Změny v plevelových společenstvech

24. 02. 2023 Ing. Jan Štrobach a kol. Plevele Zobrazeno 1210x

Spektrum plevelů vyskytujících se v agroekosystémech je ovlivňováno celou řadou faktorů, jako jsou klimatické podmínky, střídání plodin, zpracování půdy, výživa rostlin, použití herbicidu a samozřejmě působení člověka v nezemědělské sféře. Vlivem těchto faktorů plevelová společenstva procházejí stále poměrně složitým vývojovým cyklem, při kterém se v průběhu času mění jak v početnosti, tak v druhovém složení.

Plevelné rostliny od počátku zemědělství patří mezi nejproblematičtější škodlivé činitele v zemědělství, na jejichž eliminaci bylo vždy vynakládáno obrovské množství energie. Jednotlivé plevelné druhy se postupně přizpůsobovaly měnícím se přírodním podmínkám, později technologiím pěstování plodin. Druhy, které nebyly schopné se přizpůsobit, z polí rychle mizí. Uvolněný prostor rychle kolonizují nové druhy, z pohledu zemědělce často agresivnější.

Změny klimatu

V současné době k nám neustále přicházejí zprávy o změnách klimatu a o důsledcích pro naši společnost. Důležité je si, ale uvědomit, že na Zemi dochází neustále k periodickým změnám. Tyto změny probíhají neustále, přesto se projevují i na změnách ve vegetaci, a tedy i v zastoupení plevelů.

Počátek zemědělství se u nás datuje do období neolitu. Jelikož podnebí zde bylo spíše humidní s vysokými úhrny srážek, vznikají zemědělské enklávy v nejteplejších, nejsušších a nejúrodnějších oblastech státu, jako je jižní Morava a Polabí. Odtud se zemědělství postupně šířilo podél řek dál do vyšších poloh. V této době se objevují první nepůvodní plevele, jako je koukol polní, jílek mámivý, chrpa polní, ale také plevele původní, jako je svízel přítula nebo pýr plazivý. Objevuje se i sveřep stoklasa nebo sveřep polní, které se staly významnými plevely v pozdějších dobách.

Ze starověku je známo asi 50 druhů plevelů. Obvykle se jednalo o světlomilné a teplomilné plevele, jelikož řídké porosty obilnin umožňovaly růst světlomilných druhů. Jednalo se např. o černuchu rolní, ibišek trojdílný či tořici rolní. V současnosti se jedná o vzácné plevele rostoucí v nejteplejších oblastech státu. V období slovanské kolonizace cca od 6. stol. se začínají obilniny sklízet v nižších vrstvách, a proto se v archeologických nálezech objevuje i vyšší podíl plevelů nízkého vzrůstu. Z tohoto období je znám např. truskavec ptačí nebo dejvorec mrkvovitý, dnes vzácný plevel teplých oblastí.

Středověk se vyznačoval rychlým nárůstem počtu obyvatelstva. Ve středověku došlo na území našeho státu poprvé k tomu, že podíl zemědělské půdy přesáhl podíl lesa. Zemědělci přicházejí z nížin i do vyšších poloh. Ze středověku jsou známé plevele jako je např. kolenec rolní jehož poddruh (Spergularia arvensis subsp. sativa) byl v tomto období pěstován jako polní plodina.

Po objevení Ameriky a spolu se zámořskými objevy se začíná pěstovat celá řada nových plodin jako jsou brambory, kukuřice, dýně, boby, melouny, slunečnice, papriky, fazole aj. Teplotně příznivé klima umožňuje i pěstování ovoce a vinné révy. Zvrat nastal nástupem ochlazení (tzv. Malá doba ledová) v období třicetileté války (1618–1648). Vlivem ochlazení, které doprovázelo třicetiletou válku, došlo k rozvoji plevelů s širokou amplitudou k teplotě (např. sveřep stoklasa, pýr plazivý aj.) a k vymizení teplomilných druhů, např. rohatce růžkatého nebo ibišku trojdílného. Také následná obnova krajiny po třicetileté válce trvala téměř do 18. století. Uvolněním robotních povinností v druhé polovině 18. stol. se výrazně zvýšila porodnost a počet obyvatel, který přispěl k nárůstu výměry zemědělské půdy.

Barokní česká krajina se vyznačovala pestrostí polních plodin, drobných polních celků a bohatými plevelovými společenstvy, které v historii neměly obdoby. V jednom katastrálním území v níže položených oblastech se pěstovalo 20–30 druhů polních plodin. Plevelová společenstva této doby byla velice stabilní a vyrovnaná. Jednotlivé druhy si významně konkurovaly, a tak počty plevelů jednotlivých druhů byly velice nízké, ale počty druhů plevelů velice vysoké. Odhaduje se, že na území našeho státu jednu plodinu doprovázelo 300–350 druhů plevelů.

Mezi plevely byla významná skupina parazitických i poloparazitických plevelů. Mezi poloparazitické rostliny patřil např. kokrhel luštinec, zdravínek menší nebo černýš rolní. Parazitické plevele představovaly kokotice (Cuscuta sp.), kterých podle Baudyše (kniha Hospodářská fytopathologie z roku 1931) bylo na zemědělské půdě popsáno více než 100 druhů.

Mezi významné plevele patřila také ředkev ohnice nebo chrpa modrá, jejichž výskyt právě gradoval v meziválečném období a které rychle mizí po zavedení herbicidní ochrany. Spolu se zdokonalením čištění osiva v první polovině 20. století se z orné půdy vytrácí velkozrnné plevele, jako je černýš rolní, koukol rolní nebo oves hřebílkatý.

Bér zelený patří k významným pozdně jarním plevelům teplých oblastí

Psárka rolní v porostu ozimé pšenice

Význam chrpy modré, jako plevele, stoupá

Střídání plodin

První zemědělské plochy vznikaly pomocí žďáření. Po vyčerpání půdy se vypálily nové plochy, a takto se postupně rozšiřovaly nové zemědělské enklávy. Až postupem času došlo k zavedení střídání obhospodařovaných a neobhospodařovaných ploch (dvoupolní systém). Ve středověku, díky relativnímu nedostatku půdy, došlo k vylepšení zemědělského nářadí a ke změnám systémů obdělávání půdy.

Dosavadní přílohové zemědělství bylo vystřídáno trojpolním rotačním systémem (střídání ozimu, jařiny, úhor). Základním problémem v tomto systému s neobdělávaným úhorem bylo zaplevelení vytrvalými plevely, zvláště pýrem plazivým. Při samovolném zarůstání půdy po sklizni jarních obilnin kulminovalo v sukcesi na úhoru tzv. pýrové stadium, které přetrvávalo do dalších let. Tento proces byl také patrný nedávno po roce 1989, kdy byly v horských a podhorských oblastech ze socioekonomických důvodů rozsáhlé plochy orné půdy ponechány ladem. Tyto plochy byly v krátké době velice silně zapleveleny a posléze obtížně kultivovány. Část pozemků se změnila vlivem sukcese v les.

S přibývajícími plodinami se zintenzivňovaly úhorové systémy a docházelo k přeměnám na tzv. čtyřhonný či pětihonný úhorový systém. Tyto systémy posléze vyústily vznikem tradičního tzv. norfolkského osevního postupu, který se stal významným prvkem trvale udržitelného zemědělství do současnosti. Při dodržování správného střídání plodin dochází k postupnému potlačování některých plevelů v plevelných společenstvech. Některé plevelné druhy jsou potlačovány více, jiné méně. Klasický střídavý osevní postup udržuje vyrovnaný poměr mezi ozimými a jarními plevely a mezi jednoděložnými a dvouděložnými druhy, které jsou vázány na určitou plodinu.

Ještě před příchodem plošného používání herbicidů v první polovině 20. stol. patřily osevní postupy k hlavním faktorům, které významně potlačovaly plevele. V případě výskytu ozimých obilnin a ozimých plodin (např. ozimá řepka), se rychle přemnoží následující druhy plevelů: chundelka metlice, heřmánkovec nevonný, svízel přítula, máky, hluchavky, violka roní aj. V případě stálého opakovaní těchto sledů dochází k vytvoření značné zásoby diaspor plevelů v půdě, což komplikuje hubení plevelů v následujícím období. Stejná situace nastane při převaze jarních plodin. V tomto případě dochází k přemnožení jarních plevelů, např. hořčice rolní, ředkev ohnice, oves hluchý, merlík bílý, rdesno blešník a rdesno červivec aj. Z toho vyplývá opodstatněnost správného střídání plodin.

V posledních desetiletích se nedá hovořit o osevních postupech. Pravidla střídání plodin nejsou dodržována, druhové spektrum pěstovaných plodin se výrazně snížilo ve prospěch tržních plodin (obilniny, řepka ozimá, aj.). Z orné půdy ustoupily víceleté pícniny, poklesly plochy luskovin, řepy cukrové i brambor. To se zákonitě projevuje na expanzním šíření celé řady plevelných druhů, které se stávají problematickými.

Výživa rostlin

Hnojení plodin a zúrodňování půdy je známo už z úhorového hospodaření, později trojpolního hospodaření (ozim, jař, úhor) aj. V těchto systémech bylo využito jak přímého hnojení, (popel, výkaly zvířat), tak nepřímého hnojení (zbytky biomasy úhoru). Snaha po zintenzivnění rostlinné produkce na konci 18. a v průběhu 19. století vedla k další změně ve způsobu hospodaření, kdy byla omezena pastva a hospodářská zvířata byla částečně nebo i trvale ustájená. Proto se v tomto období začínají používat statková hnojiva. Tradiční trojpolní systém byl proto nahrazován střídavým osevním postupem, viz. norfolkským.

Současná výživa rostlin má velký vliv na plevelová společenstva. Plevelné rostliny reagují na hnojení zvýšeným růstem, v řadě případů i rychleji než pěstované plodiny. V takových podmínkách jim velmi silně konkurují. Vliv vysoké zásobenosti půd základními živinami (P, K, Mg aj.) a vysokých dávek dusíku byl patrný v 70. a 80. letech, kdy byly každoročně aplikovány poměrně vysoké dávky čistých živin na ornou půdu.

V 90. letech intenzita hnojení výrazně poklesla. Proto je možné pozorovat na nehnojených pozemcích pokles výnosu plodin, ale také snížení produkce biomasy plevelů a počty semen jednoletých plevelů i objemu orgánů vegetativní reprodukce vytrvalých plevelů. Reprodukční schopnost plevelů se na takovýchto plochách snižuje. To ovšem neznamená, že spolu se sníženým hnojením omezíme výskyt plevelů. Na celkovou zaplevelenost to nemá výrazný vliv vzhledem k obrovské zásobě semen v půdě.

Zaplevelenost výrazně ovlivňuje používání pevných statkových hnojiv a převážně tekuté kejdy. Jejich aplikací se rozšířila např. ježatka kuří noha, béry, rdesno blešník, rdesno červivec, laskavce, merlíky aj.

Zpracování půdy

Zpracování půdy stále patří mezi základní a nejvýraznější opatření v systémech regulace plevelů na orné půdě, které ovlivňuje plevelové spektrum. V minulosti bylo zpracování půdy v podstatě spolu se střídáním plodin jediným účinným opatřením.

Z hlediska regulace plevelů je velmi významná podmítka, která umožňuje zaklopení vypadlých semen a poškození vytrvalých plevelů. Současně zabraňuje ztrátám vlhkosti a podpoří klíčení plevelů z povrchových vrstev půdy. Po vzejití hluboká orba dokonale zaklopí posklizňové zbytky rostlin, vegetativní orgány vytrvalých plevelů, které v těchto podmínkách jsou schopny pouze omezené reprodukce.

Snahy o minimální zpracování půdy vedly k podstatnému snížení nákladů, ale po zavedení minimalizace zpravidla již ve druhém roce a v dalších letech dochází k nárůstu zaplevelení, jehož míra je odvislá od použití herbicidní ochrany.

Změny druhového spektra plevelů se mění např. při minimalizačních technologiích zpracování půdy, proto je také zaznamenán stoupající význam jednoletých ozimých trávovitých plevelů, především na orné půdě obhospodařované technologiemi minimálního zpracování půdy s minimálním střídáním ozimů. Mezi nejvýznamnější druhy patří chundelka metlice, stále stoupající trend je zaznamenáván u ozimých trav, jako je psárka polní, sveřepy nebo lipnice roční. Mohutná expanze na zemědělskou půdu byla zaznamenána u druhu mrvka myší ocásek, která stále častěji kalamitně zapleveluje celou řadu plodin.

Využití herbicidů

Význam herbicidů v zemědělství se uplatňuje až ve 20. stol. Zpočátku se jednalo pouze o sloučeniny anorganických látek (např. kyselina sírová, síran měďnatý nebo jemně mletý kainit používaný k regulaci ohnice aj.). Později ve 40. letech minulého století došlo k využití syntetických auxinů (2,4-dichlorfenoxyoctová kyselina tzv. 2,4-D), ze skupiny rostlinných hormonů. Vysoká účinnost těchto látek zcela změnila zemědělské hospodaření a pěstování plodin se podřídilo používání těchto látek (omezené střídání plodin, pěstovaní plodin na husto u sebe aj.). Používání těchto látek bylo velmi účinné po dobu několika let.

Z porostů velmi rychle vymizely citlivé plevele, které se doposud hojně na polích vyskytovaly, např. hořčice rolní, ředkev ohnice, penízek rolní, heřmánek pravý aj. Naproti tomu se začaly na nově uvolněný prostor šířit více agresivní plevele, jako např. oves hluchý, chundelka metlice, psárka polní aj. a celá skupina dvouděložných plevelů, jako např. heřmánkovec nevonný, rozrazil perský, hluchavky, violka rolní a svízel přítula, který doposud žil na polích v ústraní a nyní se stává významným plevelem, který v současnosti zapleveluje všechny pěstované plodiny.

Dlouhodobé používání herbicidů narušilo citlivé vztahy plevelového společenstva známé z let meziválečných. Počet druhů se významně snížil, ale zaplevelenost polí se nezměnila a snad i vzrostla. Plevele, které nebyly hubeny, více konkurovaly plodinám. Problém byl řešen kombinací účinných látek.

Postupně byly zaváděny triazinové herbicidy, které umožnily rozvoj pěstování kukuřice na zrno i na siláž. Úspěšně hubily všechny jednoleté plevele a zaručovaly dokonalou ochranu proti plevelům po celou dobu vegetace. Umožnily pěstování monokultur s aplikací vyšších dávek těchto herbicidů, aniž došlo k poškození následujících kultur. Obdobně byly tyto herbicidy používány v sadech. Tyto aplikace však přinesly nárůst některých vytrvalých plevelů jako např. pcháče rolního, mleče rolního, rdesna obojživelného aj. Problém byl řešen postupným zvyšováním dávek, které tyto plevele nehubily. Plevele bez konkurence jiných druhů se rychle šířily a staly se dominantními. Obdobně vysoké dávky triazinových herbicidů urychlily vznik rezistentních populací laskavce ohnutého a merlíku bílého.

Do hubení plevelů významně zasáhly i herbicidy s účinnou látkou paraquat (v současnosti zakázaný) a glyfosát. Zejména glyfosát, který se používá od roku 1974, umožnil efektivně potlačit vytrvalé i jednoleté plevele na orné půdě při předsklizňových aplikacích, v sadech i na nezemědělské půdě. Svojí vysokou účinností se stal nepostradatelným při pěstování plodin technologiemi minimálního zpracování půdy, k regulaci plevelů po sklizni plodiny, ochranou trvalých kultur proti zaplevelování a při obnovách travních porostů. Dlouhodobé používání glyfosátu podpořilo i vznik rezistentních populací, např. turanky kanadské.

S nástupem postemergentních graminicidů se systémovým účinkem bylo možné regulovat jednoleté, ale i vytrvalé jednoděložné plevele, např. ježatku kuří nohu, oves hluchý a pýr plazivý v širokořádkových plodinách, jako jsou řepa cukrová, brambory, slunečnice aj.

Významným mezníkem při používání herbicidů bylo zavedení účinných látek ze skupiny ALS inhibitorů syntézy acetolaktátu (ALS), mezi něž jsou řazeny sulfonylmočoviny. Používané v obilninách, později i v kukuřici a cukrovce s vysokým účinkem na chundelku metlici, psárku rolní, hluchavky aj. Po jejich mnohaletém používání se objevil stejný efekt jako u jiných herbicidů. Plevele citlivé byly potlačeny a na jejich místo nastoupily plevele odolné nebo rezistentní. Typickým příkladem je rozšíření violky rolní nebo svízele přítuly v 90. letech minulého století. Také u celé řady populací psárky polní a chundelky metlice byla zjištěna rezistence vůči inhibitorům ALS.

Kokrhel luštinec se opět objevuje na zemědělské půdě

Kořenový systém čiroku halabského

Rukevník východní často proniká i na ornou půdu

Vliv nezemědělské činnosti

Obecně lze konstatovat, že s postupem doby se zvětšuje počet známých druhů plevelů. Vlivem působení člověka, globalizace, zrychlením přepravy, cestováním aj., je přibývání plevelů rychlejší a rovnoměrnější, než bylo v historii. Změny druhového spektra plevelů jsou málo předvídatelné a mnohem rychlejší. Obvykle na orné půdě dominuje pouze několik druhů plevelů. Z bezvýznamného druhu se během krátké doby stane nejpočetnější plevel na pozemku. Počet popsaných rezistentních druhů přibývá.

Setkáváme se s mohutnými expanzemi nepůvodních druhů na ornou půdu, např. ambrozie peřenolistá, která byla do České republiky zavlečena s dopravou sójových bobů, je dnes hojným druhem jižní Moravy. Dalším neméně významným zástupcem této skupiny je bytel metlatý, původně se vyskytující v jihovýchodní Evropě, v Rusku a Japonsku. Do České republiky byl zavlečen spolu s dováženými surovinami pro těžký průmysl. Doposud méně významné je zavlečení čiroku halabského původně rozšířeného v oblasti Středomoří nebo Černého moře, malé a střední Asie a Kavkazu nebo zavlečení merlíku trpasličího z Australie. Naopak invazní charakter v podmínkách našeho státu byl zaznamenán u žlutošťavele růžkatého nebo rukevníku východního aj.

Merlík trpasličí byl k  nám zavlečen s dovozem ovčí vlny z Austrálie

Souhrn

Vývoj druhového spektra plevelových společenstev byl a stále bude ovlivňován celou řadou faktorů. S rozvojem intenzivního zemědělství, který začal v minulém století a pokračuje dodnes, bylo v zemědělství aplikováno mnoho nových poznatků. Plevelová společenstva byla ovlivněna zavedením osevních sledů, intenzitou využívání statkových a průmyslových hnojiv a rozvojem mechanizace, která ovlivnila kvalitu agrotechniky. V posledních sedmdesáti letech byla plevelová společenstva ovlivněna používáním herbicidů i zavedením GMO plodin.

I přes to všechno se po tisíciletí snaží pěstitelé nalézt cesty jak plevele efektivně vyhubit, a plevele jsou zde stále.

Ing. Jan Štrobach, Doc. Ing. Jan Mikulka, CSc.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.
foto: J. Štrobach