Jak vyzrát na lokality s neúrodnou a znečištěnou půdou? S chytrou rostlinou

Asi se nenajde země, která by se nepotýkala s tím, že má na svém území plochy půdy, se kterými si neví rady. Důvody můžou být různé… pro stavbu budov má plocha nevhodné umístění, pro pěstování rostlin zase špatné složení. Někde nás trápí dokonce znečištění z průmyslu, havárií nebo těžby. Ale co s tím? Jedním z řešení mohou být chytré rostliny, které si i s takovými zhoršenými podmínkami hravě poradí. A ještě na tom vyděláme my i příroda.

Fytomanagement je poměrně nový přístup k hospodaření v krajině, kdy využíváme rostliny pro získání užitečné biomasy a zároveň zlepšujeme vlastnosti půdy. K tomu je samozřejmě potřeba vybrat vhodné rostliny. Ne každá rostlina totiž dokáže růst v půdě s problematickým složením nebo dokonce kontaminací, vyprodukuje dostatečné množství biomasy, aby se nám ji vyplatilo pěstovat a zpracovávat, a ještě navíc dokáže půdě přinášet něco navíc. Naštěstí pro nás ale i takové rostliny najdeme.

Mezinárodní tým výzkumníků, mezi které patřili i vědci z naší fakulty životního prostředí a katedry biologie přírodovědecké fakulty, si mezi nimi vybral rostlinu ozdobnici obrovskou. Jejímu zkoumání se věnoval pět let v rámci projektu programu NATO Science for Peace and Security, kde se zaměřili na obnovu lokalit kontaminovaných historickou vojenskou činností.

A proč padla volba zrovna na ozdobnici? Inu, je prostě chytrá a svým chováním dost nahrává záměru projektu.

Ozdobnice obrovská je vysoká tráva, kterou řadíme mezi energetické plodiny druhé generace. Na rozdíl od řepky, slunečnice nebo kukuřice tak nemá konkurenční využití jako potravina. Je to rostlina vytrvalá, takže ji stačí vysadit jen jednou a pak už jen každý rok sklízet biomasu. Tu pak můžeme využít pro výrobu peletek na topení, papíru, stavebních materiálů a izolací, vláken, naplnit s ní bioplynovou stanici nebo vyrobit bioethanol. Kořeny, které zůstávají po sklizni pod zemí, půdu zpevňují a zabraňují jejímu odnosu vodou nebo větrem, tzv. erozí. Navíc toho k životu moc nepotřebuje. Stačí jí i půda s poměrně nízkou zásobou živin, vydrží i kratší období sucha a není potřeba ji chemicky ošetřovat jako některé jiné zemědělské plodiny. Výhodu oproti tradičním „C3“ rostlinám jí přináší i vylepšená „C4“ forma fotosyntézy, díky které efektivněji využívá oxid uhličitý ze vzduchu.

U ozdobnice obrovské (Miscanthus x giganteus) na rozdíl od jejích rodičů, ozdobnice čínské (Miscanthus sinensis) a ozdobnice cukrové (Miscanthus sacchariflorus), a dalších druhů ozdobnic navíc nehrozí riziko nekontrolovaného šíření v krajině, které známe u jiných nepůvodních plodin, např křídlatky nebo bolševníku. Ozdobnice u nás také není domácí, pochází z jichovýchodní Asie. Sterilní hybrid Miscanthus x giganteus ale není schopen pohlavního rozmnožování semeny, takže se nemusíme bát jeho rozšíření za hranice vybraného pozemku. Množí se pouze podzemními oddenky, které vytváří klony původní rostliny.

Jedním z hlavních záměrů projektu bylo ale zjistit, jestli ozdobnice dokáže v nekvalitní půdě nejen růst, ale dokonce její stav zlepšit. A ukázalo se, že může! Výzkumníci se zaměřili nejdříve na znečištění těžkými kovy. Ty rostlina postupně ukládá ve svém kořenovém systému při procesu tzv. fytostabilizace. Kovy tak zůstanou uzamčené v rostlině a nemohou se dál šířit v prostředí. Jen malá část jich přitom přechází do stonků a listů, takže biomasa není znehodnocená a je možné ji bez problému zpracovávat. Kromě kovů se výzkum zabýval i ropnými látkami a pesticidy. Pro ty není hotových závěrů zatím tolik, ale první výsledky ukazují, že ozdobnice urychluje odbourávání těchto látek v půdě. Nejpravděpodobnějším mechanismem je podpora půdních mikroorganismů, které využívají znečištění jako zdroj energie. Tento proces se obecně nazývá fytodegradace. Jako bonus rostlina obohacuje půdu o důležitý organický uhlík a podporuje půdní mikrobní společenstva, jejichž činnost je klíčová pro zdraví půdy a správný běh přirozených půdních procesů.

Projekt NATO sice skončil, ale ve výzkumu ozdobnice se pokračuje na UJEP dál v různých navazujících projektech a možná se do budoucna zaměříme i na jiné slibné chytré rostliny.

Další informace o výzkumu ozdobnice na UJEP jsou dostupné na odkazu www.fzp.ujep.cz/miscanthus.