Možnosti podpory přirozené regulace plevelů v porostech plodin

12. 12. 2025 Doc. RNDr. Pavel Saska, Ph.D. a kol. Plevele Zobrazeno 683x

Jednou z hlavních součástí ochrany plodin je regulace plevelů. Ta zahrnuje metody nepřímé (preventivní), jako je střídání plodin, zpracování půdy, popř. čistota osiva, a metody přímé, do kterých řadíme mechanickou, biologickou a chemickou ochranu. Podstatou chemické ochrany v konvenčních technologiích pěstování plodin je používání syntetických herbicidů.

I když v ČR celková spotřeba pesticidů zemědělci dlouhodobě klesá (v letech 2020–24 byl u herbicidů zaznamenán pokles o dalších 5 %), stále bylo dle veřejně dostupných zdrojů ÚKZÚZ na zemědělskou půdu v roce 2024 aplikováno 10 550 329 kg pesticidů (vyjádřeno ve spotřebě aktivních látek), přičemž herbicidy spolu s desikanty z toho objemu tvoří celých 45 %. Tento podíl se však také neustále snižuje.

Používání herbicidů může vést k úbytku biodiverzity, kontaminaci povrchových i podzemních vod, narušení půdních mikrobiálních společenstev a ke vzniku rezistence. Následkem používání herbicidů a změn v hospodaření došlo během posledních desetiletí ke změně ve složení společenstev plevelů. Dřívější druhově bohatá společenstva, složená především z méně kompetitivních druhů, byla postupně nahrazena společenstvy složenými jen z několika málo druhů, které však vykazují vysokou míru kompetice s pěstovanými plodinami, a které jsou obtížně regulovatelné. Změny ve druhovém složení společenstev plevelů následně vedly k narušení celých potravních řetězců, zahrnujících nejen hmyz vázaný přímo na plevele, ale i opylovače, přirozené nepřátele škůdců a obratlovce, včetně kdysi hojných druhů polních ptáků a drobných savců. V rámci EU i ČR je proto dlouhodobým cílem snižovat závislost zemědělství na syntetických pesticidech, což je zakotveno například ve Strategii EU „Farm to Fork“ nebo v Národním akčním plánu k bezpečnému používání pesticidů. Tyto dokumenty zdůrazňují potřebu hledat metody regulace škodlivých činitelů, včetně plevelů, které by byly šetrné k životnímu prostředí a zároveň ekonomicky udržitelné.

Materiál a metodika

Predace semen jako nástroj regulace plevelů

Predace semen představuje přirozený regulační mechanizmus, který má potenciál významně přispívat k omezení šíření plevelů a snížit tak jejich konkurenceschopnost v zemědělských plodinách. Jedná se o činnost živočichů, kteří se živí semeny plevelů, a tím je ničí dříve, než mohou doplnit půdní zásobu nebo vyklíčit. Tito živočichové aktivně sbírají a konzumují zejména semena plevelů, která zůstala ležet na povrchu půdy po uvolnění z mateřských rostlin, ale konzumují i semena, která se do půdní banky dostala dříve a byla z ní uvolněná např. při zpracování půdy.

Na predaci semen plevelů se podílejí zástupci celé řady živočišných skupin z řad obratlovců i bezobratlých. Mezi obratlovci se semeny plevelů živí ptáci nebo hlodavci, mezi bezobratlými to jsou zejména brouci, mravenci nebo cvrčci. V našich podmínkách mírného pásu Evropy jsou však z hlediska významu nejdůležitější střevlíkovití brouci (Carabidae, obr. 1). Ti představují hlavní skupinu predátorů semen plevelů v porostech plodin, proto je jim věnována největší výzkumná pozornost. Tento příspěvek vychází především z dat získaných vlastním výzkumem, včetně mezinárodní spolupráce.

Obr. 1: Dospělec střevlíčka Poecilus cupreus požírající semena pampelišky (foto Ambre Sacco-Martret de Préville)

Predace semen se zpravidla studuje pomocí kartiček s upevněnými semeny, které se vystaví na povrch půdy, a po uplynutí stanovené doby se vyhodnotí úbytek semen. Zároveň se stanoví početnost nebo aktivita predátorů, v tomto případě střevlíkovitých brouků. Přirozeně lze očekávat, že predace semen plevelů bude pozitivně závislá na početnosti predátorů semen, tj. že míra predace, vyjádřená jako počet sežraných semen, bude růst s rostoucí početností predátorů.

Literatura je však v tomto překvapivě nekonzistentní, a ne všechny publikované práce jsou schopny tento očekávaný trend ukázat. Za tím mohou stát nejen důvody spojené s použitými metodami (druhy semen, roční doba atp.), ale i důvody spojené s nízkou početností nebo složením společenstva střevlíkovitých brouků. Proto je v případech jako tento užitečné provést soubornou analýzu (meta-analýzu) publikovaných údajů.

Výsledky

V analýze založené na 25 publikovaných vědeckých pracích a 4 919 údajích měření predace semen v porostech plodin (Charalabidis a kol. 2025) jsme odhalili, že globálně predace semen jednoznačně pozitivně souvisí s početností střevlíkovitých brouků na lokalitě. To je zobrazeno na grafu 1: pravděpodobnost, že semena nebudou sežrána a přežijí, klesá s rostoucí početností střevlíků, a to tím strměji, čím déle jsou semena na povrchu půdy vystavena (průběh jednotlivých křivek). O tzv. bioregulaci plevelů však můžeme mluvit pouze v případě, že aktivita predátorů semen skutečně povede k poklesu zásoby semen plevelů v půdě a následně k poklesu zaplevelení. Ve studii v evropském měřítku (sledována pole ve Francii, Rakousku, České republice a Švédsku) jsme doložili, že regulace plevelů následkem predace semen je možná (Carbonne a kol. 2020).

V 60 produkčních porostech obilnin byla pomocí odběru půdních vzorků měřena půdní zásoba semen, a to před a po vlastním experimentu. Zároveň byla měřena početnost střevlíkovitých brouků v porostech obilnin. Pro celý soubor dat jsme doložili vztah mezi poklesem půdní zásoby semen plevelů a početností střevlíkovitých brouků. V grafu 2 lze sledovat trend poklesu půdní zásoby semen (svislá osa) s nárůstem početnosti střevlíkovitých brouků (vodorovná osa). Jednotlivé body ukazují průměrná měření pro konkrétní pole.

Graf 1: Vztah pravděpodobnosti přežití semen (tj. semena nebudou sežrána) a početnosti střevlíkovitých brouků (počet jedinců/den a past) pro různé doby vystavení semen - upraveno dle Charalabidis a kol. (2025)

Graf 2: Závislost velikosti půdní zásoby semen na početnosti střevlíkovitých brouků (počet jedinců/den/past na logaritmickém měřítku) - upraveno dle Carbonne a kol. (2020)

Výsledky této studie podporují dřívější zjištění Bohana a kol. (2011) na rozsáhlém datovém souboru z Velké Británie. Nejnovější výsledky výzkumu tedy naznačují, že bioregulace může za některých podmínek fungovat, a že vyšší početnost střevlíkovitých predátorů semen může vést k regulaci půdní zásoby semen. Rozptyl mezi měřeními pro jednotlivá pole však naznačuje, že v praxi existuje vysoká variabilita v regulaci půdní zásoby semen. To znamená, že regulace půdní zásoby semen někde funguje lépe a někde zase hůře, než celkový trend předpovídá. To bohužel vede k obtížné předvídatelnosti účinnosti predace semen, která pravděpodobně stojí za rezervovaností praktických zemědělců směrem k predaci semen.

Dostatek predátorů jako klíčový předpoklad

Předpokladem dostatečné míry bioregulace plevelů pomocí predace semen je tedy vysoká početnost predátorů semen. Predikce, vycházející z již zmíněné souborné studie Charalabidis a kol. (2025), popisuje na modelové situaci, jaká početnost střevlíkovitých brouků je reálně potřeba, aby k regulaci semen plevelů docházelo. Situace znázorněná na grafu 3 uvažuje 20% pravděpodobnost přežití semen v závislosti na době, po kterou semena zůstávají vystavena na povrchu půdy, a na množství odchycených střevlíků (vyjádřeno jako počet jedinců/exponovaná past/den). Na základě průběhu křivky tedy můžeme vyvodit, jaká je potřebná početnost střevlíků, aby při dané délce expozice přežilo 20 % semen (tj. aby bylo 80 % semen sežráno).

V experimentálních studiích jsou semena zpravidla vystavena po dobu 7 dnů, což představuje realistické vyjádření skutečné doby, po kterou přirozeně uvolněná semena zůstávají ležet na povrchu půdy. Část semen se totiž okamžitě dostává do půdy, jelikož zapadnou do prasklin v půdě nebo jsou překryta působením deště či zbytky rostlin. Část semen, zejména těch podstupujících dormanci a majících větší velikost, mohou naopak na povrchu půdy ležet i několik týdnů, pokud ovšem nejsou mezitím sežrána.

Při 7 dnech expozice je dle výsledků modelování potřeba průměrné početnosti cca 17 střevlíků/den trvání odchytu/past, aby byla pravděpodobnost přežití semen pouze 20 % (graf 3). To je ovšem velmi vysoká početnost, které je jen zřídka kdy v provozních podmínkách dosaženo (graf 4). Body na obrázku pocházejí ze 140 publikovaných studií a vlastních měření autorů z porostů plodin. Body zvýrazněné červeně ukazují data pocházející z ČR. Vodorovná, červená, přerušovaná čára značí hodnotu 17 jedinců/past/den, potřebných dle predikce Charalabidis a kol. (2025) k zajištění 80% průměrné úmrtnosti semen po týdenní expozici (graf 3), modrá přerušovaná čára odpovídá střední hodnotě početnosti střevlíkovitých brouků. Z tohoto obrázku je tedy zcela zřejmé, že v porostech plodin velikost populací střevlíků zpravidla nedosahuje hodnot potřebných pro poskytování spolehlivé regulace plevelů. Pokud chceme přínosů střevlíků k bioregulaci plevelů využít, je nutné jejich populace podpořit. Jejich podporou tak zároveň zvýšíme předvídatelnost ekosystémových služeb, které poskytují.

Graf 3: Model podmínek, za jakých predace semen zajistí přežití 20 % semen (tj. 80 % bude sežráno predátory) - upraveno dle Charalabidis a  kol. (2025)

Graf 4: Početnosti střevlíkovitých brouků (počet jedinců/past/den) v porostech plodin v Evropě a Severní Americe (orig. autoři)

Kromě početnosti je za proměnlivost a malou míru předvídatelnosti predace semen zodpovědné také složení společenstev predátorů semen. Pestřejší společenstva totiž vykazují větší stabilitu a odolnost vůči náhlým změnám, a zároveň větší zastupitelnost ve svých úlohách v potravním řetězci. Jinými slovy: v případě náhlého výkyvu v početnosti jednoho druhu dokážou pestrá společenstva úlohu tohoto konkrétního druhu zastoupit jinými druhy s podobnou životní strategií. V další práci (Daouti a kol. 2024) jsme na vzorku již zmíněných 60 polí ve Francii, Rakousku, ČR a Švédsku doložili platnost tohoto předpokladu a ukázali, že variabilita v naměřené predaci semen byla významně nižší v polích, kde byla pestřejší společenstva střevlíků právě kvůli vyšší zastupitelnosti druhů. Kromě celkové početnosti je tedy třeba podpořit i pestrost společenstev (nejen) střevlíkovitých brouků.

Můžeme identifikovat 3 hlavní směry, jak zvýšit početnost predátorů semen a diverzitu jejich společenstev, a zvýšit tak jejich potenciál regulovat plevele skrz predaci semen:

Podpora mimoprodukčních ploch

Zemědělská krajina je tvořena mozaikou polí a dalších ploch, které přímo neslouží pro zemědělskou produkci. Jedná se např. o remízky, stromořadí, travnaté pásy, úhory, meze či okraje cest. Střevlíkovití brouci i další užiteční členovci tyto mimoprodukční plochy pro svůj život potřebují. Umožňují jim totiž přežít krátká nepříznivá období, např. po orbě nebo aplikaci pesticidů, a zajišťují tak opětovnou kolonizaci polí. Tyto plochy jsou dále využívány jako místa pro přezimování. Zásadní jsou i pro další funkční skupiny, jako třeba pro opylovače, kteří zde nacházejí zdroj potravy nebo podmínky pro hnízdění. V literatuře nalezneme mnoho prací podporující předpoklad, že pestřejší krajina hostí větší diverzitu užitečných druhů, včetně střevlíků. Vliv těchto stanovišť bezprostředně sousedících s porosty plodin se však prokazuje poměrně obtížně a výsledky jsou zatíženy vysokou variabilitou. To může souviset i s tím, že schopnost kolonizovat pole od jejich okrajů je pro většinu druhů omezená pouze na menší desítky metrů od okraje směrem do porostu.

Snížení intenzity hospodaření

Intenzivní hospodaření na zemědělské půdě je částí veřejnosti i vědecké komunity vnímáno jako jeden z hlavních činitelů zodpovědných za současný pokles biodiverzity. V této souvislosti je nejvíce zmiňováno používání prostředků pro ochranu rostlin. Jejich využívání je opodstatňováno potřebou regulovat škůdce, choroby a plevele, bohužel však jejich aplikace mají vedlejší dopady i na necílové druhy a na životní prostředí celkově. V našich studiích vyjadřujeme intenzitu hospodaření jako počet agrotechnických zásahů během jedné sezony. Tento index zahrnuje nejen aplikaci pesticidů, ale i pojezdy spojené se zpracováním půdy nebo s hnojením. Operace spojené do jednoho pojezdu (např. aplikace hnojiv při setí) jsou pak počítány jako jedna.

V naší práci (Daouti a kol. 2024) na již zmíněném vzorku 60 polí ze 4 zemí Evropy ukazujeme, že s rostoucím počtem pojezdů klesá zastupitelnost predace semen společenstvem střevlíkovitých brouků (graf 5). Zastupitelnost predace semen je vypočtená na základě informací o složení společenstva střevlíků a predačního tlaku jednotlivých druhů. Predační tlak se liší mezi druhy a je stanoven z míry semenožravosti jednotlivých druhů, velikosti jejich těla a početnosti. V další práci pak demonstrujeme, že rostoucí počet operací v těchto stejných polích negativně ovlivňuje početnost střevlíků přímo i nepřímo (Carbonne a kol. 2022). Nepřímé efekty bylo možné vystopovat skrz negativní vliv intenzity hospodaření na společenstva plevelů. Pole s druhově bohatším společenstvem plevelů hostila početnější společenstva střevlíků. Klíčové je proto hledat rovnováhu mezi ochranou plodin a ochranou druhů poskytující ekosystémové služby, jako je predace semen.

Diverzifikace osevních sledů

Zjednodušování osevních postupů v souvislosti s omezením živočišné výroby během posledních dekád se také projevilo snížením diverzity hmyzu. Dobře lze toto demonstrovat na příkladu slunéčkovitých brouků, kteří omezováním výměr vojtěšky přišli o prostředí, kde překonávali období nedostatku mšic po sklizni obilnin, následkem čehož jejich populace dramaticky poklesly. Diverzifikace osevních sledů a pěstování různých plodin s odlišnou fenologií zvyšuje celkovou pestrost stanovišť krajiny, která umožňuje hmyzu se v krajině při hledání vhodných biotopů lépe přemisťovat. Tím je z dlouhodobého hlediska podpořena početnost, diverzita a následně i stabilita společenstev predátorů. V našich experimentech využívajících 60 polí obilnin ve čtyřech zemích Evropy jsme byli schopni vliv zvýšené pestrosti pěstovaných plodin pozorovat také (graf 6). Doložili jsme (Daouti a kol. 2024) pozitivní efekt diverzity plodin vyjádřené pomocí indexu diverzity plodin pěstovaných na sledovaném pozemku během předcházejících pěti let na predaci semen, vyjádřenou opět jako její zastupitelnost. S rostoucí diverzitou plodin na sledovaných polích průkazně rostla zastupitelnost predátorů při predaci semen. Podobně Carbonne a kol. (2022) prokázal pozitivní vliv pestrosti plodin v krajině pěstovaných v době sběru dat na početnost střevlíkovitých brouků.

Graf 5: Vliv intenzity hospodaření na predaci semen - upraveno dle Daouti a kol. (2024)

Graf 6: Vliv diverzifikace osevních sledů na predaci semen - upraveno dle Daouti et al. (2024)

Cíl: udržitelné a pro zemědělce přijatelné přístupy

Aby mohla být biologická regulace skutečně využitelná v praxi, je nezbytné, aby navrhovaná opatření byla nejen ekologicky účinná, ale zároveň i ekonomicky přijatelná pro samotné zemědělce. Udržitelnost těchto opatření totiž nespočívá pouze v jejich environmentálním přínosu, ale především v ochotě zemědělců je přijmout a dlouhodobě integrovat do svých hospodářských postupů. Bez aktivní podpory zemědělců, jejich porozumění podstatě těchto opatření a jasného vnímání přínosů nebude možné environmentálně šetrnější metody trvale uplatňovat v zemědělské praxi. Z tohoto důvodu by se budoucí výzkum měl zaměřit nejen na ekologickou účinnost agroenvironmentálních či agrotechnických opatření, ale také na jejich sociální a ekonomický rozměr. Je potřeba lépe porozumět tomu, jak tato opatření zapadají do reálných podmínek hospodaření, jaké mohou mít nároky na čas, techniku či znalosti, a jaké ekonomické dopady mohou na výnosy plodin a celkovou ekonomiku zemědělských provozů představovat.

V případě regulace plevelů by pozornost měla být věnována hledání a podpoře systémů hospodaření, které umožní potlačit plevele prostřednictvím přirozených procesů (např. podporou přirozených nepřátel, podporou pestrých osevních sledů se zapojením vysoce kompetitivních plodin či plodin s alelopatickým efektem nebo souběžným pěstováním plodin), aniž by zároveň došlo k výraznému snížení produkce či nárůstu nákladů, popř. tyto náklady vhodně nastavenými dotačními podmínkami alespoň částečně kompenzovat. Tento přístup vyžaduje úzkou spolupráci mezi výzkumem, poradenstvím a samotnými zemědělci, kteří mohou svými zkušenostmi významně přispět k formulaci realistických doporučení. Vývoj a uplatnění těchto opatření ovšem vyžaduje ochotu experimentovat v praxi, sdílet nápady a výsledky mezi vědci, zemědělci a odpovědnými zástupci státní správy, a přistupovat k diskusi s otevřenou myslí a respektem k opačným argumentům. Tento proces zároveň vyžaduje koncepční podporu státu. Socio-ekonomické stránce problematiky přijímání vybraných agroenvironmentálních opatření se plánujeme věnovat v navazujícím článku.

Shrnutí

Cílem tohoto příspěvku je poukázat na fakt, že snížení spotřeby herbicidů je potenciálně možné i prostřednictvím posílení přirozených regulačních mechanizmů v agroekosystémech. Predace semen představuje jeden z potenciálně účinných, i když zatím málo využívaných procesů. Klíčem k jeho funkčnosti je dostatečně velká populace predátorů, kterou lze zajistit kombinací vhodných krajinných opatření, omezením agrochemikálií a podporou větší pestrosti pěstovaných plodin.

Článek vznikl za podpory projektu TAČR SS71020001 (Biodiversa+ BiodivRestore FRESHH).

Autoři: Doc. RNDr. Pavel Saska, Ph.D., RNDr. Jiří Skuhrovec, Ph.D., Ing. Jan Štrobach, Ph.D., Ambre Sacco-Martret de Préville, Ph.D., Ing. Hana Vašková, Ph.D.; 
Národní centrum zemědělského a potravinářského výzkumu, v.v.i., Praha-Ruzyně

Přehled původních prací, na jejichž základě byl článek připraven:

Carbonne B., Bohan D., Foffová H., Daouti E., Frei B., Neidel V., Saska P., Skuhrovec J., Petit S. 2022: Direct and indirect effects of landscape and field management intensity on carabids through trophic resources and weeds. Journal of Applied Ecology, 59: 176–187. https://doi.org/10.1111/1365-2664.14043

Carbonne B., Petit S., Neidel N., Foffová H., Daouti E., Frei B., Skuhrovec J., Řezáč M., Saska P., Wallinger C., Traugott M., Bohan D.A. 2020: The resilience of weed seedbank regulation by carabid beetles, at continental scales, to alternative prey. Scientific Reports, 10: 19315. https://doi.org/10.1038/s41598-020-76305-w

Charalabidis A., van der Werf W, Frei B., Makowski D., Saska P., Bohan D.A. 2025: Relationship between seed predation and activity-density of carabid beetles in farmland: A meta-regression. Agriculture, Ecosystems & Environment, 384: 109551. https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109551

Daouti E., Neidel V., Carbonne B., Vašková H., Traugott M., Wallinger C., Bommarco R., Feit B., Bohan D.A., Saska P., Skuhrovec J., Vasconcelos S., Petit S., van der Werf W., Jonsson M. 2024: Functional redundancy of weed seed predation is reduced by intensified agriculture. Ecology Letters, 27: e14411, https://doi.org/10.1111/ele.14411