Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Rastlinná výroba / Rastlinná výroba všeobecne

Nároky plodín na dusík

03-08-2022
prof. Ing. Ivan Michalík, DrSc. | ivmichalik@gmail.com

Pôdne zdroje dusíka

Chemické formy dusíka v pôde počas vegetácie sa významne menia. Obsah celkového dusíka v pôdach SR je v rozsahu 0,11-0,23 %, z toho na  anorganicky dusík pripadá iba okolo 1-3 % a podiel organického dusíka z celkového N predstavuje 97-99 %. Preto organické formy dusíka sú dominantným potenciálnym zdrojom prístupných foriem dusíka počas vegetácie. Organicky dusík je mobilizovaný vo forme humusu, pozberových rastlinných zvyškov a mikrobiálnej biomasy. Reálna denná produkcia anorganického dusíka dosahuje okolo 0,25 - 0,6 kg N.ha-1.

Tab. 1: Kritéria hodnotenia obsahu Nan v pôde (do hĺbky 0,3 m)

Tab. 1

Požiadavky rastlín na dusík v porovnaní s ostatnými živinami sú neporovnateľné, je to dané tým, že dusík sa využíva na tvorbu neustále tvoriacich zásobných látok, štruktúr a pletív, ktoré vyžadujú nepretržitý príjem a jeho metabolizáciu. V prvých rastových fázach relatívny obsah celkového dusíka v nadzemnej biomase vykazuje zvýšenú koncentráciu (4-7 %), ktorá postupne s nárastom biomasy sa významné znižuje(1,5-2,5 %). Rastliny pozitívne reagujú na pridaný dusík prakticky počas celého obdobia vegetácie. Hnojením dusíkom je možné najvýraznejšie ovplyvniť tvorbu úrody a zloženie bielkovinového komplexu zrna, predovšetkým zásobných tzv. lepkových bielkovín(prolamínov a glutelínov). Aplikovaný dusík ku koncu vegetácie prednostne sa využíva na syntézu zásobných lepkových bielkovín. Foliárne aplikovaný dusík vo fáze formovania klasu sa využíva  na tvorbu bielkovinového komplexu identicky ako dusík skôr prijatý. Tieto výsledky poskytujú relevantné dôkazy o oprávnenosti aplikácie dusíkatého hnojenia v rámci kvalitatívneho prihnojovania(hnojenie na kvalitu). Stimulácia úrody stupňovanými dávkami nie je lineárna. Predpokladá sa, že optimálna koncentrácia živín zodpovedá 90 %  maximálnej úrovní. Vysoké koncentrácie dusíka, ktoré prekračujú kritické hladiny čiastočne redukujú úrodu.

Deficit dusíka manifestuje poruchy latkového metabolizmu a biosyntetických procesov, čo vyvoláva vizuálne identifikovateľne symptómy nadzemnej biomasy. Predovšetkým nastáva spomalenie rastu, nedostatočné odnožovanie, zmenšuje sa  počet produktívnych odnoži, narušujú sa procesy formovania zŕn v klase, skracuje sa obdobie dozrievania, čo sa prejavuje v znížení hmotnosti zŕn (HTZ)a mení sa i kvalita úrody. Dochádza k úbytku chlorofylu a  nárastu obsahu xantofylov, karotenoidov a antokyanov, čo sa prejavuje zmenou intenzity zeleného sfarbenia vegetačnej hmoty, bledozelené sfarbenie listov sa mení na hnedožltú až oranžovo - fialovú. Medzi vhodne markéry, ktoré predikujú deficit dusíka je pokles hmotnosti nadzemnej biomasy a koncentrácie anorganických foriem dusíka a organických derivátov vo vegetačnej hmote. Osobitne dochádza ku zníženiu obsahu amidov kyseliny glutámovej a asparágovej, ale aj zníženie podielu dusičnanov transportovaných v xylémovom exudáte z koreňov do nadzemných organov. Naproti tomu pri nadbytku dusíka zvyšuje sa podiel dusičnanov v xylémovom exudáte, a vo vegetačnej hmote narastá podiel kyseliny glutámovej, asparágovej a ich amidov, eventuálne zvyšuje sa tvorba arginínu i močoviny. Nadbytok dusíka môže byť spôsobený aj narušením harmonickej výživy(nedostatok iných živín), preto rastliny produkujú relatívne viacej nadzemnej biomasy na úkor tvorby generatívnych organov, predlžuje sa vegetačne obdobie, znižuje sa tvorba polysacharidov a lipidov.

Zásady hnojenia plodín dusíkom.

Pri voľbe dávky dusíka vychádza sa z normatívu potrieb porastu, ktorá je vyjadrená odberom dusíka úrodou hlavného a vedľajšieho produktu. Dusíkatými hnojivami uhradzujeme rozdiel medzi celkovou potrebou porastu a pôdnymi zdrojmi.

 V prípade, že pestovateľ nemá k dispozícii výsledky chemických rozborov pôdy a rastlín je možne predpokladať, že počas vegetácie na úrodných pôdach s dostatkom zrážok sa vytvorí cca 40-70 kg N/ha a na menej úrodnej pôde okolo 20 kg N/ha. V. Vaněk a kol.( 2007) predpokladá, že jednotlivé predplodiny poskytujú nasledovne zdroje Nan: datelinoviny 60-80 N kg/ha (prvý rok) a v druhom  roku 20-30 kg/ha, strukoviny  v prvom roku 20-40 a v druhom roku 30-40 kg/ha. Z uvedeného dôvodu okrem pôdnych zdrojov je  potrebne zohľadňovať vplyv predplodiny na živinový status. V záujme racionalizácie výživy a hnojenia porastov prof.Ing. V.Vaněk odporúča v závislosti od obsahu Nan v pôde redukovať vypočítanú dávku dusíka (z ohľadom na export N) takto: pri obsahu Nan v pôde do 15 mg/kg - bez úpravy, pri 16-20 mg/kg znížiť dávku dusíka o 20 kg/ha, pri 21-25 mg/kg - 40 kg N, pri 26-30 mg/kg - 50 kg N a pri obsahu nad 30 mg Nan/kg odporúča sa znížiť dávku N o 60 kg/ha. Kalkulácia potreby živín vychádza z absolútneho exportu živín úrodou, ktorá by mala byť zabezpečená pôdnymi zdrojmi a hnojením. Vo všeobecnosti sa akceptuje názor, že úroda 1  t/ha zrna obilnín vyžaduje spotrebu cca 25-30 kg prijateľného dusíka. Predikcia potreby hnojenia dusíkom nie je absolútna, viaceré údaje vykazujú určitú hladinu premenlivosti. I napriek tomu predložená metodika umožňuje zvýšiť exaktnosť vo výpočte potrebnej dávky dusíka a tým sa priblížiť k reálnej potrebe porastu a racionalizovať výrobu.

 Výpočet  reálnej dávky N z ohľadom na obsah Nan v pôde podľa termínov aplikácie hnojiva(pre základne, regeneračneprodukčne hnojenie)je uvedené v priložených tabuľkách (Tab. 2-5).

Tab. 2: Predpokladaná dávka dusíka pre základne hnojenie (20% podiel celkového N, z rozpočtu 50 kg N/ha)

Tab. 2

Tab. 3: Výpočet dávky dusíka pre regeneračné hnojenie (30% podiel celkového N, z rozpočtu 75 kg N/ha)

Tab. 3

Tab. 4: Výpočet dávky dusíka pre produkčne hnojenie (50% podiel celkovej dávky N, z rozpočtu 125 kg N/ha)

Tab. 4

Okrem pôdnych rozborov obsahu anorganického dusíka pre potreby diagnostikacie stavu výživy dusíkom boli rozpracovane a aplikované viaceré metódy analýzy vegetačnej hmoty. V našich podmienkach pri pestovaní ozimín bola aplikovaná Metoda „listovej analýzy“ podľa Michalíka a Ložeka,1978, ktorá hodnotí stav dusíkatej výživy na základe výsledkov koncentrácie dusíka v sušine nadzemnej hmoty 100 rastlín. V prípade, že hodnota hmotnosti sušiny 100 rastlín v g a jej zodpovedajúca koncentrácia dusíka v % je menšia ako je uvedený limit odporúča sa aplikácia hnojenia dusíkom v jednorazovej dávke cca 45 kg N/ha(Tab.4). Naproti tomu hodnoty hmotnosti 100 rastlín v g presahujú hmotnostné limity  predikujú optimálny stav dusíkatej výživy. V tomto prípade  nie je potrebne hnojiť dusíkom.

Tab. 5: Limity stavu N - výživy  ako kritérium korekcie úrovni výživy a hnojenia počas vegetácie ozimín (upravená metóda analýzy vegetačnej hmoty podľa Michalíka a Ložeka,1989)

Tab. 5

Predmetná metóda poskytuje informáciu o aplikácii N-hnojíva počas celého obdobia vegetácie. Vypočítaná dávka dusíka pre produkčne a kvalitatívne hnojenie zodpovedá kritériám na ekologizáciu hnojenia a efektívnu racionalizáciu pestovania obilnín.

Pri voľbe spôsobov a termínov aplikácie hnojiva je potrebne rešpektovať nasledovné zásady:

  1. Aplikáciu hnojiva uskutočňovať v dobe najintenzívnejšieho rastu porastu, kedy potreby porastu na živiny sú maximálne. Tento princíp umožní výrazné skrátiť na minimum obdobie medzi aplikáciou hnojiva a jeho príjmom, čo minimalizuje straty dusíka a zvýši jeho využiteľnosť porastom.
  2. Dávku živín je potrebne voliť z ohľadom na potreby porastu na úroveň programovanej úrody(export živín úrodou), potenciálne a reálne zdroje prístupných živín v pôde, koncentráciu živín v nadzemnej biomase, kondičný stav porastu pri jeho vizuálnom hodnotení a druhu. Zohľadňovať dobu aplikácie organického hnojenia, obsah humusu, charakteristiku pôdneho sorpčného komplexu a pH pôdy i efektívnosť využitia živín porastom z pôdy a hnojiva.
  3. Minimalizovať dávku dusíka v jesennom období pri pestovaní ozimín  na úrovní cca  30-40 kg N/ha. V maximálnej miere preferovať hnojenie v rámci regeneračného a produkčného. Prednosťou delenej výživy je časové zabezpečenie prístupných zdrojov živín pre potreby porastu, tým sa znižujú straty živín, obmedzujú sa  možnosti negatívneho vplyvu na životne prostredie a zvyšuje sa efektívnosť a účinnosť aplikovaného hnojiva na tvorbe úrody. Na intenzívne obhospodarovaných pôdach každoročne mineralizácii podlieha okolo 3,5-4,0 ton organických látok. Pri voľbe dávky dusíka sa žiada zohľadňovať  vizuálne  hodnotenie kondičného stavu porastu(vývin rastlín, vyrovnanosť, počet rastlín na jednotke plochy, počet odnoži, zdravotný stav a pod.). Pestovatelia by  mali vo väčšej miere využívať výsledky diagnostikácie stavu výživy na základe rozborov pôdy a rastlín. Podiel akumulovaného dusíka v jesennom období predstavuje iba okolo 20 %, na jarne a letne obdobie pripadá cca 80 % z celkove prijatého porastom dusíka.
  4. Uplatňovať poznatky vizuálneho hodnotenia porastu a empirické skúsenosti pestovateľa získané v konkrétnych agroekologických podmienkach pestovania.
  5. Akceptovať princíp, aby jednorazová dávka dusíka neprekračovala 60 kg N/ha. Ďalej je nevyhnutne zohľadňovať využiteľnosť živín porastom z pôdy a hnojiva. Vo všeobecnosti platí zásada, že optimalizované potreby výživy vyžadujú stav harmonizácie živín komplexom makro a mikroživín, ktoré vytvárajú  multiplikačný efekt. V prípade obilnín sa odporúča pomer živín N:P:K ako 1: 0,2 : 0,3.
  6. Zohľadňovať efektívnosť využitia dusíka z pôdy a aplikovaného hnojiva porastom pestovaných plodín. Vo všeobecnosti sa predpokladá, že využiteľnosť dusíka ako z pôdy, tak i z aplikovaných hnojív je okolo 45-60 %, ktorá je závislá od teploty a vlhkosti pôdy, mikrobiologickej aktivity, doby aplikácie hnojiva, rastovej fázy porastu, chemizmu pôdy a botanického druhu pestovaných plodín.

Produkčná výkonnosť pestovaných plodín a dosahované úrody je predovšetkým funkciou obsahu mobilných a prijateľných živín v pôde. Cielenou výživou porastu prostredníctvom aplikácie hnojív pestovateľ rieši ako tvorbu úrody, jej kvalitu, tak aj udržiavanie potenciálnej pôdnej úrodnosti a produkčnej schopnosti pôd. Prostredníctvom hnojív obohacujeme úrodu o teraupeticke esenciálne latky(napríklad Se a Zn) a tým produkcia nadobúda vlastnosti funkčných potravín (nutraceutika).