Text

VOSTOUPAL, B., 1) ŠOCH, M., 2) VRÁBLÍKOVÁ, J., 3) ZAJÍČEK, P.,4)
HRUBÝ, J., 5) GJUROV, V. 1):
Hydrolyzáty mořských řas použitelné v programech asanace důlních výsypek.
Products of hydrolysis of sea algae using in programs of sanitation mining discharged matter.
1
) Bio-algeen, Klokočná – Mnichovice; 2) Zemědělská fakulta JU Č. Budějovice; 3) Fakulta
životního prostředí UJEP Ústí nad Labem, 4) Ministerstvo zemědělství ČR, Praha,
5
) Výzkumný ústav pícninářský, Troubsko u Brna,
Souhrn
Vybraný druh mořských řas z arktických pobřežních vod je surovinou pro vysoce účinné
hydrolyzáty se zajímavými vlastnostmi a schopnostmi, které se nabízejí pro postupy
revitalizace půdy, prosté symbiotického mikroedafonu. Jednou z nich je schopnost masivní
stimulace rozvoje kořenových systémů. Zde je podáván souhrn dosavadních známých
možností, použitelných při sanaci krajiny po důlní exploataci.
Summary
The selected sort of sea algae from the arctic coastal waters is the raw material for high
effective hydrolysis products, which has very interesting properties for more prosperous
revitalization program’s in germ-free soil. One of these is the ability of massive stimulating of
growth of plants roots. There are presented some practical information’s about known
possibilities, this products in post-mining landscape re-enactment.
Úvod
Problematika rekultivačních postupů v oblastech velkoplošně pozměněných intenzívní
lidskou činností (těžba uhlí a jiných nerostných surovin, podobně i intenzívní vojenský výcvik
a p.) je významně ovlivněna devitalizujícími rezidui předchozích aktivit. Zatímco u návratů
ploch pozměněných těžbou se jedná převážně o problematiku mikrobiologicky inaktivních
substrátů (hlušiny) a až druhotně o technologické kontaminace půdních vrstev, u bývalých
vojenských prostorů a zařízení je tomu právě naopak.
Chceme proto poskytnout právě při této příležitosti, řešící souvztažnou problematiku,
zcela základní inspirativní
informaci o tom, že komplex zmiňovaných nepříznivých
situačních faktorů lze cíleně oslabit. A to pomocí relativně velice jednoduchého zákroku,
spojeného s aplikací multifaktoriálního biostimulátoru, vyrobeného prostou hydrolýzou
z biologicky vysoce aktivní masy mořské řasy. Chceme poskytnout elementární náhled do
spektra aplikačních možností přípravků bioalgeenové řady
Literární přehled
Bioalgináty jsou v pravé podstatě přírodními přípravky, určenými pro šetrnou a
bezreziduální sanaci životního prostředí. (ANONYM – 1995, GJUROV-2005, VOSTOUPAL
a kol. – 2005, WYSOCKA-OWCZAREK – 1993) Podporují komplexem svých
stimulativních vlastností životní procesy především na mikrobiální a buněčné úrovni, jsou
regulátory dekompozičních dějů a optimalizátory jejich forem na principu akceptace vnitřních
fyziologických vazeb vnímavých mikrobiontů.
Surovinou pro výrobu bioalginátů jsou speciálně vytěžené, usušené a posléze
hydrolyzované mořské řasy, vyskytující se v mělkých a překvapivě až dosud stále ještě
čistých pobřežních vodách arktických moří. Jmenovitě tedy v oblasti Islandu a dalších
skandinávských zemí, podobně jako i v pobřežních pásmech Kanady (BROWN – 1992, DE
LA COURT-1992, REICHHOLF-1999, SCHAEFFER, BEASLEY-1989). Zde jsou cíleně
sklízeny speciálními technikami, následně ošetřovány, sušeny a konzervovány pro další
využití. (ANONYM – 1995, DOBSON – 1992, SALVATO-1989). Nacházejí úspěšné
uplatnění v podobě speciálně formulovaných řasových přípravků nejenom v oblasti
zemědělských oborů, (GJUROV – 2005, PEARCE – 1996, WANG a kol. - 1982), ale i
v jiných biologických oblastech (potravinové doplňky, chirurgie, dermatologie, gynekologie a
p.). Nabízejí nejenom vlastní účast na tradiční sféře sanace rostlin a rostlinných společenstev,
jmenovitě pak v oblastech s nepříznivou zátěží půdního prostředí (SCHAEFFER, HERICKS,
a kol. – 1988), ale též při zhodnocování odpadních biologických materiálů a při specifické
konzervaci
při
biodegradaci
spontánně
uvolňovaných
živin
(GJUROV
–
2005,
CHOLEWINSKI – 1998, KÜRZINGER – 1995, VOSTOUPAL a kol. – 1989, VOSTOUPAL
a kol. – 2005). Bioalgináty disponují navíc i výraznou a širokospektrou detoxikační
schopností, která se uplatňuje i v půdním profilu nebo ve skládkovaných vrstvách odpadních
materiálů biologického původu (GJUROV – 2005, KOLBE, BLAU – 1998, NOVÁK a kol. –
1999, VOSTOUPAL a kol. – 2005).
Historie vzniku řas se datuje až do hluboké minulosti Země a jejich existenční stáří je
uváděno termínem
3,2 miliardy let. Tehdy se řasy vyskytovaly údajně pouze jako
jednobuněčné organismy (BROWN – 1992, DE LA COURT-1992, DOBSON – 1992).
V průběhu další 1,8 miliardy let se pak tyto zformovaly již do mnohobuněčných organismů a
dnes je již algology popsáno okolo 50 000 druhů známých řas, od těch miniaturních o
velikosti kolem 10 mikrometrů, až po obrovské mnohobuněčné chaluhy, dorůstající délky až
šedesáti metrů (AHMAD a kol. - 1989, BROWN –1992, DOBSON – 1992, RŮŽIČKA –
1999).
Na rozdíl od vyšších rostlin, pěstovaných v intenzivním zemědělství, nevyčerpávají
řasy prostředí, v němž rostou a nepotřebují ke svému rozvoji žádnou pomoc člověka-pěstitele.
Nemusí se hnojit, zavlažovat ani jinak ošetřovat (BARNEY-1993, WANG – 1982). Podle
dostupných údajů se ročně na celém světě sklízí zhruba sedm milionů tun řas (SALVATO–
1989). Přibližně polovina z nich se využívá v potravinářském průmyslu, druhá polovina slouží
k různým průmyslovým účelům i protektivním cílům, k výrobě kosmetiky, léků, ale i pro
celou oblast zemědělství a potravinářství, zejména pak pro oblast dietetologie apod.
Všechny řípravky bioalgeenové řady jsou hydrolyzátem hnědé mořské řasy
Ascophyllum nodosum. Jsou koncentrátem specifických rostlinných gelů a přírodních
polysacharidů, složeným z polyuronových kyselin mořské řasy. Tyto uronové kyseliny jsou
de facto polyelektrolyty s vysokou iontověvýměnnou kapacitou na úrovni 5.000-20.000
m/val. (ANONYM – 1995, GJUROV – 2005, CHOLEWINSKI – 1998, STEPHENSON –
1974, VOSTOUPAL, a kol. – 2005, WYSOCKA-OWCZAREK – 1993). Absorbují
substance, uvolněné biologickým rozkladem organické hmoty, ale i celou řadu toxických
prvků a komponent (BARNEY, BLEWETT-1993).
Mají molekulovou strukturu identickou s šedou huminovou kyselinou, která s
jemnými částečkami půdy vytváří jílovito-humusový komplex (VOSTOUPAL, ŘÍHA –
1987), Komplexují těžké kovy a eliminují tak jejich toxicitu (ROUXHET, MOZES-1990). Ve
vodě tvoří pod vlivem kovů vodou nerozpustný komplex „gel-vločky“. Jde tedy o univerzální
živnou půdu, v jejíž přítomnosti se zejména kooperativní dekompoziční mikroorganismy
velmi rychle a v rovnováze množí, bez zřetelného ovlivnění chemickými faktory (ANONYM
– 1995, KOLBE, BLAU – 1998, RŮŽIČKA – 1999, SCHAEFFER, BEASLEY – 1989,
WANG – 1982). Vybavení těchto řasových hydrolyzátů specifickými fytohormony a
doplňujícím širokým spektrem biologicky účinných látek podmiňuje jejich schopnosti
výrazné stimulace množení a růstu kořenových soustav i rozvoje podpůrných mikrobiálních
společenstev. (GJUROV – 2005, JURÁSEK a kol. – 1990, KRIEGEL, JURÁSEK – 1992).
Vlastní sdělení
Kvalita a zdravý turgor olistění, podobně jako i bohatost větvení kořenového systému
patří mezi fyziologické ukazatele potenciální disponovanosti rostliny a případně i její
užitkovosti. Užitkovosti jednak jako donora potravní nebo krmivové suroviny, ale také
funkční užitkovosti, vztahující se k technickým, případně i energetickým plodinám a
v neposlední řadě rovněž k rostlinám, které fungují jako akční součást tzv. kořenových
čistíren. Neméně významnou skutečností je, že kořenové systémy mají svou sekundární
funkci při zpevňování terénu jako účinná antierozní a rovněž i antiabrazivní veličina zejména
na svažitých úsecích a jmenovitě pak na kolaterálních plochách terénních zářezů
rekultivovaných územních částí. Rovněž tak ale i u všech typů silničních i železničních
komunikačních tras. Bioalgináty jsou prostředky, které tyto zmiňované vitální funkční
dispozice významně potencuji.
V rekultivačních programech je dostatečně znám syndrom primární i sekundární
funkční insuficience kořenových systémů nebo dokonce jejich hypotrofie. Je totiž jednou ze
zásadních veličin při sledování vitální i funkční prosperity rostlin nebo dokonce i celých jejich
společenstev. Dostatečně rozvinutý kořenový systém rostliny je základním předpokladem
následných optimálních trofických poměrů v organismu příslušné rostliny a souvisejícího
rozvoje jejích tkání, případně její plodnosti.
Jednou z efektivních metod podpory rozvoje jak vlastní kořenové soustavy, tak i
celého habitu
sledované rostliny a souvisejícího společenstva je systémové použití
bioalginátových přípravků (na příklad ve formulacích BI-Algeen kořenový koncentrát, BIAlgeen Granulát nebo i BI Algeen S-90). Lze je totiž klasifikovat nejenom jako revitalizační
agens pro půdní mikroedafon. Ale také jako vydatný stimulátor rozvoje kooperativních
mikrobiocenóz, fyziologicky se účastnících na procesech spontánní biodegradace organických
zbytků v přírodním prostředí, která probíhá výhradně naturálními procesy. Stejně významné
povzbudivé účinky mají biolagináty i na rozvoj velmi důležitých mykorrhizních společenstev,
jejichž symbiotická účast při adaptaci zejména vysazovaných dřevin má mimořádně
významnou roli pro aklimatizaci rostliny na novou rhizosféru.
Všechny tyto přípravky spontánně fungují již při jednoduché aplikaci, např. při
výsadbě, jmenovitě pak při významně opožděné (letní) výsadbě i při osazování prostředí, o
jehož vegetačních dispozicích máme oprávněně jisté pochybnosti. Samozřejmě, za
předpokladu zachování elementárních podmínek k životu – tedy alespoň při zajištění
základního množství vláhy. Dosavadní zkušenosti potvrzují, že zatím nejvhodnější aplikační
metodou při sanované výsadbě zejména prostokořených sazenic je důkladné smočení celé
sazenice do připravené bioalginátové lázně (1 díl BI-Algeenu kořenového koncentrátu: 8
dílům užitkové vody. Vsazenou rostlinu při zasýpání je – zejména v nepříznivých půdněklimatických podmínkách – vhodné ještě zásobit dávkou 1 lžíce BI-Algeenu Granulátu.
Důvod ke smočení celé sazenice vychází ze specifických vlastností a biochemismu
struktury bioalginátů. Ty totiž svým ochranným filmem, který se takto z jejich roztoku
vytvoří
na povrchu rostlinných tkání, účinně brání nadměrnému odpařování vody
z organismu sazenice a současně vytvářejí specifický hadrytyční rezervoár na fyzikálně
chemických principech. A to jednak bezprostředně při a krátce po výsadbě (sluneční záření,
případně vysoká teplota a nízká relativní vlhkost okolního ovzduší) a zejména pak v kritickém
období jejich adaptace na nové prostředí. Zmiňovaný ochranný film z bioalginátů totiž vytváří
na povrchových plochách rostliny polopropustné membrány, které sice dovolují přívod vody
do rostliny, avšak brání jejím ztrátám směrem z rostliny ven. Granulát má navíc ještě další
pozitivní vlastnost spočívající v tom, že je schopen na sebe navázat až 350 analogických dílů
vody – vytváří tedy v prostředí kořenů důležitou záchrannou hydratační deponii.
Díky tomuto soubornému antistresovému mechanismu, doplněnému významnou
nárazníkovou kapacitou bioalginátů, je spolehlivě minimalizován šok přesazovaných rostlin
ze změny prostředí. Bioalgináty navíc – díky svým biostimulativními vlastnostem – podporují
a urychlují zasídlení a rozvoj nejenom mykorrhizních kořenových společenstev, ale i
ostatních půdních mikrobiálních kooperantů. Lze jich však použít i jako dodatečnou substituci
za vegetace, a to formou směrované zálivky nebo i tlakovou injektáží do půdy, do oblasti
předpokládaného kořenového větvení.
Kromě toho, že bioalgináty indukují a dále podporují rozvinutí mohutnějšího
kořenového systému, podněcují tak rostlinu i ke zvýšení jej plodnosti. Nezanedbatelnou
skutečností je i ověřený fakt, že bioalgináty – ve svých důsledcích – působí v půdě 1 – 3 roky.
Základním principem využití bioalginátů při pěstování zemědělských plodin je stimulace
růstu rostlin pomocí koncentrátu polyuronových kyselin, aminokyselin, fytohormonů a
stopových prvků, obsažených v použitých produktech s obsahem bioalginátových složek.
Tyto účinné látky působí obecně na všechny zelené rostliny urychlením jejich životních
funkcí, zvýšením fotosyntézy a látkové výměny. Přitom se rostliny vyvíjejí harmonicky a plně
využívají svůj genetický potenciál. Naturální forma podpory rozvoje kořenového systému
úzce souvisí i s rozvojem mohutnější a zdravější nadzemní části.
Stimulace rozvoje kořenových systémů má své poziční opodstatnění hned v několika
směrech:
•
jednak pro dosažení kvalitnějších sklizní zdravých a plnohodnotných plodů;
•
dále pro dosažení dokonalejšího kořenového zápoje v půdě a následně i
k dokonalejšímu zpevnění půdy, zejména ve svažitých pozicích a inundovaných
územích;
•
přítomnost bioalginátů v okolí kořenových vlásečnic jako šedá huminová kyselina s
pufrovací dispozicí působí ochranně na rozvíjející s kořeny a spolupůsobí jako fokální
prvek akumulace půdní vláhy i na principu permanentně navozované iontové výměny;
•
kromě toho – jako základní efekt – vykazují bioalgináty již při jednorázovém ošetření
schopnost bezpečně podmínit 30 – 50% nárůst kořenové hmoty u ošetřených rostlin
nebo kultur;
•
zcela mimořádný význam přikládáme stimulativnímu a podpůrnému vlivu bioalginátů
při budování a obhospodařování kořenových čistíren vod, jejichž účinnost, životnost i
kapacitní dispozice bioalgináty zřetelně podporují. Podle zahraničních zkušeností
bioalgináty – za specifických podmínek důkladné aerace – zvyšují jejich účinnost i při
dekontaminaci vod ropnými látkami.
Závěr
V úzké souvislosti s tím, jak současné klimatické excesy, ale i přetrvávající anthropogenní
zátěž, zhoršují v některých oblastech reálné vegetační dispozice, jsme přednesli informaci o
významu sanativního použití bioalginátů, vhodných pro územní části, pozměněné důlní
činností. Bylo poukázáno zejména na skutečnost, že obzvláště tam, kde proces zakořeňování
nebo posléze i nedostatečný funkční kontakt kořenového systému s podpovrchovou vodou
vytváří vegetační problémy, pak stimulace kořenových systémů adicí bioalginátů může
podstatně zvýšit perspektivy rostlin k jejich přežití prodloužením dosahu kořenových
elementů až na hladinu podpovrchových vodních horizontů. V oblasti zakládání a provozu
kořenových čistíren vod pak řízené zmohutnění kořenových soustav přinese nezanedbatelné
zvýšení jejich funkční efektivity. Prezentované poznatky a výsledky s použitím bioalginátů
jsme získali při aplikacích přípravků bio-algeenové řady (BI Algeen Granulát a BI Algeen
Kořenový koncentrát).
LITERATURA
AHMAD, Y. J., SERAFY, EL. S., LUTZ, E.: Environmental Accounting for Sustainable Development. The
World Bank. Washington, D. C. 1989.
ANONYM: Der Dünger vom Meeresgrund. DLG-Mitteilungen Nr. 11, 8, 1995.
BANKS, M. K., SCHULTZ, K. E.: Compariosopn of plants for germination toxicity tests in petroleumcontaminated soils. Water Air and Soil Pollution, Vol. 167,č.1-4,s.211-219. ISSN:0049-6979
BROWN, L.: State of the World . New York: Worldwatch Institute, 1992, 653 s.
DE LA COURT, T.: Different Worlds. Utrecht: Green Print, Jan van Arkel, 1992, 411 s.
DOBSON, A.: Green Political Thought. London: Harper Collins, 1992, 167 s.
GJUROV, V.: Firemní informace o přípravcích bio – algeenové řady firmy Schulze a Hermsen. Klokočná –
Mnichovice, 2005.
CHOLEWINSKI, A.: Wstepna ocena wybranych stymulatorów wzrostu na plony dwóch odmian truskawki w
uprawie polowej. Ogólnopolska Nauk. Konfer. Sadownicza, 57–60. 1998.
JURÁSEK, A., KRIEGEL, H., HANČL, Z.: Nové biostimulátory růstu. [New growth stimulators]. Lesnická
práce, 69, , č. 1, s. 42 – 43, 1990.
KOLBE, H., BLAU B.: Wirkung von Pflanzenstärkungsmitteln auf verschiedene Kultur-arten. Schriftenreihe der
Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft 3, Heft 5, 1-45. 1998.
KRIEGEL, H. - JURÁSEK, A.: Zpráva o používání biostimulátoru Bio-algeen na lesní dřeviny v juvenilním
stadiu v letech 1989 - 1991. [Report of application the stimulator Bioalgeen to young forest trees in 1989 1991]. Opočno, VÚLHM - Výzkumná stanice 1992. 6 s., příl.
KÜRZINGER, W.: Einsatz von Pflanzenstärkungsmitteln. Kartoffelbau 46, Nr. 10, 418-420, 1995.
NOVÁK, P., ZABLOUDIL, F., VRÁBLÍKOVÁ, J., ŠOCH, M.: Potenciální rizika při ozdravení
agroekosystémů. Sborník příspěvků „Ekologické formy hospodaření v krajině“, Acta Universitatis Purkynianae,
49, Studia oecologica VII, FŽP UJEP Ústí n. Labem, 1999, str.78 - 87. ISBN 80-7044-272-7.
PEARCE, D.: Ekonomie a výzva ke globální ochraně životního prostředí. In: Ekonomie životního prostředí a
ekologická politika. Nakladatelství a vydavatelství litomyšlského semináře, Praha, 1996. 352 s.
RACLAVSKÁ, H.: Znečištění zemin a metody jejich dekontaminace. Ostrava, 1998, 111 s.
REICHHOLF, J.: Žít a přežít v přírodě: ekologické souvislosti; Praha, Ikar 1999.
RŮŽIČKA, J.: Mikrobiologie pro technology životního prostředí; Brno, Vysoké učení technické v Brně 1999,
124 s. Skripta.
SALVATO, J. A.: Environmental Engineering and Sanitation. John Willey, N. York, 1989.
SCHAEFFER, D. J., BEASLEY, V. R.: Ecosystems Health. Quantifying and Predicting Ecosystems Effects of
Toxic Chemicals. Regulat. Toxicol. and Pharmacol., 9, 1989, s. 296 - 311.
SCHAEFFER, D. J., HERICKS, E. E., KESTER, H. W.:Ecosystems Health. Measuring of Ecosystems Health.
Environm. Managem., 12, 4, 1988, s. 445 – 455.
STEPHENSON, W. A.: Seaweed in agriculture and horticulture. Bargyla and Gylver ,
Rateaver, Pauma Valley, California, USA , 1974.
VOSTOUPAL, B., GJUROV, V.: Řízení stimulace rozvoje kořenových systémů použitím biolageenových
přípravků. Sborník příspěvků z konference „Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin,m VÚP
Troubsko – Brno, 23.-24. 11. 2006, s. 73 – 78. ISBN-80-86908-03--8
VOSTOUPAL, B., ZAJÍČEK, P., ŠOCH, M., HRUBÝ, J., GJUROV, V.: Algináty a jejich využití v rostlinné
výrobě. Sborník přednášek konference „Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin“. VÚRV
Praha-Ruzyně, 21. – 22. 3. 2007
ZABLOUDIL, F., NOVÁK, P., VRÁBLÍKOVÁ, J., ŠOCH, M.: Návrh ochrany a využití agroekosystému pásma
hygienické ochrany. Protection and exploatation agroecosystems in water safety region. Sborník příspěvků
„Ekologické formy hospodaření v krajině“, Acta Universitatis Purkynianae, 49, Studia oecologica VII, FŽP
UJEP Ústí n. Labem, 1999, str.69 - 77. ISBN 80-7044-272-7.
WANG, H. Y., LEE, S. S., TABACH, Y., CAWTHON, L.: Biotechnology and Bioengineering Symp., s. 139.
Willey, New York, 1982.
WYSOCKA-OWCZAREK M.: Bioalgeen S-90 nowy preparat. Owoce Warzywa Kwiaty 20, 14–15. 1993.
Tato práce vznikla v rámci řešení výzkumného projektu NAZV QF 3148.
Adresy autorů:
1)
2)
3)
4)
MVDr. Bohuslav VOSTOUPAL, Ing. Vasil GJUROV, Bio-algeen, Klokočná 89, 25164 Mnichovice;
Doc. ing. Miloslav ŠOCH, CSc., Zemědělská fakulta JU, 37005 České Budějovice;
Prof. ing. Jaroslava VRÁBLÍKOVÁ, CSc., Fakulta životního prostředí UJEP, Ústí nad Labem;
Ing. Petr ZAJÍČEK, Ministerstvo zemědělství ČR, odbor bezpečnosti potravin a techniky životního
prostředí, 11705 Praha I.;
5) Ing. Jan HRUBÝ, CSc., Výzkumný ústav pícninářský, 66441 Troubsko u Brna ;
Souhlas s uveřejněním práce
jménem svým i jménem kolektivu spolupracujících autorů vyjadřuji souhlas s uveřejněním
tohoto příspěvku na CD jako sborníku z konference.
MVDr. Bohuslav Vostoupal