Biodynamické zemědělství ve výzkumu

Přehled mezinárodní vědecké literatury
PěstiteléZelinářiVinaři & Ovocnáři

Dobrá zpráva na úvod je, že počet studií k biodynamickému zemědělství publikovaných v odborných vědeckých časopisech neustále roste!

Je to dáno jednak celosvětovým růstem biodynamické komunity, a tím i jejím zviditelněním a významem v praxi, může to však odrážet i rostoucí zvědavost a ochotu vědců zabývat se biodynamickým zemědělstvím a jeho podněty. Zatímco na začátku tohoto tisíciletí šlo ještě o ojedinělé práce, ve vědeckém přehledu zachycujícím stav výzkumu v biodynamickém zemědělství do roku 2017 již bylo vyhodnoceno celkem 86 studií věnujících se tématům kvality a zdraví půdy, účinkům biodynamických preparátů, kvality potravin, vinařství, vývoje biodynamického zemědělství a agronomickým tématům obecně (Brock et al. 2019). Od té doby přibylo dalších více než 60 článků, jež jsou prezentovány ve čtvrtletníku Biodynamic Research Newsletter vydávaném v angličtině a v německém Forschungsringu (newsletter lze bezplatně abonovat e-mailem na adrese newsletter@forschungsring.de).

Články se ve většině případů zabývají srovnáváním systémů biodynamického a nebiodynamického hospodaření a jeho účinky na půdu, rostliny, potraviny, zvířata a – bohužel zatím jen velmi vzácně – na člověka.

Co se týče metod, pracuje se ve vědeckých studiích s vědecky aktuálně uznávanými, resp. plně srozumitelnými přístupy. Patří k nim i takzvané obrazové (bildschaffende) postupy jakožto celostní analytické metody nebo výzkum senzorických účinků, který hodnotí působení (ne)biodynamického hospodaření na emoční stav člověka.

Co se týče původu vědeckých příspěvků, ukazuje se skutečnost, která platí i pro biodynamickou praxi, totiž že vědci provádějící výzkum biodynamického zemědělství tvoří stále více celosvětové hnutí, které se postupně vymaňuje z historicky podmíněného eurocentrismu. Většina vědecky publikovaných studií sice aktuálně ještě pochází z Evropy, nicméně počet studií z jiných kontinentů – především z Asie (konkrétně z Indie) a Jižní Ameriky (především Brazílie) – razantně stoupá.

Od roku 2018 podporuje Zemědělská sekce při Goetheanu mezinárodní propojení těch, kteří se věnují výzkumu v oblasti biodynamického zemědělství a produkce potravin, a to organizováním Biodynamic Research Conference (nejbližší se bude konat 31.8. – 3.9.2025). V návaznosti na první ročník, který se konal 2018 v Dornachu (CH), vydal časopis Open Agriculture zvláštní číslo s dvanácti příspěvky a editorialem vydavatele (v angličtině), které si lze bezplatně stáhnout na internetových stránkách časopisu (www.degruyter.com/journal/key/OPAG/4/1/html – v sekci Special Issue).

Jaký je tedy stav poznání ve výzkumu k biodynamickému zemědělství ve vědecké literatuře?

 

Účinky systému

Systémová srovnání biodynamického, ekologického a konvenčního (nebo integrovaného) hospodaření jsou dodnes nejčastějším přístupem ve výzkumu týkajícím se biodynamického zemědělství.

Pro zhodnocení reálné situace v praxi je to velmi smysluplné, protože jednotlivé způsoby hospodaření se obvykle liší komplexně, nikoli jen v jednotlivých faktorech. Systémová srovnání proto zvlášť dobře odrážejí realitu, na druhé straně však zpravidla nedovolují vyvozovat závěry o působení jednotlivých faktorů například preparátů.

Ukazatele půdní úrodnosti jsou v systémových srovnáních v biodynamickém hospodaření ve většině studií příznivější než v hospodaření nebiodynamickém. Byly zjištěny větší zásoby organické půdní hmoty, lepší půdní struktura a vyšší mikrobiální aktivita a eficience přeměny organické hmoty. V jednom rozsáhlém srovnání půdy ve vinohradech obhospodařovaných konvenčně, organicko-biologicky a biodynamicky byla kromě toho v biodynamických půdách zaznamenána zřetelně vyšší funkční diverzita společenstev mikroorganismů.

Účinky biodynamického hospodaření jsou přitom tím větší, čím více se systémy odlišují od srovnávaných nebiodynamických systémů. Platí to zvláště pro vývoj zásob organické půdní hmoty. Při podobném osevním postupu a především hnojení zde v dlouhodobých pokusech nebyly zjištěny žádné statisticky průkazné rozdíly (např. Heitkamp et al. 2011 o darmstadtském dlouhodobém pokusu, Kraus ser al. 2020 o pokusu ve Fricku). Pozoruhodné ovšem je, že rozdíly ve společenstvech mikroorganismů a s nimi souvisejících ukazatelích byly pozorovány i při nepatrných rozdílech mezi systémy – to by docela dobře mohlo poukazovat na přímý účinek preparátů (k tomu více dále v textu).

Systémové účinky biodynamického hospodaření se projevují (jak je patrné z přehledu v tabulce) také u rostlin a zvířat, resp. živočišných produktů. Zejména u látkového složení rostlinných produktů byly velmi často zjištěny pozitivní účinky biodynamického hospodaření. Obzvlášť velké množství studií se zaměřuje na vinařství – patrně proto, že zde otázka kvality odjakživa hraje ústřední roli a navíc se k nim přistupuje mnohem diferencovaněji než u většiny ostatních potravin. K živočišným produktům je k dispozici jen malý počet studií, mezi nimi ovšem vícero studií ukazuje, že mléko z biodynamické produkce je zjevně lépe stravitelné než mléko z nebiodynamických systémů.

 

SOUČASNÝ BIODYNAMICKÝ VÝZKUM: PROKÁZANÉ ÚČINKY VE VĚDECKÉ LITERATUŘE
Faktor Autor Zveřejněno Předmět výzkumu Výsledek
působení preparátů
Jukneviciene et al. 2019 Open Agriculture 4, 452–459 půda zvýšení obsahu živin a enzymatické aktivity
Vaitkeviciene et al. 2019 Open Agriculture 4, 17–23 půda zvýšení obsahu živin a enzymatické aktivity
Valdez und Fernandez 2008 Philippean Journal of Crop Sciences 32, 37–58 půda zvýšení dostupnosti P
Reeve et al. 2010 Bioressource Technology 101, 5658–5666 kompost zvýšení aktivity dehydrogenázy
Zaller 2007 Annalys of Applied Biology 151, 245–249 kompost snížení klíčivosti semen šťovíku působením kompostových preparátů
Jariene et al. 2017 Biological Agriculture & Horticulture 33, 172–182 rostliny zvýšení obsahu polyfenolů a antioxidační kapacity (brambory)
Jariene et al. 2018 Biological Agriculture & Horticulture 35, 132–142 rostliny zvýšení obsahu fenolů a flavonoidů při použití preparátu 500 a jeho snížení při použití preparátu 501 (moruše, listy)
Jukneviciene et al. 2019 Open Agriculture 4, 452–459 rostliny zvýšení obsahu antioxidantů (tykev)
Morau et al. 2020 Biological Agriculture & Horticulture 36, 16–34 rostliny stabilizace průběhu růstu (řeřicha)
Sharma et al. 2012 International Journal of Seed Spices 2, 7–11 rostliny zvýšení výnosu o 30 % (kumín)
Trivedi et al. 2013 AJAR 1, 60–64 rostliny zvýšení výnosu o 27 % (fazole mungo)
Tung und Fernandez 2007 Philippine Journal of Crop Sciences 32, 49–62 rostliny zvýšení výnosu o 30 % (soja)
Vaitkeviciene et al. 2019 Open Agriculture 4, 17–23 rostliny zvýšení obsahu škrobu (brambory)
Valdez und Fernandez 2008 Philippine Journal of Crop Sciences 32, 37–58 rostliny zvýšení výnosu o 15–20 % (rýže); zvýšení délky a hmoty kořenů
Giannattasio et al. 2013 Journal of Microbiology and Biotechnology 23, 644–651 preparáty produkce látek podporujících růst rostlin mikrobiálními společenstvy
Jayachandaran et al. 2016 International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 5, 186–192 preparáty produkce látek podporujících růst rostlin mikrobiálními společenstvy
Radha und Rao 2014 Indian Journal of Microbiology 54, 413–418 preparáty produkce látek podporujících růst rostlin mikrobiálními společenstvy
Ram et al. 2019a Indian Journal of Agricultural Sciences 89, 210–214 preparáty podpora mikrobiální aktivity složením preparátů
Spaccini et al. 2012 Environmental Science and Pollution Research 19,4214–4225 preparáty produkce látek podporujících růst rostlin mikrobiálními společenstvy
Supriva et al. 2019 Journal of Eco-friendly Agriculture 14, 72–74 preparáty produkce látek podporujících růst rostlin mikrobiálními společenstvy
Vaish et al. 2021 Journal of Environmental Biology 42, 644–651 preparáty produkce látek podporujících růst rostlin mikrobiálními společenstvy
systémový efekt – účinky biodyn. systému jako celku
Bliedtner et al. 2018 Geophysical Research Abstracts 20, EGU2018–15897 půda zvýšení zásoby C
Di Giacinto et al. 2020 OenoOne 54, 131–143 půda pozitivní účinek na mikrobiologické vlastnosti
Faust et al. 2017 Applied Soil Ecology 114, 82–89 půda změna společenstva mikroorganismů (bez hodnocení)
Fließbach et al. 2007 Agriculture, Ecosystems and the Environment 118, 273–284 půda zvýšení eficience mikrobiálního využití C
Gadermaier et al. 2012 Renewable Agriculture and Food Systems 27, 68–80 půda změna společenstva mikroorganismů (bez hodnocení)
Hartmann et al. 2015 ISME Journal 9, 1174–1197 půda změna společenstva mikroorganismů (bez hodnocení)
Heger et al. 2012 European Journal of Soil Biology 49, 31–36 půda změna společenstva mikroorganismů (bez hodnocení)
Hendgen et al. 2020 Plants 9(10), 1361 půda zvýšení zásoby C; snížení ulehlosti půdy
Jörgensen et al. 2010 Biology and Fertility of Soils 46, 303–307 půda změna společenstva mikroorganismů (bez hodnocení)
Marques et al. 2020 International Journal of Advanced Engineering Research and Science 7, 187–194 půda přirozenější kvalita půdy (vinohrad)
Ortiz-Alvarez et al. 2021 mSystems 6, e00344–21, DOI 10.1128/mSystems.00344-21. půda zvýšení funkční mikrobiální diverzity (vinohrad)
Ram et al. 2019b Indian Journal of Agricultural Sciences 89, 61–65 půda zvýšení zásoby C a živin
Skinner et al. 2019 Scientific Reports 9, 1–10 půda snížení emisí skleníkových plynů
Sradnick et al. 2018 Organic Agriculture 8, 29–38 půda zvýšení eficience mikrobiálního využití C
Abbring et al. 2019 Clinical & Experimental Allergy 49, 1013–1025 mléko lepší stravitelnost
Kusche et al. 2015 Journal of the Science of Food and Agriculture 95, 529–539 mléko lepší skladba mastných kyselin
Poulsen et al. 2020 Acta Agriculturae Scandinavica A – Animal Science 69, 131–135 mléko lepší skladba mastných kyselin
Pechřová a Vlašicová 2013 Agris On-line papers in Economics and Informatics V, 143–152 udržitelnost zvýšení eficience zdrojů (ČR)
Pergola et al. 2016 Journal of Cleaner Production 142, 1–13 udržitelnost nižší zatížení životního prostředí při produkci meruněk (Itálie)
Troiano et al. 2019 Ecological Indicators 97, 301–310 udržitelnost lepší výsledek v multikriteriálním hodnocení ekologie / ekonomika / sociální aspekty (produkce rukoly)
Turinek et al. 2010 The Journal for Geography 5, 129–140 udržitelnost nižší ekologická stopa zemědělské produkce (Slovinsko)
Villanueva-Rey et al. 2014 Journal of Cleaner Production 65, 330–341 udržitelnost nižší zátěž životního prostředí v produkci vína (Španělsko)
Bavec et al. 2010 Journal of Agricultural and Food Chemistry 58, 11825–11831 rostliny zvýšení obsahu polyfenolů, antioxidantů a cukru (červená řepa)
Bavec et al. 2012 Acta Horticulturae 933, 577–583 rostliny zvýšení obsahu kyseliny askorbové (zelí)
D‘Evoli et al. 2010 Journal of Food Science 75, 94–99 rostliny zvýšení obsahu antioxidantů a kyseliny askorbové (jahody)
Döring et al. 2015 PlosOne 10, 1–28 rostliny snížení infekce botrytidou (vinná réva)
Fritz et al. 2011 Biological Agriculture & Horticulture 27, 320–336 rostliny zlepšení celkového fyziologického stavu a zralosti (pšenice)
Fritz et al. 2020 OenoOne 54, DOI 10.20870/oeno-one.2020.54.2.2548 rostliny zlepšení celkového fyziologického stavu a zralosti (vinná réva)
Heimler et al. 2009 Food Chemistry 114, 765–770 rostliny zvýšení obsahu antioxidantů (salátu batavia)
Heimler et al. 2011 Journal of the Science of Food and Agriculture 92, 551–556 rostliny zvýšení obsahu polyfenolů (salát batávia); zvýšení obsahu antioxidantů (čekanka)
Kjellenberg und Gransted 2015 Foods 3, 440–462 rostliny zvýšení sušiny a obsahu bílkovin, lepší senzorické vlastnosti, lepší celkový fyziologický stav a zralost (brambory)
Lucarini et al. 2012 Journal of the Science of Food and Agriculture 92, 2796–2799 rostliny snížení obsahu dusičnanů (salát, červený radicchio)
Maciel et al. 2011 British Food Journal 113, 1103–1113 rostliny zvýšení obsahu antioxidantů (mango)
Maneva et al. (2017) Agricultural Science and Technology 9, 42–44 rostliny zvýšení výnosu (kamut)
Masi et al. 2017 European Food Research and Technology 243, 1519–1531 rostliny zvýšení obsahu polyfenolů (jablka)
Meissner et al. 2019 OenoOne 53, DOI 10.20870/ oeno-one.2019.53.4.2470 rostliny snížení obsahu kyseliny octové, menší hmotnost a hustota hroznů (vinná réva)
Nabie et al. 2017 Journal of Pharmacognosy and Phytochmistry 6, 212–219 rostliny zvýšení výnosu a výživné hodnoty (zelenina)
Picchi et al. 2020 International Journal of Wine Research 12, 1–16 rostliny zvýšení obsahu fenolů, lepší senzorické vlastnosti (vinná réva)
Ram et al. 2019b Indian Journal of Agricultural Sciences 89, 61–65 rostliny zvýšení obsahu látek určujících hodnotu produktu a zvýšení výnosu (mango)

 

Také v šířeji pojatých analýzách udržitelnosti dopadá biodynamické zemědělství zpravidla lépe – k tomu jsou k dispozici srovnávací studie z několika zemí. V pokusu DOK měly navíc biodynamické systémy nejnižší emise skleníkových plynů. Ke zjišťování účinků na životní prostředí ovšem probíhá prudká diskuse – stanovení systémových hranic, tedy faktorů, které musí být do analýzy zahrnuty, hraje pro výsledky zásadní roli.

Ve srovnáních s nebiodynamickými systémy s nízkými vstupy (low input) bylo prostřednictvím biodynamického hospodaření kromě snížení emisí skleníkových plynů v některých případech dosaženo významného zvýšení výnosů. Tohoto lze dosáhnout i jinou cestou (k dispozici jsou např. zprávy z přechodu na organicko-biologické systémy) a nejde o specifický znak biodynamického hospodaření. Ve srovnání s konvenčními systémy s vysokými vstupy (high input) nebo i organicko-biologickými systémy s vysokou, hnojením podmíněnou hladinou živin dostupných pro rostliny má biodynamické hospodaření zpravidla zřetelně nižší hladinu živin.

 

Copyright: Lebendige Erde

Biodynamické preparáty zesilují souhru půdy s rostlinami.

 

Účinky biodynamických preparátů

Účinky biodynamických preparátů byly zkoumány nezávisle na jiných faktorech dosud jen v malém počtu studií. Ve vícero studiích byly ovšem zjištěny pozitivní účinky těchto biodynamických preparátů na půdní ukazatele, ale také na výnos a/nebo na obsah látek v rostlinách (viz přehled v tabulce). Zjišťoval se při tom především účinek polních postřikových preparátů, roháčku a křemenáčku, méně často účinek kompostových preparátů. Jejich účinky však naznačují systémová srovnání, v nichž byly zjištěny rozdíly v mikrobiálních ukazatelích při jinak velmi malých systémových rozdílech s ohledem na hnojení. Z půdních parametrů skutečně reagují na aplikaci preparátů především biochemické, resp. mikrobiální ukazatele. Co se týče látkového složení biodynamických preparátů, ve vícero studiích bylo zjištěno zvýšení obsahu látek určujících hodnotu produktu, zatímco látky snižující hodnotu produktu (např. dusičnany) vykazovaly nižší koncentrace.

Ve snaze o vysvětlení pozorovaných účinků preparátů na hmotné úrovni bylo v posledních letech publikováno několik studií, které se zabývaly charakterizací preparátů. Přitom se ukázalo, že preparáty vytvářejí, resp. podporují především v půdě tvorbu společenstev mikroorganismů, jejichž vlastnosti korelují s pozorovanými účinky preparátů na růst rostlin.

 

Vývoj metod

V publikovaných vědeckých pracích k biodynamickém zemědělství byly doposud zjišťovány v první řadě klasické chemické nebo biochemické, nověji také biologické ukazatele jako např. mikrobiom. Metody jsou přitom většinou redukcionistické, postihují tedy vždy jen jednotlivé ukazatele. Při hledání celostních metod, které stav vzorku, resp. zkoumaného objektu zobrazují na vysoké, a tím i komplexní úrovni, byly v biodynamickém, resp. anthroposofickém výzkumu vyvinuty takzvané obrazové metody. Mezitím již bylo několik studií, v nichž byly obrazové metody použity, publikováno – z vědeckého hlediska tak musí být tyto metody (zde zvláště krystalizace chloridu měďnatého) považovány za uznané. V jedné nové vědecké studii je dokonce pro vyhodnocení schémat daných aplikací těchto metod tematizován význam lidských emocí. (Doesburg et al. 2021).

 

Málo prozkoumány jsou zatím rozdíly v kvalitě biodynamických preparátů.

 

Další vědecky uznávanou metodou, která je základním kamenem celostních přístupů ve výzkumu, je výzkum senzorických účinků, při němž se zjišťují účinky na duševní, resp. emocionální úrovni člověka (Geier et al. 2016). Postup při tomto výzkumu vychází metodicky z klasické senzoriky. Oba přístupy mají společné to, že lidské vnímání zde slouží jako nástroj výzkumu – jen s tím rozdílem, že v senzorice jde o chuť, kdežto u senzorických účinků o vyvolaný emocionální stav. Výzkum senzorických účinků tak otevírá cestu k duševní rovině biodynamického hospodaření a enormně rozšiřuje převážně (bio)chemické portfolio metod ve výzkumu potravin.

Dosud nepříliš rozvinuté (což ovšem platí pro výzkum obecně) jsou interdisciplinární a transdisciplinární přístupy. Ve vědecky publikovaných studiích tak například doposud nebyly použity žádné metody z oboru lékařství nebo sociálních věd, i když je pro nás v biodynamickém zemědělství člověk východiskem pro chápání zemědělských podniků.

 

Závěr a perspektiva

Biodynamické zemědělství dorazilo i do vědecké komunity a je s velkou vážností – a snad i s velkým potěšením – zkoumáno. Nejde přitom o dokazování nebo vyvracení anthroposofických východisek, nýbrž o lepší porozumění osobitosti a možnostem biodynamické zemědělské metody. Prozatím byly zaznamenávány především účinky, nyní jde o jejich vysvětlení a pochopení. Práce na vývoji metodiky v této souvislosti je pro vědce pracující v oblasti výzkumu napínavou výzvou. Současně již existuje řada slibných pokusů, které zavdávají podnět k tomu, abychom se s důvěrou i zvědavostí dívali do budoucna.

 

Dr. Christopher Brock

Článek vyšel v časopisu Lebendige Erde 5/2021