Vliv hnojení na výnos a úrodnost půdy

I při jednoduché bilanci živin nejvíce zastoupených plodin v osevních postupech, tedy zrnin (plodin pěstovaných na zrno nebo na semeno, představujících v osevních postupech až 80 %), lze vypočítat následující potřebu základních živin. Při průměrném výnosu čtyř tun zrnin z hektaru je z této plochy odčerpáno přibližně 133 kg živin – 90 kg dusíku, 18 kg fosforu a 25 kg draslíku.

Při porovnání se statistickými údaji (graf 1) tak může na první pohled vypadat bilance živin vyrovnaná, při přepočtu na ornou půdu (kam je aplikována většina hnojiv) pak dokonce kladná. Je však potřeba si uvědomit, že využití živin rostlinami z hnojiv v biologických procesech a při koloběhu živin v systému hnojivo – půda – rostlina není, a ani nemůže být 100 %.
Jak dokazují výzkumné práce mnoha autorů, přímé využití živin z aplikovaných hnojiv je poměrně nízké a představuje u dusíku 50 % a méně, u draslíku do 40, u fosforu často využití nepřesahuje 10 %. S určitým podílem využitím živin je možné počítat v následujících letech po aplikaci hnojiv. Při špatných půdních podmínkách (nevhodné pH, pokles obsahu organických látek, špatná půdní struktura apod.), nebo při nesprávné aplikaci hnojiv může být využití živin i nižší.
U stájových hnojiv využití živin rostlinami závisí výrazně na podmínkách pro jejich mineralizaci. I při pečlivém hospodaření se stájovými hnojivy dochází k určitým ztrátám živin (nejvíce dusíku), a připočteme-li k nim živiny v prodaných výrobcích, je zřejmé, že koloběh živin je ochuzován a u většiny z nich je výsledná bilance negativní.
Na tomto místě je třeba podat jedno vysvětlení:
Výraz stájové hnojivo v legislativě nenajdete, ale běžně je používán v odborných vědeckých publikacích. Označuje hnojiva vznikající jako vedlejší produkt chovu hospodářských zvířat (tedy hnůj, močůvku, kejdu, případně hnojůvku) a je potřeba odlišit jejich působení ve srovnání s vedlejšími produkty pěstování rostlin. Autoři se domnívají, že tento termín je pro čtenáře přijatelnější než legislativní „statkové hnojivo vznikající jako produkt chovu hospodářských zvířat“, nebo tato hnojiva jednotlivě vyjmenovávat.

Plán hnojení

Pro zlepšené hospodaření se živinami a objektivní hodnocení situace se doporučuje vypracovat plány hnojení, včetně programů používání statkových hnojiv.
Plánem hnojení se rozumí stanovení dávek živin a předpokládaných termínů jejich aplikace na jednotlivé pozemky. Základem správného hospodaření se živinami je jejich bilancování, ať již na úrovni celého podniku nebo na úrovni obhospodařovaných pozemků, případně s návazností na chov hospodářských zvířat. Na základě bilančního principu je hodnocena potřeba jednotlivých plodin, stanovištní podmínky, zásoba živin v půdě i přívod živin z jednotlivých zdrojů. Pro zajištění stabilní a kvalitní sklizně dává předpoklady jen dobrá půdní úrodnost. Mělo by být naší snahou pečovat o udržení či zvýšení potenciální půdní úrodnosti, aby nedocházelo k výraznějšímu poklesu výnosu plodin jako základního předpokladu rentability rostlinné produkce. Je dobré si ale uvědomit, že průměrné údaje za celou Českou republiku nemusí odpovídat situaci v daném regionu (graf 2), nebo zemědělském podniku. Zde je sice často rozhodující ekonomické hledisko, ale důležitý je i přístup agronoma.

Hnojení minerálními hnojivy

Mnohé zemědělské podniky hospodaří bez živočišné výroby, nebo s výrazným poklesem produkce stájových hnojiv. Hlavní podíl živin je pak doplňován především minerálními hnojivy. Jak uvádějí mnohé studie, aplikace pouze minerálního hnojení má příznivý vliv na půdní vlastnosti. Především je v půdě zanecháno větší množství kořenů i posklizňových zbytků nadzemní biomasy, což vede ke zvýšení obsahu organických látek v půdě. Projevuje se také větší kořenovou exudací a příznivě působí na rozvoj biomasy půdních mikroorganismů. To však platí při vyrovnané výživě rostlin.
Výnosová úroveň hlavních zemědělských plodin je z pohledu výživy rostlin v současném období v ČR udržována na poměrně dobré úrovni hlavně dusíkatým hnojením. V přísunu živin v minerálních hnojivech činí téměř z 90 % dusík a na fosfor a draslík připadá jen zbývajících 10 %. Podíl aplikovaných živin tak neodpovídá potřebě jednotlivých druhů rostlin a produkce se uskutečňuje na úkor půdních zásob. Je nezbytné si však uvědomit, že rezervy půd nejsou nevyčerpatelné a podíl přijatelných forem živin v sorpčním komplexu se postupně snižuje. Příznivá reakce polních plodin na hnojení dusíkatými hnojivy tak zatím nenutí pěstitele ke změně v posledních letech uplatňovaného hnojení. Efekt aplikace dusíkatých hnojiv na výnos plodin je větší v méně příznivých výrobních oblastech s horšími půdně-klimatickými podmínkami v porovnání s úrodnějšími oblastmi (graf 3). Na druhou stranu zde však také rychleji dochází ke zhoršování půdních vlastností snížením zásobennosti živin, nebo snížením obsahu organické hmoty. Zde je nezbytné upozornit především na snížení obsahu tzv. aktivní, lehce mineralizovatelné složky organické hmoty, která ovlivňuje činnost mikroorganismů a je zdrojem živin pro rostliny po mineralizaci.
Dlouhodobé a jednostranné hnojení tak může významně snížit půdní úrodnost. Zejména používání samotného dusíkatého hnojení má negativní dopad na půdní úrodnost (pokles hodnoty pH, snížení sorpční kapacity apod.).
Jak ukazují naše výsledky, ale i jiných domácích a zahraničních výzkumných pracovišť, nejprve dochází ke změnám v poklesu obsahu lehce rozložitelné organické hmoty (stanovené například extrakcí horkou vodou, biomasy půdních mikroorganismů apod.), grafy 5 a 6. K prvním příznakům dochází zpravidla po deseti letech jednostranného hnojení, nebo nevyrovnané výživy. Tyto změny pěstitel většinou nepozná, ale je potřeba je brát jako první varovný signál. Půdní úrodnost má poměrně velkou setrvačnost, to znamená, že si jednotlivé úrodnostní faktory udržují určitou stabilitu. I když nejsou prováděna opatření pro jejich obnovu, po určité období výnos a kvalita produkce výrazně neklesají. Této vlastnosti půd se v posledních letech však stále více zneužívá, protože opatření k její obnově se totiž v plné míře neuskutečňují.

Hnojení organickými hnojivy

Přestože úhrada živin je především zajišťována minerálními hnojivy, nelze s ohledem na udržení půdní úrodnosti opomenout význam organických hnojiv, která i při poklesu stavu hospodářských zvířat hrají ve výživě rostlin významnou úlohu. Zvláště je nezbytné hledat vhodná řešení při snížené produkci chlévského hnoje, nebo nižšího využití kejdy ke hnojení s ohledem na moderní trend jejího zužitkování v bioplynových stanicích.
Určitou náhradou organického hnojení se jeví sláma ponechaná na poli po sklizni obilnin. Jak uvádějí literární údaje, byl prokázán pozitivní vliv slámy na půdní vlastnosti (půdní struktura, infiltrační schopnost, činnost půdních mikroorganismů), vliv aplikace slámy na výnos je uváděn poměrně slabý. Zde je potřeba si uvědomit, že sláma, ačkoli je bohatým zdrojem organických látek (obsahuje až 80 % organických látek), tyto organické látky jsou v půdě při optimálních vlhkostních podmínkách a vyrovnání poměru C/N velice rychle mineralizovány. V půdě se pak nevytváří složky stabilní organické hmoty. Sláma sice přispívá k bilanci živin, ta je však výraznější pouze u draslíku.
Obdobně působí i některé další druhy statkových hnojiv, např. zelené hnojení. Poměrně rychle působí v půdě kejda a močůvka, zvyšují mineralizaci, podporují činnost půdních mikroorganismů, ale obsah organických látek v půdě výrazně nezvyšují. Dodáním živin v lehce přijatelných formách ale ovlivňují tvorbu výnosu polních plodin. Zdrojem dobře přijatelných živin jsou také „nová“ hnojiva, jako zbytky po fermentaci z bioplynových stanic označovaných jako digestát, nebo kaly z čistíren odpadních vod. Zatímco u digestátu není působení plně vědecky ověřené a předpokládá se především jeho vliv z pohledu dodaných vodorozpustných forem živin. Jelikož aktivní organická hmota byla spotřebována při výrobě bioplynu, nelze předpokládat přímý vliv na dodání organické hmoty do půdy a ovlivnění činnosti půdních mikroorganismů. V případě čistírenských kalů jsou dostupné výsledky dlouhodobých pokusů, které popisují příznivý vliv jejich aplikace na výnos plodin, ale také na půdní vlastnosti (vyšší vododržnost půd, vyšší retenční kapacitu, zvýšení agregace půd, zvýšení aerace, vyšší propustnost a infiltrace, snížení tvorby půdního škraloupu, vyšší sorpční schopnost půd). Aplikace čistírenských kalů výrazně ovlivňuje činnost mikroorganismů, rychlost mineralizace a z dlouhodobého hlediska také obsah organické hmoty v půdě. Organická hmota čistírenských kalů představuje stabilnější komponenty ve srovnání s rostlinnými zbytky, nebo močůvkou či kejdou. Z pohledu kvality organické hmoty a jejího přínosu pro půdu a půdní úrodnost má však v systému hnojení nezastupitelné místo hnůj, nebo kvalitní kompost (graf 7). Tato hnojiva dodávají pro půdní mikroorganismy zdroj lehce mineralizovatelné organické hmoty a z ní pak uvolněné živiny pro rostliny, ale jsou také zdrojem stabilnějších organických látek, které přispívají k procesu humifikace a tvorbě stabilního humusu v půdě.
Výše uvedená tvrzení jsou dokumentována výsledky z dlouhodobých polních pokusů katedry agroenvironmentální chemie a výživy rostlin ČZU v Praze (grafy 3 – 6).
Vliv hnojení byl sledován v přesných polních dlouhodobých pokusech. Pokusy byly založeny na pěti stanovištích ČR s rozdílnými půdně-klimatickými podmínkami: Červený Újezd, Hněvčeves, Humpolec, Lukavec, Praha.
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, 2. čistírenské kaly (kal), 3. chlévský hnůj (hnůj), 4. poloviční dávka chlévského hnoje + dusík v minerálních dusíkatých hnojivech (hnůj 1/2 + N), 5. minerální dusíkaté hnojení (N), 6. NPK v minerálních hnojivech (NPK), 7. sláma jarního ječmene a dusík v dusíkatých minerálních hnojivech (sláma + N).
Organická hnojiva – čistírenské kaly, chlévský hnůj a sláma, jsou aplikována k bramborám, u obilnin je hodnoceno následné působení. Dusík v minerálních hnojivech je aplikován v LAV.

(Grafy naleznete v tištěné verzi zemědělce)

Použitá literatura je k dispozici u autorů.
Příspěvek byl řešen za podpory Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky, projekt č. MSM 6046070901 a Ministerstva zemědělství České republiky, projekt č. QH 91081

Klíčové informace

– Při hodnocení stavu v České republice je množství živin odebraných sklízenými hlavními a vedlejšími produkty často vyšší než input živin do půdy v organických a minerálních hnojivech. 
– Přísun živin ve statkových hnojivech se v posledních letech výrazně snížil a aplikované množství v minerálních hnojivech celkovou potřebu nepokrývají. 
– Alarmující je především nízká úhrada fosforu a draslíku v minerálních hnojivech, která zvláště v minulém roce klesla na velmi nízké hodnoty.

Ing. Jindřich Černý, Ph.D.
Prof. Ing. Václav Vaněk, CSc.
Ing. Martin Kulhánek, Ph.D.Česká zemědělská univerzita v Praze
Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů
Katedra agroenvironmentální chemie a výživy rostlin