Základní hnojení je obecně chápáno jako aplikace hnojiv před založením porostu, při aplikaci dávky živin ve výši odpovídající odběru rostlinami. Hnojení je však nezbytné hodnotit jako součást celého komplexu faktorů – tedy stanovištních podmínek a všech agrotechnických opatření v systému pěstování polních plodin.
Péče o půdní úrodnost
Hlavním úkolem dobrého pěstitele je určit a následně eliminovat ty faktory, které na daném stanovišti limitují dosažení potřebné výše a kvality produkce. V posledních letech je poměrně často limitující výživa rostlin. Tento faktor podstatnou mírou rozhoduje nejen o výši výnosu, ale i o kvalitě sklízených produktů. Při nedostatku živin jsou narušeny fyziologické procesy v rostlinách, což neumožňuje rostlinám plné využití jejich produkčního potenciálu, ale tím je sníženo využití i ostatních živin. Termín využití živin je však často nepochopen, nebo nesprávně interpretován, jestliže je hodnocen izolovaně a nikoliv v kontextu celkového produkčního systému. Jednotlivé složky, přestože může být měřena jejich individuální účinnost, nepůsobí v biologických systémech odděleně. Je nezbytné si uvědomit, že výkonnost a ekonomická životaschopnost celkového produkčního systému potravin jsou možné, jestliže jednotlivé složky jsou optimalizovány pro úspěšné dosažení hlavního cíle.
V této souvislosti je třeba zdůraznit výrazný vliv půdní úrodnosti na rostlinnou produkci.
Vliv stanoviště na výnos a využití živin rostlinami
Některá mylná hodnocení a interpretace hnojařských pokusů vedly k závěrům, že na úrodných stanovištích je nižší účinnost hnojení, a tím i jeho menší rentabilita. Na úrodných stanovištích je nižší přímý vliv hnojení na výnos, ale větší část hnojiv se uplatňuje v obnově půdní úrodnosti, zatímco na méně úrodných pozemcích je tomu naopak. Toto je dokumentováno v grafu 1, kde je znázorněna výnosová křivka plodin ve vztahu k limitujícímu faktoru, jako je deficitní obsah živin. Osa y představuje míru výnosového potenciálu, která může dosáhnout 100 %, jestliže všechny nezbytné faktory jsou v optimu. Osa x představuje rostoucí dávku aplikované živiny, za předpokladu, že ostatní faktory nejsou limitující. Výnosová reakce je v tomto případě znázorněna tmavozelenou křivkou. Jestliže některý z dalších faktorů je mimo optimum, křivka má obdobný průběh, ale její vrchol představuje nižší výnos (světlezelená křivka).
Bod C v grafu 1 je výnos dosažitelný pouze přirozenou půdní úrodností. Bod A je maximální výnosový potenciál na daném stanovišti za předpokladu, že všechny faktory jsou v optimu. Bod B je reálný rozsah výnosu, v závislosti na variabilitě ostatních faktorů, jimiž je definován cíl daného produkčního systému. Toto je však za předpokladu, že úrodnost daného stanoviště není snižována a ostatní vstupy jsou přibližovány k optimu. Jestliže si subjektivně křivku rozdělíme na dílčí oblasti, můžeme popsat obecné aspekty vlivu půdní úrodnosti na využití živin plodinami.
Oblast I – červená, je charakterizována velmi nízkým výnosem. Pouze málo živin je dostupných, nebo aplikovaných. Aplikované živiny jsou především zapravením posklizňových zbytků rostlin (jejichž množství je relativně malé). Každá aplikace limitující živiny se projevuje výrazným přírůstkem výnosu, což je znázorněno příkrým průběhem křivky. Efektivita využití aplikovaných živin v takovém systému je paradoxně vysoká.
Oblast II – fialová představuje střední část křivky, kdy nejsou vyváženy poměry některých živin, nebo jsou některé živiny v nedostatku od optima pěstované plodiny (P; K; S, příp. N). Výnosová odezva plodin na aplikaci živin je nižší, což je charakterizováno méně strmým průběhem křivky. Efektivita působení živin je stále poměrně vysoká pro jednotlivé živiny, jako je například N. Dusík je v těchto oblastech ale používán v nepoměru s ostatními živinami, nebo když některé ostatní přijatelné živiny jsou z půdy vyčerpány (P, K, S), a tak je mnohem větší riziko jeho ztrát, jelikož nemusí být porostem využit.
Mnohé zemědělské podniky v ČR pak právě spadají do této oblasti. Výnosová reakce plodin na hnojení dusíkem může být poměrně vysoká, ale celkově výnosy klesají a budoucí produkce může být ohrožena, jestliže klesne půdní úrodnost. Pokud poklesne půdní úrodnost, není jednoduché a ani levné její opětovné obnovení, případně zvýšení. Proto také většinou není ani možné uskutečnit jednorázovým opatřením výrazné a trvalé zvýšení výnosů – to vyžaduje vždy dlouhodobější úsilí. Výrazný rozdíl v působení hnojiv je pak ve vztahu ke stanovištním podmínkám, jak bude popsáno dále.
Oblast III – modrá, je část křivky, kde je stále patrný vliv aplikace živiny na tvorbu výnosu. Výnos se zvyšuje, ale přírůstek výnosu jen mírně stoupá. Přijatelnost živin a jejich množství je v dobrém poměru k potřebám pěstovaných plodin (včetně živin jako Ca, Mg, mikroelementy). Přímé působení živin z hnojiv je sice poměrně malé, ale nedochází k jejich výrazným ztrátám, neboť jsou dobře využity pěstovanými rostlinami, případně sorpčně poutány v půdě.
Na úrodných půdách je zapotřebí dodávat ve hnojivech tolik živin, aby byl vyrovnán jejich úbytek z půdy (především exportem živin, případně ztrátami biologických procesů). V rámci jednoduché bilance živin by tak hnojení mělo krýt odběr živin rostlinami. Pokud chceme zvýšit úrodnost méně kvalitních půd, je nutné kromě krytí exportu živin dodávat i přiměřené množství navíc – na zvýšení jejich obsahu v půdě, a tím i postupné zvyšování půdní úrodnosti, ale tato opatření vždy v souladu s dalšími agrotechnickými zásahy, aby zvýšeným přísunem živin nedocházelo k jejich vyšším ztrátám. V této souvislosti je nezbytné připomenout např. péči o půdní organickou hmotu, pH, které výrazným způsobem ovlivňují nejen schopnost poutat živiny v půdě, ale také jejich udržení ve formě přijatelné pro rostliny (sorpční a iontovýměnné vlastnosti půd).
Pokud dochází k poklesu obsahu přijatelných živin v půdě, je vliv nedostatku živin pozorován dříve na méně úrodných stanovištích než na úrodných. V grafu 2 je schematicky znázorněn vliv obdobného stupně ochuzování půdy o živiny na úrodné půdě a méně úrodné půdě. Stínovaná část představuje zásobu živin v půdě s obsahem, který se stává limitující pro růst plodin a poskytnutí požadovaného výnosu. Pokud je u obou půd stejný pokles živin (např. odběrem rostlin), méně úrodná půda dosáhne limitní hranice obsahu živin v budoucnu dříve než půda úrodnější. Tento projev poklesu obsahu přijatelných živin se však projevuje řádově v období několika let, nebo až desítek let.
Jednostranné hnojení dusíkem
Výrazný vliv však mají i ostatní opatření ve výživě rostlin. Rychlejší ochuzování půd je v případě jednostranného hnojení dusíkem (N). V některých dlouhodobých pokusech bylo hodnoceno 30 let pěstování zrnin bez hnojení P a K, ale pouze s dávkami N. Absence těchto živin se na výnosech projevila až po 20 letech, ale v posledním desetiletí pokusu klesl výrazněji výnos zrna z 5 na 3 t/ha. Při záporné bilanci P a K byl stanoven pokles v obsahu extrahovatelného P v ornici o 50 % a obsah přijatelného K o 70 %.
Mnoho agronomů se s mylnou představou snaží dohnat klesající výnos zvýšením dávky dusíkatých hnojiv. Tento postup může mít však opačný efekt, neboť s rostoucí dávkou N dochází k rychlejšímu poklesu obsahu přijatelných forem ostatních živin.
Toto zřetelně dokumentují výsledky dlouhodobých pokusů uvedené v grafu 3 a 4. Ačkoliv v pokusech byla aplikována P a K hnojiva (v roční dávce 33 kg P/ha a 125 kg K/ha), byla negativně ovlivněna bilance živin při stoupající dávce N vlivem většího odběru porostem. Každý si zde může udělat představu, jaký je průběh těchto změn v ČR, pokud jsou P a K průměrně doplňovány pouze v množství nepřesahujícím 5 kg živiny/ha.
Vliv hnojení na obsah živin v rostlinách
Odlišné způsoby základního hnojení tak vedou nejenom ke změnám v obsahu přijatelných živin v půdě, vlivu na výnos, ale mají výrazný vliv na obsah živin ve sklízených produktech a tím jejich kvalitu. Tato tvrzení jsou dokumentována výsledky z dlouhodobých polních pokusů katedry agroenvironmentální chemie a výživy rostlin ČZU v Praze. Pokusy byly založeny na pěti stanovištích ČR s rozdílnými půdně-klimatickými podmínkami: Červený Újezd, Hněvčeves, Humpolec, Lukavec u Pacova, Praha-Suchdol. Pokusy byly založeny v roce 1996. V pokusech je hodnocen výnos hlavního a vedlejšího produktu pěstovaných plodin (brambory, ozimá pšenice a jarní ječmen), odběr živin – makroprvků a mikroprvků a obsah rizikových prvků. Dále jsou sledovány změny půdních vlastností (obsah organické hmoty, obsah mikrobiální biomasy, obsah přijatelných živin).
Pokusy zahrnují sedm pokusných variant: 1. bez hnojení jako kontrola (KO), 2. čistírenské kaly (KAL), 3. chlévský hnůj (HN), 4. poloviční dávka chlévského hnoje + dusík v minerálních dusíkatých hnojivech (HN + N), 5. minerální dusíkaté hnojení (N), 6. NPK v minerálních hnojivech (NPK), 7. sláma jarního ječmene a dusík v dusíkatých minerálních hnojivech (N + SL). Organická hnojiva – čistírenské kaly, chlévský hnůj a sláma jsou aplikovány k bramborám, u obilnin je hodnoceno následné působení. Dusík v minerálních hnojivech je aplikován v LAV.
Při hodnocení odběru hlavních živin je pozorován relativně stabilní poměr v odebraném množství jednotlivých hlavních živin – P, K, Mg (vyjádřeno v kg/ha) vzhledem k používané variantě hnojení (grafy 5 a 6). Po přepočtu na vzájemný poměr zastoupených prvků nebyly mezi jednotlivými variantami stanoveny průkazné rozdíly (graf 7). Tuto skutečnost je nutné zdůraznit a vyplývá z geneticky zakotveného poměru živin v daném rostlinném orgánu (v tomto případě v semeni). I toto je zdůvodnění, proč při aplikaci pouze jedné živiny není rostlina schopna tuto živinu plně využít, jestliže jiné živiny jsou v nedostatku. Deficitní živiny se pak projeví dále nižším obsahem ve sledované části rostliny, jestliže do půdního prostředí nebyly doplňovány hnojením (grafy 8 a 9), což je patrné především na variantách hnojených minerálními dusíkatými hnojivy (N). Tyto projevy, jak již bylo uvedeno, jsou nejdříve patrné na méně úrodných stanovištích, což bylo v našich pokusech po deseti letech jejich trvání na stanovišti Lukavec.
Závěr
Výše popsané vztahy je potřeba v moderních pěstitelských systémech respektovat a z výnosových výsledků a také kvalitativních parametrů pěstovaných plodin vyvodit správné závěry. Pokud je pěstitel dobrý hospodář, musí předpokládat vliv současného agromanagementu na budoucí výši výnosů a kvalitu produkce. V tomto případě, především s využitím podložených vědeckých a odborných prací, je chování biologických systémů lépe předvídatelné, než odhad ekonomických závislostí s ohledem na rozkolísanost tržního prostředí.
Klíčové informace
– Na základě výzkumných prací, ale také z praxe je zřejmé, že vysoká půdní úrodnost je zárukou dobré, stabilní a kvalitní úrody, a tím i ekonomické efektivnosti celé rostlinné výroby.
– Péče o udržení či zvýšení půdní úrodnosti by proto měla být jedním z nejdůležitějších úkolů každého pěstitele.
– Z tohoto hlediska je třeba také přistupovat k hnojařským opatřením a chápat je tak, že z větší části hnojíme půdu, a tím upravujeme půdní vlastnosti a obnovujeme obsah živin v půdě. Z menší části je to přímý vliv hnojení na výnosy plodin, hlavně u vápnění, hnojení fosforem, draslíkem a hořčíkem.
Použitá literatura je k dispozici u autorů.
Příspěvek byl řešen za podpory MŠMT ČR, projekt č. MSM 6046070901, MZe ČR, projekt č. QH 91081 a ČZU v Praze, projekt CIGA č. 20112005.
Ing. Jindřich Černý, Ph.D
Prof. Ing. Václav Vaněk, CSc.
Ing. Filip Vašák
Česká zemědělská univerzita v Praze
Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů
Katedra agroenvironmentální chemie a výživy rostlin
