CO CHYBÍ PŘI VÝUCE LESNÍCH INŽENÝRŮ
Doc. Ing. Blahomil Grunda, CSc. - Fakulta lesnická a dřevařská MZLU Brno
V 50. letech při jedné z četných studijních reforem byl uplatňován názor, že musí být prosazovány profilové lesnické předměty tak, aby byl absolvent po ukončení studia schopen bez zaškolování ihned pracovat v určité praktické funkci. Uvádělo se, že by to měla být funkce lesníka nebo zástupce vedoucího polesí. Později po získání zkušeností se měl absolvent stát vedoucím polesí nebo být zařazen do jiné vyšší funkce. Po několika letech byla základní myšlenka této reformy zamítnuta jako nesprávná a důsledky zčásti napraveny.
Při reformě samé byly ve studijním plánu zvyšovány počty výukových hodin zejména předmětům pěstění lesa a lesnické ekonomiky. Potřebné hodiny se hledaly v předmětech přípravných a v přednáškách obecných vědních základů studia lesního inženýrství. Reformátoři tak řešili rozpor, který je patrně trvalým rozporem při všech studijních reformách - rozpor mezi narůstajícím rozsahem učiva, možnostmi danými počtem předmětů a časové dotace stanovené učebním plánem. Snižovaly se počty výukových hodin lesnické meteorologii a klimatologii, botanice, zoologii a geologii. Došlo také na předmět mikrobiologie lesnická, který měl ve studijním plánu 2 hod. přednášek a 2 hod. cvičení týdně v jednom semestru. Potom byl zakončen zkouškou.
Reformátory bylo tehdy rozhodnuto tento předmět zrušit a část látky týkající se půdní mikroflóry přenést do předmětu lesnická pedologie, kterému z toho důvodu nebyla žádná výuková hodina odebrána. Nebylo to šťastné rozhodnutí. Lesnické pedologii, která další výukovou látku nepotřebovala, se tím dostalo dědictví, které sice přijala, ale v přednáškách mu věnovala jen nezbytně nutnou pozornost v souvislosti s humifikací a s koloběhem dusíku.
VÝZNAM PRO VÝUKU
Vědomí mnohostranného významu mikroorganismů v životě přírody, což se dříve posluchač lesního inženýrství v přednáškách dozvěděl a skládal z toho zkoušku, se při začlenění do pedologie rychle vytratilo. Zbylo jen obecné povědomí, že v lesní půdě mikroby žijí a mají také určité biochemické funkce, zejména v koloběhu dusíku. Reakce posluchače byla přesně taková, jaká se dala očekávat - malá pozornost ve výuce měla za následek podcenění úlohy mikroorganismů v přírodě.
Od doby někdejší studijní reformy uběhlo mnoho vody, mnohé omyly byly napraveny, ale na tomto úseku se nic nezměnilo. Mikrobiologie lesnická nebyla dosud rehabilitována. Je to škoda, absolventům odcházejícím z lesnické fakulty do praxe chybí pevně zakotvené vědomí o funkci a důležitosti mikroskopických organismů - iniciátorů i aktivních uskutečňovatelů mnoha změn, které probíhají v naší přírodě. Nekonečně početná armáda mikrobů přítomných ve vzduchu, ve vodě, na povrchu i uvnitř živých organismů a v půdě ovlivňuje svým působením celou přírodu, les ve všech jeho sférách. Působí především na úrovni biochemické prostřednictvím svých enzymů. Každý zásah do porostů, každé technické opatření vyvolává určitou odezvu na mikrobiální úrovni, změnu s kladným nebo záporným důsledkem. Proto si vzdělaný lesník musí být vědom souvislosti mikrobiálního světa s životem lesního společenstva a s důsledky svých zásahů do něho.
Obrázek znázorňuje schematicky průnik hlavních závislostí základních i aplikovaných lesnických oborů s mikrobiologií lesnickou. Schéma může ovšem naznačit jen závislost obecnou, která bývá ve skutečnosti často mnohostranná a v četných případech specifická. Několika příklady je možno tyto vztahy blíže osvětlit, ale v podstatě mikroorganismy ovlivňují přímo nebo zprostředkovaně všechny obory lesnické činnosti.
Půda je hlavním médiem, v němž mnoho mikroorganismů žije a působí. Z půdních mikroorganismů mají mimořádný význam zejména organismy účastnící se na koloběhu uhlíku a dusíku. Mikroby odbourávají jinak velmi odolnou celulózu a lignin, chitin, alifatické i aromatické sloučeniny nebo méně odolné sacharidy a organické kyseliny. Do atmosféry je uvolňován CO2, kterým je doplňován obsah spotřebovaný při jeho asimilaci rostlinami. Půdní mikroorganismy rozkládají bílkoviny rostlinné i živočišné. Do atmosféry i půdního roztoku je při rozkladu bílkovin uvolňován amoniakální dusík, jehož větší část je asimilována kořeny rostlin ve formě amoniakálních nebo dusičnanových iontů po oxidaci amoniaku, kterou uskutečňují také mikroorganismy. Zbytky uhlíkatých a dusíkatých struktur jsou v půdě působením mikroflóry přetvářeny v humusové látky, které jsou pro půdu specifické a v mnoha ohledech velmi cenné.
V pěstění lesa nelze opomenout zejména velký význam symbiotických mikrobů, zvláště mykorhiz, pro výživu mnohých rostlin a dřevin. Mykorhitické houby velmi aktivně rozkládají organickou hmotu opadu a uvolňují rostlinné živiny pro kořeny dřevin. Velký význam mají mikroorganismy poutající vzdušný dusík, ať volně žijící (Azotobacter, Bacillus polymyxa, Clostridium, řasy rodů Nostoc, Anabaena) nebo symbiotické, jako tzv. hlízkové baktérie motýlokvětých (rod Rhizobium) nebo aktinomycety rodu Frankia u olše a hlošiny. Významnou skupinou je mikroflóra uvolňující fosfor z organických sloučenin opadu (producenti fosfatáz) aj.
V lesnické geologii a petrografii působí mikroby v širokém spektru chemických přeměn, zejména však při zvětrávání hornin. Jsou to tzv. silikátové baktérie, řasy, lišejníky (symbióza houby a řasy), uvolňující z hornin kyselinu křemičitou, sloučeniny draslíku, fosforu, vápníku, hořčíku a různých mikroelementů. Cyklus přeměn železa a síry je rovněž silně ovlivňován působením bakteriální flóry.
V oboru životního prostředí mají mikroorganismy ve svém souhrnu schopnost upravovat životní prostředí svoje i všech vyšších organismů k typu prostředí přírodního, které odpovídá ekosystémům dané oblasti podle podmínek geografických, reliéfních, petrografických, klimatických, půdních a porostních. Mikroorganismy postupně likvidují a začleňují do biologického koloběhu veškerý organický opad, který se dostává na povrch půdy. Saprotrofní mikroflóra likviduje při těchto rozkladných procesech téměř všechny choroboplodné organismy a tím dekontaminuje životní prostředí. Je to tzv. proces samočištění půdy, který směřuje k čistému přírodnímu prostředí se samoregulačními principy. V prostředí přežívá jen velmi nízký počet choroboplodných zárodků, který již není schopen za běžných okolností vyvolat epidemie. Autochtonní mikroflóra podobně zbavuje prostředí od všech cizorodých organických látek - pesticidů, ropných látek i uměle vyrobených hmot různého charakteru. Při těchto biochemických procesech jde většinou o postupné oxidace.
Mikrobiální biochemické procesy se dají uváženými zásahy usměrňovat, zesilovat nebo zeslabovat a proto znalost mikrobiologie se může stát nástrojem, kterým lesník může aktivně zasahovat do zmíněných procesů ve prospěch lesního hospodářství. Z uvedených příkladů i z celého kontextu vyplývá, že mikroorganismy a jejich biochemické funkce zasahují přímo i nepřímo do všech lesnických disciplín - a proto si zaslouží samostatný a ucelený výklad při výuce posluchačů lesního inženýrství. Domnívám se proto, že by bylo správné obnovit tento výukový předmět v plném dřívějším rozsahu, novelizovat jeho obsah, vybavit ho dostatečným počtem hodin a zakončit zkouškou. Výuka by měla proběhnout v 1. nebo 2. ročníku.
Dalším důvodem k obnově mikrobiologie jako samostatného předmětu je skutečnost, že lesnické fakulty se staly při posledním členění našich vysokých škol součástí zemědělských univerzit, tak jako je to běžné v západní Evropě. Současně se očekává větší volnost ze strany našich i zahraničních studentů při výběru školy, na které chtějí studovat. Vždy bude dána přednost fakultě, která poskytuje kvalitnější výuku se širším vědním základem. V tom by lesnická mikrobiologie neměla chybět. Mezinárodní prestiž univerzity vždy záleží na vysoké úrovni výukové i vědecké činnosti.
VÝZNAM PRO VĚDU A VÝZKUM
Pro znovuzavedení mikrobiologie lesnické mluví i další důvody. V posledních 20 letech došlo k dalšímu rozvoji lesnických věd. Bylo přijato ekosystémové pojetí přírodních celků, hospodaření v lese pracuje v rámci vegetačních stupňů a ekologických řad, byla zavedena nová klasifikace půdních typů na bázi klasifikace mezinárodní. Bylo by třeba, aby také mikrobiologie lesnická navázala na svůj dřívější rozvoj a byla do těchto ekologických sítí začleněna. Mikrobiální společenstva a jejich působení v různých lesních ekosystémech i jejich vztahy k různým dřevinám nejsou dosud dostatečně prozkoumány.
Mikrobiální společenstva jako společenstva živých organismů se vyvíjejí a podléhají změnám pod vlivem měnících se podmínek prostředí a reagují na velmi různé vnější podněty (např. na různé technické zásahy do porostů, imise různého druhu apod.). Do budoucna je nutno počítat také s cílenými zásahy do mikrobního společenstva, jako může být např. pěstování zvlášť výkonných kmenů pro určité biochemické funkce a způsoby jejich vnesení do přírody (očkování).
Spoluúčast mikrobiologa vyžadují také některé problémy lesnické fytopatologie (bakteriózy, virózy, choroby způsobené nižšími houbami), prověřování účinku pesticidů nebo hnojivých látek apod. Další perspektivy pro mikrobiologii se mohou objevit při ochraně dřevní hmoty nebo zavádění nových biotechnologií při zpracování dřeva i jiných lesních produktů. Jde také o to, abychom za “know how” na tomto vědním úseku nemuseli draze platit cizím firmám.
Soustavná práce na tomto poli volá po obnově lesnické mikrobiologie jako samostatné vědní disciplíny s vlastním výzkumným programem. Výsledky z nových výzkumů by mohly obohatit naše znalosti o lese jako složitém přírodním ekosystému a ovlivnit další vývoj lesnické vědy i praxe.