Úvod / Informácie / Pôda

Trvalá udržitelnost současných systémů hospodaření na půdě

14-05-2019
Ing. Pavel Růžek, CSc.; Ing. Helena Kusá, Ph.D.; Ing. Gabriela Mühlbachová, Ph.D.; Ing. Radek Vavera, Ph.D. | ruzek@vurv.cz
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. v Praze – Ruzyni

Při předpokládaných změnách  klimatu v příštích letech je třeba již nyní postupně měnit některé dosud běžné používané agrotechnické postupy při pěstování polních plodin. Rozhodující bude, jak dokážeme udržet a pokud možno postupně zlepšovat kvalitu půdy a její schopnost zadržet vodu ze srážek a efektivně s ní hospodařit. Pro zlepšení kvality půdy a její retenční schopnosti je nutné pravidelné vápnění, hnojení kvalitními statkovými a organickými hnojivy s vyšším poměrem C : N (hnůj, kompost, separát, sláma, zelené hnojení apod.), pěstování meziplodin a víceletých pícnin. Zpracování půdy bude muset být mnohem šetrnější než nyní a každé agrotechnické opatření posuzováno také z hlediska možného poškození půdní struktury, ztráty vody a rozkladu organických látek v půdě. Půda by měla být co nejdelší dobu během roku zakryta rostlinami nebo rostlinnými zbytky, které snižují riziko vodní a větrné eroze, omezují výpar a prohřívání půdy v letních měsících. Větší uplatnění než nyní budou mít konzervační postupy při zpracování půdy s přímým setím do mulče  nebo pásů zpracované půdy (strip till).

Zpracování půdy

Intenzivní zpracování půdy spolu s postupným oteplováním  podporuje rozklad organických látek v půdě a zvyšuje nároky na jejich návratnost do půdy organickým hnojením, pěstováním meziplodin, víceletých pícnin apod.  Kypřením půdy a její oxidací podporujeme uvolňování živin z půdní zásoby pro výživu rostlin. Proto například po orbě nebo hlubokém kypření se pro rostliny zpřístupňuje více živin než při redukovaném zpracování, po kterém by se mělo mimo jiné např. u řepky dříve sít a věnovat větší pozornost hnojení rostlin než po orbě. Řepka i další polní plodiny po intenzivním kypření půdy při dostatku srážek většinou lépe rostou a rostliny přijímají více živin z půdy než po minimálním zpracování půdy. V této souvislosti si ale neuvědomujeme, že je to často na úkor rozkladu organických látek v půdě, které je pak nutné vracet zpět do půdy.

Z našich výsledků vyplývá, že intenzivní zpracování půdy zejména v letním období přispívá ke zvýšení ztrát uhlíku formou emisí oxidu uhličitého. Na grafu 1 je znázorněn vliv způsobu zpracování půdy na její vlhkost a emise CO2, které souvisí s rozkladem organických látek v půdě. Po orbě k řepce jsme zjistili významně vyšší emise oxidu uhličitého a nižší vlhkost horní vrstvy půdy (0 - 10 cm) než po minimalizaci.

Graf 1: Emise CO2 z půdy a její vlhkost po orbě a minimalizaci (Ruzyně 2017)

Graf 1

V loňském roce bylo velmi časté poškozování struktury půdy při zpracování přeschlé hrudovité půdy před setím ozimé řepky, což se mimo jiné projevilo značnou prašností při předseťové přípravě a setí (obr. 1).

Obr. 1

Obr. 1: Setí řepky ozimé v létě 2018

Kromě ztrát velmi cenného jemného podílu půdy větrnou erozí, došlo po následných srážkách na některých půdách k tvorbě krusty na povrchu s nepříznivým vlivem na vzcházející rostliny (obr. 2).

Obr. 2

Obr. 2: Poškozená povrchová struktura půdy s rostlinami řepky

Při analýzách povrchové vrstvy půd s krustou na více stanovištích jsme většinou zjistili nízký obsah Corg, nízké pH a extrémně nevhodný poměr jednomocných a dvojmocných kationtů (na rozdíl od optimálního poměru chemických ekvivalentů K : Mg : Ca = 1 : 2-3 : 10-15 byl 1 : 0,7-1,2 : 4-6). Například u půdy na obrázku 2 byl zjištěn poměr 1 : 1 : 3,8, pH CaCl2 = 4,9 a obsah Corg = 0,81, poměr C:N = 6. Bohužel těchto půd stále více přibývá a jestliže tento stav povrchové vrstvy půdy nezlepšíme, nemohou být účinné ani doporučované protierozní technologie zpracování půdy. Tyto problémy mohou v příštích letech ještě narůstat, pokud nezlepšíme péči o půdu a její strukturní stav pravidelným vápněním,  hnojením kvalitními statkovými a organickými hnojivy s vyšším poměrem C:N (kompost, hnůj, separát, zelené hnojení, sláma) a rozšířením pěstování meziplodin a víceletých pícnin. V této souvislosti je žádoucí zvýšit podíl víceletých pícnin například při výrobě bioplynu.

Hnojení polních plodin

Hnojení organickými a průmyslovými hnojivy má významný vliv nejen na výživu rostlin, ale také na kvalitu půdy. K udržení, popř. ke zvýšení obsahu Corg v půdě bychom potřebovali zapravovat do půdy organická hnojiva s poměrem C:N vyšším než 20:1, neboť velká část uhlíku je využívána půdními mikroorganismy jako zdroj energie. Mezi tato hnojiva v současné době patří většina kompostů, separát kejdy skotu, koňský hnůj, sláma a některé rostliny na zelené hnojení. Výjimečně také hnůj skotu s větším podílem slámy, ale většina hnojů má nyní poměr C:N nižší než 15:1. Velká část zemědělských podniků je tedy schopna vyrovnávat negativní bilanci organických látek v půdě jen zapravením slámy nebo zeleným hnojením, ale problémem je jejich nízký humifikační koeficient, který se pohybuje jen od 10-25 % na rozdíl od kvalitního hnoje skotu (35-40 %) a kompostu (45-50 %).   

Na rozdíl od kvalitních organických hnojiv s širším poměrem C:N mohou organická hnojiva s úzkým poměrem C:N (např. digestát, kejda, drůbeží podestýlka a pod.) a  průmyslová dusíkatá hnojiva (zejména s amonnou formou N) přispívat k  rozkladu organických látek v půdě, a to například i při aplikaci vyrovnávací dávky dusíku na slámu v letním období. V teplém počasí a po provzdušnění půdy podmítkou se dusík z těchto hnojiv rychle přeměňuje na nitráty, které jsou po srážkách (zejména v bouřkách) vyplavovány do spodních vrstev půdy a mohou se následně podílet na znečištění vod.

Na grafu 2 je znázorněn vliv aplikace digestátu hadicovým aplikátorem na strniště po ozimé pšenici (30 m3/ha 15.8. 2018, Praha-Ruzyně) s bezprostředním zapravením do hloubky 10 cm na emise CO2 z půdy. Z výsledků měření vyplývá, že na emise oxidu uhličitého měla vliv kromě podmítky disky aplikace digestátu s následným zapravením do půdy, která významně přispěla k jejich zvýšení. Proto by aplikace digestátu na půdu měla být kombinována optimálně s pěstováním meziplodin, aby nedošlo po jeho víceletém používání ke snížení obsahu Corg v půdě.

Graf 2: Emise CO2 z půdy po podmítce a po aplikaci digestátu zapraveného disky (Praha-Ruzyně, srpen 2018)

Graf 2

Aplikace digestátu a dalších dusíkatých hnojiv není vhodná ani pro vyrovnávací dávku dusíku na podporu rozkladu slámy, a to zejména při absenci srážek. Z grafu 3 vyplývá, že v sušších letech 2017 a 2018 bylo zvýšení rozkladu slámy po aplikaci N-hnojiv ve srovnání s nehnojenou kontrolou minimální a nebyly zjištěny rozdíly ani mezi hnojivy.

Graf 3: Úbytek slámy rozkladem po aplikaci vyrovnávací dávky N v různých hnojivech: Mo=močovina, Kej=kejda, Dig=digestát (Praha-Ruzyně, průměr 2017 a 2018)

Graf 3

Hnojiva byla na drcenou slámu aplikována po sklizni ozimé pšenice v srpnu v dávce 10 kg N/t slámy, bezprostředně zapravena do půdy do hloubky 10 cm a pokus byl vyhodnocen na konci měsíce října po 9-10 týdnech. V předcházejících pokusech jsme zjistili lepší rozklad slámy po aplikaci kapalných hnojiv ve srovnání s tuhými a příznivě se projevilo také použití inhibitoru nitrifikace, ale i tak byl přínos aplikovaných hnojiv nízký. Vzhledem k tomu, že se sláma v půdě při nedostatečné půdní vlhkosti  pomalu rozkládá, část slámy zůstává nerozložená do jarního období a její rozklad pak spotřebovává dusík a vodu z půdy, což se může nepříznivě projevit na růstu rostlin. Důvodem malých rozdílů v rozkladu slámy s aplikací N a bez hnojení je uvolňování dusíku z organických látek v půdě mineralizací a pozdější začátek rozkladu slámy zapravené do půdy (zejména po použití délepůsobících fungicidů do klasu – např. strobiluriny), kdy už je většina N z aplikovaných hnojiv ve formě nitrátů, které mohou být po srážkách vyplaveny z horní půdní vrstvy se zapravenou slámou. Hnojiva aplikovaná na slámu pak mohou přispět k rozkladu organických látek v půdě (zdroj energie pro mikroorganismy) a ke zvýšení obsahu nitrátů v půdě.

V příštích letech bude také nutné vzhledem k udržení kvality půdy a její schopnosti zadržet vodu ze srážek postupně omezovat plošnou aplikaci hnojiv na povrch půdy bez zapravení. Budou více používaná hnojiva s postupným uvolňováním živin a lokální (zonální) podpovrchová a povrchová aplikace hnojiv, čímž budou omezena rizika nepříznivých vlivů plošného hnojení na povrchovou vrstvu půdy včetně diverzity půdních organismů.

Doporučení  vhodných postupů při zpracování půdy a hnojení pro lepší hospodaření s vodou a organickou hmotou v půdě:     

  • Při každém zpracování půdy je třeba hodnotit také jeho přímý vliv na ztráty vody z půdy a následný vliv na zadržení vody ze srážek, zohlednit vliv kypření a provzdušnění půdy na rozklad organických látek v půdě (intenzivnější kypření provádět pokud možno při nižších teplotách půdy)
  • V oblastech ohrožených suchem a na svažitých pozemcích uplatňovat pásové zpracování půdy a přímé setí do mulče: omezuje vodní erozi na svažitých půdách, snižuje ztráty vody výparem, zlepšuje bilanci organických látek v půdě
  • Větší pozornost věnovat vápnění půdy a hnojení kvalitními statkovými a organickými hnojivy s vyšším poměrem C : N (hnůj, kompost, separát, sláma, zelené hnojení apod.), pěstování meziplodin a víceletých pícnin.
  • Při optimalizaci hnojení používat variabilní dávky hnojiv na základě výnosových map, dostupnosti vody pro rostliny a výsledků diagnostických metod výživného stavu půd a rostlin, používání průmyslových hnojiv s regulovaným uvolňováním živin
  • Omezení plošné aplikace průmyslových dusíkatých hnojiv a digestátu včetně vyrovnávací dávky dusíku na slámu: sláma se většinou rozkládá později, pro její rozklad je využíván dusík uvolněný z půdy a aplikovaný dusík může podpořit rozklad organických látek v půdě, zvýšit ztráty C nárůstem emisí CO2 a zvýšit riziko znečištění vod nitráty

Výsledky byly získány za finanční podpory MZe ČR (RO0418) a TAČR (TH02010706).