Fosfor je nenahraditelný zdroj. Jednou bude cennější než ropa, říká paleoekolog Petr Pokorný

Ekolist.cz
Sdílejte článek
Fosfor je nenahraditelný zdroj. Jednou bude cennější než ropa, říká paleoekolog Petr Pokorný

Fosfor je prvek, který stojí za vším živým. Nutně ho potřebujeme pro život, ale neumíme ho vyrobit. A jeho dostupné zásoby na planetě ubývají. Co to bude znamenat pro náš život a jak o nedostatku fosforu přemýšlet? Odpověď jsme hledali u paleoekologa Petra Pokorného.

Je fosfor ten prvek, který určuje úživnost planety? Tzn. schopnost poskytnout obživu jen omezenému množství života?

Ano. Ví se to zhruba od začátku 19. století, kdy se dělaly pokusy s výživou rostlin. Německý chemik Justus von Liebig zjistil, že pro růst rostlin je logicky limitující právě ten prvek, který je momentálně v nedostatku. Pokud tedy nějaký prvek chybí, tak můžu jiných prvků přidávat, kolik chci, ale rostlina nepřirůstá. Později se tomu začalo říkat „Liebigův zákon minima“.

Liebig zároveň zjistil, že pro výživu rostlin jsou nejdůležitější tři prvky: dusík (N), fosfor (P) a draslík (K). Proto se dnes hlavní hnojiva označují jako NPK, protože obsahují tyhle tři prvky.

Fosfor je hrozně důležitý pro veškeré organismy, rostliny, živočichy i lidi, protože je to univerzální přenašeč energie v podobě adenozintrifosfátu, což je základ našeho metabolismu. A nejen našeho, ale života vůbec.

A potom je důležitý jako stavební kámen, třeba pro DNA. Její řetězec je také částečně z fosforu.

Je fosforu na Zemi málo?

Ano i ne. Fosforu je na Zemi relativně hodně, ale obvykle se vyskytuje v nedostupné formě. Především ve formě apatitu, což je fosforečnan vápenatý s příměsí fluóru, chlóru a s molekulami vody. Ten je všude v zemské kůře poměrně běžný. Ale v apatitu je fosfor vázán pevně a je většině organismů nedostupný. Apatit vzniká typicky ve všech přeměněných horninách, ale i v horninách vulkanických, krystalizací z magmatu. V živém světě se apatit vyskytuje třeba v kostech a zubech. I my máme v zubech krystalky apatitu.

Málo je fosforu v jeho dostupné formě, která je k dispozici všem živým organismům. To je fosfor ve formě fosforitů.

A nedá se fosfor z apatitu vydobýt?

Ne tak snadno. Člověk ho uměle vydobýt umí. To se v podstatě děje u hnojiv, kdy se na apatit působí kyselinou sírovou, a ta je schopná fosfor z apatitu dostat do formy využitelné pro organismy. Takhle se vyrábí superfosfát jako základ všech umělých hnojiv.

V přírodě se s apatitem můžou dít dvě věci. Buďto se fosfor uvolňuje pomalým zvětráváním, což trvá staletí až tisíciletí. Přirozeným větráním apatitu se moc fosforu nezíská.

A pak umí fosfor z apatitu dostat některé mikroorganismy, typicky houby.

Některé houby to umí dokonale a to je zřejmě jeden z důvodů, proč má naprostá většina rostlin mykorhizu, tj. symbiózu s houbami, protože ty jim dodávají fosfor.

Jak je to s tou kyselinou sírovou?

Dřív se vyráběla hnojiva tak, že se vzala kostní moučka a působilo se na ni kyselinou sírovou, čímž se vyrobil superfosfát.

Za své kvůli tomu vzaly mnohé evropské kostnice z dob velkých středověkých i novověkých válek a morů. Tehdy byla fosfátová hnojiva tak vzácná, že se prostě vyplatilo rabovat celé hřbitovy, v Egyptě třeba i „ložiska“ lidských a zvířecích mumií, a kosti rozpouštět kyselinou sírovou.

A to mluvíme o jaké době?

O 19. století, kdy nastal rozkvět evropské populace a zemědělství, ale fosfor byl už tehdy naprosto limitující. Navíc po Liebigových výzkumech si výzkumníci a agrotechnici uvědomili, jak je fosfor důležitý. Předtím se často postupovalo empiricky, metodou pokus – omyl.

Hnojilo se vším možným: popelem ze dřeva nebo z rašeliny, různým ledkem – chilským, peruánským. Chilský ledek je guáno, trus mořských ptáků, kteří se živí rybami. V jejich trusu je především hodně dusíku, ale také fosfor z rybích kostí.

Jestli si dobře pamatuji, v Ottově slovníku naučném je vypsána celá řada tehdejších hnojiv. Před otevřením velkých ložisek s fosfátovými hnojivy byl využíván například rašelinný a dřevěný popel. Rašelina a dřevo se kvůli tomu záměrně spalovaly. Ryby se lovily nejen na jídlo, ale také se jimi přímo hnojilo. Jako hnojivo se využívala masová moučka, kosti, netopýří guáno. Vytěžovaly se fosfátové hlíny v jeskyních, čímž byla zničena mnohá cenná archeologická naleziště v Čechách i na Moravě.

Peruánské guáno se dováželo z pobřeží jižní Ameriky. Jenže bylo velice drahé, kvůli dopravě. Mimochodem, ložiska guána tam v 18. století objevil český botanik a cestovatel Tadeáš Haenke, který si jako jeden z prvních uvědomil jeho význam pro zemědělství.

Hodně fosforu obsahuje mletá struska po železářské výrobě z vysokých pecí, ta je důležitá dodnes.

A pak jsou tu minerální hnojiva včetně koprolitů, což je fosilizovaný trus mořských ryb a žraloků. Souhrnně řečeno jde o tzv. fosfátové zeminy, fosfority, dnes hlavní zdroj fosforu pro výrobu hnojiv.

V jaké době byla objevena první naleziště fosforu? Dá se mluvit o nalezištích apatitu?

Apatit je v zemské kůře poměrně hojný. Ale protože je tam příliš řídce rozptýlený, je těžké ho těžit.

Dnes se k průmyslové těžbě využívají pouze fosfority. V nich je fosfor v mnohem větším množství a především je tam v lépe dostupné formě. Dá se s ním hnojit rovnou, a když se na něj aplikuje kyselina sírová a udělá se superfosfát, tak je výsledek ještě o dost lepší.

Ale fosfority jsou v podstatě sedimenty biologického původu, vzniklé z mrtvých organismů, které obsahovaly hodně fosforu. To znamená, že jsou to fosilní zdroje. Každý fosilní zdroj je konečný a v poslední době se stává nedostatkovým. Největší zásoby fosforitů mají v Maroku.

Takže naleziště v Maroku, která jsou dnes asi největší na světě, jsou...

...jsou naleziště fosforitu v sedimentech. Fosfor v nich obsažený pochází z mrtvých mořských organismů. V zásadě jde o sloje mrtvých ryb a žraloků, plus o jejich trus. Jsou to horniny biologického původu, podobně jako ropa nebo vápenec.

Fosfority jsou tedy koncentrované zdroje, ale je jich málo. Státy, které je mají, na nich bohatnou, protože je to cenný zdroj. A myslím si, že do budoucna to může být ještě mnohem cennější surovina, než je dnes ropa.

Ropa je samozřejmě důležitá, ale není nenahraditelná. Energii můžeme vyrobit z lecčeho jiného. Ale fosfor z ničeho nevyrobíme. To je naprosto nenahraditelný zdroj. A proto cennější. V budoucnu bude Maroko opravdu bohatý stát, takový druhý Kuvajt, pokud si ovšem zásoby fosforitů do té doby nevytěží.

Kde všude jsou naleziště fosforitů?

Pokud vím, tak solidní ložiska má také Čína, Jihoafrická republika, USA a Jordánsko.

U nás v Evropě jich moc není. Nějaká ložiska jsou v Německu, ale ta už jsou od 19. století hodně vytěžená. U nás se kdysi hnojilo převážně německým fosforitem.

Je možné, že se objeví nová naleziště, například s táním permafrostu?

Je to možné. Očekává se to v Rusku, v ruské Arktidě. Ale pravděpodobně to nebude dosahovat rozměrů jako třeba marocká naleziště, která jsou zdaleka největší.

Fosfority jsou vázány na sedimentární pánve a ty mají geologové dobře zmapované. Není pravděpodobné, že by se objevilo nějaké nečekaně velké nové ložisko. Na rozdíl od ropy nebo od jiných nerostných zdrojů.

A protože fosfor je v celé biosféře nedostatkový, je to klíčový zdroj, který limituje produktivitu všeho: od oceánů po všechny suchozemské ekosystémy.

To skutečně není možné se k tomu rozptýlenému fosforu dostat?

Umí to jedině některé mikroorganismy a potom houby. O mykorhize a jejím významu pro rostliny jsme už mluvili.

Některé mykorhizní houby dělají jenom to, že svoje podhoubí vyšlou hodně daleko, a sklidí dobře dostupný fosfor z velké plochy. Těm se říká „sklízeči“ nebo „vyhledávači“ fosforu, scavengers. Rostlině nahrazují velký povrch kořenového vlášení. Ony mají ještě větší povrch a rostlině ho poskytnou výměnou za cukr. Ale pro rostlinu je to důležité, protože tak z velké plochy získají rozpuštěný, tedy už biologicky uvolněný fosfor.

Ještě účinnější jsou ektomykorhizní houby, kterým se říká miners, „těžaři“. Ti umějí vytěžit fosfor přímo z apatitu a poskytnout ho rostlině. I když je to energeticky mnohem náročnější a chtějí za to víc cukru, který jim musí výměnou dodat rostlina. Ale pokud má rostlina dost světla a vláhy, a to, co jí chybí, je především fosfor, tak za něj cukr ráda vymění.

Není tedy cesta, jak zajistit fosfor užitkovým rostlinám, přes pěstování hub, které ho dokážou vytěžit?

To není tak jednoduché. Ukazuje se, že všechny rostliny na celé planetě už mykorhizy mají. To už nejde vylepšit. Samotné houby bez příslušných rostlin zase pěstovat nelze. Ale je to ještě složitější. Houba získá fosfor z apatitu, dodá ho rostlině, rostlina si ho zabuduje do biomasy, pak uhyne, a z její biomasy už se fosfor může uvolnit v biologicky aktivní formě. Rozpustné, využitelné. Což je přesně ten hlavní zdroj, který využívají živé organismy. Býložravci žerou rostliny, rozkladači fosfor recyklují do půdního roztoku, který je znovu použitelný pro ty živé.

Jenže tento využitelný fosfor má jednu nepříjemnou vlastnost: hrozně rychle se váže na komplexy s kovy, hlavně se železem a hliníkem. Než se ho v půdním roztoku stihne chopit rostlina, už se zachytil na železo a hliník. A to je tak pevná vazba, že je pak ještě nedostupnější než v apatitu. Z této vazby už ho nezískají ani houby a je tak nenávratně ztracený.

Mohl byste popsat, jak fosfor v prostředí koluje?

Koloběh fosforu většinou vypadá tak, že když máme čerstvou horninu vystavenou vzduchu a počasí, pomalu se v procesu zvětrávání uvolňuje fosfor z apatitu. Aktivně ho uvolňují také houby a další mikroorganismy. Tím vyroste koncentrace fosforu v půdním roztoku a to je pro ekosystém nejlepší stádium.

Postupně se ale víc a víc fosforu váže na kovové komplexy, a dochází k téměř úplnému vymizení fosforu jak z primárního zdroje – apatitu, tak z půdního roztoku, a skoro všechen je v těch nerozpustných komplexech. V takovém ekosystému je jediným významnějším přirozeným zdrojem fosforu větrný transport na velké vzdálenosti.

Jakou roli hraje přenos větrem?

Ještě docela nedávno, před 6 000 lety, na Sahaře nebyla poušť, ale byla tam jezera a zelené sezonní savany. Jezerní pánve jsou sice dnes vyschlé, ale jejich sedimenty stále ještě obsahují hodně organického materiálu s obsahem snadno rozpustného fosforu ve formě fosforitů.

Dnes vítr z vyschlých saharských jezer vyfoukává fosfority, které jsou poměrně lehké a přeletí díky pasátům dokonce přes celý Atlantický oceán a potom pohnojí Amazonský prales. Výzkumy v poslední době ukazují, že tohle je pro Amazonský prales hlavní zdroj fosforu.

Kdyby nebylo tohoto větrného přenosu, tak není dnešní Amazonský prales. Místo tropického lesa by tam byla travnatá savana jako ve Venezuele nebo na jihu, v oblasti pampy. Takhle strašně limitující fosfor je.

Podobně to probíhá v moři. Jakmile velký oblak prachu například ze Sahary padne do Atlantiku, okamžitě se jeho vody zazelenají rozvojem řasového planktonu. A objeví se organismy na ně navázané – zooplankton a spolu s ním hejna ryb, která se jím živí. Takže i na moře má takový zdroj velký vliv.

Je to v docela složitý a „geniální“ systém provázaný napříč časem a prostorem.

V České republice se fosfor nachází například na dně rybníků. A rybniční bahno je možné za určitých podmínek využít. Pokud není kontaminované dalšími látkami. Jak se díváte na tento zdroj?

Kontaminace těžkými kovy jsou problém i v levných fosfátových hnojivech. Ta jsou plná těžkých kovů, stejně jako málo kvalitní ložiska fosforitu. Třeba v Egyptě jsou otravy těžkými kovy běžná záležitost, protože tamější chudí zemědělci hnojí právě levnými fosfátovými hnojivy. A to je podobný problém jako při hnojení bahnem z odbahněného rybníka.

Ale obecně, ze dna rybníka se dá fosfor získat, protože se neváže do kovových komplexů díky tomu, že se tam nachází v prostředí bez přístupu kyslíku. Proces vazby v anoxickém prostředí neprobíhá.

A nedá se nějak lépe využít zvětrávání hornin?

Zvětrávání apatitu je hrozně pomalý proces. Tak pomalý, že se časově kryje se střídáním dob ledových a meziledových ve čtvrtohorách.

Doba ledová znamená, že planeta je studená, souše jsou suché a panují na nich drsné podmínky. Zaniknou půdy, půdní pokryv plný komplexů fosforu s kovy eroduje, z podloží se obnaží horniny s apatitem. Fouká vítr a celá planeta se plošně hnojí navětralým prachem, který obsahuje apatit. Z velkých nánosů prachu eventuálně vznikají tzv. spraše, na kterých v naší době meziledové vznikají ty nejúrodnější zemědělské půdy, černozemě.

V ledovcových vrtech v Antarktidě a v Grónsku je krásně zachycené, že prašnost ovzduší v glaciálu byla třeba o dva řády vyšší oproti současnosti.

Příchod doby meziledové je pokaždé zlatá doba pro biosféru. Je teplo a na kontinentech mnohem víc prší. Vegetace bují, protože fosforu je dost a všechno je jím přirozeně prohnojené. Ale po pár tisících letech se fosfor vyčerpá, protože všude na povrchu vznikly půdy, v nich je fosfor biologicky zužitkovaný a víc a víc se váže do kovových komplexů.

Takový je v kostce přirozený cyklus fosforu v rytmu čtvrtohorních ledových a meziledových dob.

V jaké fázi toho fosforového cyklu jsme dnes?

Dnes už jsme v době suboptimální, kdy je limitace fosforem na souši zásadní. A musí přijít další doba ledová, aby vlastně zdevastovala tuhle biosféru, obnažila nové horniny a cyklus mohl začít nanovo.

Trošku to zjednodušuju. Na cyklu fosforu se podílejí i horotvorné procesy. Když se někde prudce zvedají pásemná pohoří, je tam velká eroze. Proto je v rámci Amazonie nejúživnější podhůří And a okolí řek, kde je k dispozici čerstvý materiál plný apatitu ze zdvihajících se hor. Oblasti na dolní Amazonce jsou nejméně úživné, protože téměř jediným zdrojem fosforu je tu prach ze Sahary.

Nedostatek fosforu je všude stejný?

Ne, je to různé. Záleží třeba na podloží.

Kyselé podloží, například pískovce v severních Čechách, obsahuje fosforu opravdu minimum a ekosystémy jsou zde extrémně chudé. Roste tu borový les s pár druhy, s lišejníkem, mechem, nic víc se tu pořádně neuživí.

Ale na bazických vulkanitech v Českém Středohoří je fosforu plno, a protože je tu podloží bazické, tak jsou tu lepší podmínky k jeho vyluhování. A vulkanické horniny jsou fosforem bohaté i primárně. Zde není limitace fosforem až tak kritická.

Náš problém jako civilizace je ten, že na zemědělských plochách vyžadujeme vysokou produkci. Máme na to vyšlechtěné vysoce produktivní odrůdy plodin. A abychom měli vysokou produkci, musíme hnojit fosfátovými hnojivy.

Nezbývá nám než těžit ložiska, která máme k dispozici. Do budoucna bude zřejmě nutné přikročit k využití apatitů, které jsou leckde, ale bohužel v malých koncentracích. Ale zřejmě bude nutné technologii jejich využívání vyvinout, protože koncentrovaná bohatá ložiska postupně dojdou.

Uvědomujeme si jako společnost omezenost fosforu?

Podívejte se na křivku cen fosfátových hnojiv na trhu. Od roku 2000 se s nimi dějí divné věci. Byly relativně nízké, ale od roku 2000 začaly strašně kolísat, nahoru a dolů, což je vždycky signál nějakého problému.

Nejen, že ceny fosfátových hnojiv kolísají, ale celkově rostou. A když si na tuhle křivku promítnete cenu potravin, tak ji téměř dokonale kopírují. To je logické, protože ceny potravin se dnes a i do budoucna odvíjejí především od cen hnojiv, a to hlavně fosfátových. Vedle cen fosilních paliv pro provoz zemědělských strojů a dopravu.

A jakmile rostou ceny potravin, je to signál velikého problému. V bohatých zemích nás to tolik netrápí, protože utrácíme za potraviny malý zlomek příjmů. Ale v chudých zemích, kde lidé utrácí za potraviny většinu příjmů, je růst jejich cen kritický.

Ale pořád můžeme fosfor recyklovat…

To ano. Recyklace je velmi důležitá. V okamžiku, kdy jsou fosfátová hnojiva drahá, vymýšlejí zemědělci, jak se bez nich obejít. A na řadu přichází recyklace.

Recyklace fosfátů je vždycky na principu využívání biomasy ke hnojení. A to nemusí být jen biomasa určená ke kompostování. Biomasu můžeme vytěžit jinde, pálit ji a popelem pak hnojit. Protože fosfor naštěstí nevylítne do vzduchu, ale zůstane v popelu. A když na popel naliji kyselinu, která je relativně levná a zdroje jsou relativně neomezené, pak dostanu superfosfát, který je jako hnojivo účinnější.

Pokud hodím na pole jen popel, trvá stovky až tisíce let, než se všechen fosfor uvolní – a to je z ekonomického hlediska ztrátové. Potřebujeme dostat úrodu už druhý rok, což umožní jen superfosfát.

Má používání kyseliny sírové nějaké významnější environmentální důsledky?

To snad ani ne, kromě acidifikace. Ale ta se zase dá zneutralizovat, což se také dělá. Jenom výroba něco stojí.

Pozitivní environmentální důsledky má recyklace. Tradiční recyklací fosforu je jakékoli hnojení chlévskou mrvou. Tím, že se na velké hromadě vykydaná mrva nechá částečně rozložit, se uvolní živiny včetně fosforu, a tím potom pohnojím pole. To je tradiční hnojivo vynalezené už pravěku metodou pokus – omyl.

To se odedávna všelijak vylepšovalo. Třeba se vědělo, že když se do mrvy přidá mletý vápenec, je to lepší. Už se vědělo, že sypat popel na pole je výhodné, že to zlepšuje růst plodin. Leccos se recyklovalo už dřív, ale dnes je to spíš o návratu ke starým tradičním způsobům.

Pryč je doba, kdy byla tak levná hnojiva, že nikdo nemusel řešit nic jiného než nákup hnojiv a jejich lití v neomezeném množství na pole. Hodně se jimi plýtvalo a roztoky pak přecházely do povrchových i podpovrchových vod, což působilo jejich eutrofizaci.

Při vysokých cenách hnojiv se rozhodně už teď vyplatí si to spočítat a použít správné množství hnojiva. Cílené hnojení směrované přímo ke kořenům rostlin v kombinaci s kapkovým zavlažováním je jedna z možných efektivních cest. Je to ale technologicky náročné, a tudíž závislé na investicích. To už nejsou tradiční pole, ale doslova jedno z odvětví průmyslu.

Pokud chci fosfor mít v kompostu, co mám dělat?

Dobré je házet na kompost popel z kamen, skořápky vajec, kosti. Takové odpady jsou z hlediska fosforu největší poklad.

Pokud si představím mapu toku fosforu, kde nám nejvíc uniká?

Rozpustný fosfor jde do vody, a když se nezachytí v rybničním či říčním bahně, tak postupně teče do moře. Tam se ho okamžitě chopí hladové organismy, využijí ho a jejich mrtvá těla se usadí na dně moře. Těžba v moři je náročná, a fosfor tu není dost koncentrovaný, aby se to vyplatilo. To je nenávratná ztráta.

Jednou třeba bude ekonomicky výhodné těžit bahno z delt řek, stejně jako to rybniční, a hnojit tím.

Další ztráta fosforu je tou vazbou na kovy, o které jsme mluvili.

A pak je ztrátou větrný transport. Protože jsou fosfáty lehké, tak když je sucho, snadno se z polí vyfoukají a pohnojí něco jiného, třeba sousední les, nebo cenný biotop s konkurenčně slabými organismy vázanými na živinově chudá stanoviště. Výsledkem tedy může být nejen ztráta, ale i pořádný průšvih s eutrofizací.

A co má tedy z hlediska fosforu největší potenciál recyklace? Je chlévská mrva lepší než kompost?

Hnůj je výborný, ale vzniká jenom, když máme rozvinutou živočišnou výrobu. Což není zrovna náš případ, v posledních letech. Druhá možnost je třeba košárování – pastva zvířat na úhorech nebo na produkčních lukách. Zvířata se tam pasou a zanechávají trus, takže recyklují v krátkém cyklu. Ale tam je problém, že fosfor mohou využít plevele a ne rostliny, které bychom na polích a lukách rádi viděli.

Kompostování je výborná věc, ale jsou i jiné možnosti. Třeba hnojení popelem, když spálím biomasu pro energetický zisk. Víc se tu ale koncentrují těžké kovy. Pokud ale prostředí není kyselé, tak jsou většinou nemobilní a tolik nevadí.

Recyklace je potřebná, ale pokud chci mít produktivní hospodářství, tak nestačí. Vždycky budu muset dodat trochu fosforu odjinud. Je to soběstačné, jen když se spokojím s nízkou úrovní produkce. Ale v ekonomickém prostředí současnosti to zatím není konkurenceschopný model.

Pokud si představím, že nám došla všechna fosfátová hnojiva a jenom recyklujeme...

Pokud by to bylo takto, tak Země dnešních 7 miliard lidí neuživí. A zemědělství by se za takových okolností muselo provozovat na podstatně větších plochách, což je neúnosné z hlediska ochrany posledních zbytků přirozených biotopů.

Evropská unie vysoce dotuje zemědělství, a přestože ho tolik dotuje, stejně většinu produktů dováží. Evropa vlastně vysává z celého světa zemědělské produkty, které jsou pěstované na plochách s různou produktivitou, různě se na nich hnojí. Svou ekologickou stopu tím odsouváme jinam.

A tyto zemědělsky produkční země chtějí být konkurenceschopné, nakupují tedy co nejlevnější hnojiva, ale tím si těžkými kovy ničí zdroje pitné vody. Taková je jedna ze smyček nezamýšlených důsledků globálních ekonomických toků a na ně napojených toků látek a energií.

Jak se díváte na fosfor jako paleoekolog?

Limitace fosforem je v zásadě přirozený stav. Jedině krátkou dobu po konci každé doby ledové (ve čtvrtohorách už jich bylo asi padesát) bylo fosforu dostatek. Minimálně po většinu dob meziledových je nedostatek fosforu normální stav.

My, jakožto lidstvo, nyní chceme ze Země vydupat maximum. Marná sláva, je nás tu přeci 7 miliard! Za těchto okolností je to velký problém. Fundamentálním problémem je zkrátka veliký počet lidí na Zemi, násobeno jejich nároky, které v průměru stále rostou. Obávám se, že takový trend není dlouhodobě udržitelný.

Dá se naše současnost přirovnat k jiným dobám meziledovým?

Dá se vzít jakákoli minulá doba meziledová, část cyklu odpovídající současné době, a srovnat je vzájemně.

Ukazuje se tzv. Iversenův cyklus. Dánský paleoekolog Iversen popsal v roce 1958, že střídání dob ledových a meziledových ve čtvrtohorách působí na kontinentech střídání živinově bohatých a živinově chudých období, a že to má zákonitý vývoj.

A my jsme teď skutečně ve fázi doby meziledové, které Iversen říká regresivní fáze. Limitace fosforem je v ní klíčová.

V době ledové je zase fosforu dost a tím, co limituje produktivitu určitého území, je teplota. Nebo nedostatek vody.

A teď je to ve velké části souše i oceánu nedostatek fosforu. Jedině tak vysvětlíme například nízkou produktivitu jihoafrické savany. Na poušti Kalahari je teplo, prší tu, ale produktivita je poměrně nízká. A to zejména kvůli nedostatku fosforu.

Kdy tedy přijde další doba ledová?

Podle Milankovičovy teorie by další doba ledová měla přijít už relativně brzy, někdy za 5000 – 10 000 let, a to už bude z hlediska fosforu vlastně restart. Relativně brzy je to z hlediska čtvrtohorního klimatického cyklu, ale pro naše krátké životy je to nepředstavitelně dlouhá doba. Není úplně praktické s tím počítat.

Vy se ve svém výzkumu věnujete vývoji vegetace. Co jste o ní zjistil?

Vidíme, že se zákonitě střídají listnaté lesy s lesy jehličnatými, protože jehličnaté lesy mnohem líp hospodaří s omezenou zásobou živin. Neshazují listy, takže je tolik neztrácí.

Ale zase je nevracejí do půdy...

Nevrací je do půdy, ale zase mají ektomykorhizní houby, které pro ně fosfor vyzískají.

Na začátku naší doby meziledové, holocénu, byly v našem mírném klimatickém pásmu dominantní listnaté lesy, končí to jehličnatými lesy, které víc šetří fosforem a mají ještě k sobě ty skamaráděné houby. Je v tom určitá zákonitost, které jsme si donedávna nebyli vědomi. Smrkové plantáže tu nemáme jenom z toho důvodu, že si tak mermomocí usmyslili lesníci.

Jak je to s těmi zbývajícími dvěma esenciálními prvky pro život, dusíkem a draslíkem, máme jich dost?

Dusík byl pro zemědělce v 19. století skoro stejně nedostatkový jako fosfor. To už jsme ale vyřešili, díky umělé syntéze amoniaku ze vzduchu.

Dusíku je v atmosféře 70 procent, je to prakticky neomezený zdroj, ale je inertní a nevyužije se lehce. Umějí ho vázat symbiotické bakterie žijící na kořenech bobovitých rostlin, ale jinak ho biosféra získat neumí.

Ale pak přišli chemikové Fritz Haber a Carl Bosh a vymysleli Haber-Boshovu syntézu, reakci, během které se ze vzduchu udělá amoniak, a ten už je pak dobře využitelný k výrobě umělých hnojiv. To se záhy ukázalo jako obrovský objev, který do velké míry odvrátil potravinovou krizi. Máme ohromně levný a neomezený zdroj dusíku. Stačí obyčejný vzduch, vysoký tlak a vysoká teplota. Ještě je potřeba nějaký katalyzátor a tak si vyrobíme amoniak. To je objev, který zásadně proměnil celý svět. Haber-Boshova syntéza je ale dodnes závislá na spalování fosilních paliv. Jinak to zatím pořádně neumíme.

A draslík je kde?

Ve všech půdách, horninách, například v živci, to je jeden z nejběžnějších minerálů v zemské kůře. Musejí také zvětrat, aby se z nich draslík uvolnil, ale není to až tak dlouhý proces a běží celkem účinně. A různá ložiska koncentrovaného draslíku existují a nejsou zas tak nedostatková.

Z hlediska geobiochemie se celosvětovému problém s fosforem zkrátka nevyrovná vůbec nic.

Autorka: Zdeňka Kováříková

Přečteno: 249x