Pomoc z prírody
Autor: Evaristo de Miranda
Iba v niekoľkých krajinách sveta sú užitočné organizmy v poľnohospodárstve tak veľkou témou ako v Brazílii. Identifikujú sa tu a následne množia stovky druhov baktérií, prvokov, húb, mykoríz, roztočov, hmyzu a ich feromónov. Vyrábajú ich laboratória, biotechnologické firmy a poľnohospodárske podniky. Cieľom je predovšetkým zvýšiť pomocou symbioticky vytvorených dusíkatých hnojív produktivitu, prispieť k biologickej aktivite pôd a biologicky bojovať proti škodcom a chorobám.
Užitočné organizmy a biologické pomocné látky sa používajú na rôznych poľnohospodárskych plochách: vo veľkých i malých podnikoch, od rovníka až po oblasti mierneho pásma Brazílie. Odbyt sa rok čo rok zvyšuje. To platí aj pre techniku používanú pre aplikáciu, od prepravnej logistiky, cez postrekovače až po drony alebo lietadlá využívané v poľnohospodárstve. Na tomto trhu sa pohybujú start-upy, tunajšie aj medzinárodné firmy.
Výroba, predaj a použitie sú regulované zákonmi. Tie upravujú výrobu hnojív, regulátorov, vakcín, biologických fertilizátorov, remineralizátorov a substrátov pre rastliny určené na použitie v poľnohospodárstve, rovnako ako obchodovanie s nimi. V platnosti je zákon č. 12.890 / 2013.
Hlavnými oblasťami použitia užitočných organizmov a biologických pomocných látok sú:
- Biologické dusíkaté hnojenie
V Brazílii hrá v zásobovaní úžitkových rastlín živinami veľmi významnú úlohu biologická fixácia dusíka pomocou hľuzkotvornych baktérií. Vďaka nim je zaistená potreba dusíka mnohých strukovín (fazuľa, sója a podzemnica olejná) a nie je vôbec nutné používať dusíkaté hnojivá. Na produkciu jednej tony sójových bôbov je potrebné cca 80 kg dusíka, ktorý sa vstrebáva vďaka prepojeniu koreňov rastlín s baktériami fixujúcimi dusík.
Na cca 35 miliónoch ornej pôdy pre sóju sa používa niekoľko vybraných kmeňov baktérií. Pri ošetrení osiva minimálne 160 000 baktériami na jedno zrno sa dosahuje ročná úspora dusíkatých hnojív v hodnote 8,5 miliardy amerických dolárov. Pritom je biologická fixácia dusíka prispôsobená potrebám plodiny. Táto technológia tak minimalizuje ekologické problémy súvisiace s minerálnymi dusíkatými hnojivami, napr. prenikanie do spodných vôd, eutrofizácia morí, emisie oxidu dusného atď.
Výskumné inštitúty a súkromné firmy v Brazílii vyvinuli vysoko účinné bakteriálne kmene rodu Rhizobium a Bradyrhizobium a tiež napr. Azospirillum brasilense. Tieto nové baktérie zvyšujú fixáciu dusíka v rizosfére pšenice, kukurice a pasienkov. Okrem toho produkujú fytohormóny, ktoré stimulujú rast koreňov. Zväčšuje sa tak plocha pre príjem vody a živín a posilňuje sa odolnosť rastlín voči suchu. Pokusy, ktoré vykonali Vogel et al. (2015), Stets (2013) a Roesch et al. (2005), skutočne dokazujú pozitívny vplyv Azospirillum brasilense na rast koreňov a listov pšenice. Celkovo potom rôzne dostupné biologické pomocné látky prinášajú brazílskym poľnohospodárom úspory odhadom 15 miliárd amerických dolárov ročne.
- Pomocné látky na podporu štruktúry
Cieľom je maximalizovať biodiverzitu v pôde, zvýšiť jej úrodnosť a vytvoriť pôdnu štruktúru, ktorá bude priaznivá pre vývoj koreňov a rastlín aj bez orby a pre priamy výsev. Táto biotechnológia vychádza z molekulárnej genetiky, v Brazílii sa používa ako probiotikum a podporuje biodiverzitu v pôdnom mikrobiome.
Prostriedky na ochranu rastlín vyrábajú poľnohospodári vo svojich vlastných prevádzkach. Aplikačné množstvo sa pohybuje rádovo 150 litrov na hektár a aplikácia je možná spoločne s herbicídom. Časť nákladov na mikrobiologické hnojenie sa vyrovná úsporami za palivo, pretože sa nevykonáva obrábanie pôdy a hlboké skyprenie. Najväčšie náklady na mikrobiologické hnojivá pripadajú na doplňovanie fermentorov na ich výrobu.
Pritom nejde o hnojivá alebo organické látky, ale o mikrobiologické pomocné látky, ktoré sú vhodné pre každý typ pôdy. Technológia sa prispôsobuje lokálnym podmienkam a reaguje na takzvanú „biologickú stopu" každej plodiny. Je to takzvane mikrobiologické hnojivo, ktoré je upravené presne na mieru danej poľnohospodárskej ploche. Výrobný proces sa dá upraviť pre každú veľkosť poľnohospodárskeho podniku a pre každý druh rastliny.
Vďaka multifunkčnosti výrobného systému spočíva význam mikrobiologického hnojenia v obnove biodiverzity v pôde, najmä baktérií. Molekulárne analýzy dokazujú existenciu až 500 rôznych skupín baktérií v jednej dobre vykonanej fermentácii. Vrátane skupín, ktoré produkujú bakteriálne gély (kyselinu polyuronovú), ktoré dokáže agregovať pôdne častice. Gél tvorí pôdnu štruktúru, vytvára drobnohrudkovitú štruktúru a zásobuje pôdu väčším množstvom kyslíka a vody. To sa pozitívne odráža na úrodnosti.
Okrem toho toto mikrobiologické hnojenie zlepšuje vďaka exsudácii prepojenie pôdy s rastlinou. Veľká časť energie vytvorenej pri fotosyntéze (v priemere 30 %) sa využije na exsudáciu. Za jeden rok pestovania poskytne kukurici cca milión litrov polysacharidov na hektár (alebo 10 ton suchej organickej substancie na hektár). Tieto exsudáty živia mikrobioty okolo koreňov. Pre rastlinu predstavujú rad výhod, napr. zvyšujú dostupnosť minerálov, ktoré sú dôležité pre odolnosť voči chorobám. Podľa prieskumov bolo najmä v oblastiach s nematódami zaznamenané stredné zvýšenie produktivity.
- Biologické fytosanitárne prípravky
To je všeobecné označenie mikro- a makrobiologických účinných látok pre boj so škodcami a chorobami. Vyrábajú ich firmy, ktoré sa špecializujú na identifikáciu a množenie húb, baktérií, roztočov a hmyzu, ktoré sa majú v rámci integrovanej ochrany rastlín usadzovať na plodinách. V tomto sektore pôsobia stovky firiem, v Brazílii už tvoria 25 % trhu s fytosanitárnymi prípravkami.
Produkcia biologických pomocných látok sa zameriava na vývoj nových produktov, aplikačných foriem a na lepšie prispôsobenie existujúcich organizmov rôznym klimatickým zónam v Brazílii. Okrem komerčných firiem sa vývojom nových technológií zaoberá niekoľko verejných výskumných inštitútov. Kvôli tropickej klíme v krajine panuje dopyt po rôznych biologických prípravkoch, pretože kultúrne plodiny sú zdravotným rizikám vystavené po celý rok.
Rôzne parazity, pôvodcovia chorôb, škodcovia a antagonisti sa v programoch na biologickú likvidáciu používajú na plodinách (sója, kukurica, bavlna a káva) v malých záhradách a na ovocných plantážach vo všetkých regiónoch Brazílie. Väčšina biologických účinných látok likviduje škodcov a choroby, spôsobované okrem iného húsenicami, molicami, nematódami, cikádami druhu Eupteryx florida, drevotočom rákosovým alebo fytofagickými roztočmi, vrátane pôdnych pôvodcov a škodcov.
Najčastejšie používanými biologickými fytosanitárnymi prostriedkami sú insekticídy, fungicídy a nematocídy. Najdôležitejšími biologickými účinnými látkami sú: Bacillus thuringiensis, Trichogramma pretiosum, Beauveria bassiana, Trichoderma spp., Bacillus spp., Bacillus pumilus, Metarhizium anisopliae, Cotesia flavipes, Trichogramma galloi a Raubmilben.
Bacillus pumilus má napríklad fungicídny účinok, lebo rastlinu chráni pred vyvinutím pôvodcu na povrchu listu a navyše aktivuje obranyschopnosť rastliny. Používa sa v sóji, cibuli, jabloniach a jahodách a je účinný v boji proti plesňovým ochoreniam, napr. múčnatke, botritíde, fialovým škvrnám a ázijskej hrdzi.
Beauveria bassiana je prírodná pleseň, ktorá na niektorom hmyze spôsobuje smrteľné choroby. Pri aplikácii na listy je účinná v boji proti cikádám (Dalbulus maidis), moliciam (Bemisia tabaci), termitom a mravcom a tiež niektorým húseniciam (Brassolis sophorae). Tento biologický insekticíd sa často používa pri pestovaní cukrovej trstiny, kukurice, ryže, bavlny a fazule.
Najdôležitejšími plodinami, pri ktorých sa táto metóda používa, sú v Brazílii sója (Bt) a cukrová trstina (Metarhizium a Cotesia). Najčastejšie používanými metódami aplikácie sú: postrek listov, vysádzanie kukiel a dospelých užitočnch organizmov, ošetrenie osiva, naočkovanie pôdy v brázdičke pri sejbe alebo nasadzovanie a používanie dronov pri distribúcii lumčíkov a húb.
Húsenice požierajú škodcu druhu Diatraea saccharalis. 
Množenie húseníc, resp. produkcia lariev je náročná, aplikácia na poli potom nákladná. Fotos: Liana John
Škodcovia sa likvidujú aj biologickými pascami, ktoré vyrábajú firmy s rozsiahlymi skúsenosťami v tomto odbore. Nie sú to len pasce na báze feromónov, ale aj pasce lákajúce na zvuk, farby a svetlo. Existuje celý rad stratégií, ktoré sa úplne líšia podľa toho, pre ktorú plodinu sa používajú: zeleninu, kvety, bavlnu, kávu, citrusové plody, jablká, papáju, mango, kokosové orechy, tabak, cukrovú trstinu, kukuricu, sóju, fazuľu a pšenicu .
Infraštruktúra
V Brazílii je biologická ochrana rastlín úplne bežná v malých podnikoch (záhradníctvo, ovocinárstvo) i na veľkých plochách (obilie, bavlna, cukrová trstina, opätovné zalesňovanie a ovocinárstvo). To viedlo k priemyselnej výrobe užitočných organizmov a biologických pomocných látok. Mnoho farmárov vybudovalo vlastné zariadenia, aby ich mohli sami vyrábať vo svojich podnikoch. Zvláštnosťou pritom je, že huby, roztoče a osy zostávajú nažive. Nedajú sa ako chemické fytosanitárne prípravky jednoducho postaviť do regálu. A zabezpečiť aplikáciu na miliónoch hektárov pri rôznych ekologických a dokonca socioekonomických podmienkach Brazílie, k tomu by bolo v poľnohospodárstve potrebné mimoriadne úsilie.
Vznikla tak sieť rôzne veľkých firiem, napr. pre aplikáciu živých účinných látok zo vzduchu, zostavenie pascí alebo hodnotenie úrovne napadnutia pomocou automatizovaných monitorovacích systémov.
Všade sú nevyhnutné hlboké vedomosti o fyziológii rastlín, biológii škodcov a pôvodcov chorôb rovnako ako včasné rozpoznanie, správne odhadnutie závažnosti napadnutia škodcami a okolitých podmienok. Náročné monitorovacie systémy, ktoré už bežia na „internete vecí" (IOT), sú pre riadenie ochrany rastlín nevyhnutné. Úspech závisí na premyslenom používaní rezistentných alebo tolerantných odrôd, okrem iného geneticky modifikovaných odrôd (GVO).
Široko rozšírené používanie užitočných organizmov a biologických pomocných látok, ale tiež industrializácia potrebného prostredia, robia podľa môjho názoru z brazílskeho poľnohospodárstvo jednu z najpokrokovejších poľnohospodárskych produkcií vôbec, predovšetkým ale čo sa podpory zdravia rastlín týka.