C.3 (CZ) Zonální aplikace hnojiv při setí ozimé řepky

Toto hnojení má, na rozdíl od tzv. aplikace pod patu, zajistit výživu rostlin v pozdějších fázích růstu. Dalším důvodem je pomocí atraktivních hnojiv cíleně působit na rozvoj kořenové soustavy ve spodních částech orničního profilu, a tím přispět k eliminaci stresových faktorů, jako je především nedostatek vody. Primárně se principy zonální aplikace hnojiv ve větší míře uplatnily u technologií pásového zpracování půdy (strip tillage). Historicky však tyto systémy nepředstavují žádnou novinku, protože se ověřovaly již dříve, kdy limitujícím faktorem jejich uplatnění byly většinou omezené technické možnosti strojů a silové limity  tažných prostředků. S ověřováním a uplatňováním této technologie v Evropě se rovněž začaly hledat možnosti použití zonální aplikace hnojiv i v systémech celoplošného zpracování půdy. Zde se technické koncepce diferencovaly na dva základní směry.

Technické řešení zonální aplikace hnojiv

Jedním z nich byl vznik secích strojů intenzivněji zpracovávajících půdu v místě výsevu plodiny se současným ukládáním hnojiva spíše do středních vrstev ornice. Zejména se zde jedná o stroje pro výsev ozimé řepky, či obilnin, do širších řádků.

Druhý směr byl odstartován rozvojem kypřičů s parabolickými slupicemi, které umožňují bezproblémové ukládání hnojiv do spodních částí ornice, a to i do hloubky pod 0,25 m při základním zpracování půdy. Na zonální hnojení je zde poté nahlíženo ze dvou pohledů. Je-li při setí použito navigace a osivo je následně ukládáno do trajektorie radlice osazené aplikátorem hnojiv, jedná se o typické zonální hnojení. Druhý pohled vychází z předpokladu, že kořenový systém rostliny si během svého vývoje dané depo hnojiva najde, přestože není uloženo přímo pod rostlinou. Zde je nutné ovšem neopomenout skutečnost, že rozvoj kořenového systému je značně ovlivněn půdními podmínkami, jako je objemová hmotnost půdy, penetrační odpor, prostorové uspořádání půdní hmoty apod. Obecně se předpokládá, že právě intenzivnější zpracování půdy v místě ukládání hnojiv je primárním faktorem ovlivňujícím vývoj, ale zejména směr pronikání kořenů do půdy. Tyto předpoklady však mají svá omezení zejména v suchých oblastech.

Problematika zonální aplikace minerálních hnojiv při setí je dlouhodoběji ověřována především u ozimé řepky. Jedná se zde o tzv. technologie modifikovaného strip tillage. Z hlediska vlivu modifikovaného strip tillage na zpracování půdního profilu se setkáváme se systémy intenzivně kypřícími půdu a vytvářejícími širší nakypřené pásy a s technologiemi redukujícími zpracování půdy v meziřádku, které zajišťujícími tvorbu užších pásů s minimálním vlivem na nakypření prostoru mezi řádky. Na lehkých půdách je lze využít i pro založení porostů bez předchozího zpracování půdy. Na středních, především však na těžkých půdách, je před založením porostů těmito systémy nutné provést celoplošné kypření. Z hlediska homogenizace půdních podmínek ve vztahu k optimálnímu vývoji porostů a zonálního hnojení pro jsou uplatňovány i na plochách zpracovaných orbou.

Efekt zonální aplikace hnojiv

Zásadní otázkou je stanovení samotného vlivu zonální aplikace na vývoj rostlin a výnosové parametry porostů. Z dosavadních zkušeností se dávka hnojiv pohybuje obecně kolem 100 kg hnojiva na ha. Jedním z důvodů je optimalizace výkonnosti secích strojů z hlediska potřeby plnění zásobníku hnojiva a dalším faktorem může být i riziko negativního vlivu hnojiva na vývoj rostlin, např. riziko toxicity. Druhým problémem nastávajícím zejména u tzv. atraktivních živin je případné negativní ovlivnění rozvoje kořenového systému v důsledku jeho intenzivnějšího větvení v místě uložení a s tím spojené následné omezení jeho rozvoje do spodních vrstev půdy.

Z hlediska dávky, druhu a hloubky uložení hnojiv do depa by hnojení mělo přispět k podpoře vývoje rostlin ozimé řepky do nástupu zimního období, a tím ke zvýšení schopnosti jejich přezimování. Do nástupu zimy kořenový systém řepky již plně zasahuje do depa uloženého hnojiva (obr. 1), a to i při ukládání hnojiva do hloubek nad 0,25 m. Při časném zamrznutí půdy a omezení vývoje porostů při chladném počasí lze, především u vícesložkových hnojiv, počítat i s jarním působením a rychlejší regenerací porostů. Následně lze očekávat pozitivní vliv na vývoj rostlin v zimním období při jeho teplém průběhu. Přímé stanovení vlivu těchto aplikací na výnos semen je velmi diskutabilní. Následný vývoj porostů je totiž ovlivněn strukturou porostů (počet rostlin na jednotku plochy, rovnoměrnost rozložení rostlin), kompenzačním potenciálem rostlin apod.

Obr. 1: Prokořenění kořenů ozimé řepky do depa uložení NPK hnojiva (23. 9. 2015), výsev rostlin 27. 8. 2015

Polní experimenty

V rámci spolupráce České zemědělské univerzity v Praze a firmou Farmet a.s. byl v hospodářském roce 2015/16 ověřován vliv zonální aplikace minerálních hnojiv a jejich dávek na vývoj porostů ozimé řepky. Přesné polní experimenty probíhaly na pokusné lokalitě Budihostice (střední Čechy). Z hlediska půdní klasifikace se na pokusných pozemcích jednalo o kambizem. Dle hodnocení vláhové bilance je lokalita řazena mezi oblasti, kde průměrná hodnota roční sumy potenciální evapotranspirace převyšuje průměrnou sumu ročních srážek (zdroj ČHMÚ), lokalita leží v 233 m n. m. Cílem pokusů bylo stanovit vliv rozdílných dávek a typů hnojiv na biometrické parametry rostlin ozimé řepky v jarním období, včetně vlivu zonální aplikace na parametry rostlin ve vztahu k rozdílnému počtu rostlin na jednotku plochy, při rozdílných systémech zpracování půdy.

Porosty ozimé řepky byly založeny po ozimé pšenici. Pro založení porostů ozimé řepky bylo využito secího stroje firmy Farmet - Falcon Strip o záběru 6 m (obr. 2) s roztečí řádků 0,25 m. Pracovní hloubka kypřících dlát určených pro aplikaci hnojiva v místě budoucího výsevu řepky činila ± 0,18 m. V rámci pokusů byla použita dvě hnojiva: UREAstabil^® a NPK (11-7-7). Výsev ozimé řepky byl proveden 27. 8. 2015 (odrůda Marathon). Vliv zonální aplikace hnojiva ve vztahu k počtu rostlin na jednotku plochy byl hodnocen na lochách s aplikací hnojiva UREAstabil^® v dávce 100 kg hnojiva na 1 ha. Výsevné množství činilo 10, 20, 30 a 40 semen na 1 m². Kontrolní variantou byla plocha s výsevem 40 semen na 1 m²bez aplikace hnojiva. Tyto porosty byly založeny po provedení orby (hloubka orby činila 0,2 m). Ochrana proti škodlivým činitelům byla na všech variantách shodná. V rámci výživy porostů byly na pokusných plochách provedeny následné pracovní operace odpovídající standardním postupům zemědělského subjektu, kde byly pokusy prováděny. Před setím byla provedena aplikace hnojiva Eurofertil Plus NP 35 (150 kg/ha a po setí aplikace Plantaktiv (1,0 l/ha). Regenerační hnojení proběhlo 18. 2. 2016 (LAV 27, 200 kg/ha). Následně byl aplikován Sulfan (300 kg/ha). V březnu a dubnu byl aplikován DAM (100 l/ha) v kombinaci s přípravkem StabilureN^® (0,2 l/ha).

Vliv dávek a druhu hnojiva byl sledován na oraných plochách (hloubka orby 0,2 m) a na plochách zpracovaných talířovým kypřičem (hloubka kypření činila 0,12 m). Výsevné množství na těchto plochách bylo 40 semen na 1 m². Dávky hnojiv dokumentuje dále tabulka 4.

Po založení porostů byl 16. 9. 2015 stanoven skutečný počet rostlin na jednotku plochy a vzdálenost rostlin v řádku. Dne 20. 10. 2015 byla provedena sledování průměru kořenového krčku a průměrné hmotnosti rostliny, sledován byl i počet listů na rostlině. Počet rostlin na jednotku plochy po přezimování byl hodnocen 20. 3. 2016. Při sklizni 25. 7 .2016 byl hodnocen výnos rostlin a průměrný počet rostlin na jednotku plochy. Pokusné varianty byly sklízeny konvenční sklízecí mlátičkou o záběru 6 m. Sklizňová plocha činila 270 m² a sklizena byla celá pokusná varianta.

Obr. 2: Ukládání hnojiva a hlubší prokypření půdy v místě budoucího vývoje kořenového systému zajišťují kypřící radlice s aplikátorem hnojiv

Výsledky a hodnocení

Na plochá hodnotících vliv rozdílného výsevku v kombinaci s aplikací UREAstabil^® se na vzcházivosti porostů projevil suchý průběh podzimu 2015 (tab. 1). Nižší hodnoty vzcházivosti vůči vysetému množství semen byly stanoveny na plochách s nejvyšším výsevkem (pouze 51–52 %). Na plochách s výsevkem 10 a 20 semen na 1 m² dosahovala vzcházivost téměř 80 %. Důvodem nižší vzcházivosti u vyššího výsevku mohla být pravděpodobně i vzájemná konkurence rostlin v řádku při klíčení a následném vzcházení. Průměrné reálné vzdálenosti mezi rostlinami (tab. 1) sice odpovídají teoretické vzdálenosti při daném počtu rostlin, ale variační koeficienty pro vzdálenost mezi rostlinami jednoznačně poukazují na značnou variabilitu rozložení.

Tab. 1: Skutečný počet rostlin na jednotku plochy, průměrná vzdálenost mezi rostlinamia variační koeficienty pro vzdálenost mezi rostlinami stanovené 16. 9. 2015 na plochách s rozdílným výsevkem a s aplikací UREAstabil^® při výsevu do zóny kořenů (Rozdílné indexy mezi průměry dokumentují v tabulkách statisticky průkaznou diferenci na hladině významnosti α = 0,05, ANOVA, Tukey)

Tabulka 2 udává hodnoty průměru kořenového krčku rostlin a průměrné suché hmotnosti nadzemní biomasy rostliny. Na všech variantách s hnojením byl stanoven větší průměr kořenového krčku a vyšší průměrná suchá hmotnost nadzemní biomasy ve srovnání s nehnojenou kontrolou, ale rozdíly mezi průměry nebyly statisticky průkazné. Důvodem neprokázání statisticky průkazných rozdílů je opět značná variabilita mezi hodnotami v rámci varianty (variační koeficienty). Na základě hodnocení variability znaků byla pozorována pozitivní závislost mezi variabilitou rozmístění rostlin v řádku a variabilitou průměru kořenového krčku. To poukazuje na již dříve námi publikované výsledky o vlivu variability rozmístění rostlin na vývoj rostlin.

Tab. 2: Průměr kořenového krčku, variační koeficient pro hodnoty kořenového krčku, průměrná suchá hmotnost rostliny a variační koeficient pro hodnoty suché nadzemní hmotnosti rostliny stanovené 20. 10. 2015 na plochách s rozdílným výsevkem a s aplikací UREAstabil^® při výsevu do zóny kořenů

Graf 1 dokládá závislost mezi průměrem kořenového krčku a nadzemní suchou hmotností rostliny. Mezi těmito parametry byla prokázána pozitivní korelace. Na základě algoritmů dokumentujících výše uvedenou závislost byly vypočteny modelové průběhy této závislosti, jejichž spodní a horní mez je ohraničena reálným rozsahem průměrů kořenových krčků na pokusných variantách. Z grafu 1 je patrné, že na všech variantách s aplikací hnojiva do depa se nacházely rostliny s větším průměrem kořenového krčku a rovněž i s vyšší produkcí nadzemní biomasy.

Graf 1: Závislost mezi průměrem kořenového krčku (mm) a hmotností suché nadzemní biomasy rostlin ozimé řepky (g) při rozdílných počtech rostlin na jednotku plochy a ve vztahu k hnojení dusíkem do zóny kořenů při setí (počet rostlin udává teoretický výsevek; hodnota konfidenčního intervalu pro stanovené modely činí 95 %; interval průměru krčku je omezen reálným rozsahem průměrů kořenových krčků na pokusných variantách)

Tabulka 3 dokumentuje počty rostlin na pokusných plochách v březnu 2016 a průměrný hektarový výnos semene při sklizni. V zimním období nedošlo k zásadnímu poklesu počtu rostlin vůči podzimnímu stavu. Rozdíly mezi průměrnými počty rostlin byly statisticky průkazné.

Nejvyšší výnos byl stanoven na plochách s teoretickým výsevkem 30 semen na 1 m²a s aplikací hnojiva, zde výnos semen byl ve srovnání s kontrolou o 9 % vyšší (tab. 3). Vyšší výnos oproti nehnojené kontrole byl stanoven i na plochách s teoretickým výsevkem 20 a 40 semen na 1 m², v rozmezí o 5 až 6 %. Naopak na plochách s výsevkem 10 semen na 1 m² byl výnos semene o 10 % nižší vůči kontrole. Zde se na výnosu projevil pravděpodobně nejen počet rostlin na jednotku plochy (6 rostlin na 1 m²), ale i výrazná variabilita mezi rostlinami.

Tab. 3: Počet rostlin na jednotku plochy stanovený 20. 3. 2016 a průměrný výnos semen při sklizni 25. 7. 2016 (při 100 % sušině a 100 % čistotě) na plochách s rozdílným výsevkem a s aplikací UREAstabil^® při výsevu do zóny kořenů

Zajímavé jsou výsledky vlivu zonální aplikace na vývoj porostů v závislosti na zpracování půdy a dávce hnojiva. Tabulka 4 dokládá skutečný počet rostlin na jednotku plochy u hodnocených variant po vzejití porostů 16. 9. 2015. Mezi počty rostlin na jednotku plochy nebyly stanoveny statisticky průkazné rozdíly, počet rostlin se pohyboval v rozmezí 21 až 24 rostlin na 1 m². To poukazuje na skutečnost, že základní zpracování půdy ani výše dávky či druh hnojiva vzcházivost rostlin na počátku vegetace neovlivnil. Průkazné nebyly ani rozdíly ve vzdálenosti mezi rostlinami a obdobné hodnoty pro jednotlivé varianty vykazovaly i výše variačních koeficientů. Při hodnocení biometrických parametrů rostlin 20. 10. 2015 byl však již prokázán vliv zpracování půdy na průměr kořenového krčku na plochách s mělkým kypřením vůči orbě (tab. 5). Nejnižší průměrné hodnoty byly stanoveny na kontrolních variantách (orba i mělké kypření). Obecně se hodnoty průměru kořenového hrčku vyznačovaly nižší variabilitou. U nadzemní biomasy byly opět nejnižší hodnoty stanoveny na kontrolách, ale rozdíly mezi průměrnými hodnotami nebyly statisticky průkazné.

Tab. 4: Skutečný počet rostlin na jednotku plochy, průměrná vzdálenost mezi rostlinami a variační koeficienty pro vzdálenost mezi rostlinami stanovené 16. 9. 2015 v závislosti na dávce a druhu hnojiva aplikovaného do zóny kořenů při setí na plochách s orbou a mělkým kypřením

Tab. 5: Průměr kořenového krčku, variační koeficient pro hodnoty kořenového krčku, průměrná suchá hmotnost rostliny a variační koeficient pro hodnoty suché nadzemní hmotnosti rostliny stanovené 20. 10. 2015 v závislosti na dávce a druhu hnojiva aplikovaného do zóny kořenů při setí na plochách s orbou a mělkým kypřením

Důvodem dosažení vyšších hodnot kořenového krčku na plochách s mělkým kypřením mohla být vyšší vlhkost půdy ve vrstvě 0–0,2 m, kterou jsme zde stanovili 23. 10. 2015. Na plochách s mělkým kypřením činila průměrná hodnota objemové vlhkosti půdy 32 % (průměr měřených hodnot řádku i meziřádku), na orbě poté 28 %. Ve vrstvách půdy 0,1 až 0,2 m, tedy v místě uložení hnojiva, byla v důsledku nezpracování půdy na mělkém kypření hodnota objemové vlhkosti samozřejmě vyšší. Na mělkém kypření byly statisticky průkazně vyšší hodnoty objemové vlhkosti půdy stanoveny v meziřádku (36 %) vůči řádku s vysévanou plodinou (30 %). U orby tomu bylo naopak, v neutužené půdě v meziřádku činila hodnota vlhkosti 27 %. V řádku, kde došlo k částečnému utužení půdy při průchodu kypřící a přihnojovací radličky a pojezdem pneumatikového pěchu, poté 30 %. Dalším faktorem mohlo být i rozložení hnojiva v rýze po přihnojovací radličce. Na plochách s mělkým kypřením vykazovaly radlice výraznější rýhu a pevnějšími stěnami, která omezila větší rozptyl hnojiva do stran. Vyšší vlhkost půdy na podzim pravděpodobně podpořila uvolňování živin z NPK hnojiva.

Graf 2 zobrazuje, obdobně jako graf 1, závislost mezi průměrem kořenového krčku a hmotností nadzemní biomasy. Pro varianty na oraných plochách je typický vyrovnanější trend této závislosti. Z hnojených variant vykazuje omezení vývoje varianta s hnojivem UREAstabil^® 140 kg/ha Dále lze na orbě pozorovat strmější nárůst závislosti, což znamená, že rostliny vytvářely intenzivněji nadzemní biomasu i při nižším průměru kořenového krčku. Na mělkém kypření rostliny výrazněji investovaly do tvorby síly kořene, ale produkce nadzemní biomasy byla pozvolnější. Určitou odlišnost průběhu na mělkém kypření vykazují plochy s dávkou UREAstabil^® 80 a 140 kg/ha. Nižší dávka dusíku mohla vést ke snížení dostupnosti N pro rostliny, protože na pozemku byla ponechána sláma. U vyšších dávek UREAstabil^® lze (spíše se jedná o hypotézu) na mělkém kypření kalkulovat s možným negativním působením hnojiva koncentrovaným do nakypřené rýhy, podobně jako u orané varianty.

Graf 2: Závislost mezi průměrem kořenového krčku a hmotností suché nadzemní biomasy rostlin ozimé řepky v závislosti na dávce a druhu hnojiva aplikovaného do zóny kořenů při setí na plochách s orbou a mělkým kypřením (teoretický výsevek činil 40 rostlin na m²; interval průměru krčku je omezen reálným rozsahem průměrů kořenových krčků na pokusných variantách)

Na pozitivní vliv aplikace hnojiv do zóny kořenů při setí poukazují obrázky dokumentující stav kořenového systému na jaře (obr. 3 z 16. 3. 2016). Především na mělkém kypření vykazují hnojené varianty mohutnější kořenový systém ve srovnání s nehnojenou kontrolou. Do hodnocení je zde zahrnuta varianta s dávkou NPK 140 kg/ha a pro představu jsou zdokumentovány i rostliny rostoucí na pozemku s pokusnými variantami, které byly založeny do orby konvenčním secím strojem s roztečí řádků 0,125 m.

Obr. 3: Stav kořenového systému ozim řepy na pokusných variantách na jaře 2016; do hodnocení byly zahrnuty rostliny nacházející se na plochách s aplikací UREAstabil® a NPK při teoretickém výsevku 40 semen na 1 m²; plochy s dávkou NPK 140 kg na 1 ha nebyly do konečného hodnocení zařazeny z důvodu poškození porostů přejezdy postřikovače

Průběh povětrnostních podmínek během zimy zásadním způsobem počet rostlin na jednotku plochy neovlivnil (tab. 6).

Tab. 6: Počet rostlin na jednotku plochy stanovený 20. 3. 2016 a průměrný výnos semen (při 100% sušině a 100% čistotě, 25. 7. 2016) v závislosti na dávce a druhu hnojiva aplikovaného do zóny kořenů při setí na plochách s orbou a mělkým kypřením

Sledování výnosu ukázalo, že na orbě všechny hnojené varianty vykázaly vyšší výnos než kontrolní nehnojená varianta na orbě. Na mělkém kypření byl ve srovnání s nehnojenou kontrolou na orbě stanoven vyšší výnos jen na plochách s aplikací NPK. Dávka UREAstabil^® ve výši 80 a 100 kg/ha přispěla k dosažení téměř shodného výnosu se zvolenou kontrolou. Nejnižší výnos byl opěr ve srovnání s oranou kontrolou stanoven na plochách s dávkou UREAstabil^® 140 kg/ha. Nejnižší výnos byl na nehnojené variantě na mělkém kypření. U variant zakládaných do mělkého kypření je nutné samozřejmě počítat s negativním vlivem slámy, případně zbytků kořenového systému, koncentrované v horní vrstvě půdy. Opomenout nelze ani výraznější vývoj výdrolu obilní předplodiny a jeho konkurenci vůči rostlinám řepky. Z hlediska celkového srovnání výnosů je u variant zakládaných do mělkého kypření nutné počítat s úsporou nákladů za vynechání orby a jejího urovnání při předseťové přípravě.

Závěr

Provedené experimenty prokázaly pozitivní vliv zonální aplikace hnojiv při setí na vývoj rostlin ozimé řepky v podzimním období.

Z hlediska technologie by však bylo vhodné využít přesné setí řepky, které by eliminovalo prostorovou variabilitu mezi rostlinami a následně i výnosový potenciál. Jednou z otázek je i samotná kvalita rozložení hnojiva v půdě. Na základě obecných zkušeností je využití klasického válečkového dávkovacího ústrojí spojeno s tzv. hrstkováním. K tomu, na základě našich pokusů dochází i při dávkování hnojiva a tato nerovnoměrnost se projevuje na kvalitě jeho rozmístění v půdě. Tato skutečnost může ovlivnit vývoj porostů zejména při vyšších dávkách hnojiva.

Zonální aplikaci lze vnímat jako agrotechnické opatření zlepšující vývoj porostů v podzimním období a zvyšující schopnost přezimování rostlin. Za určitých podmínek, jak již bylo uvedeno výše, podporující rychlejší regeneraci v časném jaře. Z hlediska konečného výnosu však i při těchto technologiích hraje následná výživa rostlin po zimě.

Práce vznikla v rámci projektu TA04011370. Autoři děkují firmě Farmet, a.s. za poskytnutí strojů a technického servisu. Dále děkují Zemědělské farmě Bílek Budihostice, s.r.o. za poskytnutí pokusných ploch a agrotechnického servisu.

foto: V. Brant

Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D., Ing. Petr Zábranský, Ph.D., Ing. Michaela Škeříková, Doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze

zdroj : agromanual.cz