5

Půdní věda pro hladovou planetu

AUBURN, ALABAMA – Podle Organizace spojených národů se počet obyvatel na zeměkouli kolem roku 2050 přiblíží k deseti miliardám, což je hranice, která zatíží mnoho nejvýznamnějších světových systémů, zejména zemědělství. Jak farmáři – včetně chudých pěstitelů v rozvojových zemích – zvýší výnosy plodin, aby mohli uspokojit rostoucí poptávku po potravinách?

Efektivní nasycení světa nebude snadné a dále ho budou komplikovat nepostižitelné faktory, jako jsou klimatické změny, násilné konflikty nebo dostupnost sladké vody. Nové farmářské technologie využívající data a drony k monitoringu zdraví plodin jistě pomohou. Jedna z nejúčinnějších metod trvale udržitelného zvyšování výnosů však bude spočívat v lepším využívání toho, co už se nachází v zemi.

Přirozeně se vyskytující mikroby v půdách pomáhají podporovat zdraví plodin a zlepšovat jejich výkonnost. Špatné půdní hospodářství však může vést ke ztrátě mikrobiálního obsahu. Doplňováním vyčerpaných půd o tyto prospěšné organismy lze zemědělskou produktivitu zvýšit i bez závislosti na nákladných vstupech, jako jsou hnojiva a pesticidy, a tím přispět k překonání složitých problémů spojených s nasycením stále početnější populace a zároveň s ochranou životního prostředí.

Na využití síly mikrobů už pracuje několik startupových společností. Například firma Biome Makers se sídlem v San Francisku pomáhá sekvenováním DNA výrobcům vína k tomu, aby mohli využívat mikroorganismů ke zlepšování kvality a výnosnosti vinic. Bostonská agrotechnologická firma Indigo zase vyrábí mikrobiální produkty, které pomáhají rostlinám odolávat suchu. A floridská Pathway Biologic vyvíjí mikrobiální produkty s možností využití v celém zemědělském sektoru.

Zapojují se i velké společnosti. Například Bayer Crop Sciences uvádí na trh řadu výrobků na mikrobiální bázi, včetně jednoho, který údajně zvyšuje výnosy kukuřice o plných 15%. Mnoho dalších společností vyvíjí podobné produkty, u nichž se očekává, že se brzy dostanou na trh.

Na mikrobiálním výzkumu se samozřejmě aktivně podílejí také univerzity. Například na Auburnské univerzitě jsem členkou výzkumného týmu, jenž testuje vlivy půdních mikrobů na odolnost kukuřice a bavlníku. A jak jsem se mohla přesvědčit na vlastní práci, kukuřici vypěstované v půdě s výskytem určitých bakterií vyrostou třikrát větší kořenové systémy než rostlinám pěstovaným v neošetřené půdě. Viděla jsem také, jak tyto bakterie chrání plodiny před suchem; při jednom experimentu jsme odebrali vodu skupině rostlin ošetřených mikroby a kontrolní skupině. Po pěti dnech bez vody byly ošetřené rostliny stále vysoké a robustní, zatímco neošetřené rostliny vadly a chřadly.

Jedním z hlavních důvodů, proč farmáři pokládají mikrobiální produkty za atraktivní, je skutečnost, že se tyto produkty skládají z přirozeně se vyskytujících organismů a neobnášejí stejná rizika jako syntetické chemické látky. Jejich současná tržní hodnota činí 2,3 miliardy dolarů a očekává se, že trh v příštích čtyřech letech vzroste na 5 miliard.

Přínosy mikrobiálního ošetřování půdy v zájmu zvýšení zemědělské produktivity jsou neocenitelné, zejména v rozvojovém světě, kde je zvýšení výnosů plodin otázkou přežití malých farem. Zejména to platí pro farmáře v Africe.

Dnes je zhruba 65% africké zemědělské půdy degradováno a postrádá dostatečné živiny a mikrobiální život, takže nemůže podporovat zdraví rostlin. Afričtí farmáři vynakládají 68 miliard dolarů ročně, aby tento pokles zvrátili, většinou aplikací chemických hnojiv. Řešení založená na mikrobech proto mohou zlepšit kvalitu půd trvaleji než tradiční prostředky, což africkým farmářům umožní pěstovat plodiny potřebné k nasycení populace na tomto kontinentu.

Výzkum mikrobů v africké půdě však zůstává omezený, protože se většina mikrobiálních řešení vyvíjí pro západní trhy. To by se mělo změnit. Vyšší investice by mohly vědcům umožnit objevy nových mikrobiálních kmenů s jedinečnou schopností ovlivňovat lokální zdraví půd a plodin, a tím využít afrického přírodního prostředí ke zlepšení zemědělské produktivity.

Přínosy spojené s vyššími investicemi do výzkumu půd by se mohly rozšířit i do jiných sektorů afrických ekonomik. Pokud by nové objevy vedly k patentům a licencím, mohl by výsledný výzkum podnítit vznik nového agrobyznysu a odvětví souvisejících s farmářstvím.

Mohu osobně garantovat, že tento typ výzkumu má silné vedlejší přínosy. Moje auburnská práce v oblasti půdních mikrobů vedla k vydání tří amerických patentů, přičemž hned několik zemědělských společností se na ně snaží získat práva, aby výrobky založené na těchto technologiích komerčně využilo. Žádosti o patentování mého výzkumu byly podány i v dalších zemích včetně Argentiny, Bolívie, Paraguaye, Uruguye a Venezuely. Po vydání patentů by technologie vyvinuté díky nim mohly pomoci milionům farmářů a vést k vývoji komerčních produktů, které vytvoří lukrativní nové zdroje příjmů.

Uspokojení poptávky po potravinách ze strany stále početnější světové populace si vyžádá nové zemědělské produkty, technologie a postupy vedoucí ke zvýšení produktivity. Řešení založená na blahodárných mikrobech budou pro tyto inovace klíčová. Pro vědce zabývající se podobně jako já zemědělstvím není žádná oblast týkající se budoucích generací důležitější než potravinová bezpečnost. Dobré je, že v době, kdy hledáme nové cesty, jak podnítit plodiny k vyšším výkonům, jsou nejslibnější technologie přirozené – spí v půdě pod našima nohama a čekají, až je někdo objeví.

Z angličtiny přeložil Jiří Kobělka.