Cykly bobovitých rostlin na horských loukách

Na loukách střední Evropy spolu často rostou trávy a bobovité rostliny. Jsou to partneři na jednom stanovišti a protivníci zároveň, protože mezi nimi probíhá věčný konkurenční boj. Bobovité rostliny jsou výjimečné tím, že díky symbiotickým bakteriím v hlízkách na svých kořenech mohou využívat atmosférický dusík, který je jinak velice obtížně dostupný. Příliv dusíku do ekosystému louky, a také vliv rozdílů ve schopnosti konkurovat o světlo, mohou společně vyústit do periodických změn v množství biomasy bobovitých rostlin a také trav na dané louce. Doposud ale nebyla k dispozici dlouhodobá pozorování biomasy rostlin na loukách, s nimiž by bylo možné ověřit tyto předpoklady.

Tomáš Herben z Botanického ústavu AV ČR v Průhonicích a Karlovy univerzity v Praze se svými kolegy použil data z unikátního dlouhodobého pozorování, které pokrývá období zhruba třiceti let. Tato data zachycují množství nadzemní biomasy jednotlivých druhů na polopřirozené a živinami chudé krkonošské louce, společně s údaji o obsahu dusíku a fosforu v biomase.

Badatelům se podařilo prokázat, že na studované louce opravdu probíhají zřetelné cykly v množství biomasy bobovitých rostlin i trav, a rovněž i v obsahu dusíku v biomase trav. Tyto cykly mají periodu 8 až 9 let a jsou vůči sobě posunuté. Nejprve kulminuje biomasa trav, pak následuje vrchol množství dusíku v biomase trav. Poté nastává období, kdy obsah dusíku v biomase klesá a celý porost začíná hladovět po dusíku. To se projeví jednak pokračujícím poklesem trav, ale také nástupem biomasy bobovitých rostlin, které jsou schopné tento dusík získávat z atmosféry. Tím obohatí celý systém o dusík, čímž opět umožní nástup trav, čímž se cyklus uzavírá.

Klíčovým hráčem těchto cyklů jsou bobovité rostliny, které jsou zodpovědné za přísun dusíku. Dřív si badatelé mysleli, že ústup bobovitých rostlin je důsledkem “pohnojení” porostu dusíkem, které podpoří trávy. Výzkum na krkonošských loukách tohle tvrzení zpochybňuje a ukazuje, že možná dosud netušenou roli hrají nějaké dosud neznámé patogeny bobovitých, které využijí jejich nástupu, namnoží se a způsobí jejich krátkodobé vymizení.

Jetel plazivý. Kredit: CC0 Creative Commons.

Herben, T., Mayerová, H., Skálová, H., Hadincová, V., Pecháčková, S., Krahulec, F. 2017. Long-term time series of legume cycles in a semi-natural montane grassland: evidence for nitrogen-driven grass dynamics? Functional Ecology 31: 1430–1440.

DOI: 10.1111/1365-2435.12844

Kontakt: prof. RNDr. Tomáš Herben, CSc. (herben at site.cas.cz)