C.247 (CZ) Inovace meziřádkové kultivace porostů silážní kukuřice

19. 07. 2018Ing. Tomáš Javor, DiS. a kol.

Zpracování půdy během vegetace nebo-li plečkování bylo v minulosti běžným agrotechnickým zásahem regulující zaplevelení. S vývojem rostlinné výroby má však kultivace jiné důležité cíle. Dnes se vyskytuje více než 70 % zhutněných půd, které snadno podléhají rozplavování agregátů a tvorbě slévavé málo propustné struktury. Zvláště citlivá kukuřice neprospívá v raném růstu a vývoji v půdě s povrchovým škraloupem. Řešením, jak obnovit růst kukuřice, je použití inovované technologie kultivace půdy během vegetace, která efektivně rozrušuje kompaktní povrch, vytváří účinnou protierozní funkci a umožňuje případné přihnojení porostů.

Účel kultivace dříve a dnes

Rozšíření pletí porostů kukuřice, cukrovky, brambor a zeleniny a prokypřování povrchu půdy je v prostoru široké rozteče řádků známo v primitivním technickém pojetí již od 18. století. Sofistikované stroje, zvané plečky, se objevily ve druhé polovině 19. století a plečkování bylo běžnou pěstitelskou praxí od vzejití porostů (vytvoření viditelných řádků) do zakrývání řádků plodinou. Nebylo neobvyklé vstupovat do porostu za účelem proplečkování (vyplení plevelů) 4–7×, tedy i v týdenních intervalech. Často se vyskytovaly specializované lehké strojové linky skládající se z nosičů rámu plecího ústrojí, opatřeného orgány pružných slupic s převážně šípovitými radličkami s funkcí podřezávání a vynášení plevelů na povrch půdy. S intenzifikací (zužováním) osevních sledů plodin a s doprovázenou expanzí plevelných druhů vykazovalo plečkování nedostatečný efekt pro regulaci zaplevelení. Zároveň pro rozšiřující se pěstební plochy vykazovalo plečkování neefektivní postup pro malý výkon.

S nástupem účinné a poměrně rychle proveditelné chemické regulace zaplevelení, ztrácelo plečkování od poloviny 20. století na významu. Uplatnění plečkování pro eliminaci slévavého povrchu půd nebylo prioritou pro sporadický výskyt, z důvodu setrvale dobré komplexní péče o půdu. V posledních letech tvoří sortiment premergentních a časně postemergentních herbicidů více než 200 registrovaných přípravků pro použití jen v kukuřici. Nejnovější přípravky disponují vysoce účinnými látkami, ačkoliv se postupně vyskytují rezistence některých plevelů. Účinnost plečkování v porostech kukuřice na bujně rostoucí druhy plevelů (merlíky, rdesna a ježatka) je velmi nízká. Dnes je zcela nedostačující plečkování pro regulaci zaplevelení zvláště v teplých regionech s bohatou půdní zásobou semen plevelů.

V posledních 5 letech se však každoročně navrací trend zavádění meziřádkové kultivace, s cílem řešení špatného prospívání porostů kukuřice, které se dostavuje zejména 3. až 6. týden po zasetí. V tomto období se velmi často vyskytuje kompaktní povrch půdy (vytvořený škraloup) předně na slévavých a těžkých půdách. Ten omezuje výměnu plynů mezi půdou a atmosférou a podstatně snižuje infiltraci (vsakování) atmosférických srážek. Je pozastaveno dýchání kořenů, snižuje se asimilace a rostliny upadají do stresu. Ten se projevuje zpočátku žloutnutím, poté pomalým (zakrnělým) růstem a při déletrvajícím stresu fialověním, (hyperchlorofylací) pro omezený příjem zejména fosforu (obr. 1).

Možností přímé eliminace půdního škraloupu, obnovení provzdušnění a infiltračních schopností půd a na druhé straně rychlé pomoci porostu kukuřice s obnovením pozastaveného růstu v citlivých raných fázích vývoje, je použití adekvátní meziřádkové kultivace. Cílem tohoto příspěvku je informovat pěstitele o současných trendech technologie meziřádkové kultivace, o působení na půdní vlastnosti a o uplatnění ve výnosu a kvalitě píce kukuřice.

Obr. 1: Působení půdního škraloupu vytvořeného 35. den po zasetí kukuřice na růst a vývoj porostu: symptomy žloutnutí, zakrnělého růstu s pokročilým projevem hyperchlorofylace (fialovění) listů vlivem déletrvajícího omezeného příjmu fosforu (obsah P = 0,22 % v sušině, tj. 58 % optima výživy P)

Způsob a intenzita kultivace

Současným trendem vývoje a potřebou praxe je vytvářet meziřádkovou kultivací protierozní funkci pro půdu s porostem kukuřice, která má nízkou ochrannou funkci. Náš výzkum prováděný v rámci spolupráce se zemědělským podnikem Agrodružstvo Klas Křičeň hospodařící na okrese Pardubice na těžkých půdách je směřován pro inovační vývoj variabilního prokypřování prostoru meziřádku (o šířce 50 cm) do různé hloubky, za cílené tvorby zasakovacího žlábku na středu meziřádku (obr. 2). Ten, zvláště při orientaci řádků kukuřice po vrstevnici, zajišťuje pro drsnost povrchu a významně zvýšenou pórovitost podstatně snadnější infiltraci (vsakování), a tím snižuje energii dešťových kapek při dopadu na povrch půdy, čímž brání jejímu rozplavení a odnosu.

Dosavadní poznatky o termínech provádění meziřádkové kultivace kukuřice se různí s ohledem na půdně-klimatické a povětrnostní podmínky v pěstební oblasti kukuřice. Z výsledků pokusů našeho pracoviště vyplývá volba termínu kultivace podle aktuálních potřeb podpory porostů kukuřice. Pro současnou potřebu porostů kukuřice lze termíny (T) kultivace, pro nápravu půdních vlastností a podporu vegetačního komfortu kukuřice, rozdělit takto:

• T1: časná kultivace ve 4.–5. vyvinutém listu (BBCH 14–15);
• T2: protistresová (hlavní) kultivace v 6.–7. vyvinutém listu (BBCH 16–17);
• T3: pozdní kultivace (opravná) v 8.–9. vyvinutém listu (BBCH 18–19).

Hlavním kritériem pro zajištění kultivace porostů je stav povrchu půdy (výskyt půdní škraloupu) a tendence dynamiky růstu kukuřice (žloutnutí, pomalý růst apod.). Obvykle je kultivace zaměřena na 1–2 ošetření během první třetiny vegetační doby kukuřice. Porosty nižší než 10 cm (časná kultivace) je dodatečně nutné při kultivaci chránit bočními clonami, které jsou konstrukčně řešené například jako zubovité talíře. Ty brání zahrnování malých rostlin elevovanou půdou. Horním limitem bezpečného ošetření porostů kultivací je výška 50, výjimečně 60 cm. Vyšší porosty zpravidla není možno již kultivovat pro riziko poškození (snadné zlomení stonku kukuřice) rostlin rámem kypřiče a pro riziko poškození kořenů včetně adventivních (vzdušných) kořenů, které plní zejména funkci dodatečného ukotvení rostlin.

Obr. 2: Kultivace porostu kukuřice s funkcí protierozní ochrany půdy vytvářením zasakovacího žlábku v meziřádcích pomocí nové koncepce kypřičů s nezávisle nastavitelnými pracovními orgány (lokalita Křičeň, těžká půda, 30. 5. 2017)

Koncepce meziřádkových kypřičů

Převážnou část meziřádkových kypřičů včetně směrů vývoje tvoří pasivní pracovní orgány v uskupení několika radliček do šípovitého tvaru na pružných nebo pevných slupicích. Tato koncepce umožňuje mělčí kypření s intenzivním rozrušováním a drobením půdy do hloubky 10 cm. Dále jsou rozšířené pracovní orgány centralizované do jedné radlice hrůbkovacího tvaru s možností hlubšího kypření a použitelností ve více zhutněných půdách.

Výhodné pro rozrušení povrchové slévavosti jsou nové koncepce pracovních orgánů umístěných ve vozících (sekcích) kypřiče s několika různými typy radliček na pružných slupicích. Tím jsou kombinace šípovitých radliček (širší a užší) umístěných uprostřed kypřeného meziřádku a krajních dlátek, které bezpečně prokypřují půdu v blízkosti řádků kukuřice (obr. 3). Nezbytnou pomůckou nových technologií kultivace je použití naváděcích senzorů pro nepřetržitou ochranu porostu před poškozením a pro ulehčení obsluhy.

Obr. 3: Inovovaná koncepce pracovní sekce meziřádkového kypřiče pro účinné rozrušování půdního škraloupu, složená ze středové (zadní) širší šípovité radličky s nezávislou regulací pracovní hloubky pro vytváření protierozního žlábku, navazující šípovité radličky a nejblíže k rostlinám umístěná dlátka s testovaným aplikační vedením pro injektáž kapalného hnojiva do blízkosti kořenové soustavy

Obr. 4: Rozrušení půdního škraloupu

Obr. 5: Profil zpracované půdy meziřádkovou kultivací

Vliv kultivace na půdu

Účinek kultivace na rozrušení půdního škraloupu a provzdušnění půdy je obvykle pronikavý. Z našich dosavadních výsledků vyplývá, že prováděná meziřádková kultivace do hloubky 10 cm významně zvyšovala provzdušnění zpracovávaného profilu již po 1× provedeném ošetření (graf 1). S opakovanými vstupy se provzdušnění půdy zvyšovalo v horizontech aktivního prokypření 0–5 cm a 5–10 cm již slaběji. Naopak tomu bylo v přechodovém horizontu dna zpracování na nezpracovanou půdu v hloubce 10–15 cm, kde se s opakovaným vstupem snižoval objem vzduchu v pórech. V hlubším horizontu 15–20 cm bez aktivního kultivačního zásahu se provzdušnění zvýšilo pouze po 1× provedené kultivaci a opakovaná kultivace, zvláště 3× provedená, významně snižovala provzdušnění půdy. Dostavil se zde efekt negativního utužování půdy pracovními orgány radliček, který je znám u orby, kde se často označuje jako tvorba podplužní pánve. Opakovaná meziřádková kultivace může tedy působit protichůdně k cíli opatření, tedy pro zlepšování limitujících vlastností půd.

Graf 1: Vliv kultivace meziřádku porostu kukuřice do hloubky 10 cm na vzdušný režim půdy (maximální kapilární vzdušnou kapacitu) na lokalitě Křičeň v roce 2017 (stav po 7 dnech od poslední kultivace)

Vliv kultivace na obsah dusíku v půdě a jeho příjem

Doprovodně se zpřístupněním vzduchu kultivací dojde v poměrně krátké době, při dostatku vláhy, k významné podpoře mikrobiální činnosti zajišťující mineralizaci (rozklad) organických forem dusíku v půdě. Mineralizaci zajišťují půdní mikroorganizmy (bakterie a houby) a jejich výkon pro uvolnění předně minerálního amonného dusíku (N-_NH4⁺) ovlivňuje kromě teploty, provzdušnění a vláhy dostatečný zdroj snadno rozložitelné organické hmoty. Pro dlouhou vegetaci kukuřice je běžnou praxí aplikace vyzrálého hnoje (zpravidla 30–50 t/ha) před základním zpracováním půdy. Je známo, že po plečkování kukuřice se dostaví zpřístupnění mineralizací 30–40 kg minerálního dusíku (N_min.) na 1 ha.

V provedeném pokusu v lokalitě Křičeň s těžkou půdou byl na podzim aplikován hnůj v dávce 40 t/ha, který poskytl zdroj snadno rozložitelné organické hmoty. Po kultivaci kukuřice se významně zvyšoval obsah N_min.v půdě (graf 2). První kultivace (časný termín) byla provedena dne 30. 5. ve vyvinutém 4.–5. listu (BBCH 14–15) kukuřice. Následně 7. den, kdy porosty vyvinuly 6.–7. list (BBCH 16–17), vykazovala kultivovaná půda v meziřádku o 13 kg/ha vyšší zásobu N_min. než nekultivovaná kontrola. Rovněž bylo patrné, že mladé rostliny reagovaly na provzdušnění a zpřístupnění N_min. v půdě a zvýšily příjem dusíku o 4 kg/ha oproti nekultivované kontrole. Po provedení druhé kultivace v období vyvinutého 6.–7. listu dosáhly porosty po následujících 7 dnech vývoje 8.–9. listu. Po druhé kultivaci se dostavila extrémně intenzivní mineralizace dostupných organických forem dusíku v půdě. Zpřístupněno bylo pro porost kukuřice opakovanou kultivací 68 kg N_min.na 1 ha. Zároveň příjem dusíku nadzemní biomasou kukuřice se po kultivaci provedené 2× zvýšil o 8 kg N/ha oproti kontrole. Výkon mikrobiální mineralizace byl v tuto dobu významně vyšší než příjmová a asimilační schopnost rostlin, ačkoliv převládaly příznivé povětrnostní podmínky. Následovalo provedení třetí kultivace (pozdní termín) v 8.–9. listu kukuřice, které se projevilo za 20 dní v období vytvořeného 2.–4. kolénka (BBCH 32–34) zpřístupněním 87 kg N_min. na 1 ha. V tomto období intenzivního růstu nadzemní biomasy však nastal pokles příjmové schopnosti rostlin na vícekrát kultivované půdě oproti nekultivované kontrole. Zřejmě kultivací vytvořená velmi dobrá zásoba N_min. (obsah 50 mg/kg zeminy) způsobila dočasnou toxicitu nebo neatraktivnost pro část kořenů umístěných v povrchovém profilu kultivované půdy. Určitý vliv na nižší příjem dusíku rostlinami po pozdní a v pořadí 3. kultivaci mělo také vyšší vysychání povrchu kultivované půdy.

Graf 2: Vliv termínu a intenzity kultivace porostů kukuřice na obsah minerálního dusíku (N_min.) v půdě a na příjem dusíku (N) nadzemní biomasou na lokalitě Křičeň v roce 2017

Vliv kultivace a přihnojení dusíkem na výnos píce

Je známo, že kultivace porostu kukuřice zvyšuje vegetační komfort, prodlužuje asimilaci (dostavuje se 4–7denní „green efekt“), působí příznivě na nutriční (zvyšuje obsah škrobu, snižuje podíl vlákniny) a minerální složení píce, ale výsledky výnosů z řady studií se různí. Z našich pokusů také vyplývá, že kultivace zvyšuje ozrnění palic, počet palic na rostlině a velikost zrn, a tím zvyšuje výnos zrna.

Významným faktorem uplatňující se ve zvýšení výnosu kultivací je dostatečná hloubka zpracování půdy včetně středu meziřádku a na druhé straně nepoškození rostlin včetně kořenů. Jistotu zvýšení výnosu zároveň podporuje přísun srážek bezprostředně po kultivaci, kdy je maximálně obnovena infiltrační schopnost a zvýšena retenční kapacita půd pro vodu a vzduch. Pokud převládá po kultivaci přísušek, převládá naopak evaporace (ztráta) vláhy a na rostliny působí stres snižující benefit kultivace.

V provedeném pokusu v lokalitě Křičeň s těžkou půdou se dostavily srážky po kultivaci v prvním (28 mm během 7 dní) i druhém (6 mm během 7 dní) termínu. Ty se společně s provzdušněním a zpřístupněním dusíku podílely na významném zvýšení výnosu po provedené kultivaci. Na druhé straně bylo zjištěno, že přihnojení porostů dusíkem při kultivaci se neuplatnilo příznivě ve výnosu píce (tab. 1).

Kontrolní nekultivovaný porost kukuřice, bez rozrušení slévavého povrchu těžké půdy, poskytl výnos sušiny píce 17,9 t/ha (48,4 t/ha v zelené hmotě) při vyšším obsahu sušiny (37 %), která je hraniční pro konzervaci. Porost zároveň vykazoval nejnižší nasazení ozrněných palic na rostlině a nejnižší hmotnost (velikost) zrna. Po ošetření porostu kukuřice 1× inovovanou kultivací se zvýšil výnos píce o 27 % při žádoucím nižším obsahu sušiny (35,5 %), vyšším výnosu škrobu a vyšší hmotnosti tisíce zrn (HTZ) oproti kontrole. Po 2× provedené kultivaci byl výnos píce zvýšen o 9 % při nižším (optimálním) obsahu sušiny (33,1 %), vyšším výnosu škrobu a hmotnosti zrn oproti nekultivované kontrole. Inovovaná 3× provedená kultivace během vegetace však způsobila depresi v růstu a na závěr ve výnosu píce, který se snížil o 10 %, zejména vlivem poklesu délky rostlin (v průměru o 15 cm) oproti kontrole. Kultivace však zvyšovala asimilaci a příjem živin rostlinami, které vykazovaly optimální obsah sušiny (33,2 %). Zároveň po 3x kultivaci bylo ve sklizni u některých rostlin patrné poškození (regenerace) pozdním termínem kultivace.

Ve stejných termínech byly variantně zkoušeny inovativní postupy přihnojení kukuřice dusíkem při kultivaci. Bylo provedeno přihnojení porostů ve hnojivu DAM 390 (390 g N/l) injektáží do blízkosti kořenové soustavy za krajními dlátkovými radličkami. Po 1× kultivaci s aplikační dávkou 80 kg N/ha byl zjištěn pokles výnosu píce o 7 % a po 2× provedené kultivaci s dávkou 2× 50 kg N/ha poklesl výnos o 9 % oproti nekultivované a nepřihnojené kontrole. Aplikace dusíku při kultivaci se příznivě projevila pouze při variantě zajištění majoritní výživy rostlin dusíkem z postupného 3× přihnojení (základně aplikováno jen 10 kg N/ha) v dávkách 40, 60 a 90 kg N/ha při kultivaci s odstupem 7 dní. Zajištění výživy dusíkem injektážním přihnojením kultivací (do hloubky 10 cm) zvýšilo výnos píce o 2 % oproti nekultivované kontrole hnojené dusíkem před setím. Je patrné, že přihnojení kukuřice dusíkem při kultivaci nemusí automaticky přinášet na organicky hnojených nebo úrodných mikrobiálně činných půdách očekávané pozitivní uplatnění ve tvorbě pícního výnosu.

Tab. 1: Výnos píce, škrobu a struktura sklizně kukuřice po různé intenzitě inovativní meziřádkové kultivace a různé intenzitě injektážního přihnojení dusíkem do blízkosti kořenové zóny na lokalitě Křičeň v roce 2017 (odrůda RGT Conexxion)

Závěr a doporučení

Pro často vyskytující se poruchy v růstu a vývoji kukuřice v první třetině vegetace, způsobené nevhodným fyzikálním stavem půdy, je nezbytné zařazení meziřádkové kultivace do běžné agrotechniky plodiny.

Oproti v minulosti konstruovaným kypřičům pro plečkování je současným cílem pěstitelů uplatnění kultivace pro intenzivní rozrušování kompaktního povrchu půdy. Vývoj nové technologie a metodiky meziřádkové kultivace, s použitím inovovaných kypřičů, zefektivní intenzivní rozrušování a prokypřování těžkých, slévavých nebo technogenně zhutněných půd, pro obnovení vzdušného, vláhového a živinného režimu pro náročnou plodinu kukuřici. Současným i prohlubujícím se budoucím trendem technologie kultivace je nezbytné řešení protierozní funkce, například vytvářením zasakovacího žlábku ve středu meziřádků porostu.

Doporučujeme pěstitelům kukuřice na základně našich víceletých pokusů provádět kultivaci nejvhodněji v období vyvinutého 6.–7. listu (při asi 30–40 cm výšce porostu), kdy se dostavuje nejvyšší efekt obnovení provzdušnění a infiltračních schopností, doprovázené mobilizací N_min. v půdě těsně před obdobím hlavní metabolické potřeby. Dřívější termín snižuje účinek zlepšení půdních vlastností pro využití plodinou a pozdější kultivace velmi zvyšuje riziko poškození rostlin včetně kořenů.

Přihnojení porostů kukuřice dusíkem při kultivaci doporučujeme výjimečně. Uplatnění najde v dělených systémech aplikace dusíku (50–70 % dávky před setím a 50–30 % dávky během vegetace) a na organicky nehnojených půdách, avšak v kapalném hnojivu v jednorázové dávce do 40 kg N/ha.

Příspěvek vznikl za podpory Programu rozvoje venkova, operace 16.2.1 Podpora vývoje nových produktů, postupů a technologií v zemědělské prvovýrobě, při řešení projektu Spolupráce „Inovace v rostlinné výrobě“ č. 16/002/16210/453/000023.

Použitá literatura je k dispozici u autorů příspěvku.

Ing. Tomáš Javor, DiS., Ing. Lukáš Staněk, Ph.D., Ing. Lenka Beranová, DiS.,
Ing. Jiří Dostál, CSc.; AGROEKO Žamberk spol. s r.o.
foto: T. Javor