VĚDA: Šrámy na živé kůži Země

Půda je živou kůží Země. Současné lidstvo dělá vše pro to, aby svou planetu z této kůže sedřelo. Vědci varují, že ještě nikdy v historii nebyla v tak velkém ohrožení jako právě nyní.

K tomu nejpozoruhodnějšímu, co bychom mohli potkat na cestě k 6378 kilometrů vzdálenému středu Země, patří bezpochyby svrchní zhruba metr silná slupka. Leonardo da Vinci si na její účet posteskl: „Víme mnohem více o hvězdné klenbě nad našimi hlavami než o půdě pod našima nohama.“

Za půl tisíciletí, jež uběhlo od dob, kdy Leonardo spřádal své myšlenky o půdě, se změnilo mnohé. O živé kůži Země jsme se toho za tu dobu dozvěděli opravdu hodně. Mnohé informace jsou ale tak znepokojivé, že vědci bijí na poplach. Za celou existenci lidstva se ještě nikdy půda neocitla v tak silném ohrožení. Podle amerických expertů vedených Ronaldem Amundsonem z University of California v Berkeley se stav světových půd mění tak, že to už v blízké budoucnosti může ohrozit samotnou existenci lidstva.

Půda vzniká z hornin působením vnějších živlů, chemických reakcí i živých organismů. Přibývá jí šnečím tempem. Centimetrová vrstva se vytváří i několik staletí. Výsledkem půdotvorných procesů je velmi různorodá směs minerálů a organické hmoty prostoupená jak vzduchem, tak i vodou. Minerální složka má mnoho tváří – od kamení nejrůznější velikosti přes štěrk, písek a prach až po nejmenší a zároveň nejdůležitější frakci tvořenou jílovými částicemi. Ty mají listovitý tvar a jsou tak drobné, že je lze pozorovat jen v mnohonásobném zvětšení elektronového mikroskopu.

V důsledku geochemických reakcí se na jílových částicích vytváří záporný elektrický náboj. Proto se na ně vážou nejrůznější prvky i sloučeniny včetně molekul vody. Jeden gram některých jílových minerálů může mít úctyhodný povrch až 500 metrů čtverečních.

Vymírání „divokých“ půd

Není půda jako půda. V závislosti na horninách v podloží, klimatu a v důsledku působení mnoha nejrůznějších faktorů vznikají půdy různých vlastností. Odhaduje se, že celkem lze ve světě rozdělit půdy do 300 000 typů. Půdy tak představují podobný přírodní poklad jako druhové bohatství fauny či flóry. A podobně jako dnes mizí jednotlivé druhy květin nebo živočichů, přicházíme nenávratně i o některé typy půd.

Půdy se začaly drasticky měnit s počátkem zemědělství. Dnes je zhruba osmina nezaledněné pozemské souše využívána pro pěstování rostlin a další čtvrtina slouží k pastvě domácích zvířat. Mezi původními půdami a půdami obdělávanými zemědělci je asi podobný rozdíl jako mezi divokými a domestikovanými zvířaty, například vlkem a psem. Tak jako se nespokojíme jen se psy a rádi vidíme v krajině i jejich divoké předky – vlky –, měli bychom uchovávat i původní „divoké“ půdy nepoznamenané lidskou činností. V současné době jsme však svědky masového „vymírání“ půd.

Orná půda patří ve světě k těm nejcennějším artiklům. Ročně se z ní sklidí úroda v hodnotě 3816 miliard amerických dolarů. Přesto zemědělské půdy ubývá. Jedním z největších žroutů půdy je nová výstavba. V letech 1970 a 2000 padla ve světě na vrub výstavby půda o celkové ploše větší, než je Dánsko. V následujících letech se úbytek půdy nezastaví. Naopak nabere na tempu. Odhaduje se, že jen během příštích dvou desetiletí ubyde 1,5 milionu čtverečních kilometrů zemědělské půdy. To je plocha srovnatelná s rozlohou Mongolska.

Co přinesla levná energie

Navzdory těmto skutečnostem se většina lidí zdráhá uvěřit, že úbytek půdy představuje zásadní problém. Obyvatele ekonomicky vyspělých zemí ukolébává fakt, že konec 20. a počátek 21. století s sebou přinesly předtím nikdy nepoznané období, kdy se ceny potravin stabilně držely na nízké úrovni. Začali jsme to brát jako samozřejmost. Přitom jsou už dnes jasně patrné vlivy, které mohou éru blahobytu šmahem ukončit. Jsme svědky výkyvů počasí a změn klimatu. Plodiny určené pro produkci potravin tvrdě soupeří o půdu nejen s neúprosně postupující zástavbou, ale třeba i s plodinami, které nejsou určené na náš stůl, například s řepkou pěstovanou pro výrobu biopaliv.

„Dobu blahobytu“ umožnila laciná energie. Mechanizace poháněná levným benzinem a naftou osvobodila zemědělce od těžké práce. Levná energie otevřela cestu k masové proměně atmosférického dusíku, který většina rostlin využívat ne umí, na amonná hnojiva, z nichž rostliny dusík jako základní živinu bez potíží načerpají. Stejně tak mohli lidé díky levné energii dobývat ze země ve velkém draselné a fosforečné soli a využívat je jako hnojiva.

V dobách, kdy byla pro lidstvo energie těžko dostupná, bylo pro každé zvýšení produkce potravin nutné zabrat další půdu, proměnit ji na pole, na kterých pak do úmoru dřeli zemědělci. S nástupem levné energie bylo poprvé možné zajistit nárůst produkce potravin zvýšením výnosů. Ze stejné plochy se sklidilo víc a bylo k tomu zapotřebí méně lidské práce. To uvolnilo ruce velkému počtu lidí pracujících v zemědělství a ti se mohli stěhovat z venkova do měst. Vesnice se vylidňovaly.

Zástavba a eroze

Pokud měla města vstřebat příliv nových obyvatel, musela růst. Uvnitř stávajících měst však nebylo dost dostupných stavebních pozemků. Ty se nabízely na periferii. Zemědělská půda tu byla levná a stavba na zelené louce nekladla stavbařům do cesty velké překážky. I dnes se města se rozpínají do krajiny a zabírají stále novou a novou zemědělskou půdu.

V Evropě se vyčíslují škody vzniklé ztrátou zemědělské půdy v důsledku nové zástavby na 38 miliard eur ročně. Půda zastavěná novými rodinnými domy, komunikacemi, parkovišti, supermarkety, skladišti či průmyslovými zónami je nenávratně ztracená. V České republice jsme tak od roku 1966 přišli celkem o 290 000 hektarů zemědělské půdy, často té nejkvalitnější.

I když zástavba pouští zemědělské půdě žilou velmi vydatně, není to jediný „půdní upír“. Dalším vážným nepřítelem půdy je eroze, a to jak vodní, kdy půdu spláchnou z polí dešťové přívaly, tak i větrná, kdy půdu nenávratně odvane silný vítr. U nás ohrožuje vodní eroze 42 procent zemědělské půdy a vážně už poškodila půdu na ploše 450 000 hektarů. V celé Evropě se každoroční škody vyvolané erozí odhadují na 14 miliard eur.

Mírná míra eroze je přirozený jev a tento úbytek obvykle nahradí nově vznikající půda. Sklizeň plodin a obdělávání půdy na velkých plochách ale vytvářejí příhodné podmínky pro masivní erozi. Ve Spojených státech nabyla eroze ve srovnání s předkolumbovskými dobami na intenzitě stokrát. V Číně je dnes eroze ještě pětkrát vyšší než v USA. Eroze přitom neškodí jen tím, že ponechává pole bez svrchních vrstev půdy bohatých na živiny, ale také tím, že zanáší vodní toky a vodní nádrže. Vodní ekosystémy jsou v krajině trpící erozí silně narušené.

Hlad po živinách

Intenzivní zemědělství je závislé na dodávkách živin. Dusík nemusí nutně pocházet z umělých hnojiv. Do půdy ho dostanou ze vzdušného kyslíku i bakterie žijící na kořenech bobovitých rostlin, jako je například vojtěška. Složitější je to s dalšími živinami, jako jsou draslík a fosfor. Ty se těží ve formě nerostů, jejichž zdroje nejsou nevyčerpatelné.

Už dnes začíná být napjatá situace na světových trzích s fosfáty. V roce 1961 se jich tuna prodávala za 80 dolarů. V roce 2008 už se platilo za tunu fosfátů 450 dolarů a dnes se cena pohybuje kolem 700 dolarů. Největší světové zásoby fosfátů se nacházejí v Maroku.

Zbytek světa už se dívá svým zásobám fosfátů pomalu na dno. Například Spojené státy vytěží svůj největší důl na fosfáty do dvaceti let. Ceny fosfátů proto zřejmě dále porostou. Ne jinak je tomu v případě draselných solí využívaných k hnojení zemědělských plodin. V roce 2009 se tuna prodávala za 875 dolarů. Do roku 2020 by však měla tato cena vyšplhat na 1500 dolarů.

Únik uhlíku

Lidé zasahují do procesů, které v půdě přirozeně probíhají, už dlouhá tisíciletí av mnoha ohledech půdu změnili. V poslední době jsme však povážlivě narušili přirozený rovnovážný stav půd.

V půdě se například váže velké množství uhlíku ve formě organických sloučenin. Odhaduje se, že vrchní tři metry půd celého světa obsahují asi 2300 miliard tun uhlíku. Zemědělství posouvá rovnováhu mezi syntézou organických sloučenin a jejich rozkladem směrem k destrukci. Uhlík se z půdy uvolňuje ve stále větších množstvích ve formě metanu nebo oxidu uhličitého.

Po pár desetiletích hospodaření se tak v půdě rozloží asi polovina organického uhlíku a ten unikne do atmosféry. Rovnováha mezi přísunem a odlivem uhlíku v půdě se pak posouvá na novou, podstatně nižší úroveň. K tomuto procesu docházelo s rozvojem zemědělství už ve staré Číně a Mezopotámii. Dnes probíhá odliv uhlíku z půdy v důsledku intenzifikace zemědělství v tropech. Oxid uhličitý a metan z těchto zdrojů pak působí jako skleníkové plyny a přispívají ke změnám pozemského klimatu.

Návrat k rovnováze

Před lidstvem stojí hned několik naléhavých úkolů, které mají jedno společné: vrátit půdě ztracenou rovnováhu. K tomu budeme muset obnovit vyčerpané zásoby organických sloučenin v zemědělsky obhospodařovaných půdách. Zároveň tak odčerpáme skleníkové plyny z atmosféry. Potlačíme půdní erozi a dáme půdě šanci, aby se svým šnečím tempem začala regenerovat. Pokusíme se zachytávat živiny unikající z půdy a vracet je tam, odkud pocházejí. Díky této recyklaci výrazně snížíme výrobu dusíkatých hnojiv a těžbu fosfátů a draselných solí.

„Těchto cílů bude těžké dosáhnout,“ píše v závěru studie publikované ve vědeckém časopise Science Ronald Amundson se svými spolupracovníky. Ale je jasné, že se o to musíme pokusit a musíme uspět. V opačném případě čeká naše potomky celá řada existenčních problémů.

„Jak jsme uspěli, posoudí nejlíp ti, kteří budou žít na Zemi v roce 2100,“ konstatují Amundson a spol.

Autor je biolog, profesor České zemědělské univerzity, působí ve Výzkumném ústavu živočišné výživy

LN, 5.7.2015