Možnosti využití topolů a vrb v podmínkách severního Kazachstánu

V podmínkách mírného klimatu severní polokoule jsou topolové a vrbové plantáže s krátkou dobou obmýtí alternativním zdrojem biomasy zejména pro energetické a materiálové využití. Výmladkové plantáže topolů a vrb mají potenciál stabilního dodavatele palivového dřeva a dřevní štěpky. Dřevo z topolů a vrb má širokou škálu využití mimo rámec obnovitelného zdroje energie pro produkci tepla a elektřiny jako je například mulčování v zahradnictví, ve dřevo zpracujícím průmyslu mimo jiné nábytkářství, papírenství, či syntéza chemických látek ve farmaceutickém, nebo chemickém průmyslu.

Porosty rychle rostoucích dřevin mají významné mimoprodukční přínosy – zejména prokazatelný je vliv na druhovou rozmanitost v intenzivně obhospodařované zemědělské krajině z důvodu jejich nízké náročnosti na agrotechniku, chemickou ochranu vůči škůdcům a chorobám, minimální potřebě hnojení či zavlažování. Porosty rychle rostoucích dřevin dále představují i efektivní ochranu proti vodní a větrné půdní erozi. Vliv porostů rychle rostoucích dřevin na lokalitu je kontrastní především ve srovnání s plochami osetými monokulturami jednoletých zemědělských plodin.

Oproti mnoha stromovým druhům rostou topoly a vrby velmi vitálně a na široké škále stanovišť, včetně výsypek po těžbě nerostných surovin či stavební činnosti. Především topoly jsou jeden z nejvíce šlechtěných a všestranně zkoumaných stromových druhů, protože jsou snadno vegetativně množitelné a vyznačují se snadnou mezidruhovou hybridizací. Jejich genom (resp. genom druhu Populus trichocarpa) byl zmapován pomoví DNA analýz jako první mezi rostlinnými druhy už v roce 2009.

V řadě evropských států se zakládají porosty rychle rostoucích dřevin na zemědělské půdě. Například v Polsku byly v posledních letech založeny tisíce hektarů topolových a vrbových porostů za účelem produkce obnovitelné suroviny jako méně destruktivní alternativy k životnímu prostředí než představují jednoleté energetické plodiny, jako je například kukuřice a řepka. V České republice se v současnosti pěstuje cca 3000 ha o průměrné rozloze 1-2 ha dle evidence Ministerstva zemědělství.

Na základě zkušeností a vývoje v oblasti rychle rostoucích dřevin ve státech severní polokoule se odborníci z Agro-technické University Kazachstánské republiky rozhodly započít s realizací a pokračováním výzkumu rychle rostoucích dřevin, v rámci kterého se počítá s výsadbou topolů a vrb v místních specifických podmínkách stepního kontinentálního klimatu.

Plocha Kazachstánské republiky je jen ze 4,6% pokryta lesy. Rozmístění kazachstánských lesů je velmi nerovnoměrné. Zhruba 80% těchto lesů se nachází v severní a severovýchodní části republiky. Polovina kazachstánských lesů je tvořena jehličnany. Většina plochy lesů je chráněna proti kácení. S cílem efektivního využívání obnovitelných zdrojů energie v rámci plánu udržitelného ekonomického rozvoje Kazachstánu do roku 2024 bylo v roce 2009 započato s pokusy pěstování rychle rostoucích dřevin v multifunkčních porostech na dvou lokalitách Batys a Astaninskiy v blízkosti hlavního města Astany (51°10'48"N; 71°26'45"E). Obě lokality se nacházejí v tzv. zelené zóně města Astana.

Pokusná plocha v lokalitě Astanskiy se nachází na lesní půdě, jenž je vhodná pro pěstování většinu místních dřevin. Tato lokalita je průměrně zasolená. Lokalita Batys není tak vhodná pro pěstování dřevin, leč vzhledem k pokročilejším zemědělským technologiím v místě je na ní možné pěstovat dřeviny s vyšší mírou tolerance k zasolení půdy. Klimatické podmínky v obou lokalitách jsou prakticky stejné, kontinentální, roční suma srážek je cca 300 mm, průměrná roční teplota je 3°C s extrémním rozdílem teplot v zimě (únor -15,2 °C) a létě (červenec 20,9 °C). Nadmořská výška je 360 m. n. m. Hloubka podzemní vody se pohybuje mezi 5 a 10 metry.

Stromy použité pro experiment jsou jednak klony 'Kazakhstanskiy' a 'Kyzyl-tan' topolového hybridu Populus berolinensis × Populus deltoides a dále vrba bílá Salix alba pravděpodobně místního původu. Topolové klony byly vyšlechtěny v rámci šlechtitelského programu profesora P. Besschetnova v šedesátých letech 20. století.

K realizaci výsadeb topolů a vrb došlo v roce 2010 v lokalitě Astanskiy, v lokalitě Batys mezi roky 2010–2012. Sadby byla vytvořena z jednoletých 20-25 cm dlouhých řízků topolů a vrb. Pokus je šestiřádkový s vrbou v okrajových řádcích a s topoly v řádcích mezi vrbovými řádky. Šířka v meziřádku je 4 metry a vzdálenost jedinců v řádku je u topolů 1,5 metru, u vrby 1 metr. Pokus byl odplevelován dvakrát za rok po první dva roky od založení. Pokus byl zavlažován jednou v prvním roce a jednou v druhém roce po založení celkovou dávkou 20 litrů vody na rostlinu. Měření a sklizně probíhala na jaře a na podzim roku 2015. Byly měřeny růstové parametry: výška jedinců [m] a průměr kmene [mm] ve prsní výšce. Byl počítán procentuální podíl [%] přežívajících jedinců po výsadbě.

Hybridní klon topolu Kazakhstanskiy rostl po 6 letech lépe v lokalitě Astaninskiy s normální půdou než v lokalitě Batys s mírně zasolenou půdou. Průměrná výška šestiletých jedinců byla v lokalitě Astanskiy 5,63 m zatímco v lokalitě Batys 4,03 m. Průměrná toušťka kmene u klonu Kazakhstanskiy byla v lokalitě Astaninskiy 43,3 mm a v lokalitě Batys 39,4 mm. Hybridní klon topolu Kyzyl-Tan dosáhl po čtyřech letech růstu v lokalitě Batys průměrné výšky jen 1,34 m a tloušťky 21,2 mm. Vrba bílá po šesti letech růstu dosáhla v lokalitě Astanskiy průměrné výšky 4,24 m a tloušťky 39,4 mm. V lokalitě Batys pětiletá vrby bílá dosáhla průměrné výšky 2,18 m a tloušťky 17 mm. Po šesti letech růstu bylo procento přežívajících jedinců klonu Kazakhstanskiy 89,4% v lokalitě Astaninskiy, v lokalitě Batys pak 71,4%. Procento přežívajících jedinců klonu Kyzyl-Tan pak v lokalitě Batys bylo jen 58,5%. Procento přežívajících jedinců vrby bílé po pěti letech růstu v lokalitě Batys bylo 87,8%, v lokalitě Astaninskiy po šesti letech růstu 90,4%.

Výše uvedené výsledky naznačují, že i v častokrát velmi nehostinných klimatických podmínkách Kazachstánské republiky mohou růst topoly a vrby překvapivě dobře. Uvedené výsledky jsou srovnatelné s růstem topolů a vrb na nepříznivých stanovištích severočeských výsypek s tím rozdílem, že u nás je zálivka nových výsadeb je prováděna v menší míře nebo se vůbec neprovádí dle průběhu počasí. Pro zlepšení vitality růstu je však třeba pokračovat ve šlechtitelských programech orientovaných na odolnost rostlin vůči stresu vyvolaného stepními klimatickými podmínkami s nedostatkem dešťových srážek, vysokou salinitou půdy a extrémními teplotními výkyvy mezi letním a zimním obdobím.

Poděkování:
Oddělení lesních zdrojů a lesnictví agronomické fakulty S. Seifullin Kazachstánské Agro-technické University, Astana, Kazachstán, studentce Indiře K. Maissupové, její vedoucí Dani N. Sarsekové, projektu Kazachstánské republiky "Zhasyl Aymak" a institucionální podpoře Výzkumného ústavu Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, v. v. i., Průhonice.

Zpracovali: Bc. Bubeník Jaroslav, Ing. Weger Jan
zejména s využitím článku Maissupova IK, Sarsekova DN, Weger J, Bubeník J. Comparison of the growth of fast-growing poplar and willow in two sites of Central Kazakhstan. Journal of Forest Science. 2017;63(5):239-4.

Doporučené a použité zdroje informací:
Isebrands JG, Richardson J. Poplars and Willows Trees for Society and the Environment. Croydon, United Kingdom: CAB International and Food and Agriculture Organization of the Unites Nations; 2014. 699 p.

Maissupova IK, Sarsekova DN, Weger J, Bubeník J. Comparison of the growth of fast-growing poplar and willow in two sites of Central Kazakhstan. Journal of Forest Science. 2017;63(5):239-4.

Stolarski MJ, Szcukowski S, Tworkowski J, Klasa A. Willow biomass production under conditions of low-input agriculture on marginal soils. Forest Ecology and Management. 2011;262:1558-6

Weger J, Bubeník J. Wvaluation of biomass production of poplars and willows on Lochočice spoiler heap – mine after 15 years of coppicing. Acta Pruhoniciana. 2011;99:73-3. (článek je napsán v českém jazyce, dostupný v knihovně VÚKOZ v. v. i., Průhonice)