Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta. Ústav nauky o dřevě

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nauky o dřevě Tuhost kořenových soustav u stromů rodu Tilia rostoucích v člověkem ovlivněném prostředí Diplomová práce 2009 Bc. Michal Poruba

2 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Posouzení kořenových soustav u stromů rodu Tilia rostoucích v člověkem ovlivněném prostředí zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: Bc. Michal Poruba

3 Poděkování: Děkuji vedoucímu mé diplomové práce Ing. Luďku Prausovi, Ph.D. za trpělivost při četných konzultacích a velmi cenné rady, jež mi při vyhotovování práce poskytl. Také děkuji Ing. Andreji Szórádové za věcné připomínky.

4 Autor: Bc. Poruba Michal Název bakalářské práce: Tuhost kořenových soustav u stromů rodu Tilia rostoucích v člověkem ovlivněném prostředí Abstrakt: Tato práce se zabývá posouzení tuhosti kořenových soustav u lip. Cílem práce je popis kořenů z biologického hlediska, jednotlivých typů kořenových systémů a metod, kterými můžeme tyto systémy zkoumat. Dále se tato práce zabývá stabilitou stromů a faktory, které tuto stabilitu ovlivňují. Stabilita a tuhost kořenových systémů lip byla měřena pomocí metody tahových zkoušek. K vyhodnocení tuhosti kořenových soustav byly využity dva nově stanovené parametry, které mají za úkol nahradit dosavadní způsob hodnocení odolnosti stromů k vývratům. Klíčová slova: tahová zkouška, kořenový systém, lípa, měření, vývrat, tuhost, stabilita, strom, kořen Author: Bc. Poruba Michal Name of Study: Stiffness of root systems of Tilia trees in man influenced environment Abstract: This diploma thesis takes an interest in criticism of stiffness of root systems of Tilia variety. The purpose of the thesis is a description of roots from biological standpoint, from individual types of root systems and methods which are suitable for investigation of these systems. Further, this thesis occupies with stability of trees and factors which influence this stability. The stability and stiffness of root systems of Tilia variety were measured through the use of tensile tests method. Two new determinated parameters were used for evaluation of the stiffness of root systems; these parameters are devised to substitute the present evaluation method of tree resistance to be uprooted. Key words: Statistic Integrated Method, root system, lime, measurement, windfall, stiffness, stability, tree, root

5 Obsah: 1. Úvod Cíl práce Definice stromu Kořeny dřevin Funkce kořenů Ontogeneze kořene Stavba kořene Kořenová špička Vnitřní stavba kořene Sekundární tloustnutí kořenů dvouděložných a nahosemenných rostlin Kořenový systém Dělení kořenových systémů Třídění dle charakteru kořenového systému v jeho centrální části Třídění kořenových systémů dle prostorového rozdělení kořenové masy Třídění dle hustoty kořenového systému Dělení kořenů podle směru růstu. (Anonymus) Kořeny vývojových stádií dřevin (Anonymus) Kořenové srůsty Metamorfózy kořene Mykorhiza Metody studia kořenového systému dřevin Destruktivní metody studia kořenového systému Nedestruktivní metody studia kořenového systému Stabilita stromu Zatížení působící na strom dle délky působení Dynamické působení Vítr Dlouhodobé působení Vlastní hmotnost Druhy namáhání působících na strom Zatížení tlakem Zatížení tahem Smykové zatížení Ohybové zatížení Zatížení krutem Stabilita kořenového systému Morfologie kořenového systému Typy defektů kořenového systému Omezený prostor pro prokořeňování Škrtící kořeny Náklon kmene Stopy stavební činnosti v okolí Choroby kořenů, bází kmene, symptomy houbové infekce u rodu Tilia Fyzikální vlastnosti půdy Popis rodu Tilia... 50

6 4.1 Popis vybraných druhů rodu Tilia Metodika Sběr dat Tahová zkouška (SIM) Zpracování získaných dat z terénu Výsledky Diskuze Závěr Summary Použitá literatura Přílohy... 84

7 Seznam grafů Graf I závislost vývratového modulu E V1 na výšce stromů Graf II závislost vývratového modulu E V1 na průměru stromů Graf III závislost vývratového modulu E V1 na ploše koruny stromů Graf IV závislost vývratového modulu E V1 na excentricitě stromů Graf V závislost vývratového modulu E V1 na výšce těžiště Graf VI závislost vývratového modulu E V2 na výšce stromu Graf VII závislost vývratového modulu E V2 na průměru stromu Graf VIII závislost vývratového modulu E V2 na ploše koruny stromu Graf IX závislost vývratového modulu E V2 na excentricitě stromu Graf X závislost vývratového modulu E V2 na výšce těžiště Graf XI náklony všech stromů při působící síle Graf XII vliv jednotlivých skupin na průměr kmene Seznam obrázků Obr. 1 typy kořenových soustav (Výskot, 1971) Obr. 2 stabilita stromu proti vyvrácení (Vicena, 2005) Obr. 3 vliv rozsahu kořenového talíře a hloubky prokořenění na vývrat (Wessolly, 1996) Obr. 4 nainstalovaný lanový zdvihák Obr. 5 snímač posunutí Obr. 6 snímač náklonu (inklinometr) Obr. 7 siloměr Obr. 8 připevnění siloměru ke stromu Obr. 9 zesilovač Spider 8 Obr. 10 princip tahové zkoušky (Kolařík, 2005)

8 Seznam tabulek Tab. I porovnání vývoje kořene semenných listnatých a jehličnatých rostlin (Barnes et al. in Anonymus) Tab. II přehled základních dendrometrických charakteristik a vypočtených mechanických veličin Tab. III statistické charakteristiky změřených stromů Tab. IV srovnání vývratových modulů 1 a 2 s vypočítanou odolností k vývratu z obecné rovnice vývratu Tab. V srovnání koeficientů determinace R 2 vývratového modulu E v1 a vývratového modulu E V2 s dendrometrickými charakteristikami

9 1. ÚVOD Od nepaměti si lidé stromů vážili a zkrášlovali si jimi okolí svých příbytků. Lidé od stromů přijímali pozitivní energii, využívali jejich plody, dřevo, květy, odpočívali ve stínu jejich koruny. Stejně jak se člověk stojící pod obrovskou katedrálou cítí maličký a bezvýznamný, stejně se cítí pod vzrostlý staletým stromem při pohledu do jeho koruny. Jen pro kolik primitivních náboženství a kultů stromy znamenaly symboly síly a uctívání? Osudy lidí jsou tedy se stromy spjaty odjakživa. Velká část dnešní společnosti žije v městském prostředí. Aby alespoň částečně unikla z tohoto betonového ekosystému zpět do přírody, tak zakládá parky, okrasné zahrady, vysazuje stromořadí a sady. Zde člověk hledá po celodenním plnění pracovních povinností útočiště klidu, nalézá odpočinek a regeneruje tělo i mysl. Stromy ve městech jsou vysazovány z různých důvodů a k plnění různorodých funkcí. Jednak městskou krajinu oživují, zvyšují její estetické působení, ale i významně ovlivňují mikroklima města, zvyšují rekreační hodnotu lokality a v neposlední řadě poskytují životní prostředí dalším druhům organismů. Problémem je, že právě městské prostředí není pro dřeviny nejvhodnější. Stromy jsou zde denně atakovány nejrůznějšími stresovými faktory, což se samozřejmě odráží na jejich životnosti, zdravotním stavu a vitalitě. Ve volné krajině strom může bez problémů růst i několik stovek let, avšak v urbanizovaném prostředí měst často nevydrží ani pár desítek let. To je dáno často omezeným prostorem pro růst, nedostatkem vody a živin, zvýšenou koncentrací škodlivých látek v půdě či vandalstvím. Takto handicapované stromy představují v městě značné riziko pro obyvatelstvo. A právě v zastavěném prostředí, se značnou frekvencí výskytu obyvatel, výstavby, infrastruktury, je vysoká pravděpodobnost selhání stromu a následná možnost poškození majetku či života. Z tohoto důvodu se v posledních letech stále více rozvíjejí metody, jak tyto dřeviny posuzovat a předejít tak možnému pádu částí nebo celých stromů. Vždyť postačí jedna přírodní katastrofa, dopravní havárie a lidé rázem zapomenou, co jim stromy vše nabízí a stávají se nepřítelem, se kterým je nutno se rázně vypořádat. Mnohdy k tomu postačí jedno úřední rozhodnutí a několik minut práce motorové pily. Proto tyto metody se snaží stromy zhodnotit, určit pravděpodobnost jejich zlomení či vyvrácení, navrhnout vhodná nápravná či stabilizační opatření pro zachování existence stromu a samotné odstranění stromu bere v úvahu jako poslední možnost. 10

10 1.1 Cíl práce Cílem této práce je posouzení tuhosti kořenových soustav u stromů rodu Tilia. Tento rod byl vybrán záměrně, a to proto, jelikož se jedná o jedny z nejrozšířenějších dřevin našich měst. Pro účely této práce byly změřeny lípy v různých městech naší republiky. Úvodní část práce je věnována popisu kořene z biologického hlediska, jeho stavbě a funkcím, dále zde jsou uvedeny základní druhy kořenových systémů a popsány některé metody, jakými můžeme kořenové systémy zkoumat. Pozornost je zaměřena také stabilitě stromu a kořenů, a vlivům, které tuto stabilitu nejvíce ovlivňují. Ústav nauky o dřevě na LDF MZLU se zabývá posuzováním stability stromů již dlouhou dobu. Při posuzování odolnosti proti vývratu využívá postup dle Dr. Wessollyho, ovšem u toho dodnes není znám způsob, jak autor ke své metodě došel. Z toho důvodu je žádoucí vytvořit nový způsob, jak dispozice stromů k vývratům hodnotit. Jedním z cílů práce je proto najít vhodný, relativně jednoduše stanovitelný parametr pro posuzování tuhosti kořenových soustav, který by byl srovnatelný se stávajícím způsobem a celkově hodnocení tuhosti inovoval. Měření stromů bylo provedeno pomocí tahových zkoušek a jeho vyhodnocení dle nové metody, která využívá ohybový moment stromu a nově zvolený parametr vývratový modul. 1.2 Definice stromu Strom je možné definovat různými způsoby. Vorel (1995) definuje strom jako rostliny s dřevnatými vytrvalými kořeny a dřevnatým jednoduchým hlavním stonkem, tzv. kmenem, který se větví v postranní větve a vytváří korunu. Allaby (1994 in Anonymus) popisuje strom jako dřevnatou rostlinu s jednoduchou hlavní lodyhou (kmenem), která se nevětví u země. Některé stromy vytvářejí strukturu o několika kmenech (např. listnáče) a na konci každé vegetační sezóny větší část nadzemní biomasy neodumírá (většinou pouze listy). Hallé et al. (1978) říká, že stromy jsou všechny rostlinné organismy, jejichž strategií je maximalizovat délku života. Tu realizuje buď investováním hmoty a energie do tvorby transportních tkání v takovém rozsahu, který odpovídá jejich celkové biomase, nebo současným přerůstáním okolní vegetace nebo vegetačního patra formou různých adaptací. Kolařík (2005) pohlíží na strom z hlediska mechanického posuzování stromu jako na nosník. Kmen představuje nosník, zakořenění stromu v zemi je uložení nosníku. Popisuje ho jako 11

11 jednostranně vetknutý nosník, zatížený nerovnoměrným spojitým zatížením. Ukotven je v zemi pomocí kořenového systému. Uložení však není úplně tuhé, ale lze je přirovnat k uložení na pružině nebo čepu. Zákon 114/1992 Sb. O ochraně přírody a krajiny se zabývá pojmem dřevina. Praví, že dřevina je strom či keř rostoucí jednotlivě i ve skupinách ve volné krajině i v sídelních útvarech na pozemcích mimo lesní půdní fond. 12

12 2. KOŘENY DŘEVIN Kořen, latinsky radix, je nečlánkovaný, rostlinný vegetativní orgán, který nenese listy ani šupiny a neobsahuje chlorofyl. Obvykle je to orgán podzemní. Při klíčení semene se objevuje jako první. Základ kořene v semeni se nazývá kořínek (radikula). Z něj se vyvíjí hlavní kořen, který může brzy zaniknout a být nahrazen kořeny náhradními (adventivními). Charakter kořene je závislý na rostlině (dřeviny mají kořeny dřevnaté, byliny dužnaté jen omezeně tloustnou). Soubor všech kořenů rostlin se označuje jako kořenová soustava. Hloubka, do které kořeny zasahují je ovlivňována hladinou podzemní vody, závisí i na rostlinném druhu a vlastnostech půdy, především na množství vody v půdě (rostliny suchých stanovišť vytvářejí kořeny sahající velmi hluboko, ve vlhčích půdách mají rostliny kořeny mělčí) (Anonymus 1, 2005). Kořeny se vyznačují svým pozitivním hydrotropismem, negativním fototropismem a většinou pozitivně geotropickým růstem. Jsou to orgány, které jsou plně odkázány na přesun asimilátů z nadzemní částí rostlin. Kořeny jsou radiálně symetrické a bipolární. Jeden pól (vrchol kořene, apex) je distální, tj. vzdálený od mateřského kořene (resp. kmene). Druhý pól (báze kořene) je proximální, tj. souvisí s mateřským kořenem, resp. navazuje na bází kmene (Kolařík, 2005). V průběhu evoluce se z vodních rostlin vyvinuly rostliny terestrické, rostliny schopné žít trvale mimo vodní prostředí. A právě tento přechod na souš vyvolal vznik kořenové soustavy, dále vznik specializovaných vodivých pletiv (xylému) a pokožky s kutikulou a průduchy. 2.1 Funkce kořenů Kořeny mají jak pro rostlinu, tak i pro její okolí různé funkce. Botanici dlouho považovali kořen rostlin jen za orgán přijímající a vodící vodu a živiny, upevňující rostliny v půdě či jiných substrátech, a případně za orgán sloužící jako zásobárna sacharidů a dalších látek. Dnes spatřujeme v kořenech významný orgán syntetický, především centrum dusíkatého metabolismu rostliny, vzniku aminokyselin a alkaloidů, dusíkatých fytohormonů cytokininů, podněcujících dělení buněčná a dalších látek (Šebánek, 1999). 13

13 Kořeny mohou mít také pro rostlinu funkci vegetativního rozmnožování, kdy vytváří pupeny a z nich vznikají nové výmladky. V okolí rostliny kořeny rozrušují mateřskou horninu, chrání půdu před erozí a v neposlední řadě také půdu provzdušňuje a obohacuje o organické látky ze svých odumírajících kořenů. Kořeny také skýtají vhodné životní prostředí různým druhům organismů, umožňují symbiotické soužití s jinými druhy, zprostředkovávají parazitování na jiné rostlině nebo vylučují do půdy chemické látky, jež zamezují růstu jiným druhům rostlin. 2.2 Ontogeneze kořene U semenných rostlin je kořenový pól embrya vyvinut jako radikula, z níž se při klíčení vyvine primární kořen. U rostlin nahosemenných a dvouděložných tento kořen svým růstem a větvením vytvoří kořenový systém rostliny složený z hlavního kořene a z kořenů postraních (Šebánek, 1999). Dle Pejchala (2008) u všech stromů vzniklých generativním rozmnožováním je na samém počátku existence kůlový kořenový systém. Kůlový kořen výrazně dominuje v délce, tloušťce i celkové biomase nad kořeny horizontálními. Velmi brzy však nastává proces, trvající až do konce existence jedince, který je charakterizován snižováním významu kořenů vertikálních a naopak zvyšováním důležitosti kořenů horizontálních. Proces snižování podílu vertikálních kořenů v kořenovém systému je doprovázen i snižováním významu kůlového kořenu v rámci této kategorie, a to v důsledku rozvoje kotevních nebo srdčitých kořenů. Se stoupajícím věkem se zvyšuje význam adventivních kořenů a stoupá četnost srůstů kořenů; oba jevy souvisí, mimo jiné, s adaptací kořenového systému na zvyšující se biomechanické (statické) namáhání, spojené s rozvojem nadzemní části stromu. 2.3 Stavba kořene U nahosemenných a dvouděložných dřevin se rozlišuje primární a sekundární stavba kořenu. Primární stavba je výsledkem činnosti primárního dělivého pletiva, lokalizovaného v kořenové špičce a kořen ji má v prvním roce své existence. Sekundární stavba kořenu vzniká v důsledku činnosti druhotných dělivých pletiv kambia a felogénu. Mezi prvotním dřevem a lýkem se postupně vytváří souvislá vrstva 14

14 kambia, která, začne oddělovat dovnitř sekundární dřevo a vně sekundární lýko. Druhé dělivé pletivo felogén se vytvoří v pericyklu a vně odděluje korek, dovnitř pak někdy nezelenou kůru (felodermu). Začíná se vytvářet od druhého roku (Pejchal, 2008) Kořenová špička Rozděluje se do několika pásem vzrostný vrchol, prodlužovací pásmo, absorpční pásmo a pásmo větvení. Vzrostný vrchol je chráněn kořenovou čepičkou (kalyptrou), která je tvořena z parenchymatických buněk. Vnější vrstva buněk slizovatí a odlupuje se. Vzniká činností primárního dělivého pletiva kalyptrogénu. Ve střední části čepičky je sloupek (columella), jehož buňky obsahují vrcholový meristém, zajišťující růst kořene, a přesýpavý škrob. Jeho přemístěním v buňce při vychýlení kořene (a tedy při změně působení zemské tíže) jsou za spoluúčasti membrán endoplazmatického retikula vyvolány podněty působící asymetrické prodlužování kořenových buněk, což vede ke korekci směru růstu (pozitivní geotropismus kořene). Počet buněk v prodlužovacím pásmu zůstává téměř nezměněn, ale buňky se velmi prodlužují. Vzniká zde primární lýko a dřevo. Pásmo absorpční zajišťuje pomocí kořenových vlásků (rhiziny) intenzívní nasávání roztoků. V pásmu větvení jsou plně vyvinuta trvalá pletiva a vytváří se zde vedlejší kořeny (Anonymus 1, 2005). Kořeny postranní (boční, laterální) vznikají až v určité vzdálenosti od apikálního meristému hlavního kořene, jehož apex tak prozrazuje zřetelný zábranný vliv na růst postranních kořenů. Postranní kořeny zakládají v pericyklu hlavního kořene a prorůstají jeho primární kůrou (Šebánek, 1999). Vznik postranních kořenů probíhá prostřednictvím endogenního a exogenního větvení. Při endogenním větvení se postranní kořeny založí v kořenu primární stavby a prorůstají ven. Uplatňuje se především u mladých rostlin a u kořenů vyrůstajících v ekologicky příznivém půdním prostředí. Exogenní větvení se uskutečňuje prostřednictvím tzv. adventivních kořenů. Ty vznikají na kořenu či stonku (kmen, větev) druhotné stavby. Adventivní kořeny se dále mohou větvit buď endogenně, nebo exogenně. Tvorba adventivních kořenů na kmenu, v dutinách kmenu, na větvích, ale i na kořenových výmladcích a na odnožích je mechanismem, kterým se strom přizpůsobuje nepříznivým a měnícím se podmínkám prostředí, kterým reaguje na svůj růst a vývoj, jež mu též slouží k množení a šíření. (Pejchal, 2008). 15

15 Základní větvení kořenů je obdobné jako u prýtů (Anonymus). Monopodiální větvení se označuje stav, kdy z hlavní osy odrůstají boční kořeny (např. Avicenia nitida v mangrovech). Ty vznikají v akropetálním pořádku, to znamená, že nejmladší kořeny jsou vždy nejblíže vzrostnému vrcholu (Kolařík, 2005). Sympodiální větvení se vyznačuje tím, že růst hlavní osy je nahrazen jinou osou, postranní kořeny nabudou převahu nad hlavním kořenem. Takový typ nacházíme u některých dřevin s mykorrhizou (Pinus) (Kolařík, 2005) Vnitřní stavba kořene Kořen je na svém příčném řezu složen z několika částí. Povrch pokrývá jednovrstevná pokožka (rhizodermis). Skládá se z těsně na sebe nasedajících buněk s tenkými stěnami bez kutikuly. Vnější tangenciální stěny pokožkových buněk jsou tlustší než ostatní stěny a jsou opatřeny vnější slizovou vrstvou schopnou zadržovat vodu. Ve stěnách stárnoucích rhizodermálních buněk se ukládá suberin. Pod pokožkou se nachází primární kůra (cortex), jež je tvořena z mnoha vrstev parenchymatických buněk. Dělí se na tři části, exodermis, mezodermis a endodermis. Ve vzdálenosti 3 8 mm od vrcholu kořene rizoderma s kořenovými vlásky odumírá a je nahrazována exodermisem. Ta plní po odumření rizodermy funkci krycího pletiva. Buněčné steny této vrstvy suberinizují. Tvoří ji jedno i vícebuněčná vrstva buněk podélně protáhlých. Jestliže se v kořenovém periciklu zakládá felogén, z něhož pak vzniká korek, takže záhy odumírá celá primární kůra, pak se exodermis vůbec nediferencuje. Tak je tomu u kořenů nahosemenných a dvouděložných rostlin. Mezodermis je parenchymatická střední vrstva primární kůry s charakteristickými shizogenními intercelulárami. U jednoděložných rostlin se často v mezodermis tvoří sklerenchym, který zpravidla hraničí s exodermis. U některých dvouděložných rostlin se tvoří v buňkách primární kůry, sousedících s endodermis, kolenchym. Vnitřní částí primární kůry je endodermis. Po skončení dostředivého růstu primární kůry se v endodermis počnou tvořit proužky, které první popsal Caspary (1865). Tyto Casparyho proužky vznikají na radiálních stěnách jako rámečky. Tyto proužky představují bariéru radiálnímu pronikání roztoků do kořene skrz buněčné stěny primární kůry. V další vrstvě se v endodermis ukládá souvislá suberinová lamela s výjimkou tzv. propustných buněk, kde zůstávají suberinizovány jen Casparyho 16

16 proužky. Tyto buňky jsou umístěny proti dřevní části svazku cévního a dovolují prostup přijímaných látek do centrálního válce kořene. Pod primární kůrou se nachází střední válec (stélé) s cévními svazky. Skládá se z vodivého systému a případně dřeně, přičemž vodivý systém je zřetelně ohraničen tzv. pericyklem. Je většinou jednovrstevný, u nahosemenných rostlin a u některých krytosemenných bývá mnohovrstevný. Pericykl má latentně meristematický charakter, neboť v něm vznikají postraní kořeny a adventivní pupeny. U sekundárně tloustnoucích kořenů se v pericyklu zakládá felogén. Vodivý systém v kořenu je tvořen radiálními svazky cévními (Šebánek, 1999) Sekundární tloustnutí kořenů dvouděložných a nahosemenných rostlin K tomuto tloustnutí dochází prostřednictvím kambia. Elementy metaxylému v centru kořene se vytvoří na počátku sekundárního tloustnutí. V té době buňky primární kůry vně endodermis mohou tvořit kolenchymatické ztluštěniny stěn. Kambium se tvoří nejprve na vnitřních stěnách floémových buněk a posléze se kambium uzavře v souvislou vrstvu meristému. Kambium počne tvořit sekundární dřevo nejprve proti vrstvě sekundárního lýka a a teprve později u pólu protoxylému, tím kambium posléze nabývá posléze kruhovitý tvar. Vícevrstevný pericykl není jen zdrojem vzniku části kambia, neboť v jedné z vnějších vrstev pericyklu může vznikat i felogén, který dává vně vzniknout korku a dovnitř někdy felodermě. Sekundárním tloustnutím se primární kůra roztrhává a posléze odlupuje (Šebánek, 1999). Periodicita v činnosti kambia je zřejmá u kořenů podobně jako u stonků a souvisí s aktivací rostlinných hormonů v pupenech a rašících listech. Kořenové kambium zahajuje svou aktivitu zpravidla později než stonkové a často pokračuje tato aktivita i mnohem déle do podzimu než je tomu u stonků (kmenů). To souvisí s tím, že kořeny nemají výrazný odpočinek, takže jejich růst může pokračovat i během teplejšího období zimy. Hranice letokruhů je proto ve dřevě kořenů méně výrazná než ve dřevě kmenů (Šebánek, 1999). Kořeny zejména krytosemenných rostou nejvíce na jaře a na podzim, neboť jsou vhodné vlhkostní a teplotní podmínky. Redukují činnost a růst v letním období sucha a v zimě (Anonymus). 17

17 2.4 Kořenový systém Kořenový systém dřeviny je síť silných dřevnatých dlouhověkých kořenů podporovaných velkou hmotou malých, krátce žijících, nedřevnatých, absorbčních kořínků. Jednotlivé kořeny tvoří tak hierarchický systém, kdy menší kořeny se napojují na kořeny silnější a každý typ kořenu má svou funkci. Označujeme li hlavní kořen za primární, pak postranní kořeny označujeme jako sekundární, popř. větve postranních kořenů jako terciární atd. U nahosemenných a dvouděložných dřevin ho tvoří dvě základní skupiny kořenů, a to kosterní kořeny a koncové kořínky (Jeník, 1957; Köstler et al., 1968 in Pejchal, 2008). Kosterní kořeny jsou pokročile druhotně ztlustlé kořeny, které ztratily schopnost aktivní sorpce a jejich převažující funkcí je statické zakotvení stromu, vedení živin a asimilátů a shromažďování zásobních látek. Soustava těchto kosterních os se nazývá kostra kořenového systému. Kosterní kořeny jsou diferenciované na vodorovné (horizontální) kořeny, nacházející se blízko povrchu a probíhající víceméně paralelně s ním a na svislé (vertikální) kořeny, vyrůstající svisle nebo šikmo v ostrém úhlu ke svislici z báze kmenu (kořenového krčku) nebo z vodorovných kořenů. Do svislých kořenů možno zařadit: kůlový kořen hlavní kořen svislé orientace, který je přímým prodloužením kmenu v půdě a většinou se vyvinul z primárního klíčního kořínku; srdčité kořeny vyrůstají z boku nebo spodní strany báze kmenu a pronikají víceméně šikmo do hloubky; kotevní kořeny z vodorovných kořenů vyrůstající a svisle nebo šikmo do půdy pronikající kořeny (Pejchal, 2008). Tyto kořeny jsou často rychle rostoucí, i více jak jeden metr za rok (Anonymus). Za koncové kořínky jsou označovány kořenové osy, které jsou doposud ve stádiu primární stavby nebo právě v počátcích druhotného tloustnutí a schopné přijímat vodu a živiny. V praxi často mylně označovány jako kořenové vlášení, kterým jsou ve skutečnosti prostým okem jen těžko viditelné vychlípeniny pokožky koncových kořínků. Tyto kořínky lze rozdělit na dvě skupiny. První je označována jako ztlustlé (prodlužovací) koncové kořínky, nachází se na periférii kořenového systému a jsou mnohem vzácnější než následující typ koncových kořínků. Jsou to pionýři rhizosféry, přizpůsobení i pro nepříznivé části půdního prostoru (zamokření, nedostatek kyslíku, nedostatek živin). Schopné dlouhodobé existence. Druhotným tloustnutím se z nich postupně vytváří kosterní kořeny. Druhá skupina, tzv. koncové kořínky omezeného 18

18 růstu, nazývané také občas jako vyživovací či sací kořínky, se nachází především v horních vrstvách půdy a je lokalizována obvykle po celé ploše kořenového systému. (Pejchal, 2008). Ve vrchní vrstvě půdy je převážná část přijatelné vody ze srážek, dostatečné provzdušnění a tedy velká mineralizace živin. Množství kořínků kolísá během růstové sezóny a hloubky půdy (např. porost Fagus sylvatica v severním Německu maximum na jaře ve vrchní vrstvě půdy). Během sucha, chladu (např. v zimě) a nedostatku živin kořínky odumírají, avšak se zlepšením podmínek rychle regenerují. Běžný vývoj však je, že kořeny postupně odumírají během vegetační sezóny (přirozený proces). Jemné kořeny značně zvyšují plochu kořenového systému rostliny. Kořenové vlášení (rhiziny) vzniká ve vzdálenosti 0,7 3 mm od vrcholu kořene z buněk rhizodermy. Vznik se děje buď z jakékoliv buňky rhizodermy anebo jen ze speciálních buněk označovaných jako trichoblasty. Lze říci, že čím větší obsah vody v půdě, tím nižší počet a délka kořenových vlásků (Šebánek, 1999). Riziny jsou 0,1 až 10 mm dlouhé a 12 až 15 µm tlusté. Mnohonásobně zvětšují absorpční povrch kořenů. Mají obvykle velmi krátkou životnost, 5 10 (až 20) dnů. Ve výjimečných případech jsou vícebuněčné nebo větvené. Do půdy vylučují látky kyselé povahy, jež napomáhají absorpci vody a minerálních látek z půdy. U rostlin obecně existují dva základní typy kořenových soustav (Pazdera, 2005): Homorizie (homos stejný): neboli kořenová soustava svazčitá nemá hlavní kořen, ale jednotlivé kořeny vyrůstají z dolních uzlin stonku. Tyto kořeny druhotně netloustnou, jsou po celé délce stejně silné a obvykle jen málo větvené. Homorizie se vyskytuje u rostlin jednoděložných a u kapraďorostů (tj. plavuní, přesliček a kapradin). U jednoděložných rostlin hlavní kořen brzy po vyklíčení zaniká a je nahrazen kořeny adventivními vyrůstajícími z dolních uzlin stonku. Tyto adventivní kořeny posléze vytváří svazčitou kořenovou soustavu. Alorizie (Allos jiný, rhiza kořen): Z hlavního kořene vyrůstají kořeny postranní. Tento typ kořenové soustavy se vyskytuje u rostlin dvouděložných a většiny nahosemenných. Je-li hlavní kořen mohutně vyvinut, nazývá se kůlový. Naopak u mělce kořenujících rostlin (např. u smrku - Picea) je růst hlavního kořene 19

19 potlačen na úkor silně vyvinutých postranních kořenů rostoucích v povrchových vrstvách půdy. U dřevin jako rostlin nahosemenných a krytosemenných dvouděložných se vyskytuje pouze alorizie. Kořeny krytosemenných dřevin mají složitější kořenový systém než rostliny nahosemenné (jehličnany), což dokládá tabulka I. Jehličnany mají větší schopnost extrahovat živiny z půdy, listnáče díky velkému opadu listů a jeho rychlému rozkladu mají jemnější kořenový systém (kořínky menších průměrů) schopny čerpat živiny z rozkládající se biomasy opadu. Tab. I Porovnání vývoje kořene semenných listnatých a jehličnatých rostlin (Barnes et al. in Anonymus) Druh Věk (měsíce) Počet kořenů Délka kořenů(metry) Růstové podmínky Robinia pseudoacacia ,5 skleník Pinus taeda ,6 skleník Cornus florida ,4 skleník Pinus taeda ,9 skleník Quercus alba ,3 les Pinus taeda les Dělení kořenových systémů Architekturu kořenových systémů můžeme dělit dle různých hledisek. Dle Pejchala (2008) to je charakter kostry kořenového systému v jeho centrální části, prostorové rozdělení veškeré kořenové masy, hustoty kořenového systému a pro vědecké účely dle původu kořenů Třídění dle charakteru kořenového systému v jeho centrální části (Köstler et al., 1968) Temperátní dřeviny se vyznačují třemi základními typy kořenových systémů. 20

20 Kůlový kořenový systém tvoří jej silný kůlový kořen, směřující vertikálně do hloubky, a vodorovné kořeny, z kterých ve vyšším věku vyrůstají kořeny kotevní. Hlavní kořen představuje hlavní opěrnou konstrukci stromu, ohybový moment při namáhání stromu je rozptýlen v půdě. Při ohybu kmene se tato síla přenáší na hlavní kořen, a ten ji předává při svém pohybu do okolní půdy. Tento kořenový systém mají v prvních letech života (obvykle ještě bez kotevních kořenů) semenáče prakticky všech stromů. Teprve později u mnohých z nich kůlový kořen krní, až odumírá a vytváří se tak normální typ kořenového systému (Pejchal, 2008). Srdčitý kořenový systém úlohu hlavního kořene přebírají některé silné, šikmo dolů rostoucí kořeny. Hlavní kořen v systému buď chybí, nebo jeho růst je omezen. Vodorovné kořeny bývají méně výrazné a brzy se větví. Protože je časné větvení typické i pro kořeny srdčité, je prokořenění půdy obvykle intenzivnější a tloušťka kořenů klesá se vzdálenosti od kmenu výrazněji než u ostatních dvou kořenových systémů. Jelikož zde chybí dominantní kořen, stabilizační funkci přebírá kořenový talíř stromu. Zde hraje především roli váha kořenového balu, napětí kořenů, pevnost ve smyku a pevnost půdy ve smyku. Tento kořenový systém je typický pro rod Tilia. Kotevní (talířový, plochý) kořenový systém kořeny se rozvíjejí a talířovitě rozprostírají ve vrchních vrstvách půdy, a to zejména na půdách podmáčených. Chybí zde hlavní kořen, dominantní postavení mají vodorovné kořeny, z nichž ve vyšším věku vyrůstají svislé kotevní kořeny. Strom si svou stabilitu zajišťuje prostřednictvím velké oblasti prokořenění. Kořenový talíř v zemi upevňují sinkery, kotevní kořeny, bod rotace stromu je přemístěn mimo vetknutí kmene, k okraji kořenového talíře. Kutschera et Lichtenegger (2002) považují tento typ za více podmíněný stanovištně než geneticky. U některých dřevin, jimž je běžně přiřazován (např. Picea abies, Fraxinus excelsior) byl na hluboko prokořenitelných stanovištích zjištěn kořenový systém jiný. Řazení jednotlivých dřevin do této skupiny v odborné literatuře je tedy třeba chápat především jako informaci o jejich 21

21 kořenění na pro ně nejběžnějších stanovištích. Charakter kotevního kořenového systému může ve vyšším věku získat i původně kůlový kořenový systém tím, že jeho z báze kmenu vyrůstající vertikální kořeny odumřou, např. v souvislosti s tvorbou dutiny ve kmenu (Pejchal, 2008). Obr. 1 typy kořenových soustav (Vyskot, 1971) Typ kořenového systému u vybraných druhů stromů (upraveno dle Balder, 1998; Ehlers 1986; Köstler et al., 1968; Kiermeier, 1996 in Pejchal 2008): Kůlový kořenový systém: Abies alba, Carya, Juglans regia, Pinus nigra, P. sylvestris, Pyrus communis. Kůlový až srdčitý: Castanea sativa, Quercus petraea, Q. robur, Q. rubra, Robinia pseudoacacia, Ulmus glabra, U. laevis, U. minor. Srdčitý: Alnus glutinosa, Carpinus betulus, Corylus colurna, Fagus sylvatica, Liriodendron tulipifera, Larix decidua, Platanus xacerifolia, Prunus avium, P. padus, Pseudotsuga menziesii, Tilia cordata, T. platyphyllos, T. tomentosa. Srdčitý až kotevní: Acer campestre, A. platanoides, A. pseudoplatanus, Aesculus hippocastanum, Betula pendula, Pinus strobus. 22

22 Kotevní: Acer negundo, Alnus incana, Fraxinus excelsior, Picea abies, P.sitkaensis, Populus, Salix alba, S. fragilis, Sorbus aucuparia Třídění kořenových systémů dle prostorového rozdělení kořenové masy Tato vlastnost je podmíněna převážně stanovištními podmínkami. Kutschera et Lichtenegger (2002 in Pejchal, 2008) vymezují následující typy kořenového systému: a) Válcovitý kořenový systém s kořeny pronikajícími výrazně do hloubky ve všech jeho částech. Charakteristický pro teplé a suché oblasti s hlubokými a do velké hloubky prohřátými půdami, ve kterých srážky během vegetace zpravidla ještě dostačují k provlhčení prokořeněného půdního prostoru. b) Obráceně kuželovitý (nálevkovitý) kořenový systém s hloubkou kořenění se výrazně snižující od středu k obvodu. Na méně hluboko zahřátých, dospodu stále více vlhkých a tím se rychle ochlazujících půdách v oblasti středoevropských kambizemí. c) Talířovitý nebo diskovitý kořenový systém kořeny pouze mělce pod povrchem půdy. Typický především pro vyšší nadmořské výšky, kde se půdy dostatečně zahřívají jen při povrchu. Vysoko vystupující hladina podzemní vody, způsobující nedostatek kyslíku a malé zahřívání půdy, může vést také k mělkému, talířovitému prokořenění. d) Činkovitý (etážovitý) kořenový systém s kořeny rozdělenými do dvou víceméně zřetelně oddělených etáží. Vzniká v teplejších oblastech, na lehčích půdách, s v létě vysychavými horními vrstvami. V suchých a teplých oblastech se vyskytuje i na půdách těžších, pokud kořeny dosáhnou spodní vlhké vrstvy; to je především případ lužních poloh. Tvoří ho obzvláště Quercus robur. e) Ve tvaru písmene T (houbovitý) kořenový systém mající v centrální části malý počet nevýrazně větvených svislých kořenů, většinu biomasy tvoří mělké horizontální kořeny. Typický pro gleje. 23

23 Třídění dle hustoty kořenového systému U této kategorie třídění se používají relativní kategorie jako hustší řidší, respektive intenzivnější extenzivnější. Jak pro kosterní kořeny, tak pro koncové kořínky platí, že hustota kořenění je u jehličnanů obecně nižší než u listnáčů a že dřeviny se srdčitým kořenovým systémem koření intenzivněji než druhy s kůlovým kořenovým systémem Pejchal (2008). Dle Kutschera et Lichtenegger (2002) je hustota kosterních kořenů u jehličnanů nejnižší u borovice, pak u jedle, vysoká u modřínu a nejvyšší u douglasky. U listnáčů je malá hustota u dubu, nízká je i ořešáku královského, hustá u jilmu, jasanu ztepilého, habru a buku, mimořádně hustá je u lip. Hustota prokořenění je vždy největší v blízkosti kmene. U hustoty koncových kořínků uvádí Köstler (1968), že u jehličnanů mají nejintenzivnější prokořenění modřín a douglaska. Těm se nejvíce blíží nejextenzivněji prokořeňující listnáče, kterými jsou duby a jilmy. Intenzivněji koření jasany, pak osika a bříza. Mimořádně hustě prokořeňuje půdu v centrální části kořenového systému buk, habr, klen, mléč a lípa srdčitá Dělení kořenů podle směru růstu (Anonymus) - positropické kořeny (positivně geotropické) rostou ve směru zemské přitažlivosti - diatropické kořeny (diageotropické nebo plagiotropické) horizontální, rostoucí kolmo na zemskou přitažlivost - negatropické kořeny (negativně geotropické) rostou vertikálně nahoru proti směru zemské přitažlivosti (např. Avicenia), - smíšené kořeny mění směr růstu během vývoje Kořeny vývojových stádií dřevin (Anonymus) a) kořeny semenáčků tvoří positropický kůlový kořen nesoucí štíhlé absorpční diatropické kořínky ve spirále. 24

24 b) kořeny větvících se (vyvíjejících se) stromů. Primární kořenový systém spíše z kosterních kořenů (macrorhizae) než jeden kůlový; boční kořeny mají diatropický charakter. c) kořeny stromů, které jsou ve fázi metamorfózy. Primární povrchové kořeny odrůstají od stromu, absorbční (potravní kořeny a kořenové vlášení jsou umístěny na koncích primárního kořenového systému). Oblast kolem báze kmene je vyplněna organickou hmotou z rozkládajícího se opadu a mrtvých kořenů, vytváří se zde sekundární kořenový systém z adventivních růstových meristémů z báze kmene. d) kořeny stromů z fáze opakování. Objevují se tzv."sinkers" (hlubinné kořeny, dlouhé až 1 m a více) se stejným typem větvením jako primární kořenový systém, vývoj sekundárního kořenového systému pokračuje Kořenové srůsty Jeník (1957 in Pejchal, 2008) uvádí, že je to běžný projev v ontogenezi kořenového systému jedince i vývoje porostů dřevin. Dochází k němu obzvláště na mělkých půdách s množstvím půdního skeletu. Se stoupajícím stářím dřevin se srůsty stávají stale častější (jak v horizontálním, tak vertikálním směru), zpevňují kostru kořenového systému a zvyšují tak jeho mechanickou odolnost. Zvýšenou odolnost vůči vývratu uvádí i Kari (1929 in Pejchal, 2008). Kořenové srůsty, které vznikají mezi kořeny jednoho jedince, různých jedinců stejného nebo i různých druhů, umožňují přenos cukrů, hormonů a dalších látek mezi stromy (Gebauer, 2009). Spojování kořenů má vliv při šiření grafióz (např. Ceratocystis ulmi u Ulmus, C. fagacearum u Quercus) a hnilob (např. Armillaria mellea u jehličnanů). U jedinců pěstovaných na plantážích může být až 90% jedinců spojeno kořeny alespoň s jedním sousedem (Anonymus). 2.5 Metamorfózy kořene Kořeny mohou, v důsledku zintenzivnění některé ze svých funkcí, modifikovat stavbu a tvar až metamorfovat (Martinková, 1994). 25

25 Vzdušné kořeny u epifytů, pomáhají rostlině přidržovat se na jiných rostlinách, avšak neparazitují na nich, přijímají vzdušnou vlhkost Dýchací (pneumatofory) u rostlin žijící v půdě zatopenou vodou, slouží k přísunu vzduchu do ponořených kořenů (např. mangrovy, Taxodium) Kolenové kořeny mají zpevňovací funkci, ukotvují dřevinu na vlhkých stanovištích, tvorba je stanovištně vázaná (na sušších stanovištích se nevytvářejí) (Taxodium) Chůdovité kořeny upevňují rostlinu v sypké půdě, částečně plní funkci pneumatoforů, vyrůstají ze spodní části stonků či kmenů, obloukovitě směřují do půdy (např. u smrku, jedle) Deskové kořeny ztlustlé náběhy na kmeni jako výsledek větší kambiální aktivity na kontaktu mezi kmenem a bočními kořeny, mají zpevňovací funkci (Ulmus laevis, Populus nigra) Příčepivé kořeny přichytávají se na podporu, zvýšení stability rostliny (Hedera) Haustoria (savé, pohružovací kořeny) přeměněné kořeny cizopasných a polocizopasných rostlin (Viscum, Loranthus) v podobě přísavek pronikajících do pletiv hostitelské rostliny 2.6 Mykorhiza Jedná se o symbiotický vztah mezi specifickými druhy půdních hub a kořeny vyšších rostlin. Tato symbióza je charakterizována dvousměrným tokem živin, přičemž tok uhlíkatých sloučenin směřuje od rostliny k houbovému symbiontu a anorganické živiny ve směru opačném. Kolonizace kořenů mykorhizními houbami může výrazně ovlivňovat růst a zdravotní stav hostitelských rostlin, které disponují například zlepšeným příjmem živin, větší odolností k suchu a těžkým kovům nebo vyšší rezistenci k patogenům. V závislosti na druhu mykorhizní houby a hostitelské rostliny a na základě typických morfologických znaků lze rozlišovat několik odlišných typů mykorhizní symbiózy (Sochor, 2006). 26

26 V případě dřevin rostoucích na území České republiky jsou mykorrhizy nedílnou součástí každého jedince žijícího neaseptických podmínkách. To znamená, že ve volné přírodě nenajdeme dřevinu se sterilním kořenovým systémem bez alespoň částečné infekce mykorhizními houbami (Chmelíková, Cudlín, 2004). Mykorrhizy rozdělujeme do tří morfologicky výrazných skupin, podle toho, zda houbové hyfy vytvářejí na povrchu kořenů houbový plášť a zda pronikají do buněk primární kůry kořene: ektomykorhizy, endomykorhizy a ektendomykorhizy. Ektomykorhizy nalézáme většinou na krátkých kořenech dřevin (všechny jehličnaté dřeviny mají tento typ mykorrhiz, z listnatých dřevin především buky, duby, břízy, topoly a vrby), které mají délkově omezený růst a nejsou sekundárně ztloustlé; bezprostředně po houbové infekci ztrácejí tyto kořenové vlášení (Harley, 1987 in Chmelíková, Cudlín, 2004). Houbové hyfy tvoří na povrchu kořenů několikavrstevný houbový plášť a pronikají do mezibuněčných prostor primární kůry, kde vytvářejí tzv. Hartigovou síť; nikdy nepronikají do živých buněk kořene. Endomykorhizy byly zjištěny na kořenech největšího počtu rostlinných druhů. Jsou tvořeny různými skupinami hub, u lesních dřevin se vyskytuje pouze vesikulo arbuskulární typ mykorrhiz. Vyskytuje se u některých listnatých dřevin, např. u javorů, jasanů, jilmů a habru. Arbuskulární mykorhizy jsou tvořeny nižšími houbami s velmi nízkou specifitou vůči hostitelským rostlinám. Jeden houbový druh tak běžně vytváří mykorrhizy s kapradinami, travami, dvouděložnými bylinami i listnatými stromy. Ektendomykorhizy představují přechodný typ mají vytvořený houbový plášť a houbové hyfy prorůstají do mezibuněčných prostor i dovnitř buněk. Vyskytují se u menšího počtu rostlinných druhů, patřících většinou do řádu Ericales, občas též jako přechodná fáze u semenáčků některých dřevin (Chmelíková, Cudlín, 2004). 2.7 Metody studia kořenového systému dřevin Zjišťování konkrétních informací o stavu kořenového systému je mnohem složitější, než zjištění stavu nadzemní části stromu. Je to především proto, že celý kořenový systém stromu je překryt půdou a my tak nevíme, jak je rozrostlý do prostoru, jaký má tvar, jaký zdravotní stav. Metod pro zkoumání nadzemních částí stromu je značné množství, využívají se dlouho a jsou velice přesné. Naopak metody pro průzkum 27

27 kořenů se vyznačují tím, že jich není tak velký počet, jsou obtížné, náročné na čas a finance. Abychom mohli posoudit jak jednotlivé kořeny a celý kořenový systém tuto funkci plní, musíme zjistit jejich uspořádání, tloušťku i délkový a hloubkový dosah. K tomu je potřeba kořenový systém většinou obnažit, i když existují i možnosti jak poznat prostorové uspořádání kořenů, aniž bychom kořenový systém vyzvedávali. Z hlediska míry poškození kořenového systému při jeho hodnocení můžeme metody rozdělit na destruktivní a nedestruktivní (Palátová, Mauer 2004) Destruktivní metody studia kořenového systému Při těchto metodách dochází k obnažení kořenového systému. Kořeny, především jemné kořeny, se při použití těchto metod vždy poškodí. Zemina se odstraňuje několika možnými způsoby. Ruční odstraňování půdních vrstev Postup umožňuje detailní sledování rozložení kořenů. Vyžaduje kopáčské nářadí případně řehtačkový zvedák, který usnadní vyzvednutí pařezu s kořeny ze země. Po odstranění nadzemní části stromu se vykope v dostatečné vzdálenosti od kmene kruhový příkop a postupně se ručně uvolňují kořeny. Pokud je cílem studia zjištění typu kořenového systému, vyzvedávají se kořenové systémy celé většinou s balem o poloměru cca 60 cm od kmene, ze kterého jsou pak vypreparovány jednotlivé kořeny. Pokud je cílem měřit i rozsah horizontálních kořenů, sledují se postupným odkrýváním v jejich celé délce. Tato metoda je vhodná pro stromy ve věku let, u starších stromů již pracnost při vyzvednutí kořenových systémů enormně narůstá (Palátová, Mauer 2004). Kořenový systém je možno také vytrhávat. Takto můžeme celý kořenový systém vyzvednout podstatně rychleji a racionálněji. Problémem je, že v důsledku značného narušení půdních horizontů je dodatečná rekonstrukce přirozené polohy kořenů většinou nemožná. Vytrhávání kořenů se provádí v době maximální nasycení půdy vodou mimo vegetační období, aby se snížilo riziko přetrhání kořenů (Palátová, Mauer 2004). Metoda profilových stěn se používá pro studium starých stromů. Při použití této metody je vykopávána jen polovina nebo část kořenového systému a druhá zůstává 28

28 intaktní. Metoda umožňuje sledování prokořenění v závislosti na jednotlivých vrstvách půdního profilu, které při celkovém vykopávání není přesně možné. Nevýhodou je, při použití profilové stěny je viditelná jen část kořenového systému (Palátová, Mauer 2004). Modifikací předchozí metody jsou kořenové profily, neboli metoda transektu. Podle Jeníka (1954) můžeme transepty kopat buď jako pruhy před pařezem nebo transepty v podobě sbíhavých klínů do středové části. Pruhový transept je vykopaný 1,5 3 m dlouhý příkop o šířce cca 0,8 m. Hloubka příkopu se řídí hloubkou prokořenění sledovaného stromu. Z příkopu se potom ručně preparují jednotlivé kořeny, čistí se a dokumentují. Metoda je vhodná pro popis kořenění stromu, ale nehodí se ke kvantitativnímu hodnocení (Palátová, Mauer 2004). Pro přehledné zakreslení vertikální repartice kořenů a fotografování kořenů je tato metoda nejvhodnější. Obdobná metoda je sbíhavých klínů, směřujících od okraje kořenové zóny a postupně se prohlubující ke středové části kořenového sytému. Tento postup dovoluje s výhodou preparovat pro pozorování obě vykopané stěny sondy a šetří určitě množství kopané půdní hmoty (Jeník, 1954). Pokud jde o zjištění architektoniky hrubých kořenů v oblasti kolem pařezu. Lze použít blokovou metodu. Její podstata spočívá ve vytvoření kruhového příkopu kolem stromu. Pro hodnocení vertikálního prokořenění mladších stromů ve věku do cca let se doporučuje odstup příkopu od kmene cca 112,5 cm, protože plocha preparovaného bloku odpovídá 1 m 2. Půda se odstraňuje podle půdních horizontů nebo jejich schématu a mohou být hodnoceny přerušené kořenové větve ve vazbě na půdní horizonty po celém obvodu. Metoda je vhodná pro srovnání vertikálního prokořenění různých dřevin na stejném stanovišti nebo téže dřeviny na stanovištích rozdílných (Palátová, Mauer 2004). Vymývání proudem tlakové vody K uvolnění kořenového sytému, zejména jeho povrchových částí, lze použít proud vody z hasičské stříkačky. Tato metoda nenabyla velkého uplatnění, protože je limitována dopravní přístupnosti lokality a lze ji realizovat spíše na mírném svahu. Problém představuje vznik bláta, které slepuje jemné kořeny a vysoký tlak vymůže způsobit i poškození nebo otrhávání. Metoda je vhodná spíš pro studium horizontálních kořenů (Palátová, Mauer 2004). 29

29 Odstraňování metody supersonickým proudem vzduchu (vzdušný rýč air spade) Moderní metoda bezeškodného odkryvu založená na supersonickém proudu vzduchu. Prakticky jde speciální trysku připojenou na výkonný kompresor. Průtok vzduchu je 4,2 m 3 za minutu při tlaku 6 bar. Z této trysky tryská velmi tenký proud vzduchu o rychlosti 2 machy. Jestliže se tento proud vzduchu dotkne hladkého předmětu, např. kamenu nebo kořenů, nestane se nic, jestliže však proud pronikne do sebemenší dutiny póru, stlačí se v něm a pór exploduje. Pórovitá půda je tak odfouknuta v oblaku prachu a odhalí se viditelně nepoškozené kořeny a to i tenké absorpční kořeny (nikoli však mykorrhiza a nebo kořenové vlášení). Nejefektivnější je práce na suché půdě, mokrá půda je hladká a práce v ní jde podstatně pomaleji. Jestliže jsou během odkryvu kořeny ostřikovány vodou, nedochází k jejich proschnutí a mohou být opět zahrnuty hlínou bez významného poškození vodivého sytému stromu. Doba odkryvu kořenového systému jednoho stromu závisí pochopitelně na jeho velikosti a druhu půd a lze jí počítat v hodinách (u mimořádně velkých kořenových systémů ve dnech), je tedy o cca dva řády kratší než při klasickém ručním odkryvu půdních vrstev (Čermák, Prax, Naděždina, 2008) Při zkoumání kořenových systémů lze s úspěchem využívat i jiné možnosti, jak kořeny studovat. Například Jeník (1954) při výzkumech kořenových systémů dubu využíval přirozené i umělé vývraty stromů, posuzoval obnažené kořeny v umělých terénních zářezech, jako jsou úvozy lesních cest či otevřené lomy. Využíval také metodu horizontálního odkryvu, kdy sledoval rozložení kosterních kořenů v povrchovém horizontě půdy, velikost kořenových zón v různých porostech a vzájemný styk a prostupování kořenů sousedících dřevin Nedestruktivní metody studia kořenového systému Měření geofyzikálním pulzním radarem Základním způsobem je měření na předem vytyčeném profilu, resp. sítí profilů, tedy určitých řezů půdou. Po trase vytyčeného profilu je pak pohybováno přijímací a vysílací anténou. Vzdálenost měřících bodů a krok měření (obvykle 0,1 0,5 m) závisí na povaze řešeného úkolu (očekávaná hloubka hledaných těles, jejich rozměr 30

30 apod.). Použitým signálem jsou elektromagnetické vlny s frekvencí desítek až stovek megahertzů. Výběr frekvence opět ovlivňuje povaha úkolu a charakter zkoumaného materiálu. Vysílaný signál přijatý po odrazu od těles v zemi je aparaturou dále zpracován a je možné jej sledovat na obrazovce počítače přímo v terénu. Naměřená data se pak dále zpracovávají pomocí speciálních programů, které umožňují některé struktury potlačit a jiné zdůraznit. Sledovaným objektem může být obecně cokoli, co způsobí odraz radarového signálu. Jsou to jednak rozhraní, tj. styčné plochy materiálů různého složení, vrstevní plochy (např. různé půdní horizonty) apod., jednak lokální objekty, jako jsou kameny, potrubí, kabely, bloky nebo kořenové systémy. Hloubkový dosah lze do jisté míry ovlivnit výběrem frekvence. Signál o nižších frekvencích proniká do nižších hloubek, má však rozlišovací schopnost jen v metrech, signál o vyšší frekvenci proniká do malé hloubky, ale má rozlišení v milimetrech. Dosah je však zásadně ovlivňován geologickým složením řezu, obecně lze počítat s dosahem jednotek až desítek metrů. Sama terénní práce je poměrně rychlá (několik hodin na strom), počítačové zpracování může trvat i několik dnů (Čermák, Hruška et al a, b, Hruška et al. 1999, Čermák et al in Smejkal 2008). Tento radar je použitelný ke sledování kosterních kořenů nad průměr cca 2 cm s přesností asi 80%, např. nevidí jednotlivé kůlové kořeny paralelní s paprskem radaru, s ohledem na prakticky omezenou hustotu měřených profilů nemůže dobře rozlišit např. dotýkající se a křížící se kořeny a při použitelných vlnových délkách tenké kořeny (Šustek a Druckmuller 1999, Šustek et al. 1999, Stokes et al in Smejkal, 2008). Lépe jej lze použít pro charakterizaci celých kořenových balů (zahrnujících i tenké kořeny) (Čermák, Prax, Naděždina, 2008). Ostatní nedestruktivní metody Kořenové systémy jsou posuzovány v jejich přirozené poloze. Tyto nové slibné metody jsou však ještě nedostatečně odzkoušeny a vyžadují shromáždění dalších zkušeností a další technický vývoj, aby se dalo posoudit jejich praktické využití. Jedná se o měření elektrické vodivosti, pomocí které lze zjistit tvar kořenového systému, výskyt hniloby a vitalitu kořenů (živé/mrtvé). Kombinované měření obsahu vody v půdě a stromem odebraného množství vody prostřednictvím toku vody kmenem může zprostředkovat informaci o vertikálním a horizontálním rozložení kořenů (Palátová, Mauer, 2004). 31

31 3. STABILITA STROMU Stabilita stromu je ovlivňována řadou faktorů. Především bychom si měli uvědomit, co to stabilita vůbec znamená. Míchal (1994) ji charakterizuje jako schopnost objektu setrvávat v neměnném stavu i přes případné narušení. Jiná definice, která se vhodnější pro vyjádření stability stromu, jako živého jedince, je opět dle Míchala (1994). Říká, že stabilita je soubor principů, vedoucích v živých systémech na základě získaných informací ke kompenzování odchylek vnějšího prostředí, a tím k dynamické rovnováze vnitřního prostředí, které tak nabývá relativní nezávislosti na vnějším prostředí. Kolařík (2005) definuje stabilitu stromu z pohledu mechaniky stromu. Je to stav, kdy vlivem působení vnějších sil a vnitřních faktorů nehrozí možnost vyvrácení, zlomení kmene nebo větví, nebo odlomení části koruny takového rozsahu, že je ohroženo přetrvání jedince na stanovišti. S tímto pojmem souvisí i další pojmy, které se při zjišťování stability používají. Je to selhání stromu, což je porušení stability. Jedná se o stav, kdy byly mechanicky přetíženy části stromu a došlo tak k jejich destrukci. V praxi to znamená, že dojde buď k vývratu stromu, či jeho zlomení nebo odlomení částí koruny. Procentuálně vyjádřena pravděpodobnost selhání je tzv. riziko selhání. Při hodnocení tohoto faktoru je nutné brát v potaz pravděpodobnost a frekvenci příchodu silných větrů na daném stanovišti, rozsah poškození daného stromu, typ a frekvence péče apod. Abychom mohli stabilitu hodnotit, musíme ji nějak kvantifikovat. K tomu se využívá např. metoda tahové zkoušky, což je vlastně zatížení stromu uměle vyvolanou sílou. Zjistíme tak hodnotu odolnosti stromu proti vyvrácení a přelomení kmene v % ve srovnání s referenční hodnotou (Wessolly, Erb, 1998). Další možnost je stanovení stability podle vnějších symptomů s pomocí vizuálních metod (např. WLA, SIA). Stabilita stromu se skládá ze třech základních částí. Jsou to zatížení stromu, materiál a geometrie. Vztah mezi nimi znázornil ve své práci Wessolly (1992) za pomocí trojúhelníku, kdy jednotlivé vrcholy jsou tvořeny těmito parametry a z hlediska stability stromu jsou na sobě závislé. Tento trojúhelník lze chápat tak, že na strom působí vnější faktory, jako je vítr, sníh, námraza a strom jim musí odolávat. Velikost působení tímto zatížením je dána především silou působení, stanovištěm a rozměry stromu (geometrie stromu). Síla působící na korunu stromu je snižována za pomoci ohybu listů, větví, kmene a následně je tato energie přenesena na kořenový 32

32 systém, kde je přeměněna na teplo díky tření mezi kořeny a půdou. Aby strom toto zatížení vydržel, musí splňovat vhodné materiálové vlastnosti. Musí být dostatečně nadimenzován, dřevo by mělo mít co nejméně defektů, napadení patogeny musí být únosné pro strom z hlediska zdravotního stavu a stability. Jsou li tyto podmínky splněny, strom zatížení vydrží, nejsou li, strom náporu sil podlehne a dojde k jeho selhání zlomy částí koruny, celého stromu nebo k jeho vývratu. V případě, že jeden z vrcholů trojúhelníku je oslaben, strom na to může reagovat adaptačním růstem. 3.1 Zatížení působící na strom dle délky působení Z hlediska časového působení je lze rozdělit na dlouhodobé (relativně konstantní) a dynamické působení Dynamické působení Toto zatížení je kratší než jedna minuta Vítr Vítr je horizontální proudění vzduchu v atmosféře. Je vyvolaný rozdíly v tlaku vzduchu a rotací Země. Proudí z míst o vyšším atmosférickém tlaku do míst s nižším atmosférickým tlakem. Vítr je nevýznamnější druh zatížení působící na strom. Síla působení větru na strom je dána několika parametry. Je to výška stromu, výška těžiště stromu, excentricita koruny, plocha koruny a s tím související tvar koruny, olistění stromu, dále jsou to podmínky na stanovišti přítomnost překážek větru, reliéf okolní krajiny, roční doba, četnost výskytu větrů v oblasti, rychlost větru, nárazovitost větru. Jinak také vítr působí na soliterní stromy a stromy v porostu. Vítr působí na strom jak negativně (zdroj zátěže, popř. koraze), tak i pozitivně (ochlazování povrchu stromu, opylování). Velikost působící síly Pro výpočet působení větru na strom se obvykle používá Newtonova vztahu pro kapaliny (Wessolly, Erb 1998, Niklas, Spatz, 2000, Gardiner, Peltola, Kellomäki, 2000, 33

33 Gaffrey, 2000). Tento vztah není pro svá omezení zcela optimální, ale pro svou jednoduchost je v praxi používán. kde F w vznikající síla C x F w = 0,5.C x.ρ. v 2. A koeficient aerodynamického odporu koruny ρ hustota vzduchu (1 293 kg.m -3 ) v rychlost vzduchu A plocha koruny Plocha koruny (A) Plocha koruny přestavuje větru jasnou překážku v jeho dráze. Čím je tato plocha větší, tím je větší i síla, která na tuto korunu působí. Koruna není celistvá, neprodouvavá plocha, takže část energie nesené větrem korunou pronikne. Avšak i zbývající energie je dosti vysoká na to, aby strom mohla poškodit. Z tohoto důvodu u stromu vznikl obranný mechanismus, který tuto energii zmenšuje. Vítr, který narazí na plochu koruny má dostatečnou sílu na to, aby mohl deformovat menší části koruny jako listy a slabší větve. Listy mají jeden rozměr značně menší než druhý, jsou k větvi připojeny pomocí relativně pohyblivého řapíku a při působení větru se tyto listy natáčejí svou menší plochou ve směru působení zatížení a tím efektivně zmenšují náporovou plochu koruny. Tento jev je označován jako tzv. streamling (Niklas, 1992). Se zvyšující se silou působení větru dochází k rekonfiguraci koruny, kdy se deformují stále silnější části koruny, a lze říci, že čím větší síla působí na korunu, tím menší odpor tato koruna představuje. Aerodynamický odpor (C x ) Je to tak zvaná prodouvavost, koeficient prodouvavosti, který Vicena (1979 in Kolařík 2005) stanovuje jako podíl mezi množstvím vzduchu před a za korunou. Plná plocha má součinitel odporu vzduchu roven 1. Velikost C x u stromu není konstantní. Je funkcí druhu stromu a rychlostí proudění vzduchu. Závisí také na streamlingu. Konečná hodnota koeficientu odporu koruny je od 0,25 do 0,45 (Kolařík, 2005). Problematický je způsob získávání těchto koeficientů, které je prováděno buď v aerodynamických 34

34 tunelech nebo za pomoci vozidel, vždy na malých vzorcích, malých stromech či jednotlivých větvích. Rychlost proudění (v) V optimálních, rovinných podmínkách bez překážek by bylo proudění vzduchu laminární. Ovšem takové podmínky se nacházejí jen málokde a v krajině jsou překážky větru. A díky těmto překážkám se laminární proudění větru mění na turbulentní. Vznikají místa s rotací vzduchu, před a za překážkami vznikají návětrná a závětrná místa s větší a menší rychlostí větru. Díky povrchu země a překážkám na něm je rychlost větru větší ve vyšších výškách, kde již není vítr těmito překážkami zpomalován. Dle Kolaříka (2005) se pro výpočet požívá obvykle logaritmický profil. Nerovnoměrné rozložení rychlosti je pro mechaniku stromu důležitá, tzn., že strom s větší výškou při stejné ploše koruny bude více zatěžován, protože je vystavován větším rychlostem větru, a tudíž i většímu silovému působení Dlouhodobé působení Interval působení síly od několika hodin až po roky Vlastní hmotnost Toto zatížení představuje celková hmotnost jednotlivých částí kmene. Vzniká zde několik druhů působení jako je ohybové zatížení (nakloněné kmeny, větve), tlakové (kmen) a namáhání vzpěrem. Toto zatížení se mění jen pomalu, s tím jak strom roste a postupně se zvětšují jeho rozměry. Naopak snížení hmotnosti představují různé zlomy v koruně. Na toto zatížení reaguje strom adaptačním růstem, který eliminuje vznik nežádoucího napětí na stromě. Pokud strom nestačí reagovat na vznikající napětí, může dojít k selhání celého nebo části stromu (Šťastný, 2008). Dle Kolaříka (2005) toto zatížení nemůže opomíjet především u stromů rostoucích šikmo, kdy trvalé zatížení může být důvodem selhání. Lze tvrdit, že strom, který je dostatečně nadimenzován proti zlomení větrem, je i dostatečně odolný proti působení vlastní hmotnosti. Výpočet tohoto zatížení vychází ze základní rovnice pro výpočet gravitační síly. 35

35 F g =m. g kde F g výsledná síla m hmotnost stromu g gravitační konstanta Jiný způsob výpočtu je součin objemové hmotnosti stromu a jeho objemu. Objem se vypočítá jako součin průměru, výšky stromu a koeficintu f r (započítává sbíhavost kmene, objem listů a větví). Nabývá hodnot 0,6 0,8 (Szórádová, 2006). Vlastní hmotnost stromu bývá krátkodobě zvýšena o hmotnost vody, sněhu či námrazy v koruně. Kapalné skupenství vody nepředstavuje pro strom výrazné zvýšení nosnosti, jelikož tato vody z povrchu stromu rychle stéká. Sníh narozdíl od vody nemůže z koruny stékat a hromadí se na stromě, čímž výrazně zvyšuje hmotnost stromu. Kolařík (2005) uvádí, že nejrizikovější je sníh mokrý, který vytváří souvislé vrstvy a má vysokou hustotu ( kg.m -3 ). Jako kritická vrstva je uváděna mocnost cm sněhu v korunách. Pro strom je nejnebezpečnější zrnitá námraza a ledovka. Jejich hustota se pohybuje okolo 400 kg.m -3 a může vytvářet vrstvy až několik desítek centimetrů silné. Ty znamenají poškození části koruny. 3.2 Druhy namáhání působících na strom Zatížení tlakem Normálová síla působí kolmo na průřez a do průřezu. Vyskytuje se na stromě jen vlivem působení vlastní hmotnosti a při ohybovém namáhání kmene a větví. Velikost napětí není velká, u soliterních jedinců relativně pomíjivý druh napětí, avšak u jedinců v hustě zapojených porostech je to hlavní zdroj mechanického namáhání Zatížení tahem Tahové napětí se vyskytuje na návětrné straně stromů, při náklonu též na svrchní straně kmene a na kořenových nábězích. Vyskytuje se především na kořenech stromů. Dle Matthecka (1997 in Kolařík, 2005) stabilitu zajišťují hlavně krátké kónické silné 36

36 kořeny v blízkosti kmene, které jsou namáhány na ohyb. Kořeny ve větší vzdálenosti jsou namáhány právě tahem Smykové zatížení Vzniká jako složka ohybového namáhání a při krutu Ohybové zatížení Je nejdůležitější způsob namáhání kmene. Toto zatížení se skládá ze tří složek (tah, tlak, smyk). Zatížení vzniká vlivem působení větru, náklonu kmene, excentricity koruny a větve jsou kvůli vlastní hmotnosti neustále pod vlivem tohoto zatížení. Velikost zatížení je dána ohybovým momentem, moment je dán velikostí působící síly (síla větru, tíha kmene, koruny) a délkou ramene. Ramenem je pak vzdálenost těžiště (jako místa, kde předpokládáme, že působí výslednice sil) od místa uložení (výška těžiště kmene, vzdálenost těžiště od větevního napojení). Ohybový moment způsobený náklonem je určen vzdáleností těžiště od svislé osy a hmotnosti nakloněné části stromu (Kolařík, 2005) Zatížení krutem Díky anatomické stavbě dřeva je tento typ namáhání nejrizikovějším druhem namáhání. Nejčastěji vzniká kvůli excentrické koruně a vlivem náklonu stromu. Z hlediska stability stromu je zde možnost vzniku torzního namáhání, což je pro stabilitu kritický faktor Stabilita kořenového systému Na stromy působí zatížení, nejčastěji vítr. Pokud strom toto zatížení nevydrží a podlehne mu, rozeznáváme tři možnosti selhání. Jedná se o zlomení kmene, zlomení části kmene či koruny a vyvrácení stromu. Vývrat definuje Vicena (1995) jako stav, kdy strom je vyvrácen tlakem větru, sněhu nebo námrazy i s kořenovým balem z půdy. Na vývrat má vliv mechanicko fyzikální stav půdy a řada dalších faktorů (obr. 2) Obr. 2 stabilita stromu proti vyvrácení (Vicena, 2005) 37

37 Pouze jednoprocentní vliv na stabilitu má hmotnost kmene a zelené koruny (1), 2% hmotnost nevyvrácené části kořenového balu (2), 7% hmotnost vyvrácené části kořenového balu (3), 9% pevnost horizontálních kořenů na okraji balu (4), 24% pevnost vertikálních kořenů na dně balu (5) a 57% pevnost horizontálních kořenů na lomové hraně (6) (Vicena, 1995). Princip vývratu lze pochopit tak, že koruna stromu představuje pro vítr plochu, který na ni působil silou. Vzniká ohybový moment. Aby se strom nevyvrátil, musí těmto silám odolávat pomocí kořenů. Vertikální kořeny vzdorují tahové síle a převádějí energii do okolní půdy, horizontální působí jako protipáka namáhání větrem. Pokud k vyvrácení dojde, bývá to nejčastěji právě kvůli poškození kořenů. Jedná se např. o jejich různé mechanické či chemické poškození, poškození ukotvení, odstranění kořenů při výkopových pracích nebo jako důsledek přetížení stromu po jeho uvolnění ze zápoje či zvýšení rychlosti větru kvůli stavbám. K vyvrácení mají větší sklon spíše vysoké štíhlé stromy, než stromy zavalité. Je to především kvůli vysoké poloze těžiště od země, rostoucí rychlosti větru směrem od zemského povrchu a lehčímu rozkmitání stromu. K takovémuto vyvrácení dochází nejčastěji při náhlém uvolnění stromu ze zápoje. Na vývrat stromů mají také vliv stavby. Stavby brání volnému šíření větru, tzn., že pokud je energie větru zbrzděna na jednom místě, zvýší se na místě jiném. Bývají to prostory blízko střech a stěn budov. Pokud na takovém místě stojí strom, který na takový tlak není zvyklý, může být ohrožen. Podle Wessollyho (1996) tento tlak může být i dvojnásobný než ve volném prostoru. Pokud strom rostl v těsné blízkosti nějaké zdi, včlenil si tuto zeď do svého statického systému. Při odstranění této zdi bude snížena stabilita stromu. Nejčastější ohrožení pro kořeny představují výkopové práce. Při těchto pracích dochází za použití bagru k neselektivnímu odstraňování kořenů. Kořeny jsou vytrhávány a stromu jsou způsobena značná poškození nebo jsou kořeny vytrženy v místě napojení na silnější kořen zcela mimo hranu výkopu. Tyto rány infikují dřevokazné houby. Jestliže dojde k napadení hlavního kořene, strom se později zlomí v kořenovém krčku (Wessolly, 1996). Tato forma selhání je mnohem závažnější než klasický vývrat s kořeny. Nebezpečí při tomto selhání je v tom, že u normálních vývratů je potencionální energie stromu uvolněna při selhání spotřebována během pádu na tření v půdě a je závislá na počtu kořenů. Ve výsledku potom ničivá energie stromu může mít velmi 38

38 malou hodnotu. Jinak je to ovšem při zlomení v kořenovém krčku. Zde je tato energie téměř všechna převedená do pohybové energie, tj. do destruktivní síly. Jediná věc, která může tuto energii snížit, tak je plocha koruny. Proto jsou škody způsobené listnatými dřevinami větší v zimních měsících než v létě. Zlomení v krčku je taky nebezpečné proto, že směr pádu stromu se nemusí shodovat se směrem větru. Na stabilitu kořenů má také vliv poškození chemikáliemi. Jedná se o poškození od přímých otrav až po zabránění výměně plynů. Obvykle působením chemických látek odumírají velké oblasti kořenů. V městském prostředí stromy poškozují posypové soli, psí moč, kyseliny, zásady, herbicidy, minerální oleje, úniky plynů, atd. Dupuy L., Fourcaud, T., Stokes A. (2005) testovali účinnost zakotvení jednotlivých kořenových systémů. Jako nejúčinnější označili srdčitý kořenový systém. Ten se vyznačuje tím, že má u kmene kořeny s vysokou tuhostí a dále síť slabších kořenů, které zlepšují smykový odpor. Kořeny tohoto systému jsou často vidlicovité a při jejich vyzvedávání z půdy je na nich půda, která zvyšuje odpor proti vyvrácení. Kůlový kořenový systém se nejvíce uplatnil na písčitých zeminách kvůli velké hloubce prokořenění. Hloubka zakořenění je na píscích nejdůležitější faktor, jelikož smykový odpor se zvyšuje se zemským tlakem. Podobný typ kořenového systému, označený jako stromečkový, se vyskytuje např. u vegetativně rozmnožovaných topolů. Tento systém se vyznačuje tím, že mu chybí silné boční kořeny. Při vyvracení nemůže tedy efektivně mobilizovat okolní půdu, a k vytržení kořenového systému dojde snáze. Poslední a nejméně odolný typ systému je kořenový systém talířový. I přesto, že se vyznačuje značným množstvím horizontálních kořenů, při vývratu je zmobilizována jen malá část zeminy, kvůli absenci kořenů vertikálních. Soudržnost kořen půda bude nižší, stejně jako kotvící síla, protože v půdě chybí svislé kořeny. Proto když je vyvrácen talířový kořenový systém, veškerá půda je vyzvednuta na návětrnou stranu (Matheck, Breoler, 1994 in Dupuy, Fourcaud, Stokes, 2005). Neefektivnost těchto kořenových systémů prokázali také Niccoll, 1995, Peltola, 2000, Stokes, 2000, in Dupuy, Fourcaud, Stokes, Wessolly (1996) tvrdí, že kořenový talíř nemůže nikdy poskytnout informace o statice účinného zakořenění. Rozsah kořenového talíře má podle něj pro stabilitu stromu stejný význam, jako velikost lidské boty pro stabilitu člověka, tzn. žádný. Účinné zakotvení je určeno pružností kořenů, rozsah není důležitý. Dokládá to na příkladu dvou vývratů. První má velký rozsah kořenového talíře, avšak malou hloubku prokořenění (např. smrk). Kotvící síla takového stromu je velice malá. Druhý 39

39 vývrat má výrazně menší rozsah talíře, ale hloubka prokořenění je větší. Účinnost ukotvení je potom vyšší (obr. 3) Obr. 3 vliv rozsahu kořenového talíře a hloubky prokořenění na vývrat (Wessolly, 1996) třemi faktory: Jistou možnost zvýšení stability stromu představují kořenové náběhy. Dle Kolaříka (2005) jsou stromy s kořenovými náběhy dvakrát lépe ukotveny než stromy bez nich. Náběhy zlepšují mechanické vlastnosti stromu. Crook, Ennos, Banks (1997 in Kolařík, 2005) tvrdí, že největší odpor vůči vyvrácení mají stromy s náběhy před selháním. Naopak u stromů bez náběhů dochází k vyvrácení ještě před dosažením maximální pevnosti ukotvení. Podle Kolaříka (2005) je stabilita kořenového systému stromu je obecně dána - morfologií kořenového systému - defekty kořenového systému - fyzikálními vlastnostmi půdy Morfologie kořenového systému Morfologií kořenového systému se částečně zabývala kapitola Kořenový systém Typy defektů kořenového systému Kořenový systém je zásadní faktor, ovlivňující zdravotní stav a stabilitu celého stromu. Nicméně poškození kořenů je většinou nenápadné a symptomaticky se 40