Možnosti úpravy žloutnutí lesních dřevin aplikací vápnění a hnojení

Vilém Podrázský, Stanislav Vacek

Aktuálnost úpravy výživy lesních porostů opět roste s objevujícími se projevy žloutnutí různých druhů lesních dřevin. Otázka vápnění a hnojení se tak dostává opět do popředí zájmu a stává se až předmětem sporů. Bez ohledu na názorové rozdíly ukazují dosavadní výsledky výzkumu na možnost revitalizace lesních porostů ve vhodných podmínkách využitím zásahů odpovídajících stavu porostu a stanovišti. Přímá úprava stavu výživy se přitom jeví mnohem účinnější a výrazně méně riziková.

S určitým zpožděním se problematika tzv. žloutnutí lesních dřevin objevuje i v ČR (LP 11/2001, str. 484; LP 8/2002, str. 354, pozn. red.). V některých případech vede tento jev až k odumírání lesních porostů, jindy se jedná o záležitost chronickou, střídavě se objevující a zase mizící. Rozsáhle a důkladně byly tyto tendence v dynamice lesních porostů popisovány a nápravná opatření byla výzkumně i provozně řešena v Německu a Rakousku. Zde bylo poprvé v polovině 80. let doloženo a řešeno tzv. novodobé hynutí lesů (new type of forest decline, neuartige Waldschäden), spočívající především ve vyplavování živin (bází, v první řadě Mg) z asimilačních orgánů i z půd, ve vzniku jejich deficitu, a tak až ve fyziologickém poškození lesních dřevin. Celá řada studií dokládá daný typ poškození právě z pohraničních česko-německých pohoří: Šumavy, Českého lesa a Smrčin. Nověji se objevilo i v západním Krušnohoří, kde vede v některých případech až k rozpadu porostů. Kromě smrku ztepilého se objevují projevy narušené výživy i u jiných dřevin, především u buku. Přes všechny diskuse o možných či prokázaných příčinách neupokojivého stavu lesních porostů jsou procesy vyvolávající ztráty živin z lesních ekosystémů a deficit ve výživě prozatím považovány za nejčastější příčinu ochoření lesů a případně jejich dalšího odumírání. Ojediněle zakládané a vyhodnocované výzkumné plochy jsou pak nezastupitelným zdrojem poznání o daných procesech a možnosti jejich provozní zvládnutelnosti. Cílem tohoto příspěvku je proto prezentovat výsledky experimentální aplikace hnojivých látek v porostu s výrazným výskytem žloutnutí.

Žloutnutí lesních dřevin

Problémy žloutnutí lesních dřevin, v první řadě smrku ztepilého, jsou studovány již několik desetiletí. Tento jev je nejčastěji spojován s nepřímými dopady imisní kalamity. Kromě přímého vlivu jednotlivých složek antropogenních imisí je tak ovlivňováno i prostředí dřevin, zejména lesní půda. Kyselá depozice způsobuje půdní změny, které se odrážejí v poškozování kořenového systému a v narušení výživy. K nejdůležitějším dopadům acidifikace půd náleží:

- ztráty bází vyplavením z narušených asimilačních orgánů lesních dřevin a z tzv. fyziologického profilu půd, resp. z vrstvy, odkud jsou dřeviny schopny jednotlivé živiny čerpat;

- aktivizace toxických půdních složek, především volných forem hliníku, poškozujících kořenový systém lesních dřevin;

- vysoký spad dusíku, který vyvolává relativní deficit jiné živiny, v souvislosti s acidifikací prostředí nejčastěji bází, především hořčíku.

Je nutno zdůraznit, že pro nejvíce poškozené oblasti ČR v minulosti hrály tyto mechanizmy poškozování lesních porostů menší roli a jak v oblasti Krušných hor, tak i v severních pohořích, náležících k regionu Sudetika, převažovalo přímé poškození lesních dřevin vysokými atmosférickými koncentracemi imisí. Výše uvedené způsoby poškození se mohou uplatnit v poněkud jiných imisně-ekologických podmínkách:

- v oblastech s relativně nízkými koncentracemi polutantů v ovzduší, ale s poměrně vysokým kyselým spadem, depozicí;

- v regionech s chudými půdami, deficitními s ohledem na báze, především hořčík;

- v případě dosud relativně vitálních porostů lesních dřevin, kdy převažuje latentní a maximálně chronický typ poškození, ve zvýšené míře v porostech středního a vyššího věku.

Tyto podmínky byly a jsou splněny především ve dvou oblastech ČR - oblasti Šumavy a Českého lesa a oblasti západního Krušnohoří, kde se i nejrozsáhleji projevují symptomy žloutnutí, způsobující provozní problémy.

Šumava

Právě Šumava má pro vznik tohoto typu poškození mimořádně dobré podmínky, tj. chudé půdy bez větší zásoby bází, dosud vitální porosty a relativně nízké koncentrace škodlivin, způsobujících přímé poškození asimilačních orgánů, v ovzduší. Jak dokládají např. práce IFER, kyselý spad podílející se na acidifikaci prostředí je naopak značně vysoký a srovnatelný s oblastmi ČR s vyšším imisním poškozením lesů.

Projevy žloutnutí jsou například v bývalých vojenských lesích pozorovány od poloviny 80. let. Dosud však nepřerůstají ve větší odumírání lesních porostů. Velmi často se žloutnutí objevuje v mladých porostech smrku, ve stádiu starších kultur a mlazin, později samovolně odeznívá. Jako příklad je možno uvést výsledky orientačního posouzení stavu výživy lesních kultur s příznaky žloutnutí na LS Borová Lada. Výsledky širšího průzkumu jsou shrnuty v tabulce 1.

Jedinci s příznaky žloutnutí vykazují jednoznačně nižší a přitom evidentně deficitní obsah Mg a naopak vyšší obsahy živin, signalizujících méně příznivé podmínky výživy a acidifikaci prostředí (Fe, Mn). Jako příčinu neuspokojivého stavu kultur je v těchto případech s velkou pravděpodobností možno označit deficit Mg, podmíněný přírodními podmínkami i antropogenním působením, zejména kyselým spadem. Tato situace je typická pro širokou oblast Šumavy a Českého lesa.

Nízké zásobení lesních dřevin živinami je však v oblasti Šumavy normálním jevem. Extrémní klimatické podmínky a chudý geologický podklad, často pouze organogenní půdy, způsobovaly vždy nízkou úroveň biogeochemických cyklů – tj. malé množství velice úsporně recyklovaných živin. Při nahrazení přírodních cyklů cykly hospodářského lesa byl určitý setrvalý stav nahrazen výraznými výkyvy a diskrepancemi mezi potřebou a nabídkou živin. Periodicky tak v období intenzivního nárůstu biomasy vzniká zvýšená potřeba a deficit živin, kromě chronických deficitů (např. dusík). Později příznaky nedostatku živin odeznívají díky dosažení rovnováhy v jejich příjmu a uvolňování mineralizací humusu a zvětráváním. Tato rovnováha pak může být narušena dalším hospodářským zásahem, nebo vysokou úrovní kyselé depozice.

Krušné hory

Podobné projevy jsou již delší dobu (alespoň na německé straně) pozorovány i v další oblasti, v západním Krušnohoří. Jedná se o bývalé LZ Horní Blatná, Kraslice a Kladská. Na jaře roku 1999 se zde objevilo plošné poškození, které se zpočátku projevovalo žloutnutím starších ročníků jehličí, později spojeným s jejich postupným usycháním a opadem. Barevné změny a další průběh chřadnutí se velice podobaly situaci v Německu a Rakousku o 15 let dříve. Poškození asimilačních orgánů bylo v řadě porostů nevratné a vedlo až k výrazné defoliaci stromů. Tato poškození byla vyvolána dlouhodobou kyselou depozicí i přímým zatížením lesních porostů imisemi, degradací půd a acidifikací svrchních vrstev půdního profilu. Při předběžném šetření byl prokázán kritický deficit dusíku, vápníku a především hořčíku. V současné době zde VÚLHM i LF ČZU úspěšně řeší výzkumný projekt zabývající se možností aplikace vápnění a hnojení a i na stránkách LP již byly předběžné výsledky uvedeny.

Experiment s přihnojením žloutnoucích porostů na Šumavě

Pro sledování vlivu přihnojení deficitními živinami byly v létě roku 2000 založeny dvě dvojice výzkumných ploch. Trvalé výzkumné plochy (TVP) byly založeny na území LS Stožec, ve II. zónách NP Šumava (tab. 2). Dlouhodobě se zde projevuje fenomén žloutnutí, který však dosud nedosáhl kritického rozsahu. Na německé i rakouské straně Šumavy je přitom založena řada experimentů, dokládajících úspěšné aplikace chemické meliorace při odstranění příznaků poškození lesních porostů tzv. novodobým poškozením lesů.

Na hnojených variantách byla aplikována hnojiva řady SILVAMIX (SILVAMIX Mg) v létě 2000, manuálně, v dávce 100 kg N/1 ha. Jednotlivé plochy mají výměru 50 x 50 m a je na nich každoročně v podzimním období stanovena mimo jiné defoliace a rozsah žloutnutí standardní okulární metodou, s odhadem stupně foliace a žloutnutí v 10 % (5 %) třídách.

Výsledky šetření

Výsledky experimentu jsou velice výrazné již první roky po aplikaci hnojiva (tab. 3). Vyplývá z nich několik význačných trendů. Na extrémnější lokalitě (Stožec, S – plochy 23, 24, 8. LVS) jsou hodnoty olistění výrazně nižší a stav je po celou dobu sledování poměrně vyrovnaný, a to mezi oběma variantami. Hodnoty žloutnutí byly nevýznamně vyšší na ploše, která byla po dvou letech sledování přihnojena, to se projevilo již v roce 2000 zvratem výskytu projevů žloutnutí. Od roku 2001 jsou rozdíly již statisticky významné a žloutnutí je na této extrémnější ploše hnojivým zásahem výrazně potlačeno.

Na lokalitě U kanálu (K – plochy 21, 22, 7. LVS) se stav olistění na obou sledovaných plochách v letech 1998-2001 příliš neměnil. K velmi výrazné defoliaci (v rozsahu 13-19 %) došlo až v r. 2002, což bylo způsobeno atakem lýkožrouta smrkového. Na hnojené variantě však oproti roku 2001 došlo k výrazné minimalizaci projevů žloutnutí (pokles na 2 % z 9 %) a zůstal zde poměrně vysoký podíl zdravých stromů (13 % z 28 %). Naproti tomu na kontrolní variantě zůstaly projevy žloutnutí v podstatě nezměněny a podíl zdravých stromů poklesl z 15 % (v r. 2001) až na 1 % (v r. 2002). Tyto výsledky získané v posledních dvou letech sledování jsou statisticky významné.

Plochy budou samozřejmě studovány i v budoucnosti, neboť maximální účinek meliorace zřejmě zdaleka neodezněl. Dále zde musí být sledován vývoj ostatních složek lesních ekosystémů, v první řadě fytocenózy a nadložního humusu. Podobné plochy pak byly založeny i v podmínkách Krušných hor, ovšem o dva roky později, a výsledky tak budou k dispozici s patřičným časovým odstupem.

Nápravná opatření

Krátkodobé působení hnojivého zásahu, dodávajícího deficitní hořčík, se jevilo jako velice příznivé. Bylo zamezeno výrazným ztrátám asimilačních orgánů a byly odstraněny, nebo alespoň výrazně potlačeny, příznaky žloutnutí. Mimo maloplošná zvláště chráněná území a území I. zóny NP, kde se předpokládá trvalá hospodářská činnost člověka, může tedy dodání deficitních živin sehrát pozitivní roli ve zlepšení zdravotního stavu a zvýšení stability lesních, zejména smrkových porostů.

Projevy žloutnutí se v českých zemích objevují dlouhodobě, jako problém zdravotního stavu lesů však nabyly na významu teprve v posledních letech. K jejich potlačení byla jako vhodné opatření potvrzena aplikace deficitních živin, ověřuje se i význam úpravy půdního chemismu méně specifickým vápněním. Jako významnější se z krátkodobého hlediska projevilo přihnojení. Z dlouhodobého hlediska však předpokládáme trvalejší efekt při obnově, regradaci biogeochemických cyklů živin v lesních porostech při využití jiných prostředků chemické a biologické meliorace. Aby byly příznivé účinky melioračních opatření maximálně využity a aby se zabránilo nežádoucím negativním dopadům těchto aktivit, je nutno dodržovat známé, leč často nerespektované zásady:

- zásahy provádět v relativně vitálních porostech, dokonale kryjících půdu;

- porosty mohou vykazovat poškození, nikoli však letální;

- meliorační opatření je nutno projektovat na základě pečlivé přípravy, je nutno vyhodnotit detailně stav lesních půd a stav výživy cílových lesních dřevin;

- pro provedení hodnocení podmínek výživy (stav půd) a stavu výživy jsou k dispozici dostatečné, standardní metodiky půdních a listových rozborů.

Z hlediska využitelnosti jednotlivých typů hnojiv je možno doporučit:

- Akutní nedostatky ve výživě je možno odstranit aplikací foliárních (listových) nebo rychle působících typů hnojiv. Účinnost je při dobře projektovaném zásahu rychlá, může být vysoká a je v každém případě krátkodobá.

- Méně výrazné a hlubší projevy deficitní nebo nevyvážené výživy je vhodné řešit využitím pomalu rozpustných hnojiv. Námi ověřovaná hnojiva řady SILVAMIX mají prozatím dobrou účinnost, která se během několika let stále prohlubuje.

- Dlouhodobě lze revitalizovat lesní půdy změnou struktury lesních porostů (prostorové a druhové), aplikace vápnění a látek založených na karbonátech vápníku a hořčíku je možná mimo oblasti podzolů a půd s výrazným podílem organické hmoty na pedogenezi (řašeliny, sutě, horské humusové podzoly).

- Účinnost melioračních zásahů klesá s rostoucí extremitou stanovišť, neboť lesní dřeviny jsou pak limitovány i dalšími ekologickými faktory.

Tak bude zajištěn maximální příznivý efekt opatření chemické meliorace s minimálními vedlejšími dopady na lesní ekosystémy a zároveň by měly být optimálně využity vynaložené finanční prostředky.

Příspěvek vznikl v rámci řešení výzkumného projektu GAČR 206/03/1583 Nutrient cycles in mountain forest ecosystem saturated by nitrogen: past, present and future state of water, soil and Norway spruce stands, předběžné výsledky byly prezentovány na konferencích Aktuálne problémy v ochrane lesa, Zvolen 10.–11.4. 2002 a Krajina, les a lesní hospodářství, sekce IV. Kostelec n.Č.l., 25. září 2002.

Adresa autorů:
Prof. Ing. Vilém Podrázský, CSc.
Katedra pěstování lesů, LF ČZU v Praze,
Kamýcká 957, 165 21 Praha 6
e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Doc. RNDr. Stanislav Vacek, DrSc.
VÚLHM, VS Opočno
Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.