Mohou monokultury nově pěstovaných biopaliv chemicky ovlivňovat biologickou složku půdy? – pokusná studie

Verze PDF

Od nově introdukovaných rostlin pěstovaných v monokulturách pro bioenergetiku může hrozit i biologická invaze. Jedním z důvodů, proč mohou být introdukovaná biopaliva ve srovnání s původními druhy konkurenceschopnější, je používání vlastních „chemických zbraní“ – čili tvorba allelopatických látek. Výsledky pokusů ukázaly, že hybridní šťovík i ozdobnice čínská mají allelopatický vliv na široké spektrum organismů, podobně jako invazivní druh křídlatka sachalinská (Fallopia sachalinensis).

Využitelné výstupy: 

Nejvíc se u nás na biopalivo pěstuje řepka, ale následují další nově introdukované druhy. Hybridní šťovík (Rumex tianschanicus x Rumex patientia) pochází z Ruska a vyznačuje se rychlým růstem a produkcí semen a biomasy. Dalším druhem je ozdobnice čínská (Miscanthus sinensis) pocházející z jižní Asie, což je vysoká (až 4 m) vytrvalá tráva tvořící trsy a podzemní oddenky. Značnou biomasu tvoří i hybridní topol (Populus nigra x Populus maximowiczii).
Z chemické analýzy opadu vyplynulo, že ve sledované čtyřčlenné skupině (hybridní šťovík, ozdobnice čínská, křídlatka sachalinská a směs lučních druhů) mají ozdobnice a křídlatka vyšší poměr C:N, a ozdobnice a šťovík obsahují více fenolů. Vyšší obsah fenolů (a ligninu) v opadu způsobuje jeho pomalejší rozklad, a tím zvyšuje konkurenceschopnost rostlin.
Použití výluhů z hybridního šťovíku, ozdobnice i křídlatky průkazně snížilo klíčivost u hořčice rolní i pšenice seté, a to na dvou různých typech substrátů (na písku i půdě). Tento fakt potvrzuje allelopatický vliv obou biopaliv na domácí plodiny a jejich možný invazivní potenciál.
Vybrané druhy půdních houbových patogenů reagovaly na výluhy z vybraných biopaliv, křídlatky, i směsi lučních druhů různě. Zatímco u druhu Sclerotinia solani nebyla zaznamenána významná odezva, druh Fusarium culmorum reagoval negativně na výluh z ozdobnice, Rhizoctonia solani na výluh ze šťovíku, a druh Cochliobolus sativus reagoval negativně na výluhy ze šťovíku a ze směsi lučních druhů.
Opad ze sledovaných biopaliv měl vliv na změnu početností populací sledovaných půdní druhů mesofauny. Přítomnost opadu šťovíku i ozdobnice zvýšila početnost roupice druhu Enchytraeus crypticus, ve srovnání s opadem z křídlatky i s opadem z lučních druhů. Početnost chvostoskoka druhu Folsomia candida byla naopak významně potlačena opadem z ozdobnice a křídlatky.
Výsledky pokusů ukázaly, že druhy pěstované jako biopaliva – hybridní šťovík (Rumex tianschanicus x Rumex patientia) a ozdobnice čínská (Miscanthus sinensis) mají allelopatický vliv na široké spektrum organismů, podobně jako invazivní druh křídlatka sachalinská (Fallopia sachalinensis). Tento allelopatický vliv může být na jednotlivé domácí druhy jak negativní, tak i pozitivní (viz. např. pozitivní vliv opadu šťovíku i ozdobnice na početnost druhu Enchytraeus crypticus). V konečném důsledku ale mění rovnováhu panující mezi domácími druhy, což může vést k narušení ekosystému a usnadnění invaze introdukovaného druhu.   

Grafické přílohy: 
Obr. 1: Vliv výluhů z vybraných rostlin používaných pro výrobu biopaliv na klíčivost pšenice seté A) na písčitém a B) na půdním substrátu.
Obr. 2: Vliv výluhů z vybraných rostlin používaných pro výrobu biopaliv na klíčivost hořčice rolní A) na písčitém a B) na půdním substrátu.
Obr. 3: Vliv opadu ze sledovaných biopaliv na změnu početností populací roupice druhu Enchytraeus crypticus,
Obr. 4: Vliv opadu ze sledovaných biopaliv na změnu početností populací chvostoskoka druhu Folsomia candida.
Zdroj: 
P. Heděnec et al. Allelopathic effect of new introduced biofuel crops on the soil biota: A comparative study. European Journal of Soil Biology 63 (2014) 14-20.
Zadal: 
Eva Koutecká
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.