Alternativní využití luskovin (3) - hrách setý a rolní jako zdroj biomasy

26. 04. 2017 Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D. a kol Technologie pěstování Zobrazeno 5176x

Mezidruhové a meziodrůdové rozdíly u luskovin mají, jak bylo uvedeno v předchozích článcích, zásadní vliv na dynamiku růstu rostlin, na jejich morfologii a na vhodnost využití ve směsích s dalšími plodinami. Z hlediska konečného efektu alternativního využití luskovin je však důležitá produkce nadzemní a podzemní biomasy, včetně její kvality.

Hodnocení celkové produkce biomasy však při daných rozdílech mezi druhy a odrůdami neposkytuje dostatečné informace o možnostech využití biomasy. I zde je potřebné zvlášť posuzovat produkci, či podíl na celkové produkci porostu, jednotlivých částí rostlin a samozřejmě i jejich kvalitu. Na základě literárních údajů se rovněž produkce celkové biomasy a její kvalita mění v čase. Zajímavou otázkou je například znalost změny produkčních parametrů rostliny či porostu v závislosti na působení stresových faktorů během vegetace, jako je teplotní a vláhový stres, vnitrodruhová a mezidruhová koakce a kompetice apod. Informace o této problematice jsou však z hlediska agrofytocenóz velmi omezené.

Polní pokusy

Z výše uvedených důvodů byla produkce porostů vybraných odrůd hrachu setého a rolního (pelušky) sledována i v našich pokusech. Hodnocen byl nejen vliv druhu či odrůdy na celkovou produkci nadzemní biomasy, ale také byla sledována produkce biomasy jednotlivých částí rostliny.

V rámci hodnocení byly sledovány odrůdy hrachu setého Eso (hrách polní jarní, typ semi-leafless), Gambit (jarní, typ semi-leafless), Protecta (jarní, listový) a Enduro (ozimý, semi-leafless). U hrachu rolního se jednalo o odrůdy Arvika (jarní) a Arkta (ozimá). Jedním z faktorů pokusu byl i rozdílný výsevek. U každého druhu byly založeny porosty s obvyklým výsevem (v tabulkách a grafech označeno číslem 1) a sníženým výsevem (označeno číslem 2). Hodnocení probíhala na dvou lokalitách ve středních Čechách (Stupice a Červený Újezd). Na lokalitě Stupice byly porosty založeny 20. 3. 2016 a v Červeném Újezdě 27. 3. 2016 (podrobná metodika pokusů byla popsána v časopise Agromanuál 2/2017). U sledovaných porostů byla hodnocena produkce suché nadzemní biomasy rostliny a produkce biomasy jednotlivých nadzemních částí rostliny (lodyha, větve, listy, případně lusky).

Graf. 1: Suchá produkce nadzemní biomasy porostu na lokalitě Stupice 31. 5. 2016 a Červený Újezd 30. 5. 2016 (1 = obvyklý výsevek)

Graf 2: Průměrná suchá hmotnost listů na lodyze, lodyhy bez listů a celé rostliny a hmotnostní poměr lodyhy a listů stanovené 31. 5. 2016 na lokalitě Stupice a 30. 5. 2016 na lokalitě Červený Újezd (1 = obvyklý výsevek, 2 = snížený výsevek)

Produkce biomasy na začátku vegetace

Z hlediska funkce luskovin jako pomocných plodin byla hodnocena produkce nadzemní biomasy měsíc po založení porostů (tab. 1). Z tabulky je patrný nejen vliv odrůdy, ale i vliv lokality na produkci biomasy. Vliv lokality se projevil dvěma faktory. Jedním z nich byla vzcházivost rostlin, která byla na lokalitě Červený Újezd nižší. Dalším faktorem byl i průběh počasí, především nižší srážky na lokalitě Červený Újezd, včetně chladnějšího počasí na přelomu dubna.

U porostů byla hodnocena také produkce kořenové hmoty. Měsíc po výsevu se produkce suché podzemní biomasy na lokalitě Stupice pohybovala v rozmezí 0,05 až 0,08 t/ha. Hmotnostní poměr nadzemní a podzemní biomasy (nadzemní/podzemní) se poté nacházel v rozmezí 2,0 až 2,9. U porostů v Červeném Újezdě činila produkce suché podzemní biomasy 0,02 až 0,08 t/ha a poměr nadzemní a podzemní biomasy ležel v intervalu 1,3 až 2,4.

Tab. 1: Průměrná hmotnost suché nadzemní biomasy porostů stanovená dne 22. 4. 2016 (Stupice) a 27. 4. 2016 (Červený Újezd); rozdílné indexy mezi průměry dokumentují statisticky průkazné rozdíly mezi průměry v rámci sloupců (ANOVA, α = 0,05, Tukey)

Odrůda	Produkce suché nadzemní biomasy porostů (t/ha)
Odrůda	Stupice		Červený Újezd
Eso 1	0,124	a	0,045	abc
Eso 2	0,062	a	0,033	ab
Gambit 1	0,140	a	0,078	e
Gambit 2	0,066	a	0,037	abc
Protecta 1	0,117	a	0,058	cde
Protecta 2	0,090	a	0,030	a
Arvika 1	0,181	a	0,098	de
Arvika 2	0,076	a	0,066	de
Arkta 1	0,115	a	0,077	e
Arkta 2	0,063	a	0,052	bcd
Enduro 1	0,225	a	0,052	bcd
Enduro 2	0,082	a	0,030	a

Produkce biomasy v polovině vegetace

Při hodnocení produkce nadzemní biomasy v polovině vegetace porostů byly již patné výraznější rozdíly mezi druhy a odrůdami (graf 1). Zde je však potřebné připomenout skutečnost, že produkce celkové biomasy porostů je v této tobě výrazně ovlivněna počtem rostlin na jednotku plochy. Kompenzační efekt porostu se zde projevuje pouze přítomností větví. Nejvyšší produkce suché nadzemní biomasy byla na konci května zaznamenána u vzrůstných odrůd hrachu setého Gambit a Protecta. Jarní forma hrachu rolního Arvika při jarním výsevu vykazovala v tomto termínu rovněž vyšší produkci biomasy ve srovnání s ozimou Arktou.

Graf 2 dokládá podíl jednotlivých částí rostliny na její celkové hmotnosti na obou lokalitách. U odrůdy Protecta (hrách setý) a u obou odrůd hrachu rolního (Arvika a Arkta) se na produkci hmotnosti rostliny, ale také na celkové produkci nadzemní biomasy porostu, výrazně podílely listy. Nižší produkce biomasy na lokalitě Červený Újezd je dána jednak dřívějším termínem hodnocení vůči setí, ve srovnání s lokalitou Stupice, ale také nižším počtem rostlin na jednotku plochy a pravděpodobně i vlivem nižších srážek.

Při hodnocení byla také sledována produkce podzemní biomasy kořenů. Z hlediska obtížnosti oddělení křehkého kořenového systému luskovin z půdy, lze však uvedené výsledky vnímat jako hodnoty dokládající množství kořenové hmoty kůlového kořene a kořenů z něho přímo vyrůstajících, bez kořenů následného větvení. Na lokalitě Stupice se produkce této suché podzemní biomasy pohybovala v rozmezí 0,16 až 0,31 t/ha, v Červeném Újezdě poté od 0,09 do 0,17 t/ha.

Produkce biomasy ke konci vegetace

Konečné hodnocení proběhlo 3 měsíce po výsevu. Porosty hrachu setého se v té době nacházely většinou v růstové fázi BBCH 75. Tuto fázi lze z hlediska produkce biomasy považovat za optimální z důvodu ukončení vegetace, protože začíná docházet k redukci listů.

Produkce celkové biomasy porostů a jednotlivých částí rostliny produkci jednotlivých částí rostlin je uvedena v tabulkách 2 a 3. Na obou lokalitách byla u odrůdy Protecta stanovena vyšší produkce nadzemní biomasy na plochách se sníženým výsevkem, v průměru o 15 % vůči hustějším porostům (obr. 1). Tato odrůda se vyznačuje dobrou kompenzační schopností porostu. Pokles počtu jedinců na jednotku plochy je schopna kompenzovat nejen tvorbou větví, ale také listů či lusků. Odrůdy Eso a Gambit pokles počtu jedinců na jednotku plochy nebyly schopny kompenzovat, produkce nadzemní biomasy byla u řidších porostů v průměru o 25 % nižší. U hrachu rolního rovněž došlo k redukci produkce biomasy z důvodu snížení výsevu. Na lokalitě Červený Újezd byly rozdíly v produkci nadzemní biomasy mezi rozdílnými výsevy nižší. Na produkci biomasy porostů se výrazně podílely listy (obr. 2). Odlišné výsledky v závislosti na lokalitě vykázala odrůda ozimého hrachu setého Enduro (tab. 2 a 3). Přestože tato odrůda patří mezi méně vzrůstné, byla celková produkce biomasy na lokalitě Stupice vyšší než 10 t/ha (obr. 3). U odrůdy hrachu setého se na celkové produkci biomasy výrazněji podílejí lusky. Při využití porostů na produkci zelené biomasy je proto vhodné vegetaci porostů ukončit až v době, kdy semena v luscích začínají dosahovat plné velikosti.

Tab. 2: Celková produkce suché nadzemní biomasy porostů a jednotlivých částí rostlin na jednotku plochy a jejich procentuální podíl na celkové produkci biomasy - 20. 6. 2016, Stupice; rozdílné indexy dokumentují statisticky průkazný rozdíl mezi průměry v rámci sloupců (ANOVA, α = 0,05, Tukey; 1 = obvyklý výsevek, 2 = snížený výsevek)

Odrůda	Celková produkce nadzemní biomasy (t/ha)		Biomasa lodyh a větví bez listí a lusků (t/ha)		Biomasa listů (t/ha)		Biomasa lusků (t/ha)		Hmotnostní podíl lodyh a větví na celkové produkci (%)		Hmotnostní podíl listů na celkové produkci (%)		Hmotnostní podíl lusků na celkové produkci (%)
Eso 1	13,405	b	7,644	c	2,091	ab	3,669	c	58,4	bcd	16,0	ab	25,5	c
Eso 2	11,036	ab	6,634	abc	1,997	ab	2,405	bc	60,1	bcd	18,1	ab	21,8	c
Gambit 1	12,390	b	7,045	bc	2,000	a	3,345	c	56,6	abc	16,5	ab	26,8	c
Gambit 2	10,051	ab	6,392	abc	1,768	a	1,890	abc	63,3	cd	17,5	ab	19,3	bc
Protecta 1	12,300	b	6,371	abc	3,013	abc	2,916	c	52,6	ab	24,5	bcd	22,9	c
Protecta 2	14,273	b	6,698	abc	3,700	c	3,875	c	47,8	a	27,0	cde	25,2	c
Arvika 1	10,305	ab	6,607	abc	3,447	bc	0,251	a	64,6	cd	33,6	e	1,8	a
Arvika 2	6,323	a	3,624	a	1,999	ab	0,700	ab	58,0	abcd	31,5	de	10,5	ab
Arkta 1	11,557	ab	6,878	abc	3,765	c	0,913	ab	59,1	bcd	35,4	e	5,5	a
Arkta 2	5,656	a	3,818	ab	1,696	a	0,142	a	67,8	d	29,6	de	2,6	a
Enduro 1	10,660	ab	6,345	abc	2,148	ab	2,167	abc	60,0	bcd	20,4	abc	19,6	bc
Enduro 2	13,071	b	7,205	bc	2,029	ab	3,837	c	55,4	abc	15,6	a	29,0	c

Tab. 3: Celková produkce suché nadzemní biomasy porostů a jednotlivých částí rostlin na jednotku plochy a jejich procentuální podíl na celkové produkci biomasy - 27. 6. 2016, Červený Újezd; rozdílné indexy dokumentují statisticky průkazný rozdíl mezi průměry v rámci sloupců (ANOVA, α = 0,05, Tukey; 1 = obvyklý výsevek, 2 = snížený výsevek)

Odrůda	Celková produkce nadzemní biomasy (t/ha)		Biomasa lodyh a větví bez listí a lusků (t/ha)		Biomasa listů (t/ha)		Biomasa lusků (t/ha)		Hmotnostní podíl lodyh a větví na celkové produkci (%)		Hmotnostní podíl listů na celkové produkci (%)		Hmotnostní podíl lusků na celkové produkci (%)
Eso 1	7,414	ab	3,958	abc	1,220	ab	2,237	cde	53,4	bc	16,7	a	29,9	c
Eso 2	5,460	ab	3,206	ab	0,985	a	1,141	abc	59,4	cd	19,6	abc	19,6	bc
Gambit 1	12,024	c	6,507	d	2,088	bc	3,429	e	54,6	bc	18,1	ab	27,4	bc
Gambit 2	6,761	ab	3,838	abc	1,386	ab	1,536	abcd	55,4	bc	25,4	bcd	19,2	bc
Protecta 1	7,368	ab	3,148	ab	1,737	ab	2,484	cde	43,1	a	24,9	abcd	32,0	c
Protecta 2	8,443	abc	4,069	abcd	2,040	bc	2,334	cde	47,8	ab	24,4	abcd	27,8	bc
Arvika 1	12,115	c	6,140	cd	3,195	d	2,781	de	50,8	abc	26,5	cd	22,7	bc
Arvika 2	9,766	bc	5,316	bcd	2,799	cd	1,651	abcd	55,3	bc	28,8	d	15,9	ab
Arkta 1	6,243	ab	4,017	abc	1,759	abc	0,468	ab	65,5	de	29,4	d	5,1	a
Arkta 2	4,583	a	3,096	ab	1,317	ab	0,170	a	68,8	e	28,4	d	2,9	a
Enduro 1	7,402	ab	4,135	abcd	1,378	ab	1,890	bcde	56,1	bc	18,8	abc	25,2	bc
Enduro 2	4,406	a	2,383	a	0,769	a	1,254	abcd	55,1	bc	17,8	ab	27,1	bc

Obr. 1: Rostliny odrůdy Protecta se vyznačují dobrou plasticitou a při nízkém počtu rostlin na jednotku plochy dobře větví

Obr. 2: U hrachu rolního se na pokryvnosti půdy a produkci biomasy významně podílejí listy, vysoké olistění a dlouhé lodyhy však zvyšují riziko polehnutí porostů - odrůda Arnika
Obr. 2: U hrachu rolního se na pokryvnosti půdy a produkci biomasy významně podílejí listy, vysoké olistění a dlouhé lodyhy však zvyšují riziko polehnutí porostů - odrůda Arnika

Obr. 3: Méně vzrůstné odrůdy hrachu jsou schopny vyprodukovat více než 10 t suché hmoty/ha, na výnosu se výrazně podílejí lusky - odrůda Enduro

Shrnutí

Na základě dosavadních výsledků vyplývají následující skutečnosti:

Rostliny hrachu setého i rolního vykazují při nižším počtu rostlin na jednotku plochy schopnost kompenzovat produkci biomasy větší tvorbou větví. Tato schopnost je však pro jednotlivé odrůdy odlišná. Vyšší kompenzační schopnost lze očekávat u listových typů.
Informace o kompenzační schopnosti jednotlivých odrůd hrachů jsou velice omezené a nejsou známá ani procenta možného snížení výsevku, která nevedou ke snížení produkce.
Snížení výsevného množství a následná kompenzace produkce biomasy porosty snižuje náklady na založení porostů, a tím i na celkovou ekonomiku pěstební technologie.
U hrachu rolního je podíl lusků na celkové produkci biomasy nižší než u hrachu setého. Na produkci celkové biomasy se u hrachu rolního ve srovnání s hrachem setým podílejí výrazněji listy. U hrachu rolního i setého se na celkové produkci biomasy nejvíce podílejí lodyhy, případně větve.

Cílem předkládaných výsledků je poukázat na rozdíly v produkci a v tvorbě biomasy mezi jednotlivými odrůdami hrachu setého a rolního. Z jednoletých výsledků však nelze vyvozovat obecné závěry, přesto výsledky poukazují na potřebu správné volby druhu, ale i odrůdy, pro dosažení cílů kladených na založené porosty.

Práce vznikla v rámci projektu TA04011370. Autoři děkují za finanční a technickou podporu firmě Selgen, a.s.

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

Ing. Jiří Kunte; Selgen, a.s.

foto: V. Brant