Opravdu pesticidy zvyšují úrodu?

      Kořeny vojtěšky (zdroj: Image courtesy of Jennifer E. Fox)

„Agrochemikálie blokují signály rostlin snažících se nalákat symbiotické bakterie,“ říká hlavní autorka studie, Jennifer E. Fox, působící v centru pro Ekologii a Evoluční biologii na Univerzitě v Oregonu. „V podstatě agrochemikálie přetrhávají komunikační linie mezi hostující rostlinou a symbiotickou bakterií. Toto je mechanismus, kterým agrochemikálie snižují účinnost symbiózy a tedy i fixace dusíku.“

Foxová a její kolegové začali své poznatky detailně popisovat v článcích publikovaných v časopisech Nature (2001) a Environmental Health Perspectives (2004), testovali více než 50 chemikálií, zahrnující pentachlorfenol (PCP), ve vzorcích in-vitro. Jejich zpráva v PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) informuje o jejich objevech in-vivo na živých rostlinách a bakteriích.

Žádná z chemikálií použitá ve výzkumu, zahrnující PCP, nebyla toxická na rostliny ani na bakterie, ale PCP byla výjimečná v tom, že inhibovala jak klíčení semen, tak i fixaci dusíku. Více než 20 běžně používaných chemikálií v zemědělství sdílelo stejný mechanismus účinku s PCP, lišících se navzájem v rozdílné schopnosti přerušovat buněčnou signalizaci.

Fox, McLachlan a jejich kolegové ve svých dvou publikovaných studiích z roku 2000 zjistily významné poklesy jak ve výnosu plodin na jednotku přidaného dusíkatého hnojiva, tak i v celkové symbiotické fixaci dusíku. Nejpřirozenější vysvětlení závěrů těchto pozorování je v nadbytečném používání agrochemikálií na běžně pěstované plodiny.

„Bohužel dnešní praxe vytváří tzv. začarovaný kruh,“ říká Foxová, a to tím, že snižuje potřebu luštěnin na přírodní fixaci dusíku, ale zároveň nechává nedostatek dusíku v půdě k využití pro příští generaci rostlin na daném stanovišti. Tím zde vytváří potřebu ještě zvýšení umělého hnojení. Dalšími příčinami mohla také být špatná kvalita půdy díky jejímu nadměrnému užívání, což vede ke ztrátám důležitých živin, například dusíku a fosforu, nebo také orba, která narušuje kořenové struktury a při promísení půdy také symbiotické bakterie.

„Náš výzkum uvádí zároveň další příčinu snižující výnosnosti plodin,“ tvrdí Foxová. „Dokázali jsme, že při použití pesticidů, které mají vliv na symbiotickou signalizaci, se snižuje celkové množství symbioticky vázaného dusíku. Když tato ztráta účinné schopnosti vázat dusík není nahrazena chemickými hnojivy, dochází k nižším výnosům z užitkových rostlin, nebo je zapotřebí delšího času růstu k dosáhnutí výnosů poskytovaných neošetřovanými rostlinami. Myslíme si, že toto je dříve nepředvídaný faktor ovlivňující výnosnost plodin.“

Vědci se shodují v názoru, že nyní je zapotřebí testovat nové poznatky v praxi na polích k získání přesné představy o tom, které konkrétní prvky, či složky pesticidů inhibují přirozenou interakci mezi rostlinami a bakteriemi.