticidů používaných na zajištění výnosů zvyšují znečistění prostředí všemožnými agrochemikáliemi. Takové řešení problému „unavené půdy“ nemůže mít žádný dobrý konec. Vedle biologických a chemických vlastností půdy trpí i fyzikální vlastnosti. Monokulturně se totiž pěstují hlavně obilniny a absence hluboko kořenících plodin (jeteloviny) či plodin hnojených organickými hnojivy (brambory, řepa aj.) brzy vede ke změnám pórovitosti a strukturních vlastností, zvyšuje se objemová hmotnost půdy a často vzniká zhutněné podorničí. Zhoršuje se vsakování vody do půdy a zadržování vody v půdě, je narušen vzdušný režim půdy (výměna plynů mezi půdou a atmosférou). Vhodné střídání plodin v osevním postupu je mnohem šetrnější k půdě i prostředí než monokulturní systémy. Každá plodina nebo skupina podobných plodin má své konkrétní požadavky na výživu a také uvolňuje do půdy specifické látky, podporuje a zároveň potlačuje určité skupiny půdních organismů apod. Je-li pak plodina vystřídána jinou plodinou, ta ovlivňuje své prostředí jinak, a tak se ani půda, ani prostředí jednostranně nevyčerpávají a jednostranně nezatěžují. Kromě rozdílných nároků na živiny jde i o rozdílné požadavky na vodu, na typ a hloubku zpracování půdy, na hnojení organickými hnojivy atd. I když zatím nejsou všechny souvislosti pozitivního vlivu střídání plodin na půdu i prostředí vysvětleny, výzkum i praxe ukazují na jednoznačně pozitivní efekt střídání plodin oproti monokulturnímu pěstování a na vysokou míru setrvalosti agroekosystémů založených na vhodném střídání plodin.

V osevních postupech nejde ovšem jen o pouhé a nahodilé střídání plodin. Naopak, sled plodin na pozemku má své zákonitosti, musí být dobře „vyladěn“ a musí splňovat mnoho požadavků. Pro podporu udržitelnosti hospodaření a zachování života v půdě ve vysoké kvalitě je ovšem vhodný osevní sled naprosto nezbytný. Důležitým znakem dobrého osevního postupu je i možnost pěstování meziplodin (plodin, zařazených mezi hlavní plodiny), které chrání půdu a její povrch (včetně ochrany před erozí) a navíc využívají její produkční potenciál. Řada meziplodin vytváří relativně rychle dostatek biomasy, která při zapravení do půdy může částečně nahradit nedostatková organická hnojiva. V našem současném zemědělství je význam meziplodin hrubě podceněn a jejich potenciál pro ochranu půdy před erozí (např. Badalíková a Novotná, 2017), pro zlepšení struktury včetně zasakování vody do půdy (např. Badalíková, 2019), pro doplňování zásoby půdní organické hmoty (např. Kintl a Elbl, 2019) nebo pro dočasnou imobilizaci živin v půdě a snížení ztrát (dusíku aj.) není zdaleka využit, jak podrobněji dokládají citované i mnohé jiné studie. Je s podivem, jak zemědělská praxe (s čestnými výjimkami) dokáže ignorovat výsledky a výstupy zemědělského výzkumu (o dávno známých a dlouhodobě odzkoušených postupech nemluvě)!

Současná struktura osevu plodin na orné půdě v ČR naprosto neodpovídá základním zásadám střídání plodin a má škodlivé dopady na půdu i prostředí. Určitým pokusem o nápravu velmi špatného stavu s malým zastoupením luskovin, jetelovin a dalších plodin v osevních sledech je pěstování tzv. pomocných plodin, které se pěstují současně s hlavní plodinou. Některé příklady z našich podmínek uvádí Štěnička (2019). Jako pomocné plodiny se testují např. hrách rolní, ředkev olejná nebo hořčice bílá (v porostu pšenice) s očekávaným pozitivním dopadem např. na vylepšení zásobenosti plodiny dusíkem (díky symbiotické fixaci N₂ u hrachu), zlepšení vsaku vody do půdy nebo jako ochrana proti zaplevelení. Pestřejší rostlinný pokryv jednoznačně podporuje celkovou biodiverzitu krajiny (obrázek 4).

Obrázek 4. V krajině s intenzifikovanou zemědělskou výrobou dochází k významnému poklesu biodiverzity, kdy zejména schází potravní zdroje pro volně žijící organismy dostupné v průběhu celé vegetace. Markantní je to například pro opylovatele a drobné ptactvo. Příčiny spočívají v pěstování monokultur na rozsáhlých lánech, obhospodařovaných těžkou technikou a s použitím velkého množství chemických látek. Chybějí koridory a přirozená zázemí pro diverzifikovaná společenstva volně žijících organismů. Pokles biodiverzity v krajině se odráží i v neudržitelnosti zemědělského hospodaření. Narušení přirozené biodiverzity v monokulturní krajině má za následky přemnožování některých druhů, z kterých se stávají škůdci či původci chorob. Příkladem řešení je návrat přirozených pásů vegetace do produkční zemědělské krajiny. Obrázek vycházející z experimentální studie názorně ukazuje, jak přidání travního pásu (10 % z celkové rozlohy) mezi plodinu (při rotaci kukuřice-sója) významně zvýšilo rozmanitost opylovačů a ptačích druhů (2 - 4krát, jak indikují barvy a počty ikon) s následným posílením dalších ekosystémových služeb zemědělské půdy, jako je opylení plodin, zadržení vody a živin v půdě, omezení ztrát ornice, ochrana biodiverzity aj., což vedlo k zvýšení celkové zemědělské ziskovosti (zdroj Schulte a kol., 2017; Kremen a Merenlender, 2018, grafické zpracování L. Novotná).

Jaké zemědělství je udržitelné?

Známe různé zemědělské systémy, a jak víme, nejrozšířenější je u nás konvenční intenzivní zemědělství. Odpovědí na problémy, které toto zemědělství generuje, je alternativní zemědělství, ať již v naší verzi ekologického zemědělství, či v jiných zemích rozšířené organické zemědělství, případně jiné varianty (bez ohledu na názvy se většinou dosti podobají, i když některé systémy alternativního zemědělství mohou být velmi specifické, např. biodynamické zemědělství). Kromě toho se prosazují i další způsoby zemědělství, např. regenerativní zemědělství, precizní zemědělství, integrované zemědělství či půdoochranné zemědělství (nebo spíše technologie); známe také směsné pěstování plodin (multiple cropping system – podrobněji viz např. Gaba a kol., 2015, jehož variantou je vlastně i agrolesnictví atd.). Kdo má tedy pravdu, jaké zemědělství je to správné? Jednoduše: je to takové zemědělství, které jednak zajišťuje vysokou a kvalitní produkci, ale zároveň, obecně řečeno, neškodí. Do jisté míry je to ideální systém, který lze prakticky těžko uskutečnit, ale ke kterému je možné se blížit. Dlouhodobě udržitelné využívání půdy a krajiny má několik typických a dobře definovaných rysů, zejména:

• vyplavování živin z půdy je malé,
• biologická produkce daná přírodními klimatickými limity je vysoká,
• biodiverzita nad i pod povrchem půdy je vysoká,
• srážky jsou efektivně vsakovány a zadržovány v prokořeněné vrstvě půdy,
• eroze půdy je nízká,
• vstupy cizorodých látek do půdy jsou nízké a tyto se nehromadí ve škodlivých koncentracích,
• produkce potravin a dalších produktů není podmíněna vysokými vstupy energie,
• emise skleníkových plynů z půdy jsou nízké, nulové nebo negativní (půda spotřebovává plyny).

Co zcela jistě není udržitelné? Je to např. využívání zemědělské půdy k produkci biomasy k energetickým účelům. Počáteční naivní představy „zelených“ z doby prosazování biopaliv první generace již dávno vzaly za své, nicméně setrvačnost Evropské unie je nesmírná, a tak například stále znečisťujeme a ničíme krajinu naprosto předimenzovaným pěstováním řepky, jak jsme již zmínili výše. Udržitelným řešením nejsou ani biopaliva dalších generací (různé odpadní produkty, dřevní hmota, mořské řasy a další), neboť jich není dost, výroba a zpracování jsou často problematické a znečisťují prostředí a ani nejsou dostatečné kapacity k jejich zpracování – a stále více je zřejmé, že při zakalkulování všech nákladů a dopadů je celkový výsledek negativní.

Jak zachovat půdu kvalitní a zdravou? Hospodařit odpovědně!

Degradace našich půd, znečistění vod a destrukce krajiny jsou bohužel realitou. Po dosažení kritického stavu poškození hrozí zhroucení celého systému. Ten již nebude poskytovat služby, které stále náročnější populace požaduje: nebude čistá voda, nebudou kvalitní potraviny a vůbec kvalitní podmínky pro život. V jiných zemích a oblastech je přitom situace stejně špatná, nebude je možné tedy ani nakoupit a dovézt.

Klíčem k řešení je pouze zdravá a kvalitní půda oživená myriádami půdních organismů. Bez nich není půda půdou a bez půdy nebude ani člověk. V řadě ohledů je nezbytné opustit současné krátkozraké, bezohledné a kořistnické způsoby a vrátit se k osvědčené praxi. To znamená zejména (viz Šimek a Tajovský, 2020; Šimek a kol., 2021):

• využívat promyšlené osevní postupy, pravidelně zařazovat tzv. zlepšující plodiny: jeteloviny, luskoviny, jetelovinotravní směsky, používat „zelené hnojení“: pěstovat meziplodiny kryjící a chránící půdu, biomasu vracet do půdy a dále pěstovat pomocné plodiny, které se pěstují v meziřádcích plodin kvůli lepší výživě dusíkem, také zlepšují půdní strukturu a zvyšují odolnost vůči chorobám; vracet zbytky biomasy do půdy: zaorávat všechny jinak nevyužité části plodin, např. slámu a jiné posklizňové zbytky, tyto nespalovat, ale vracet do půdy
• používat kvalitní organická hnojiva (hnůj a ostatní statková hnojiva, komposty); bez organického hnojení nelze dlouhodobě zachovat úrodnost a kvalitu půdy ani kvalitu zemědělských produktů
• omezovat vysoké dávky průmyslových hnojiv: používání hnojiv s postupným uvolňováním živin, alespoň částečná náhrada průmyslových hnojiv hnojivy organickými, které kromě živin dodávají potřebnou organickou hmotu
• nepřehnojovat půdu dusíkatými hnojivy: předcházet vytváření ložisek vysoké koncentrace dusíku v půdě, které zvyšují emise dusíkatých plynů včetně skleníkového plynu oxidu dusného (N₂O) a vyplavování nitrátů a dalších rozpustných forem N do podzemní vody a do vodních toků i nádrží a znamenají i velké ekonomické ztráty
• uvážlivě doplňovat zásoby živin v půdě (hořčík, vápník, fosfor, draslík, síra aj.) na základě skutečné potřeby, která přihlíží k negativním aspektům hnojení a neusiluje o maximální možné výnosy
• pravidelně vápnit: podle výsledků agrochemického rozboru půdy udržovat půdní reakci (pH) v optimální nebo alespoň doporučené oblasti,
• pečovat o vodní režim půd a jeho vhodné úpravy: jak půda vysušená, tak půda zamokřená neposkytuje plodinám vhodné podmínky k růstu a vývoji, maximálně šetřit půdní vláhou
• maximálně omezit používání pesticidů: pouze v nutných případech použít nejméně nebezpečné přípravky, důsledně dodržovat ochranná opatření k zamezení nežádoucích účinků, využívat moderní aplikační techniky (např. pásová nebo ohnisková aplikace)
• cílevědomě pečovat o společenstva půdních organismů: podporovat život v půdě, omezovat negativní vlivy, pozorně pečovat o dobrou zásobu a vysokou kvalitu půdní organické hmoty, která je zdrojem energie a živin pro půdní organismy
• vyloučit kultivaci půdy při nevhodné (vysoké) vlhkosti: zabránit poškozování půdní struktury a zhutňování půdy
• důsledně využívat progresivní technologické inovace včetně flotačních pneumatik a sdružených strojů a nářadí k omezení počtu pojezdů po poli a ke snížení jejich negativního vlivu na půdu
• vytvářet drobtovitou půdní strukturu: eliminovat zhutněné podorničí, zamezovat tvorbě povrchového škraloupu a rozplavování či rozprašování půdních agregátů.
• agrotechnickými postupy a technickými opatřeními v krajině (např. vrstevnicové obdělávání, terasy, vsakovací pásy) podporovat vsakování srážkové vody do půdy, zadržovat vodu v půdě a krajině, zamezovat vodní a větrné erozi půdy,
• podporovat biodiverzitu krajiny (rozptýlená zeleň, biokoridory, biopásy, agrolesnické systémy aj.) a kvalitu vody (např. ochranná pásma vodních zdrojů; omezení technologických zásahů aj.)
• zavádět systémy ochranného zemědělství s cílem zachovat dobrou půdní strukturu a dále alternativní metody zpracování půdy: vynechávání některých a spojování jiných agrotechnických zásahů, využívání pásové kultivace, celkové omezování mechanické kultivace,
• vhodně nastavenými dotacemi a cenovými nástroji aktivně preferovat kvalitu nad kvantitou, dlouhodobé cíle před krátkodobými efekty a šetrnost k přírodě a krajině před čistě ekonomickým přínosem.

Uvedené principy i další opatření musí být navzájem sladěny a přizpůsobeny místním podmínkám. Optimalizované zemědělské systémy zajišťují vyšší produkci a zároveň omezují degradaci půdy a destrukci krajiny včetně zlepšení bilance vody, snížení znečistění povrchových i podzemních vod a omezení emisí skleníkových plynů z půdy. Zásady udržitelného hospodaření jsou mj. uvedeny v tzv. informačních listech a projektových zprávách Evropského společenství a jsou dostupné na adrese: http://soco.jrc.ec.europa.eu.

Obrázek 5. Náležitá péče o půdu a celou krajinu by měla být samozřejmá nejen v našem vlastním zájmu, ale hlavně v zájmu dalších generací. (námět M. Šimek, výtvarník H. Kárová)

Shrňme si to nejdůležitější: je nutné zastavit další degradaci našich půd, degradované půdy ozdravit a poškození napravit. K tomu je zejména třeba:

• upravit obsah a kvalitu půdní organické hmoty (zejména zavedením ozdravných osevních postupů včetně využívání meziplodin, dále pravidelným vnášením kvalitní organické hmoty, zpočátku ve větším než obvyklém množství, bráněním nadměrné mineralizaci a v neposlední řadě všestrannou podporou společenstev půdních organismů – více viz 2. díl seriálu Zdravá půda, Selská revue, č. 2/2021)
• upravit základní chemické vlastnosti (pH a kationtovou výměnnou kapacitu, zejména vyvápněním kyselých půd – více viz 3. díl seriálu Zdravá půda, Selská revue, č. 3/2021)
• upravit půdní strukturu (kromě opatření ad 1 i 2 mechanickým zvýšením pórovitosti utužených půd nebo půdních vrstev a snížením jejich objemové hmotnosti – více viz 4. díl seriálu Zdravá půda, Selská revue, č. 4/2021)
• podle potřeby a aktuálního stavu optimalizovat vodní a vzdušný režim půd a všechny technologie aplikovat s důrazem na principy dlouhodobě udržitelného hospodaření. Výše uvedená a související opatření povedou i k ozdravení půd a stabilizaci komplexních společenstev půdních organismů. Jejich činností a s jejich pomocí bude půda zdravá a kvalitní.

 Zemědělství v Evropské unii i v České republice prochází změnami nejen v souvislosti s aktuálním nastavením Strategického plánu SZP a s diskusemi o „zastropování“, redistribuci, podpoře mladých začínajících zemědělců, úvahami o potřebě a formě podpory živočišné výroby atd. Je třeba si přát, a udělat maximum pro to, aby v těchto víceméně politických procesech vítězil tzv. selský rozum a aby jednou z prioritních otázek byla otázka zachování a zvyšování kvality a zdraví půdy. Pouze zdravá a kvalitní půda je správným odkazem pro další generace a jen zdravá a kvalitní půda jim může zajistit potřebnou prosperitu a budoucnost. Poukázat na tuto skutečnost a také zdůraznit fakt, že základem fungující půdy je společenstvo půdních organismů a nesčetné množství biologických procesů bylo smyslem série článků Zdravá půda – náš odkaz dalším generacím, která tímto desátým dílem končí. Nepřinesli jsme žádné jednoduché recepty na bolesti našeho zemědělství, protože takové nejsou k dispozici, ale snad jsme poskytli alespoň fakta a podklady pro zamyšlení, jak některé z neduhů léčit.

Poznámka nakonec: hospodaření se dá sice naučit, ale nejlepší „školou“ je postupné přebírání zkušeností od starší generace. V tomto ohledu máme u nás problém – zlovolná komunistická kolektivizace a záměrná nenávistná destrukce venkova ve druhé polovině 20. století u nás účinně přetrhala rodové vazby na půdu a téměř zničila selský stav. V posledních 30 letech se naštěstí daří mnoha sedlákům znovu vybudovat rodinné farmy, které vracejí do poničené krajiny rozum a cit pro hospodaření. Tento proces je nutné podporovat, v něm je budoucnost nejen našeho zemědělství, ale celé společnosti a její prosperity. Praví sedláci to tuší nebo vědí, ale je třeba, aby odpovědný přístup k půdě a krajině přijala i většinová společnost. 

Citovaná literatura

BADALÍKOVÁ, B., 2019. Uplatnění meziplodin a jejich přínos pro zemědělství. Úroda, 2, s. 52 - 53.

BADALÍKOVÁ, B., NOVOTNÁ, J., 2017. Význam meziplodin v souvislosti s protierozní ochranou půdy. Úroda, 11, s. 50 - 52.

Bárta, M., 2016. Příběh civilizace: vzestup a pád stavitelů pyramid. Praha: Academia. 458 s.

Cílek, V., a kol., 2021. Půda a život civilizací: co děláme půdě, děláme sobě. Praha: Dokořán. 253 s.

GABA, S., a kol., 2015. Multiple cropping systems as drivers for providing multiple ecosystem services: from concepts to design. Agron. Sustain. Dev., 35, s. 607 - 623.

GOBAT, J.-M., ARAGNO, M., MATTHEY, W., 2004. The living soil: fundamentals of soil science and soil biology. Enfield: Science Publishers, 602 s.

Hillel, D., 1991. Out of the Earth: Civilization and the life of the soil. New York-Toronto: Free Press – Collier Macmillan. 614 s.

Karlen, D. L., VARVEL, G. E., BULLOCK, D. G., CRUSE, R., M., 1994. Crop rotations for the 21st Century. Advances in Agronomy, 53, s. 1 - 45.

KINTL, A., ELBL, J., 2019. Nový pohled na hodnocení organické hmoty při pěstování meziplodin. Úroda, 2, s. 46 - 47.

KREMEN, C., MERENLENDER, A. M., 2018. Landscapes that work for biodiversity and people. Science, 362, Issue 6412, eaau6020; doi: 10.1126/science.aau6020

KULOVANÁ, E., 2001. Význam osevních postupů v současné době [online]. [cit. 15. 6. 2019]. Dostupné z: https://www.uroda.cz/vyznam-osevnich-postupu-v-soucasne-dobe/

SCHULTE, L. A., a kol., 2017. Prairie strips improve biodiversity and the delivery of multiple ecosystem services from corn-soybean croplands. PNAS, 114, s. 11247-11252.

ŠIMEK, M., a kol., 2019. Živá půda: biologie, ekologie, využívání a degradace půdy. Praha: Academia, 789 s.

ŠIMEK, M., a kol., 2021. Živá půda – praktický manuál. Praha: Academia, 323 s.

Šimek, M., Tajovský, K.: Zůstane naše půda živá? AVEX, Expertní stanovisko AV ČR, 3, 2020, s. 1 - 4.

ŠTĚNIČKA, M., 2019. Technologie využití pomocných plodin. Úroda, 2, s. 61 - 62.

WHITE, R. E., 1997. Principles and practice of soil science. Oxford: Blackwell Science, 348 s. 

Článek vznikl s podporou programu Akademie věd ČR Strategie AV21: Záchrana a obnova krajiny.

text: Miloslav Šimek, Biologické centrum AV ČR, v. v. i.