Úvod / Informácie / Rastlinná výroba / Strukoviny

Význam strukovín a ich vplyv na úrodnosť pôdy

23-11-2016
doc. Ing. Eva Hanáčková, PhD. | eva.hanackova@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Strukovinami označujeme jednoročné druhy z čeľade bôbovitých – Fabaceae, ktoré predstavujú významný zdroj bielkovín rastlinného pôvodu pre výživu ľudí alebo hospodárskych zvierat. Semená obsahujú podľa druhu 20 až 45 % bielkovín, mnoho minerálnych látok, sú dobrým zdrojom vitamínov (B, E) a vlákniny. Semená niektorých druhov (sója, lupina biela) majú tiež vysoký obsah tuku.

Strukoviny v zelenom stave majú veľký význam i ako krmoviny. V sušine obsahujú 9 až 15 % bielkovín. Obsahom živín a dietetickými účinkami patria k najkvalitnejším krmivám.

Napriek prednostiam z hľadiska humánnej výživy a výživy hospodárskych zvierat je Slovensko len minoritným producentom strukovín. V porovnaní s rokom 2000 sa na Slovensku síce v roku 2014 zvýšila pestovateľská výmera o 48,9 %, ale ich podiel na celkovej výmere ornej pôdy (vrátane sóje) predstavuje len 2,9 %. Na zvýšení výmery strukovín sa podpísalo rozšírenie pestovateľských plôch sóje. V porovnaní s rokom 2000 sa výmera sóje zvýšila o 27 291 ha. Úroda semena strukovín sa v rokoch 2000 – 2014 pohybovala od 1,00 t.ha-1 (rok 2000)do 2,46 t.ha-1 (rok 2014).

Nízky záujem producentov o pestovanie strukovín súvisí s rastom výrobných nákladov, s nízkymi realizačnými cenami a často s nízkymi cenami adekvátnych dovážaných komodít. Riziko pestovania strukovín spočíva v nestabilných úrodách. Tvorba úrody je zložitejšia ako u ostatných zrnín pre malú autoregulačnú schopnosť, dlhé obdobie diferenciácie generatívnych orgánov a najmä pre značnú závislosť tvorby generatívnych orgánov od podmienok prostredia. Vyššie teploty, nižšia relatívna vlhkosť vzduchu, pôdne sucho spôsobujú veľkú redukciu založených generatívnych orgánov a len časť založených kvetných pupeňov dáva vznik normálne vyvinutým strukom. Výšku úrod pestovaných strukovín znižuje aj náchylnosť k chorobám a škodcom, poliehavosť niektorých druhov, pukavosť strukov, náchylnosť k poškodzovaniu semien pri zbere a pozberovom ošetrení, dlhé vegetačné obdobie(pri lupine a sóji), pomalý počiatočný rast, a tým aj zaburinenie porastov na začiatku vegetácie a neznášanlivosť po sebe (po sebe sa znáša len sója, lupina a hrachor). Vzhľadom na neznášanlivosť po sebe sa všeobecne odporúča 6 ročný cyklus striedania strukovín v osevnom postupe.

Nízku výmeru pestovania strukovín na zrno možno pripísať aj poklesu humánnej spotreby. Spotreba strukovín v roku 2014 bola 1,4 kg na obyvateľa, čo je oproti odporúčanej dávke menej o 1,2 kg.

Strukoviny vynikajú cennými biologickými a agronomickými vlastnosťami, ktoré priaznivo ovplyvňujú úrodnosť pôdy.

Výnimočné postavenie strukovín vyplýva z ich schopnosti žiť v symbióze s hrčkotvornými baktériami rodu Rhizobium a s ich pomocou fixovať vzdušný dusík. Z celkového množstva dusíka nachádzajúceho sa v rastlinách strukovín 50-60 % pochádza zo symbiotickej fixácie (bôb 60%, sója, fazuľa, hrach, šošovica 50 %). Hrach siaty dokáže symbiotickou fixáciou pútať 8o-120 kg.ha-1 N, hrach siaty roľný 50-100 kg.ha-1, fazuľa obyčajná 40-80 kg.ha-1, vika siata 20-40 kg.ha-1 a bôb obyčajný 90-140 kg.ha-1. Predpokladom efektívneho pestovania strukovín je vytvorenie vhodných podmienok pre rozvoj a aktivitu nitrogénnych baktérií. Hrčkotvorné baktérie vyžadujú dobre prevzdušnené pôdy pri súčasnom dostatku vlahy (60-70 % PVK). Pri dobrom prevzdušnení pôdy sa hrčky tvoria nielen na koreňoch rozmiestnených pod povrchom pôdy, ale aj na koreňoch uložených hlbšie. Optimálna teplota je 24 - 25 0C. Najvhodnejšia pôdna reakcia je slabo kyslá až neutrálna, bôb vyžaduje pH 7,0-8,0. Pri pH ˂ 5,6 sa fixácia vzdušného dusíka znižuje, preto aplikácia vápenatých hmôt na úpravu pôdnej reakcie je základným agrochemickým opatrením, ktoré je účelné vykonať k predplodine. Priame vápnenie síce väčšina strukovín znáša (neznáša lupina, hrach má zhoršenú varivosť), ale nie vždy je zárukou vytvorenia dobrých podmienok pre rastliny. Vzhľadom na pomalší účinok mletých vápencov a dolomitických vápencov je vždy vhodnejšie vápniť v dostatočnom predstihu pred strukovinami. Na pôdach, kde dlhšiu dobu neboli pestované bôbovité rastliny, sa osvedčil výsev semien očkovaných príslušnými rodmi hrčkotvorných baktérií (hrach a šošovica – Rhizobium leguminosarum, bôb – Rhizobium lupini, fazuľa – Rhizobium phaseoli, sója – Bradyrhizobium japonicum). Hrčkotvorné   baktérie vyžadujú viac fosforu ako voľne žijúce nitrogénne baktérie. V pôdach s dobrou zásobou P a K dochádza k zvýšeniu výkonnosti hrčkotvorných baktérií o 40-60 %. Z mikroelementov sú potrebné molybdén, bór, železo, kobalt a meď. Na pôdach s nízkym obsahom molybdénu jeho dodanie zvyšuje nielen obsah dusíkatých látok v semenách, ale aj  úrodu semien. Z inokulantov našli uplatnenie najmä výrobky Rizobín a NPPL Histick.

Vysoký obsah anorganického dusíka v pôde pochádzajúci z mineralizácie organickej hmoty alebo hnojív inhibuje intenzitu fixácie približne o 30 %. Naopak, pri nízkom obsahu minerálneho dusíka v pôde sa podporuje nodulácia prostredníctvom dobrého vývinu koreňového systému rastlín.

Strukoviny majú vysokú predplodinovú hodnotu, ktorá súvisí s priaznivým pôsobením koreňového systému na vlastnosti pôdy s množstvom kvalitných pozberových zvyškov s priaznivom pomerom C:N ponechaných na pozemku po zbere a zo schopnosti reexportu živín prijatých v priebehu vegetácie naspäť do pôdy (týka sa predovšetkým dusíka a draslíka po odkvitnutí). Hustý porast strukovín zatieňuje pôdu, znižuje výpar a potláča buriny v druhej polovice vegetácie (okrem šošovice a fazule). V osevných postupoch s vyšším zastúpením obilnín pôsobia ako prerušovače chorôb s priaznivými fytosanitárnymi účinkami.

Pozberové a koreňové zvyšky strukovín sú svojim potenciálom živín významným článkom biologického kolobehu látok, ktorý zohráva pozitívnu úlohu v bilancii živín v osevnom postupe, v živinových režimoch pôd, a tým aj vo výžive následne pestovaných plodín. Strukoviny uvedené v tabuľke 1, s výnimkou hrachu siateho bez zaorania slamy, pozberovými a koreňovými zvyškami vracajú do pôdy viac ako 100 kg.ha-1 N (112 až 298 kg.ha-1 N), 14 až 34 kg.ha-1 P a 72 až 288 kg.ha-1 K. Vysokým potenciálom N, P a K v nadzemnej hmote vyniká bôb obyčajný na zrno so zapravením slamy.

Tabuľka 1: Priemerné množstvo živín v úrode nadzemnej hmoty strukovín

Plodina
N
P
K
Ca
Mg
kg.ha-1
Bôb obyčajný na zrno + slama
298
34
288
23
135
Cícer baraní + slama
201
21
113
16
91
Fazuľa obyčajná + slama
192
17
115
22
143
Šošovica jedlá + slama
163
21
80
14
88
Sója fazuľová + slama
132
14
72
15
72
Hrach siaty + slama
112
14
74
12
68
Hrach siaty
49
6
25
5
28

Zdroj: Jurčová a Torma, 2000

Strukoviny svojou relatívne silne rozvetvenou a hlbšie siahajúcou koreňovou sústavou, aj keď sú v tomto smere medzi jednotlivými druhmi značné rozdiely, vynášajú a využívajú živiny z väčších hĺbok i z ťažšie rozpustných chemických zlúčenín, ktoré sú pre iné plodiny neprístupné. Po príjme rastlinou sú živiny transformované do organickej hmoty a následnou mineralizáciou sa uvoľňujú do pôdy, ktorá tvorí rezervoár ľahko prijateľných živín pre výživu následných plodín.

Mohutný koreňový systém strukovín zlepšuje fyzikálne vlastnosti pôdy (štruktúrny stav pôdy, zvyšuje sa stabilita vytvorených agregátov, vodný režim).

Ak má byť úrodnosť pôdy udržaná alebo zvyšovaná, musia byť živiny odobraté úrodami kompenzované hnojením. Vyvážené hnojenie a s ním spojené nahrádzanie živín prijatých rastlinou je z hľadiska eliminácie rizika postupného vyčerpania pôdy a zníženia jej kvality nenahraditeľným prostriedkom.

Strukoviny vo svojej produkcii sústreďujú pomerne veľké množstvo živín, najmä dusíka, draslíka a vápnika. Dusík symbioticky fixovaný zo vzduchu sa viac kumuluje v zrne a dusík z pôdy je viac zastúpený v slame. Príjem živín strukovinami je uvedený v tabuľke 2.

Všetky bôbovité plodiny, napriek značnej náročnosti na dusík, hnojíme nízkymi dávkami dusíka. Dusík z priemyselných hnojív predstavuje len štartovaciu dávku, pokiaľ ešte nie sú dostatočne rozmnožené rizóbiá. Štartovacie dávky dusíka sú na úrovni 30-50 kg.ha-1, vyššie dávky sa aplikujú pri sóji a fazuli.

Tabuľka 2: Priemerný odber živín semenom a príslušným množstvom slamy

Plodina
Produkty a ich pomery
N
P
K
Ca
Mg
kg.t-1
Hrach
zrno (1)
33,2
4,8
11,0
1,4
1,3
slama (1,15)
19,3
1,8
12,7
15,1
1,2
Spolu
52,5
6,6
23,7
16,5
3,5
Šošovica
zrno (1)
35,4
5,7
10,0
1,4
1,5
slama (1,25)
17,8
2,8
12,5
15,0
2,5
spolu
53,2
8,5
22,5
16,4
4,0
Bôb
zrno (1)
44,3
5,4
11,8
1,0
1,4
slama (1,05)
13,2
1,1
13,8
6,8
1,2
spolu
57,5
6,5
25,6
7,8
2,6
Fazuľa
zrno (1)
40,5
5,5
11,7
2,0
1,4
slama (1,20)
17,3
1,9
12,0
7,2
1,3
spolu
57,8
7,4
23,7
9,2
2,7
Sója
zrno (1)
56,4
6,1
16,5
1,1
1,5
slama (1,15)
14,3
1,6
9,1
12,0
2,5
spolu
70,7
7,7
25,6
13,1
4,0

Zdroj: Kováčik, 2010

Rozhodujúcim kritériom pre výpočet dávok fosforu a draslíka je obsah prístupných živín v pôde. Ak je obsah prístupných živín v pôde dobrý, resp. sa nachádza v hornej tretine vyhovujúceho obsahu, používame nahradzovací systém hnojenia, ktorý spočíva v náhrade živín prijatých plánovanou úrodou. Na pôdach s nízkym a vyhovujúcim obsahom živín v pôde je potrebné dodať živiny nielen na plánovanú úrodu, ale ich dávku je potrebné zvýšiť o 25 až 50%, aby sa obsah živín v pôde postupne zvýšil na obsah dobrý.

Vhodným prostriedkom pre rýchlu diagnostiku situácie v hospodárení so živinami je bilancia živín. Platí, že k udržaniu úrodnosti pôdy v konkrétnych pestovateľských podmienkach musia byť ponuka živín v rovnováhe s ich výstupmi z pôdy.

Bilanciu rastlinných živín pri pestovaní hrachu siateho pri konvenčnom (B1)a minimálnom (B2)obrábaní pôdy sme zhodnotili na základe výsledkov získaných z poľného pokusu založenom na Výskumno-experimentálnej báze SPU v Nitre v lokalite Dolná Malanta. V pokuse boli 3 varianty hnojenia O – nehnojená kontrola, PH - racionálne hnojenie priemyselnými hnojivami a PZ - racionálne hnojenie priemyselnými hnojivami + zapravenie pozberových zvyškov (slamy).

Pri bilancovaní dusíka sa počítalo so vstupmi do sústavy priemyselnými hnojivami, osivom, fixáciou vzdušného dusíka a atmosférickým spadom zrážkami, pri fosfore a draslíku sa počítalo len s priemyselnými hnojivami a osivom. Výstup NPK živín zo sústavy bol počítaný odberom živín hlavným a vedľajším produktom pestovaných plodín.

Z výsledkov celkovej bilancie živín (priemer troch rokov) vyplýva, že aplikované hnojivá, biologická fixácia, príjem živín a zapravený vedľajší produkt významne ovplyvnili bilanciu živín pri pestovaní hrachu siateho. V priemere sa biologickou fixáciou získalo 127 kg.ha-1.rok-1 dusíka.

Najvyšší deficit dusíka, fosforu a draslíka bol na kontrolnom nehnojenom variante pri konvenčnom obrábaní pôdy.

Na variante hnojenom priemyselnými hnojivami bol zistený nízky bilančný prebytok dusíka (14,6 kg.ha-1.rok-1 v priemere za obrábanie pôdy). Bilancia fosforu a draslíka bola negatívna. Vysoký deficit draslíka je akceptovateľný vzhľadom k jeho vysokému obsahu v pôde.

Na variante hnojenom priemyselnými hnojivami a pri súčasnom zapracovaní slamy hrachu siateho (PZ) bol zistený vysoký bilančný prebytok dusíka (74,5 kg.ha-1.rok-1 - B1, resp. 71,6 kg.ha-1.rok-1 - B2). Za určitých pôdno-ekologických podmienok zistený vysoký prebytok dusíka  môže predstavovať reálne nebezpečenstvo ohrozenia zložiek životného prostredia, predovšetkým vodných zdrojov. Zaradením letnej medziplodiny horčice bielej na zelené hnojenie po zbere hrachu siateho sa mobilné zdroje dusíka v podstatnej miere naviažu do fytomasy medziplodiny. Fytomasou horčice bielej sa naviaže až 152 kg.ha-1 N a zároveň sa znižuje obsah anorganického dusíka  v pôde.

Bilancia fosforu na variante PZ vykazovala nízky prebytok, vyššiu hodnotu mal pri použití tanierového náradia (6,8 kg.ha-1.rok-1). Zapravením slamy hrachu siateho do pôdy bol deficit draslíka na variante PZ v porovnaní s variantom hnojeným priemyselnými hnojivami v priemere obidvoch systémov obrábania pôdy nižší o 49,6 kg.ha-1.rok-1 (obr. 1).

Obr. 1: Bilancia NPK živín pri pestovaní hrachu siateho

Obr. 1: Bilancia NPK živín pri pestovaní hrachu siateho

Strukoviny sú z agroekologického hľadiska dôležitou a nevyhnutnou skupinou kultúrnych rastlín pestovaných na ornej pôde. Ich pestovanie vyžaduje dostatočnú výživu a ochranu proti chorobám a škodcom, dodržiavanie agrotechnických termínov, znižovanie strát pri zbere a ich optimálnu rajonizáciu.