Pomoc z přírody
von Evaristo de Miranda
Pouze v několika zemích světa jsou užitečné organismy v zemědělství tak velkým tématem jako v Brazílii. Identifikuje se zde a posléze množí stovky druhů bakterií, prvoků, hub, mykorhizií, roztočů, hmyzu a jejich feromonů. Vyrábí je laboratoře, biotechnické firmy a zemědělské podniky. Cílem je především zvýšit pomocí symbioticky vytvořených dusíkatých hnojiv produktivitu, přispět k biologické aktivitě půd a biologicky bojovat proti škůdcům a nemocem.
Užitečné organismy a biologické pomocné látky se používají na různých zemědělských plochách: ve velkých i malých provozech, od rovníku až po oblasti mírného pásma Brazílie. Odbyt se rok od roku zvyšuje. To platí i pro techniku používanou pro aplikaci, od přepravní logistiky, přes postřikovače až po drony nebo letadla využívaná v zemědělství. Na tomto trhu se pohybují start-upy, zdejší i mezinárodní firmy.
Výroba, prodej a použití jsou regulovány zákony. Ty upravují výrobu hnojiv, regulátorů, očkovacích látek, biologických fertilizátorů, remineralizátorů a substrátů pro rostliny určené pro použití v zemědělství, stejně jako obchodování s nimi. V platnosti je zákon č. 12.890/2013.
Hlavními oblastmi použití užitečných organismů a biologických pomocných látek jsou:
- Biologické dusíkaté hnojení
V Brazílii hraje v zásobování užitných rostlin živinami velmi významnou roli biologická fixace dusíku pomocí hlízkových bakterií. Díky nim je zajištěna potřeba dusíku u mnoha luštěnin (fazole, sójové boby a burské ořechy) a není vůbec nutné používat dusíkatá hnojiva. Na produkci jedné tuny sójových bobů je zapotřebí cca 80 kg dusíku, který se vstřebává díky propojení kořenů rostlin s bakteriemi fixujícími dusík.
Na cca 35 milionech orné půdy pro sójové boby se používá několik vybraných kmenů bakterií. Při ošetření osiva minimálně 160 000 bakteriemi na jedno zrno se dosahuje roční úspory dusíkatých hnojiv v hodnotě 8,5 miliardy amerických dolarů. Přitom je biologická fixace dusíku přizpůsobena potřebám plodiny. Tato technologie tak minimalizuje ekologické problémy související s minerálními dusíkatými hnojivy, např. pronikání do spodních vod, eutrofizace moří, emise oxidu dusného atd.
Výzkumné instituty a soukromé firmy v Brazílii vyvinuly vysoce účinné bakteriální kmeny rodu Rhizobium a Bradyrhizobium a také např. Azospirillum brasilense. Tyto nové bakterie zvyšují fixaci dusíku v rhizosféře pšenice, kukuřice a pastvin. Kromě toho produkují fytohormony, které stimulují růst kořenů. Zvětšuje se tak plocha pro příjem vody a živin a posiluje se odolnost rostlin vůči suchu. Pokusy, které provedli Vogel et al. (2015), Stets (2013) a Roesch et al. (2005), skutečně dokazují pozitivní vliv Azospirillum brasilense na růst kořenů a listů u pšenice. Celkově pak různé dostupné biologické pomocné látky přináší brazilským zemědělcům úspory odhadem 15 miliard amerických dolarů ročně.
- Pomocné látky na podporu struktury
Cílem je maximalizovat biologickou rozmanitost v půdě, zvýšit její úrodnost a vytvořit půdní strukturu, která bude příznivá pro vývoj kořenů a rostlin, i bez orání, a pro přímý výsev. Tato biotechnologie vychází z molekulární genetiky, v Brazílii se používá jako probiotikum a podporuje biologickou rozmanitost v půdním mikrobiomu.
Prostředky na ochranu rostlin vyrábí zemědělci ve svých vlastních provozech. Aplikační množství se pohybuje v řádu 150 litrů na hektar a aplikace je možná společně s herbicidem. Část nákladů na mikrobiologické hnojení se vyrovná úsporami za palivo, protože se neprovádí obdělávání půdy a hluboké zkypření. Největší náklady na mikrobiologická hnojiva připadají na doplňování fermentorů pro jejich výrobu.
Přitom se nejedná o hnojiva nebo organické látky, ale o mikrobiologické pomocné látky, které jsou vhodné pro každý typ půdy. Technologie se přizpůsobuje lokálním podmínkám a reaguje na takzvanou „biologickou stopu“ každé plodiny. Je to takzvaně mikrobiologické hnojivo, které je upraveno přesně na míru dané zemědělské ploše. Výrobní proces se dá upravit pro každou velikost zemědělského provozu a pro každý druh rostliny.
Díky multifunkčnosti výrobního systému spočívá význam mikrobiologického hnojení v obnovení biologické rozmanitosti v půdě, zejména bakterií. Molekulární analýzy dokazují existenci až 500 různých skupin bakterií v jedné dobře provedené fermentaci. Včetně skupin, které produkují bakteriální gel (kyselinu polyuronovou), který dokáže agregovat půdní částice. Gel tvoří půdní strukturu, vytváří půdní drť a zásobuje půdu větším množstvím kyslíku a vody. To se pozitivně odráží na úrodnosti.
Kromě toho toto mikrobiologické hnojení zlepšuje díky exsudaci propojení půdy s rostlinou. Velká část energie vytvořené při fotosyntéze (v průměru 30 %) se využije k exsudaci. Za jeden rok pěstování rok poskytne kukuřice cca milion litrů polysacharidů na hektar (neboli 10 tun suché organické substance na hektar). Tyto exsudáty živí mikrobioty kolem kořenů. Pro rostlinu představují řadu výhod, např. zvyšují dostupnost minerálů, které jsou důležité pro odolnost vůči nemocem. Podle průzkumů bylo zejména v oblastech s nematody zaznamenáno střední zvýšení produktivity.
- Biologické fytosanitární přípravky
To je obecné označení mikro- a makrobiologických účinných látek pro boj se škůdci a nemocemi. Vyrábí je firmy, které se specializují na identifikaci a množení hub, bakterií, roztočů a hmyzu, jež se mají v rámci integrované ochrany rostlin usazovat na plodinách. V tomto sektoru působí stovky firem, v Brazílii už tvoří 25 % trhu s fytosanitárními přípravky.
Produkce biologických pomocných látek se zaměřuje na vývoj nových produktů, aplikačních forem a na lepší přizpůsobení stávajících organismů různým klimatickým zónám v Brazílii. Kromě komerčních firem se vývojem nových technologií zabývá několik veřejných výzkumných institutů. Kvůli tropickému klimatu v zemi panuje poptávka po různých biologických přípravcích, protože kulturní plodiny jsou zdravotním rizikům vystaveny po celý rok.
Různé parazitoidy, původci nemocí, škůdci a antagonisté se v programech na biologickou likvidaci používají u plodin (sója, kukuřice, bavlna a káva) v malých zahradách a na ovocných plantážích ve všech regionech Brazílie. Většina biologických účinných látek likviduje škůdce a nemoci, způsobované mimo jiné housenkami, motlicemi, nematody, cikádami druhu Eupteryx florida, drvopleňem rákosovým nebo fytofagickými roztoči, včetně půdních původců a škůdců.
Nejčastěji používanými biologickými fytosanitárními prostředky jsou insekticidy, fungicidy a nematocidy. Nejdůležitějšími biologickými účinnými látkami jsou: Bacillus thuringiensis, Trichogramma pretiosum, Beauveria bassiana, Trichoderma spp., Bacillus spp., Bacillus pumilus, Metarhizium anisopliae, Cotesia flavipes, Trichogramma galloi a Raubmilben.
Bacillus pumilus má například fungicidní účinek, neboť rostlinu chrání před vyvinutím původce na povrchu listu a navíc aktivuje obranyschopnost rostliny. Používá se u sóji, cibule, jablek a jahod a je účinný v boji proti plísňovým onemocněním, např. padlí, botritidě, fialovým skvrnám a asijské rzi.
Beauveria bassiana je přírodní plíseň, která u některého hmyzu způsobuje smrtelné nemoci. Při aplikaci na listy je účinná v boji proti cikádám (Dalbulus maidis), motlicím (Bemisia tabaci), termitům a mravencům a také některým housenkám (Brassolis sophorae). Tento biologický insekticid se často používá při pěstování cukrové třtiny, kukuřice, rýže, bavlny a fazolí.
Nejdůležitějšími plodinami, u nichž se tato metoda používá, jsou v Brazílii sója (Bt) a cukrová třtina (Metarhizium a Cotesia). Nejčastěji používanými metodami aplikace jsou: postřik listů, vysazování kukel a dospělých užitečných organismů, ošetření osiva, naočkování půdy v brázdě při setbě nebo sázení a používání dronů při distribuci lumčíků a hub.
Housenky požírají škůdce druhu Diatraea saccharalis. 
Množení housenek, resp. produkce larev je náročná, aplikace na poli pak nákladná. Fotos: Liana John
Škůdci se likvidují i biologickými pastmi, které vyrábí firmy s rozsáhlými zkušenostmi v tomto oboru. Nejsou to pouze pasti na bázi feromonů, ale také pasti lákající na zvuk, barvy a světlo. Existuje celá řada strategií, které se naprosto liší podle toho, pro kterou plodinu se používají: zeleninu, květiny, bavlnu, kávu, citrusové plody, jablka, papáju, mango, kokosové ořechy, tabák, cukrovou třtinu, kukuřici, sóju, fazole a pšenici.
Infrastruktura
V Brazílii je biologická ochrana rostlin naprosto běžná v malých provozech (zahradnictví, ovocnářství) i na velkých plochách (obilí, bavlna, cukrová třtina, opětovné zalesňování a ovocnářství). To vedlo k průmyslové výrobě užitečných organismů a biologických pomocných látek. Mnoho zemědělců vybudovalo vlastní zařízení, aby je mohli sami vyrábět ve svých podnicích. Zvláštností přitom je, že houby, roztoči a vosy zůstávají naživu. Nedají se jako chemické fytosanitární přípravky jednoduše postavit do regálu. A zajistit aplikaci na milionech hektarů při různých ekologických a dokonce socioekonomických podmínkách Brazílie, k tomu bylo v zemědělství zapotřebí mimořádného úsilí.
Vznikla tak síť různě velkých firem, např. pro aplikaci živých účinných látek ze vzduchu, sestavení pastí nebo hodnocení úrovně napadení pomocí automatizovaných monitorovacích systémů.
Všude jsou nezbytné hluboké znalosti o fyziologii rostlin, biologii škůdců a původců nemocí stejně jako včasné rozpoznání, správné odhadnutí závažnosti napadení škůdci a okolních podmínek. Náročné monitorovací systémy, které už běží na „internetu věcí“ (IOT), jsou pro řízení ochrany rostlin nezbytně nutné. Úspěch závisí na promyšleném používání rezistentních nebo tolerantních odrůd, mimo jiné geneticky modifikovaných odrůd (GVO).
Široce rozšířené používání užitečných organismů a biologických pomocných látek, ale také industrializace potřebného prostředí dělají podle mého názoru z brazilského zemědělství jednu z nejpokrokovějších zemědělských produkcí vůbec, především ale co se podpory zdraví rostlin týče.
Přečtěte si o praktických zkušenostech brazilského zemědělského podniku s 600 000 hektary více.