Úvod / Informácie / Rastlinná výroba / Rastlinná výroba všeobecne

Pozáplavový a poúhorový syndróm pod drobnohľadom

20-02-2015
pripravil Ing. Marek Jakubec | marek.jakubec@pioneer.com
Pioneer Hi-Bred Slovensko

Záplavy každoročne zničia mnoho hektárov poľnohospodárskej pôdy a zanechávajú po sebe takmer rok nevyužité alebo neosiate polia. Keď sú plodiny zasiate v oblastiach, ktoré boli ponechané úhorom rok alebo viac, často chytajú purpurovú alebo svetlo zelenú farbu a sú málo životaschopné. Prospešné huby nazývané vezikulárno-arbuskulárne mykorhízne huby (VAM) zvyšujú príjem živín v rastlinách, najmä fosforu. Polia ležiace ladom majú znížené hladiny VAM, čo môže komplikovať príjem živín a rast rastlín. Tento článok skúma pozáplavový a poúhorový syndróm, jeho príčiny a možné varianty agronomických zásahov, ktoré majú zabrániť jeho vzniku.

Definícia pozáplavového alebo poúhorového syndrómu

Záplavy sú už aj na Slovensku bežné a kedykoľvek môžu postihnúť veľké plochy poľnohospodárskej pôdy. Veľké záplavy boli v auguste v r. 2002 (celá stredná Európa), podobne ako v júly r. 2004 (okr. Trenčín a Východné Slovensko) a znova v auguste (tisícročná voda) v r. 2010.

Obr. 1 - Fotografia - Marek Jakubec

Obr. 1- Fotografia - Marek Jakubec

Záplavy v mnohých oblastiach zničili úrodu alebo znemožnili sejbu, čo viedlo k nutnosti nechať ju ležať ladom pred budúcoročným výsevom. Na poliach, ktoré ležali ladom kvôli záplavám alebo stojatej vode, bol rast rastlín na nasledujúci rok niekedy poznačený príznakmi nedostatku fosforu (P). Tieto nedostatky sa vyskytujú aj napriek tomu, že pri testovaní pôdy sa často po záplavách preukáže viac dostupného P ako na nezaplavených poliach.

Pozáplavový alebo poúhorový syndróm (syndróm pôdy ležiacej ladom) označujú ten istý jav - plodiny pestované na poliach predchádzajúci rok zaplavených alebo ležiacich ladom, vykazujúce príznaky nedostatku P a zinku (Zn), silného zakrpatenia, purpurovej alebo svetlozelenej farby a nedostatočne vyvinutých koreňov. Okrem príznakov na začiatku sezóny v niektorých prípadoch môžu nastať aj dramatické straty na výnosoch, a to najmä u kukurice.

Obr. 2 - Fotografia - Marek Jakubec

Obr. 2- Fotografia - Marek Jakubec

Poúhorový syndróm bol hlásený aj v iných krajinách, rovnako ako aj v Spojených štátoch amerických. Na poliach dlhodobo ležiacich ladom boli pozorované príznaky nedostatku P a Zn. Vedci tiež zistili nízky obsah P v rastlinách kukurice pestovaných na pôde, ktorá nebola predchádzajúci rok zúrodnená. V 60. rokoch 20. storočia výskumníci z University of Minnesota realizovali štúdiu porovnávajúcu polia ležiace v lete ladom s poľami vysiatymi s medziplodinami, ktoré bolo možné pestovať na pozemkoch ako alternatívne plodiny. Výsledky tejto štúdie odzrkadľujú skúsenosti poľnohospodárov v tej dobe, ktorí pozorovali, že rast kukurice zasiatej do pôdy po lete ležiacej úhorom bol niekedy potlačený až do polovice leta. Hlavné zistenia tejto štúdie sú uvedené nižšie:

  • Kukurica v pôde po ležaní ladom vykazovala spomalený rast a mala svetlejšie zelené olistenie ako kukurica pestovaná na pôde so zaradenou medziplodinou.
  • Aj keď vizuálne príznaky v júli zmizli, percento vlhkosti zrna pri zbere bolo asi o 5% vyššie ako po  medziplodinách. To znamená, že meškanie na začiatku sezóny pretrvalo počas celej sezóny.
  • Aj keď príznaky svetlozelených listov naznačovali nedostatok N, analýza živín v tkanive u kukurice pestovanej na poli, ktoré predtým ležalo úhorom, ukázala nižšie iba koncentrácie P. Tieto nízke koncentrácie P sa vyskytli napriek vysokej až veľmi vysokej miere dostupnosti P.
  • Výnosy zrna klesli o 15% v prípade kukurice, ktorá nasledovala po úhore, v porovnaní s kukuricou pestovanou po medziplodinách.
  • Pri kukurici pestovanej po burine (najmä psiarka lúčna) nenastali problémy s rastom na začiatku sezóny.
  • Okrem kukurice bola predmetom skúmania aj slnečnica, ktorá netrpela problémami s rastom ani výživou.

Obr. 3: Rastliny kukurice vykazujúce klasické príznaky nedostatku fosforu kvôli pozáplavovému syndrómu - Fotografia - Marek Jakubec

Obr. 3: Rastliny kukurice vykazujúce klasické príznaky nedostatku fosforu kvôli pozáplavovému syndrómu
Fotografia - Marek Jakubec

Príčiny pozáplavového a poúhorového syndrómu

Výslum zistil spojitosť medzi obdobím úhoru a nižšou potenciálnou mierou mykorhíznej kolonizácie (špecifickým typom prospešných húb) pre následnú plodinu. O mykorhíznych hubách bolo zistené, že majú vplyv na príjem rôznych základných rastlinných živín rastlinou, vrátane P a Zn. Tieto huby sú závislé na hostiteľských rastlinách, vďaka ktorým môžu pokračovať svoj životný cyklus. Ak sa na poli nepestujú rastliny, počet mykorhíznych hýf a spór podstatne klesne. Následne dochádza k pomalému infikovaniu novoosiatych plodín vzhľadom na pomerme nízky počet prítomných spór.

Čo sú to mykorhízne huby?

Huby infikujú korene väčšiny rastlín. Väčšina z húb však našťastie vytvára symbiotický vzťah - vzťah, ktorý je obojstranne výhodný. Jedna z týchto prospešných húb sa nazýva mykorhízna huba. Symbiotický vzťah medzi mykorhízou a rastlinami sa vyznačuje obojsmerným tokom živín, pri ktorom uhlík smeruje do huby a anorganické živiny sa presúvajú do rastliny, čím je  poskytuje zabezpečené životne dôležité spojenie medzi koreňmi rastlín a pôdou.

Mykorhízne vítrusy klíčia a hýfy následne napádajú korienky a rastú vnútri i mimo korienka. Hubové hýfy na vonkajšom povrchu koreňov slúžia ako predĺženie koreňov na vstrebávanie vody a živín. Existujú doslova tisíce druhov, ktoré patria do skupiny hubotvorných endomykorhíz, čo je typ mykorhíznych húb, ktoré prospievajú poliam a plodinám. Hýfy napádajú korene a pohybujú sa vo vnútri buniek a medzi bunkami. Cievky hýf alebo rozvetvené štruktúry hýf vytvorené v koreňových bunkách sa nazývajú arbuskuly. Opuchy, ktoré sa tvoria na hýfach a obsahujú olej sú vezikuly. Na základe týchto štruktúr sa endomykorhízne

huby označujú ako vezikulárno-arbuskulárne mykorhízne huby alebo skratkou VAM.

Mykorhízne huby majú úžitok z uhlíka, ktorý im poskytuje rastlina.  Medzi prínosy pre hostiteľské rastliny patria:

  • zväčšenie účinného povrchu koreňov pre lepšie vstrebávanie živín (najmä fosforu),
  • dlhšie funkčné korienky,
  • lepšia odolnosť voči teplu a suchu,
  • lepšie sprístupnenie pôdnych živín.

Najdôležitejšou úlohou VAM je rozklad organických látok v pôde a absorpcia a transport uvoľnených pôdnych živín do rastliny. Hubové hýfy môže byť 100-krát dlhšie ako korene rastlín a významne rozširujú absorpčnú zónu koreňového systému.

Výskum pozáplavového syndrómu

Výskum skúmal vplyv pôdnych podmienok po záplavách na pokles hýf alebo spór VAM. Z miest, ktoré boli predchádzajúci rok zaplavené a ponechané ležať ladom, boli odobraté pôdne a rastlinné vzorky. Kolonizácia koreňov rastlín hubami VAM bola v zaplavených oblastiach výrazne nižšia oproti nezaplaveným poliam. Vzorky rastlín odobraté na konci mája mali fialovú farbu a mali nízky obsah P, aj keď pôda bola považovaná za pôdu s vysokým obsahom P. Rastliny z júli nemali nedostatok P, avšak kolonizácia koreňa bola aj tak výrazne menšia v zaplavených pôdach a pôdach ponechaných ležať úhorom. Výnosy z celej rastliny a zrna zo zaplavených poli boli nižšie ako z nezaplavených polí (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Kolonizácia VAM a výnosy kukuričného zrna v roku 1994 po záplavách počas roku 1993. Údaje sú priemerom zo štyroch lokalít v štátoch Iowa a Missouri. Prevzaté z Ellis (1998).

 
Kolonizácia VAM (%)
Výnosy zrna (bu/aker x 62,77 = kg/ha)
Máj
Júl
Záplavy
17
31
179
Bez záplav
49
60
191

Ďalšia štúdijná práca realizovaná v skleníkoch ukázala, že pozáplavový syndróm a problémy na poliach ležiacim ladom majú rovnakú príčinu. V obidvoch prípadoch dochádza ku stratám VAM huby a následnému nedostatku P alebo Zn pre plodiny v nasledujúcom roku. Rekolonizácia huby VAM po zaplavení nebola spájaná s nedostupnosťou hostiteľskej rastliny, ale s dlhším obdobím podmienok nasýtenia pôdy vodou.

V štúdii zameranej na rotáciu plodín realizovanej v troch prostrediach neboli zistené žiadne trvalé negatívne účinky na kukuricu pestovanú po úhore (tabuľka 2). V prípadoch pestovania kukurice po sóji alebo po úhore boli výnosy vyššie v porovnaní s nepretržite pestovanou kukuricou. Táto štúdia dokazuje skúsenosti mnohých pestovateľov, že nechať pôdu ležať ladom nemusí vždy stlačiť nadol výnosy následných plodín. Systémy pestovania bežne ťažia výhody vyplývajúce z väčšieho množstva pôdnej vlahy dostupnej po tom, ako je pôda v predchádzajúci v lete ponechaná ležať ladom. Niektorí skúsení agronómi sa domnievajú, že poúhorový syndróm je pravdepodobnejší vtedy, keď sa pôda nechá ležať ladom vo vlhkých chladných podmienkach. Takýto postreh však nebol podložený výskumom. Zlepšenie vedomostnej základne o úlohe a funkcii mykorhíznych húb v systémoch pestovania plodín povedie k lepšiemu pochopeniu toho, kedy môže poúhorový syndróm predstavovať problém.

Tabuľka 2. Výnosy zrna kukurice pestovanej v troch systémoch s rotáciou plodín v rokoch 1983-1984 na troch miestach v štáte Minnesota.

 

Lokalita a rok
Poradie plodín
Kontinuálne kukurica
Sója/
Kukurica
Úhor/
Kukurica
Výnosy zrna (bu/aker x 62,77 = kg/ha)
Lamberton, 1983
109
142
131
Waseca, 1983
100
126
133
Waseca, 1984
131
169
154
         

Manažment pri využití mykorhízy

Výsledkom reakcie v podobe dramatického rastu dosiahnutého u rastlín pestovaných v kvetináčoch v 80. rokoch 20. storočia po naočkovaní s VAM v málo úrodných pôdach bolo množstvo činností zameraných na využitie týchto organizmov ako biohnojiva. Reakcie v praxi boli často sklamaním, najmä v poľnohospodárskych systémoch s vysokým množstvom vstupov a mnohé dospeli k záveru, že mykorhízne huby majú v poľnohospodárstve malý praktický význam. Ďalšie štúdie však potvrdili, že väčšina poľnohospodárskych rastlín je kolonizovaných mykorhíznymi hubami a že tieto môžu mať značný vplyv na produktivitu plodín. Iste, je dôležité mať vedomosť o prítomnosti mykorhíznych húb v systémoch pestovania plodín a chápať vplyv manažérskych rozhodnutí na ich fungovanie.

Pri posudzovaní úlohy mykorhíznych húb v systémoch pestovania plodín je nutné do úvahy vziať niekoľko faktorov, medzi ktoré patrí:

  • Závislosť mykorhíznych húb na hostiteľskej plodine. Hoci väčšina poľnohospodárskych plodín má mykorhízne huby, nie všetky z nich majú zo symbiózy taký istý osoh. Všeobecne platí, že rastliny s hrubšími koreňmi majú z mykorhíznych húb väčší prospech ako rastliny s jemnejšími koreňmi. Medzi plodiny, ktoré sú obzvlášť závislé od mykorhíznych húb, patria cibuľa, kukurica, jahody a stromy.
  • Obsah živín v pôde. Vzhľadom na to, že jednou z hlavných výhod VAM je lepšia absorpcia P, riadenie mykorhíznych húb bude najdôležitejšie pri obmedzenom prísune fosforu z pôdy. Pôda môže vyžadovať dodatočné množstvo P, aby vykompenzovala nižšiu mieru kolonizácie VAM v roku po záplavách či ležaní ladom.
  • Inokulačný potenciál mykorhíznych húb. Rýchlosť, akou sa mykorhízne huby reprodukujú a kolonizujú hostiteľské rastliny môže byť ovplyvnená zásahmi, ako sú hnojenie, striedanie plodín, úhorovanie a obrábanie pôdy. Narušenie pôdy napríklad obrábaním môže znížiť účinnosť mykorhíznej symbiózy a tým aj absorpcie P hostiteľskou rastlinou. Striedanie plodín môže mať vplyv na rozmanitosť a funkciu mykorhíznych húb. Thompson (1987) opisuje problémy s poľami dlhodobo ležiacimi úhorom v Austrálii, kde výskumníci zistili, že obdobie pauzy malo za následok pokles výskytu huby VAM v pôde a zníženie kolonizácie plodín na poli. K zníženiu výskytu VAM huby na poli môže viesť aj osev nehostiteľskej plodiny.

Agronomické odporúčania

Pestovatelia čeliaci potenciálnemu pozáplavovému alebo poúhorovému syndrómu by mali vziať do úvahy nasledujúce možnosti pre postupy riadenia:

  • Pokúste sa o založenie porastu medziplodiny v tých častiach polí, ktoré neboli osiate alebo zaplavené nadbytkom vody. V mnohých prípadoch to bude ťažké, pretože pretrvávajúce zrážky nemusia nechať pôdu vyschnúť dostatočne na to, aby bola možná sejba. Zatopené časti niektorých polí nie sú ani ľahko prístupné.
  • Výber druhu medziplodín bude závisieť od niekoľkých premenných. Herbicídy aplikované skôr v priebehu vegetačného obdobia budú mať za následok obmedzenia pre striedané plodiny. Prečítajte si etikety herbicídov ohľadom informácií týkajúcich sa striedania plodín. Výber medziplodiny môže byť určený dĺžkou zostávajúceho vegetačného obdobia. Pri sejbe v júli môžu cirok a sudánske trávy poskytnúť potenciál na produkciu krmovín. Nároky na dusík pri raste ciroku a sudánskych tráv sú však vysoké a dostupnosť dusíka môže byť obmedzená v prípade pôd, ktoré boli dlhodobo nasýtené. Na konci augusta budú pravdepodobne lepšou voľbou drobnosemenné druhy, ktorým sa darí v chladnom počasí, pretože cirok a sudánske trávy sú skôr prispôsobené vyšším teplotám.
  • Rast burín bude pre početnosť mykorhíznych húb prínosný, no môže zabezpečiť menej konzistentné pokrytie pôdy, vyššie riziko erózie a oproti krycím plodinám aj vyšší tlak spôsobený burinami v budúcnosti.
  • Na poliach s potenciálnym problémom poúhorového syndrómu použite na kukuricu na základe analýzy P štartovacie hnojivo. Rozstrekovanie P hnojív nebolo účinné pri prevencii poúhorového syndrómu, obzvlášť v pôdach s vysokým obsahom P pri pôdnej skúške. Vysoký obsah P v pôde stanovený skúškou poúhorový syndróm zmierni, ale ho neodstráni. Ellis (1998) odporúča používanie 66 až 80 kg fosforu štartovacieho hnojiva aplikovaného rok po zaplavení a úhore, čo pomôže vyrovnať mykorhízne straty.
  • Použitie očkovacej látky s VAM hubami ako spôsobu obnovenia mykorhíznej populácie nie bežne k dispozícii a jej aplikácia na poľné plodiny by bola príliš nákladná.
  • Poúhorovým syndrómom môže byť postihnutá aj sója, ale vedci a pestovatelia spravidla zaznamenávajú menšie spomalenie rastu ako pri kukurici.