Les je jedním z nejcennějších dědictví přírody a také zásadním prvkem regulujícím klima na Zemi. Je to velmi složitý ekosystém, který ovlivňuje krajinu, vodní režim, výrazně se podílí na sorpci prachových částic z atmosféry a celkově se podílí velkou měrou na vytvoření prostředí vhodného pro život. Péči o les je třeba věnovat maximální pozornost už ve fázi jeho zakládání, respektive při jeho obnově.
Obnova lesa
Obnovou lesa rozumíme proces, při němž dochází k nahrazení stávajícího (většinou dospělého) porostu novou generací stromů. Podle míry zásahu člověka dělíme obnovu lesa na přirozenou – bez přímého zásahu člověka, umělou – s přímou účastí člověka a kombinovanou. Z „přírodního” hlediska i z některých praktických (např. ekonomických) důvodů se pochopitelně jeví jako nejvhodnější obnova přirozená, ovšem v praxi je velmi často schopnost autoreprodukce lesa omezená, případně není možné ji připustit vzhledem k zákonným omezením (např. kvůli kvalitě nového porostu) a zásah člověka (výsadba) je nutný. Umělá nebo kombinovaná obnova lesa má však též řadu výhod, zároveň umožňuje například cíleně upravit druhovou skladbu dřevin a vytvořit tak potenciálně stabilnější, zdravější a odolnější porosty (obr. 1).
Ať už přirozená, umělá nebo kombinovaná obnova, stále častěji se potýká s nebezpečím, které přímo ohrožuje novou generaci stromů, a tím je sucho. Suchem rozumíme nedostatek srážek a půdní vlhkosti. Sucho vždy bylo významným činitelem ovlivňujícím ujímavost a růst semenáčků a sazenic. V posledních desetiletích se vzhledem ke změnám klimatu, kdy brzo na jaře není dostatečná zásoba vody ve formě sněhu a jaro je obecně na srážky podprůměrné, projevuje stále více riziko velkých ztrát sazenic. Dostatek vody je přitom zcela klíčový. Nedostatek vody při obnově lesa už rozhodně není jen záležitostí našich jižních sousedů, Afriky nebo Jižní Ameriky. Problémy s vysokou mortalitou sazenic z důvodu nedostatku srážek se stále výrazněji projevují i u nás. Proto je třeba založenému porostu zabezpečit dostupnými prostředky vodu v dostatečném množství.
Jednou z variant, která se jeví jako velmi vhodná, je použití hydrofilních polymerů neboli hydrogelů.
Co je hydrogel?
Jde o síťovaný organický polymer uhličitanu draselného (potaš) se schopností ukládat vodu a rostlinné živiny. Běžné hydrogely absorbují 100násobek své hmotnosti, nejmodernější super-hydrogely dokážou absorbovat víc jak 400násobek své hmotnosti. Dodává rostlinám vlhkost a živiny při vysychání půdy. Velkou výhodou hydrogelu je, že je schopen intenzivně přijímat vodu třeba jen z rosy nebo mlhy. V půdě je schopen fungovat 7 až 9 let, což je dostatečně dlouhá doba pro zajištění mladého porostu (obr. 2).
Použití hydrogelu je všestranné a najdeme ho téměř v každém odvětví, jako jsou medicína, lesnictví, zemědělství, zahradnictví, vinohradnictví atd. Nejvíce se používá v medicíně, kde má různé zastoupení, například v tkáňovém inženýrství a regenerační medicíně, u léků s dodávání léčivých látek s prodlouženým uvolňováním. Dále pro plenky nebo menstruační vložky, kontaktní čočky, prsní implantáty, speciální medicinská lepidla, pro léčbu popálenin kůže atd. Kromě medicíny se hydrogely používají běžně v zemědělství, kde jsou významným pomocníkem pro udržování vlhkosti v sušších nebo na živiny chudých půdách. V současnosti je aplikace hydrogelu do půdy realizována třemi základními způsoby: máčením kořenového systému do připraveného gelového roztoku, hydrogel v práškové formě je smíchán v určitém poměru se zeminou nebo substrátem, který se pak po sázení zavlaží nebo se hydrogel v prášku nasype rovnou do připravené výsadbové jámy (obr. 3).
Vědecké studie uvádí, že při použití hydrogelu při obnově lesa v oblastech s nedostatkem srážek dochází ke zvýšení ujímavosti sazenic o 20–40 % v závislosti na extrémnosti stanoviště. Podobných výsledků se dosáhlo i při obnově a zakládání porostů v polopouštních oblastech (obr 4).
Hydrogely prokazatelně:
- chrání kořenový systém a celou sazenici před poškozením suchem,
- podporují optimální příjem vody a tím zkvalitnění kořenového systému a zvýšení celkové vitality,
- výrazně zvyšují ujímavost sazenic,
- umožňují sazenicím dodávat vodu i hnojiva.
Ačkoliv se aplikací hydrogelů při obnově lesa zabývá řada výzkumů, velké rozšíření v praxi hydrogel zatím nezaznamenal. Vzhledem ke změnám klimatu a narůstajícím problémům se zasycháním sazenic lze očekávat v příštích letech růst zájmu o prostředky ochrany sazenic před suchem, hydrogel nevyjímaje. Velkým přínosem pro nasazení hydrogelu do lesa bude, jak doufáme, zařízení umožňující mechanizovanou aplikaci sazenic a hydrogelu ve velkoplošné obnově a zakládání porostů. Toto zařízení vyvíjíme na Fakultě lesnické a dřevařské ČZU v Praze společně s kolegy z Technické fakulty.
Použitá literatura
[1] Caló, E.,Khutoryanskiy, V. V. (2015). Biomedical applications of hydrogels: A review of patents and commercial products. European Polymer Journal 65, 252–267.
[2] Hamidi, M., Azadi, A., Rafiei, P. (2008). Hydrogelnanoparticles in drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews60(15), 1638–1649.
[3] Mellati, A., Dai, S., Bi, J., Jin, B., Zhang, H. (2014). A biodegradable thermosensitive hydrogel with tuneable properties for mimicking three-dimensional microenvironments of stem cells. RSC Advances 4(109), 63951–63961
[4] Tučeková, A., Halák, A., Slamka, M. (2008). Hydrogely v umelej obnově lesa, Forestry Journal, 54 (4): 347–369
Fotogalerie
