Význam leguminóz pro zemědělskou soustavu

Zařazení leguminóz do osevních postupů snižuje energetickou náročnost zemědělství, šetří používání průmyslových hnojiv a může napomáhat i snižování spotřeby pesticidů. Racionální využívání těchto plodin v agroekosystému tak představuje významný stabilizační prvek celé soustavy a podporuje udržitelný způsob hospodaření.

Čeleď Fabaceae je třetí největší čeleď kvetoucích rostlin s více než 650 rody a 18 000 druhy, což představuje velmi širokou základnu pro výběr hospodářsky významných druhů. Leguminózy lze z hospodářského hlediska rozdělit na dvě skupiny: semenné luskoviny (sklízí se semena zralých lusků – hrách, peluška, lupina, sója, bob aj.) a na pícní plodiny – „jeteloviny“, kde se jako krmivo sklízí se celé rostliny v různé vegetační fázi (jetel luční či plazivý, vojtěška setá, ale lze tak využívat i většinu luskovin). Leguminózy jsou celosvětově významným zdrojem proteinů, kde samotné luskoviny představují zhruba 35% z celkové produkce proteinů pro lidskou výživu. Tyto plodiny však také poskytují významný zdroj krmiv pro chovy hospodářských zvířat, a to jak pro monogastrů, tak i v podobě píce pro přežvýkavce. Mimo jejich cíleného pěstování na orné půdě jako hlavních plodin je lze využívat i jako meziplodiny, podsevy či pomocné plodiny, a také tvoří přirozenou součást trvalých travních porostů. Jejich přínos však zdaleka přesahuje jejich produkční potenciál, neboť jsou zároveň nenahraditelnou složkou celého agroekosystému s řadou klíčových funkcí pro jeho fungování. Tyto funkce jsou navzájem úzce provázané, přesto lze však zhruba vymezit tři následující oblasti jejich pozitivního působení.

Fixace vzdušného dusíku

Poutání vzdušného dusíku pomocí symbiózy těchto rostlin s hlízkovými bakteriemi na jejich kořenech představuje unikátní benefit, který je naprosto zásadním přínosem pro celý ekosystém. Současná globální produkce dusíkatých hnojiv založená na Haber-Boschově reakci, tj. fyzikálně-chemický proces fixace dusíku, který je hlavním postupem pro průmyslovou výrobu amoniaku. Přeměňuje atmosférický dusík (N₂) na amoniak (NH₃)a jeho roční výkon dosahuje v čistém N hodnoty kolem 100 mil. tun, zatímco vstup N skrze jeho fixaci je odhadován na 110 mil. tun, což ukazuje na vysoký potenciál leguminóz pro zásobování globálních ekosystémů dusíkem. V našich podmínkách dosahuje výkon fixace u jednoletých plodin desítky kilogramů N ročně, zatímco u vytrvalých jetelovin dosahuje potenciální roční výkon stovek kg N. Je však třeba pamatovat, že výkon fixace není stabilní, neboť je ovlivněn podmínkami prostředí (pH půdy, vlhkost, teplota i obsah minerálního dusíku v půdě) a má i svůj sezonní charakter, např. v návaznosti na seče víceletých pícnin. Vzhledem k dostatečnému samozásobení N tak leguminózy za běžných podmínek nevyžadují dodatečné N hnojení. Fixovaný N se z posklizňových zbytků a kořenů uvolňuje postupně, což umožňuje snížit úroveň N hnojení i pro následnou plodinu.

Pozitivní vliv na úrodnost půdy

Leguminózy kladně působí na půdní úrodnost řadou mechanismů, kam patří i již výše zmíněná fixace N, kde vyšší obsah N v půdě působí pozitivně na růst rostlin. Mimo fixaci N působí pozitivně vysoká produkce kvalitní organické hmoty prostřednictvím kořenového systému. Tyto efekty jsou nejvýraznější u víceletých pícních jetelovin, kde produkce kořenů může přesahovat i 10 tun na hektar při obsahu 2 – 2,5 % N. Také ostatní živiny jsou hlubokým kořenovým systémem vynášeny z větších hloubek do nadzemní biomasy či vlastního kořenového systému a obohacují tak orniční horizont (meliorační působení), čemuž přispívá i jejich schopnost osvojovat si živiny i z hůře přístupnějších forem. Leguminózy mají dále pozitivní vliv na půdní strukturu tvorbou půdních agregátů, podporují půdní mikrobní společenstva a vsakování vody. Všechny tyto zmíněné efekty se projevují na vysoké předplodinové hodnotě víceletých jetelovin i jednoletých luskovin, která stála za úspěšnou transformací zemědělství od trojpolního systému ke střídavému pěstování plodin v osevních postupech, přibližně od 17. století. Tradiční úhor byl nahrazen pěstováním jetele lučního, což poskytlo více kvalitnější píce než úhor, umožnilo chovat více zvířat a vyšší produkci hnoje pro další hnojení zemědělských půd a i předplodinová hodnota jetele byla díky zanechanému dusíku výrazně vyšší než u spontánního úhoru. Zavedení norfolkského osevního postupu (jetel luční -ozimá pšenice – okopanina – jarní obilovina s podsevem) vedlo k výraznému zvýšení výnosů a produkci potravin a následnému zahájení průmyslové revoluce. Jetel luční byl pak postupně nahrazován či doplňován dalšími jetelovinami. Význam víceletých pícnin v osevních postupech je aktuální i v současné době, kdy jsou tyto kultury v EZ doporučovány na minimálně 20% výměry. Dlouhodobé polní pokusy rovněž potvrzují významný výnosový benefit zařazení jetelovin do osevních postupů a i studie z provozních podmínek konvenčních systémů hospodaření ukazují, že 1% víceletých pícnin v osevním postupu zvyšuje výnosy obilnin o cca 23 kg/ha.

Podpora udržitelného hospodaření

Tzv. zelená revoluce v 60. letech minulého století výrazně zvýšila produktivitu zemědělských systémů s výraznou orientací na intenzivní plodiny s potenciálem využívat zvyšující se dávky hnojiv, pesticidů či závlahu. Celá koncepce zemědělství (včetně šlechtění plodin) se tak zaměřila na úpravu podmínek pěstitelského prostředí tak, aby vyhovovalo těm nejproduktivnějším genotypům, a to jak z pohledu jejich ochrany proti biotickým stresům, tak i jejich optimálnímu zásobení vodou a živinami. Tento přístup je však energeticky náročný (výroba N hnojiv), výrazně zatěžuje životní prostředí (emise oxidů N, rezidua pesticidů, znečištění vod), vyžaduje nákladné vstupy (chemický průmysl) a vyčerpává zásoby dostupných zdrojů. Alternativu zde tvoří systém, který vychází z adaptace na dostupné prostředí na daném území (místo jeho přetváření dle potřeb rostlin) a vybírá (i šlechtí) plodiny či odrůdy co nejlépe přizpůsobené na dané pěstitelské podmínky. Tento přístup nezajištuje maximální produkci, ale představuje trvale udržitelný způsob pro hospodaření. Ukazuje se také, že se nelze globálně zaměřit pouze na způsoby produkce potravin, ale je třeba zohlednit i celkovou filozofii životního stylu a revidovat i stránku aktuální spotřeby potravin a jejich skladby spolu s její maximální racionalizací (omezení plýtvání). Nadměrné intenzifikace přináší i další problémy v propojeném agroekosystému, kdy například intenzivní hnojení snižuje vylučování organických látek do půdy z kořenového systému pěstovaných rostlin (rhizodepozice), což snižuje tok uhlíku do půdy a má negativní vliv na stav půd a jejich retenci vody.

Závěrem lze shrnout, že přínosy pěstování leguminóz kombinují jejich produkční a kvalitativní hodnotu s výraznými pozitivní účinky v rámci agroekosystému. Benefity tvoří především fixace vzdušného dusíku, podpora úrodnosti půdy a systémů udržitelného hospodaření na půdě. Je proto třeba hledat moderní a efektivní systémy racionálního zapojení leguminóz do systému pěstování plodin na orné půdě, ale i u sadů, chmelnic či trvalých travních porostů, které dokážou maximalizovat výše popsané efekty a přitom vytvářet stabilní, udržitelný ale také přiměřeně výkonný systém pro produkci potravin. Cílem v tomto směru musí být spolupráce výzkumu, zemědělské praxe i aktérů vytvářejících legislativu k těmto procesům. Výsledkem musí být rovnováha mezi dostatečnou produkcí potravin a zároveň šetrností celé soustavy k životnímu prostředí a její maximální udržitelnost.

Pro ČTPEZ zpracoval doc. Ing. Josef Hakl, Ph.D. (ČZU Praha)

Článek Zemědělec 25/2022