Úvod / Informácie / Pôda

Rastlinné zvyšky poľnohospodárskych plodín po zbere úrody – zdroj organickej hmoty a živín

26-05-2017
Ing. Stanislav Torma, PhD. 1; prof. Ing. Jozef Vilček, PhD. 1,2 | s.torma@vupop.sk
1 Národné poľnohospodárske a potravinárske centrum, Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy, pracovisko Prešov; 2 Fakulta humanitných a prírodných vied, Prešovská univerzita v Prešove
(zdroj: Moderná mechanizácia v poľnohospodárstve č. 3/2017, str. 22-23)

Moderná poľnohospodárska prax vo svojej podstate zahŕňa aj návrat rastlinných zvyškov do pôdy. Okrem dodania uhlíka do pôdy, čo je dôležité pre obnovu organickej hmoty v nej, rozkladajúce sa rastlinné zvyšky sú súčasne zdrojom živín, najmä dusíka, fosforu, draslíka, vápnika a horčíka. Navyše, dusík obsiahnutý v rastlinných zvyškoch je oveľa menej vyplavovaný v porovnaní s dusíkom z aplikovaných minerálnych hnojív, čo možno považovať za benefit pri ochrane podzemných vôd. Zostávajúce rastlinné zvyšky na povrchu pôdy limitujú straty vody z pôdy evapotranspiráciou, ako aj chránia povrch pôdy pred veternou a vodnou eróziou.

Pozberové a koreňové zvyšky poľných plodín sú podľa doterajších poznatkov výskumu významným článkom biologického kolobehu látok v systéme „pôda - rastlina“. Bezprostredne po ich zaoraní do pôdy dochádza k vzájomným reakciám organických látok a živín prítomných v týchto zvyškoch s minerálnymi aj organickými komponentami pôdy. Tieto procesy poskytujú priaznivé bioekologické prostredie, od ktorého v značnej miere závisí rast a vývoj následne pestovaných rastlín. Je známe, že výška úrod následnej plodiny v osevnom postupe je významne ovplyvňovaná najmä prítomnosťou živín v pôde, pochádzajúcich zo zvyškov predplodiny. Množstvo týchto živín, ale aj organického uhlíka, je veľmi heterogénne, pretože je určované hlavne biologickými zvláštnosťami jednotlivých rastlinných druhov.

Poznanie potenciálu rastlinných zvyškov a jeho akceptácia v rastlinnej výrobe v rámci osevného postupu sú vysoko aktuálne najmä pri súčasných požiadavkách biologizácie rastlinnej výroby, ktorej cieľom je dopestovanie kvalitných a zdravotne bezchybných rastlinných produktov. Naše dlhoročné experimentálne výsledky ukázali, že  množstvo rastlinných zvyškov každej plodiny výrazne kolíše aj v závislosti od výšky úrod hlavného produktu.

Množstvo pozberových (nadzemných) a koreňových (podzemných) zvyškov najrozšírenejších poľných plodín bolo sledované počas jedenástich rokov na siedmich odlišných pôdno-klimatických stanovištiach v rámci Slovenska tak v podmienkach maloparcelových poľných pokusov, ako aj vo veľkovýrobných podmienkach. Pokusné lokality boli situované vo všetkých klimatických regiónoch Slovenska s nadmorskou výškou medzi 106 a 468 m n.m. Sledovaných bolo 26 najbežnejšie pestovaných plodín na Slovensku. Niektoré plodiny (najmä obilniny, kukurica na zrno, ale aj olejniny) boli pri vyhodnocovaní diferencované podľa toho, či sa po ich zbere zaoráva do pôdy iba strnisko alebo aj celá úroda vedľajšieho produktu (slama, kôrovie).

Z experimentálnych údajov, uvedených v tabuľke 1, vyplýva, že priemerná hmotnosť rastlinných zvyškov sledovaných plodín (prepočítaná na 100 %-nú sušinu) sa pohybuje v rozpätí od 1,11 t.ha-1 (rastlinné zvyšky zemiakov) do 14,32 t.ha-1 (rastlinné zvyšky kapusty repkovej pravej jarnej v prípade, že sa po zbere úrody zaorie do pôdy aj jej slama). O viac ako 10,0 t.ha-1 suchých zvyškov sa obohacuje orná pôda aj po pestovaní ozimnej formy kapusty repkovej, bôbu obyčajného a po horčici bielej so zaoraním celej úrody slamy.

Tabuľka 1: Priemerné množstvá sušiny rastlinných zvyškov sledovaných poľných plodín

Tabuľka 1: Priemerné množstvá sušiny rastlinných zvyškov sledovaných poľných plodín

Členenie plodín podľa priemerného množstva sušiny koreňových a pozberových zvyškov (Tabuľka 1):

a) bohatým zdrojom rastlinných zvyškov sú jarná a ozimná forma kapusty repkovej, bôb obyčajný a horčica biela, pri pestovaní ktorých sa zaoráva do pôdy celá úroda ich slamy, vďaka čomu sa po zbere úrody do pôdy dostáva viac ako 10 t.ha-1 rastlinných zvyškov;

b) významným zdrojom rastlinných zvyškov sú zrnová kukurica so zaorávkou kôrovia, slnečnica ročná, ľan olejnatý, mak siaty, ozimná forma pšenice a v prípade zaorania slamy všetky obilniny, ďalej hrach siaty, fazuľa obyčajná, cícer baraní a šošovica jedlá – po zbere ich hlavného produktu ostáva v pôde priemerne od 5,0 do 9,3 t.ha-1 rastlinných zvyškov;

Graf 1

Graf 1

Graf 2

Graf 2

Graf 3

Graf 3

c) menej výdatným zdrojom rastlinných zvyškov sú všetky obilniny bez zaorania slamy (s výnimkou pšenice letnej, f. ozimnej), silážna kukurica, sója fazuľová, kukurica na zrno bez zaorania kôrovia a tabak – po zbere úrody ich hlavného produktu za dostane do pôdy priemerne od 3,16 do 4,67 t.ha-1 rastlinných zvyškov;

d) chudobným zdrojom rastlinných zvyškov sú hrach bez zaorania slamy, zemiaky a cukrová repa – po ich zbere ostáva v pôde priemerne iba 1,11 až 2,88 ton rastlinných zvyškov na hektári pôdy.

S uvedenými množstvami pozberových zvyškov jednotlivých poľnohospodárskych plodín sa do pôdy dostáva významné množstvo organického materiálu, vrátene organického uhlíka v rôznych formách. Množstvo uhlíka, inputovaného do pôdy vo forme rastlinných zvyškov, je výrazne heterogénne, čo je podmienené najmä biologickými špecifikami jednotlivých rastlinných druhov, medzi ktorými dominuje hmotnosť zvyškov a obsah uhlíka v nich, ale aj doba nepretržitého pestovania týchto rastlín na jednom pozemku (napr. viacročné pestovanie lucerny či ďateliny).

Čo sa týka obsahu uhlíka v rastlinných zvyškoch, rozdiely sú tak medzi plodinami, ako aj medzi nadzemnými a podzemnými zvyškami rovnakej plodiny. Najviac uhlíka v rámci pozberových zvyškov (priemerne 47,03 – 48,30 %) sa nachádza v nadzemnej časti jarnej formy pšenice letnej, šošovice jedlej, kukurice siatej, ozimnej formy kapusty repkovej pravej a ľanu olejnatého, najmenej uhlíka (v priemere 33,53 %) obsahujú pozberové zvyšky cukrovej repy. Z koreňových zvyškov najbohatší priemerný obsah uhlíka (46,00 – 47,02 %) bol zistený pri lucerne siatej, ozimnom jačmeni, sóji fazuľovej, tabaku, jarnej forme kapusty repkovej pravej, horčici bielej a kukurici siatej, najchudobnejšie na uhlík (menej ako 40 %) sú koreňové zvyšky ozimnej formy pšenice letnej, zemiakov, cukrovej repy a tritikale.

Bohatým zdrojom organického uhlíka sú pozberové a koreňové zvyšky oboch foriem kapusty repkovej pravej, v prípade zaorania celej úrody slamy, bôb obyčajný na zrno, horčica biela, ozimná aj jarná forma pšenice letnej, ozimná raž, tritikale, ozimný jačmeň, ovos siaty, mak siaty so zaoraním makoviny, v prípade zaorania kôrovia kukurica siata na zrno, slnečnica ročná a lucerna siata. So zvyškami týchto plodín sa dostávajú do pôdy ročne viac ako 3 tony uhlíka na 1 ha.

Priemerne od 2,19 do 2,97 ton C.ha-1b sa nachádza v pozberových a koreňových zvyškoch ozimnej formy pšenice letnej bez zaorania slamy, silážnej kukurici a v prípade zaorania celej úrody slamy aj vo zvyškoch hrachu siateho, cícera baranieho, jačmeňa jarného, fazule obyčajnej a ľanu olejnatého.

Stredne výdatným zdrojom organického uhlíka (v priemere 1,29 – 1,94 t C.ha-1 ) sú zvyšky jarnej formy pšenice letnej, raže ozimnej, tritikale, jačmeňa jarného aj ozimného, ovsa siateho, hrachu siateho, kukurice na zrno, sóje fazuľovej so zaoraním slamy a tabaku so zaoraním stoniek.

Slabým zdrojom organického uhlíka, s ktorými sa vracia do pôdy ročne priemerne menej ako jedna tona uhlíka na 1 ha, sú koreňové a pozberové zvyšky zemiakov a cukrovej repy.

S množstvami organického uhlíka, ktoré sa dostávajú do pôdy vo forme koreňových a pozberových zvyškov, je treba rátať pri bilancii organickej hmoty v pôde. Táto bilancia nie je v posledných rokoch príliš priaznivá. Negatívny vplyv na hospodárenie s pôdnou organickou hmotou má viacero príčin (vedomé porušovanie základných princípov zostavovania štruktúry osevných postupov, resp. improvizácia osevných postupov s dlhodobejším preferovaním niektorých druhov plodín). Pritom už dávno je známe, že štruktúra osevného postupu má výrazný vplyv na hospodárenie s pôdnou organickou hmotou. Tento vplyv sa prejavuje do určitej miery už v priebehu vegetačného obdobia, najmä však po zbere úrody prostredníctvom pozberových a koreňových zvyškov pestovaných rastlín.

Množstvo makroživín v rastlinných zvyškoch poľnohospodárskych plodín po zbere úrody

Okrem uhlíka obsahujú rastlinné zvyšky aj významné množstvá základných živín potrebných pre rast nasledujúcich plodín (dusík, fosfor, draslík, vápnik a horčík). Fosfor sa biologicky akumuluje v generatívnych orgánoch a len nepatrne vo vegetatívnych, preto aj potenciál tejto živiny vo zvyškoch jednotlivých plodín je prevažne malý.

Zo živín, vstupujúcich do pôdy s rastlinnými zvyškami,  najväčší význam sa pripisuje dusíku a draslíku. Výsledky našich laboratórnych analýz ukázali, že niektoré poľné plodiny majú vo svojich zvyškoch z hľadiska výživy následných plodín  značné obsahy živín. Ide o tieto plodiny:

- pri dusíku: pozberové aj koreňové zvyšky všetkých strukovín, pozberové zvyšky zemiakov a koreňové zvyšky lucerny, ďateliny a cukrovej repy (2,00 - 4,19 % N);

- pri fosfore: pozberové zvyšky všetkých strukovín, tiež maku a tabaku a koreňové zvyšky lucerny, ďateliny a cíceru (0,30 - 0,44 % P);

- pri draslíku: pozberové zvyšky bôbu obyčajného, sóje, cíceru, fazule obyčajnej, ovsa siateho, slnečnice, maku, zemiakov, cukrovej repy a tabaku (2,00 - 3,79 % K).

Pre účely oceňovania úlohy predplodín v osevnom postupe z hľadiska výživy následných plodín sme na základe našich experimentálnych poznatkov stanovili pre každú zo skúmaných plodín tzv. potenciál živín (priemerné množstvo danej živiny - dusíka, fosforu a draslíka, vyjadrené v kilogramoch na 1 hektár, v pozberových a koreňových zvyškoch plodín po zbere úrody, resp. pri viacročných plodinách pri likvidácii porastu). Priemerný potenciál dusíka sa pri skúmaných plodinách pohybuje v rozpätí od 20 po 298 kg N.ha-1, potenciál fosforu od 2 po 34 kg.ha-1 a potenciál draslíka od 13 po 288 kg K.ha-1.

Na základe prezentovaných priemerných potenciálov živín možno konštatovať, že dôležitý vplyv na bilanciu živín v osevnom postupe majú všetky strukoviny, ďatelina lúčna, repka olejka, slnečnica ročná, mak siaty a horčica biela. K významnému ovplyvneniu režimu živín v pôde, najmä draslíka, dochádza v prípade, že sa po zbere úrody hlavného produktu zaoráva do pôdy aj celá úroda vedľajšieho produktu (slama obilnín, strukovín, repky a horčice, kukuričné a slnečnicové kôrovie, makovina).

Podobne možno vypočítať množstvá živín pre všetky nami sledované plodiny. Tabuľka 2 uvádza množstvo živín v zaoraných rastlinných zvyškoch niektorých plodín pri bežne dosahovaných úrodách. Povšimnutia hodné sú najmä množstvá draslíka pri slnečnici a repke olejne v prípade, že sa do pôdy zaorie aj vedľajší produkt (slama), resp. aj množstvo dusíka pri sóji, lucerne ale aj kukurici na zrno. Pritom treba poznamenať, že na základe mnohých literárnych zdrojov možno minimálne 50 % z týchto živín považovať za ľahko prístupné pre následne pestovanú plodinu.

Tabuľka 2: Množstvo dusíka, fosforu a draslíka zaoraného do pôdy v rastlinných zvyškoch niektorých plodín pri bežne dosahovaných úrodách

Tabuľka 2: Množstvo dusíka, fosforu a draslíka zaoraného do pôdy v rastlinných zvyškoch niektorých plodín pri bežne dosahovaných úrodách

Tieto množstvá dosahujú v jednotlivých prípadoch až stovky kilogramov, ktoré je potrebné brať do úvahy pri stanovovaní dávok minerálnych hnojív aplikovaných pod nasledujúce plodiny. Prináša to nielen ekonomický, ale aj environmentálny benefit v porovnaní s konvenčným hnojením a prispieva k udržateľnému poľnohospodárstvu.