ŽLOUTNUTÍ SMRKOVÝCH POROSTŮ V ČESKÉ REPUBLICE - NOVÉ PROJEVY STARÉ ZÁTĚŽE?
Vít Šrámek, Bohumír Lomský, Věra Fadrhonsová - Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti Jíloviště - Strnady
Žloutnutí smrkových porostů, o kterém se v posledních letech opět začíná hovořit, není novým problémem. Poprvé byly ve větším rozsahu tyto symptomy zřetelné na přelomu 70. a 80. let dvacátého století, kdy se začaly projevovat v Evropě v oblastech s přirozeně kyselými a chudými půdami vzniklými na žulách, ortorulách, pískovcích, tj. na matečných podložích, které jsou široce rozšířené v pohořích střední Evropy. V Německu toto poškození bylo patrné například v Černém lese, Harzu, v Bavorském lese a v oblasti Smrčin (Fichtelgebirge), ve Francii v Centrálním Masivu, Vogézách a Ardenách. V té době bylo popsáno jako takzvané “novodobé poškození lesů” - Neuartige Waldschäden.
Jeho “novost” spočívala v tom, že šlo o rozsáhlé poškození smrkových porostů, které se odlišovalo od dosud známých velkoplošných škod způsobovaných oxidem siřičitým. Poškození vrcholilo v polovině osmdesátých let a později odeznělo zčásti díky melioračním opatřením, zčásti také samovolně. Od 70. let je toto žloutnutí smrkových porostů známé v České republice, kdy se začalo projevovat zejména na kyselých a chudých půdách západního Krušnohoří a Šumavy. Šlo hlavně o poškození jednotlivých stromů, které vždy po určitých obdobích zregenerovaly.
Výrazněji se tento problém projevil v roce 1999, kdy došlo k rozsáhlému žloutnutí smrkových porostů ve vyšších nadmořských výškách západního Krušnohoří (LS Horní Blatná, Kraslice, ML Kraslice, OL Boží dar, ML Jáchymov a část LS Klášterec). Poškození se koncentruje především do 7. LVS a narozdíl od situace v sedmdesátých a osmdesátých letech nedochází prozatím k regeneraci. V roce 2000 poškození dále gradovalo a plocha poškozených porostů všech věkových kategorií se odhadovala na 13 800 ha. V posledních letech jsou navíc obdobné příznaky pozorovány i v dalších pohořích, zejména Jizerských horách, Lužických horách, Krkonoších, Orlických horách a v oblasti Českého lesa.
PŘÍZNAKY POŠKOZENÍ
Poškození se projevuje žloutnutím svrchní strany starších ročníků jehličí, přičemž spodní strana jehlic zůstává zelenější. Zelený zůstává pouze nejmladší, naposledy vyrašený ročník jehličí. Tento typ žloutnutí je specifický pro tento druh poškození a odlišuje se od ostatních typů žloutnutí smrku vyvolaných nedostatkem např. manganu, železa, draslíku a dusíku. Rovněž i působení ozonu na jehlice je odlišné, žloutnutí všech ročníků jehličí je rovnoměrné, nebo směrem ke starším ročníkům jehličí ustupuje. Nejvýrazněji se žloutnutí projevuje na svrchní, osluněné straně větví a jehlic. Žloutnutí může postihovat jedince všech věkových kategorií od několikaletých sazenic až po stromy v mýtním věku, častější je však až po zapojování porostů - u mladších jedinců bývá způsobeno poškozením či deformacemi kořenového systému.
Deficit základních živin
Z hlediska výživy smrků jsou tyto barevné změny projevem nedostatku některých základních živin. Jedná se zejména o hořčík, který bývá v hodnotách výrazného až kritického nedostatku. Z pohledu výživy smrkových porostů se hranice nedostatku tohoto prvku v jehličí udává v rozmezí 600 - 700 mg.kg-1, u poškozených stromů bývají hodnoty často pod úrovní 500 mg.kg-1 , u druhého a starších ročníků jehličí často až mezi 200 - 300 mg.kg-1 , což představuje hranici výrazně ovlivňující základní fyziologické procesy, jako jsou fotosyntéza a další navazující biochemické procesy a také příjem některých prvků z půdy (fosfor). Kromě nedostatku tohoto prvku je ve většině případů indikována také nedostatečnost dalších bazických živin - zejména vápníku a mikroprvku zinku, který má vliv na syntézu růstových látek, na aktivaci enzymů v chloroplastech a má vliv na metabolismus dusíku v rostlině (viz obr. 1).
Hořčík je součástí chlorofylového jádra - při jeho nedostatku tedy dochází ke snížení tvorby tohoto zeleného barviva a k převládání žlutého zabarvení jehličí. Vzhledem k tomu, že je hořčík ve srovnání s vápníkem v rostlinných pletivech značně pohyblivý, dochází k jeho přemístění do mladých, nejaktivnějších ročníků jehličí a starší ročníky jehličí začínají žloutnout. Stromy tedy mohou přerozdělovat své zásoby živin ve prospěch nejmladších jehlic, které jsou fotosynteticky nejefektivnější - mohou tedy produkovat nejvíce životně důležitých látek. Žloutnutí především osluněných částí větví je pak způsobeno rychlejším rozkladem chlorofylu ultrafialovým zářením při nízkých možnostech jeho obnovy.
SEZÓNNÍ DYNAMIKA
Z pohyblivosti hořčíku vyplývá i jistá sezónní dynamika poškození. Nejvýrazněji jsou projevy žloutnutí patrné v jarním období, kdy vlivem vysoké ozářenosti dochází ke zvýšenému rozkladu chlorofylu. V té době mají smrky také často ještě omezený příjem živin z půdy a využívají svých rezerv zejména pro nastupující rašení a následný růst letorostů. Během rašení dochází k částečnému překrývání barevných změn novými výhony, které jsou zelené. Během letního období může za příznivých podmínek (nízká ozářenost, nižší teplota, dostatečná vlhkost půdy umožňující optimální příjem živin) dojít u mírnějších forem poškození až k úplné regeneraci porostů. Převážně tento latentní typ “jarního žloutnutí” se v západním Krušnohoří vyskytoval v sedmdesátých letech. Pro úplnou serióznost musíme uvést, že nedostatek hořčíku je jasný a vždy prokazatelný, studie, které se týkaly rozkladu chlorofylu a poměru barviv v jehličí, nepřinesly vždy jednoznačné výsledky. U výraznějších forem novodobého poškození je nedostatek hořčíku natolik závažný, že nejstarší ročníky nejsou schopny zajistit své funkce, usychají, hnědnou a opadávají. Toto je již nevratná fáze poškození, která po několika letech může vést až k odumření jednotlivých stromů a při větším výskytu i k rozvrácení porostů. Případná regenerace naopak probíhá postupným ozeleňováním - staré chlorotické jehlice zůstávají nefunkční a postupně je přerůstají nové ročníky jehličí, které již nežloutnou.
PŘÍČINY POŠKOZENÍ
Přímou příčinou poškození je, jak již bylo uvedeno, výrazný nedostatek hořčíku v jehličí smrkových porostů. Na druhou stranu dosud není zcela jasné, jak tento nedostatek vzniká a jací činitelé jej ovlivňují. Do hry vstupují faktory, které buď způsobují rozklad chlorofylu a vymývání hořčíku z jehličí, nebo zabraňují jeho dostatečnému příjmu z půdy. Při vzniku poškození může jít pochopitelně i o jejich vzájemnou kombinaci, která může určovat i intenzitu a stálost barevných změn.
Kyselé půdy a depozice
Základním, ne však postačujícím předpokladem pro vznik poškození jsou kyselé půdy chudé na bazické prvky, které představují přirozené omezení výživy lesních porostů. Velmi důležitým a patrně rozhodujícím faktorem je zvýšená depozice kyselých látek z atmosféry ve formě kyselých dešťů i tuhého spadu. Tato zátěž působí ve střední Evropě dlouhodobě a má na půdy kumulativní účinek. Způsobuje okyselování půdy, vyplavování bazických prvků do spodních vrstev půdy a v řadě případů také uvolňování iontů hliníku, který je pro kořeny dřevin toxický. Kyselé deště mohou také částečně způsobovat vymývání živin přímo z jehličí. Přes výrazný pokles produkce oxidu siřičitého v devadesátých letech, kdy došlo k jeho snížení až na úroveň přibližně 10 % oproti roku 1989, jsou kyselé depozice nadále natolik vysoké, že představují výrazné riziko pro lesní půdy. To platí zejména pro oblasti, které byly vystaveny po desetiletí mnohem větší imisní zátěži, než je její dnešní úroveň. Smrkové porosty jsou obzvláště ohrožené jednak vzhledem k vysokému vyčesávání znečišťujících látek z atmosféry korunami stromů (spad kyselých látek pod dospělým porostem je až 3x vyšší oproti volné ploše a až 2x vyšší oproti listnatým porostům), jednak vzhledem k mělkému prokořenění, které se v silně kyselých půdách omezuje na několik centimetrů minerální půdy při hranici s humusovou vrstvou. Poškození se bohužel koncentruje zejména v 7. a 8. LVS, kde je zavádění dalších dřevin omezené. Vliv kyselých depozic umožňuje určitou skokovou reakci, nelze jím však bezezbytku vysvětlit razantní nástup poškození v roce 1999 ani regeneraci porostů v Německu ve druhé polovině osmdesátých let. Ve hře jsou tedy patrně ještě další, dosud méně prozkoumané faktory.
Vliv ozonu a dusíku
Často diskutovaný, zejména v počátcích poškození, byl vliv ozonu. Tato škodlivina, vznikající fotochemickými reakcemi v atmosféře, je významným oxidačním stresorem, který může mimo jiné poškozovat buněčné membrány, způsobovat rozklad chlorofylu, snižovat akumulaci zásobních látek a celkově zhoršovat zdravotní stav dřevin. Barevné změny, způsobované ozonem, se projevují zejména na osluněných částech listových orgánů, od žloutnutí spojeného s nedostatkem hořčíku se ovšem odlišují. Vzhledem k tomu, že ozon patří mezi škodliviny, u nichž se v blízké budoucnosti předpokládá nárůst významu, nelze jeho přispívající roli k novodobému poškození zcela opomíjet. Obdobná situace je u ultrafialového záření, které přispívá k narušení ochranných epikutikulárních vosků a rozkladu chlorofylu. Jeho vliv je v současné době málo znám. Významnou roli mohou v komplexu novodobého poškození hrát také zvýšené depozice dusíku do lesních ekosystémů, které sice v současnosti nejsou tak vysoké jako v osmdesátých letech, překračují však únosné limity a předpokládá se, že jejich vliv bude nadále stoupat. Dusík je významným biogenním prvkem, který je akcelerátorem tvorby biomasy a růstu stromů. Při nevyváženosti poměru k ostatním živinám tak může docházet k relativnímu nedostatku bazických prvků - na přirozeně kyselých a dlouhodobě zatížených půdách především hořčíku. Meteorologické faktory a patogeny biotického původu Při výčtu faktorů, které mohou vést k projevům žloutnutí na kyselých a imisemi degradovaných půdách, nelze opomenout také meteorologické faktory. Zde působí negativně zejména dlouhá suchá období, kdy dochází jednak k vysoké ozářenosti asimilačních orgánů, která může vést k rozkladu chlorofylu, jednak ke snížené půdní vlhkosti. Při obdobích sucha nejsou stromy schopny odebírat vodu, a tedy ani živiny z půdy a stav jejich výživy se může výrazně zhoršovat. U smrkových porostů je opět určitou nevýhodou jejich povrchový kořenový systém, který je ke změnám vláhových poměrů obzvlášť citlivý.
Další skupinou faktorů, které jsou v souvislosti se žloutnutím porostů prostudovány zatím nedostatečně, jsou patogeny biotického původu. Podle ústní informace od profesora Osswalda z Technické univerzity v Mnichově se u semenáčků pěstovaných v autoklavované půdě z poškozených porostů žloutnutí neprojevilo, zatímco v neošetřené půdě bylo již v raných stádiích pozorováno výrazné žloutnutí. To by naznačovalo výskyt biotického patogenu v půdě, narušujícího funkce kořenů, a tedy i příjem živin. Patogen způsobující toto poškození není prozatím přesně identifikován. V podezření jsou zejména houby rodu Pythium, které se v kyselých půdách smrkových porostů běžně vyskytují jako saprofyty. Za určitých podmínek u nich lze podobně jako u rodu Phytophtora předpokládat parazitické chování. To však se zatím neprokázalo.
MOŽNOSTI OCHRANY A REVITALIZACE POROSTŮ
Jak vyplynulo z předchozích odstavců, úplný komplex příčin, které vedou k poškození a které by zcela objasnily jeho dynamiku, není ještě zcela znám. Bylo také již uvedeno, že v řadě porostů v Bavorském lese a ve Smrčinách došlo ve druhé polovině osmdesátých let k samovolné regeneraci. V případech, kdy dochází k významné ztrátě starších ročníků jehličí a k ojedinělému odumírání stromů, by bylo čekání na případnou samovolnou regeneraci velmi dlouhé a riskantní. Revitalizaci porostů výrazné poškození lze provést dodáním chybějícího hořčíku, případně dalších bazických prvků. V silně poškozených porostech, kde hrozí riziko z prodlení, je možné využít vhodná kapalná hnojiva, která dodají živiny přímo vegetačním orgánům a jejichž účinek je okamžitý. Je nutné odpovědně stanovit dávku a počet opakování aplikace, a to i s ohledem na stupeň narašení či růstu letorostů, aby nedošlo k poškození mladých letorostů vysokou koncentrací hnojiv. Kapalná hnojiva mají okamžitý účinek, nezaručují však dlouhodobé působení. Musí být tedy doplněna dodáním melioračních látek také do lesní půdy. Nejpoužívanější jsou v tomto případě aplikace dolomitického vápence, respektive vápnitého dolomitu s vysokým obsahem hořčíku. Vápnění ovlivňující pH půdy a obsah bazických prvků ve svrchních vrstvách půdy se ve většině případů začne ve výživě porostů projevovat až po určité době - zhruba po dvou a více letech. Jeho příznivé působení je však poměrně dlouhodobé a příznivé účinky na půdní poměry se projevují ještě po deseti letech.
Vápnění působí do jisté míry i jako prevence “novodobého” poškození lesů. Patrné je to např. v porostech Orlických hor, kde se projevy žloutnutí vyskytují zejména v nižších polohách pásma ohrožení imisemi B, které se v minulosti nevápnily, a v Jizerských horách, kde mezi nejvíce poškozené patří oblasti Santu a Velké Jizery, které byly z vápnění a hnojení vyloučeny.
ZÁVĚR
Základním předpokladem ochrany proti žloutnutí smrkových porostů je samozřejmě hospodaření podle zásad udržitelnosti a trvalosti, které musí být maximálně šetrné k lesním půdám a celkovému stavu lesních ekosystémů. To kromě citlivého přístupu k půdám (zamezení eroze, zamokření, mechanické degradaci) představuje také ochranu proti zvěři, maximální využívání melioračních a zpevňujících dřevin a pozornost při výběru sadebního materiálu.