Regenerativní zemědělství (3): Omezení rizik v přechodném období

14. 09. 2023 Ing. Karel Klem, Ph.D., Rostislav Mátl Technologie pěstování Zobrazeno 1430x

Přechod z konvenčního způsobu hospodaření na regenerativní představuje v zásadě nejsložitější období pro zemědělce začínajícího s regenerativním hospodařením, ve kterém se i zdánlivě malé chyby odráží velkými důsledky na výnosech, zpožďování procesu obnovení půdní úrodnosti, či v problémech v ochraně rostlin.

Je to období, které začíná obvykle nízkou stabilitou půdních agregátů, nízkým obsahem organické hmoty, malou diverzitou půdních mikroorganizmů a jejich nízkou aktivitou, vysokou náchylností k utužení, rozplavování a vodní erozi či nízkou schopností ozdravení (tj. schopností rozkladu zárodků chorob či predace škůdců a semen plevelů). Do takto nepříznivého půdního stavu vstupujeme s ponecháním posklizňových zbytků rostlin a semen plevelů na povrchu půdy, a vytváříme tak příznivé podmínky pro jejich šíření či vzcházení. Současně se přechodem na regenerativní zemědělství se zbavujeme možnosti odstranění zhutnění pomocí zpracování půdy. Možných chyb, které mohou v rámci přechodného období vzniknout, je mnohem více a mohou být nepříjemným zjištěním pro zemědělce doprovázeným poklesem výnosů a rentability produkce.

Proto se v tomto dílu pokusíme představit hlavní zásady se kterými bychom měli vstupovat do přechodného období, tak abychom eliminovali alespoň hlavní problémy, se kterými se můžeme v rámci přechodného období setkat.

Co je to přechodné období a jak je dlouhé?

Přechodné období při zahájení regenerativního hospodaření představuje období, kdy dojde ke zlepšení klíčových fyzikálně-chemických půdních vlastností do té míry, že půda je schopna přirozenými procesy obnovovat svoji půdní úrodnost a eliminovat tak některé negativní vlivy způsobené například přejezdy těžké mechanizace, přirozeně rovnoměrně zásobovat rostliny živinami, přirozeně eliminovat zásobu semen jednoletých plevelů jejich mikrobiálním rozkladem a predací, či přirozeně eliminovat zdroje infekce chorob a škůdce.

Přechodné období je obvykle provázeno poklesy výnosů zemědělských plodin v průměru okolo 15 % s tím, že v prvním roce to může být pokles i přes 25 %. Pokles výnosů na úrodných půdách s velmi dobrými fyzikálními vlastnostmi může být i výrazně nižší než tyto hodnoty, na druhou stranu při kumulaci chyb, jako je výskyt vytrvalých plevelů, neurovnaný povrch pozemku či zhutnění půdy přejezdy mechanizace za mokra to může být naopak i výrazně více.

Řada výsledků potvrzuje, že přechodné období nemusí znamenat pro zemědělce ztrátu, protože výpadky ve výnosech kompenzují snížené náklady a že zhruba po 3–5 letech je možné docílit srovnatelné výnosové úrovně jako u konvenčního způsobu hospodaření. Na druhou stranu je velmi snadné kombinací několika chyb hned na začátku zhoršit fyzikální stav půdy natolik, že přechodné období vyžaduje více než 10 let, a teprve po tomto období se srovnávají výnosy regenerativního hospodaření s hospodařením konvenčním.

Jaké jsou tedy hlavní zásady, jejichž dodržení by nám mělo zajistit eliminaci alespoň těch nejvýznamnějších chyb, a tím i případných negativních dopadů na ekonomiku produkce?

1. Začít s přechodem na regenerativní zemědělství jen na části pozemků

Regenerativní způsob hospodaření je natolik odlišný od konvenčního hospodaření, že je pro zemědělce naprosto zásadní, aby si jednotlivé části technologie vyzkoušel v konkrétních půdních, terénních a klimatických podmínkách, ověřil si jejich realizaci s dostupnou mechanizací a měl prostor pro nalezení optimálního nastavení a řešení. Jako rozumný rozsah se kterým je vhodné začínat, tak představuje do 20 % pozemků, aby případné chyby, které vzniknou nesprávným rozhodnutím pro konkrétní podmínky nevedly k významnějším ekonomickým ztrátám.

2. Nezačínat s přechodem na regenerativní zemědělství ve velmi vlhkém roce

Jak již bylo řečeno, na začátku přechodu k regenerativnímu zemědělství pracujeme s půdou, která má obvykle nízkou stabilitu agregátů a nízký obsah organické hmoty, což vede k její vysoké náchylnosti ke zhutnění. Jakákoliv operace prováděná za vysoké vlhkosti půdy vede ke zhoršení fyzikálních vlastností, které se přirozeným způsobem napravují celou řadu let, a je proto vhodnější u takovéto půdy kypřením obnovit poměr vzduchu v půdě.

Zcela zásadní je nezačínat s přechodem na regenerativní zemědělství ve vlhkém roce po sklizni cukrovky, brambor či kukuřice, protože kombinace těžké sklizňové a transportní mechanizace s vyšší vlhkostí půdy na podzim je s vysokou pravděpodobností zárukou problémů.

3. Zajistit dokonalé srovnání povrchu půdy

Ačkoliv se již nyní na trhu objevují bezorebné secí stroje schopné dobrého kopírování nerovného terénu, tedy vybavené paralelogramy s aktivním přítlakem pro každou secí botku, většina bezorebných secích strojů, které jsou v České republice k dispozici, mají secí botky umístěné na pevném rámu tak aby bylo dosaženo dostatečného přítlaku. To ovšem přináší současně nevýhodu v tom, že i menší nerovnosti pozemku, které vznikaly dřívějším zpracováním půdy (nejvíce orbou) nebo přejezdy mechanizace, znamenají obtížné zajištění rovnoměrné hloubky výsevu (schéma 1). Část osiva tak zůstává ležet na povrchu půdy a část osiva je zaseta hluboko. Obecně lze v takových podmínkách doporučit spíše mírně větší hloubku výsevu, která zajistí porost bez mezer, ačkoliv je vývoj kvůli nestejné hloubce nerovnoměrný. Pokud tedy není k dispozici secí stroj s kopírováním nerovností pro každou botku, je nezbytné před začátkem přechodného období provést dokonalé srovnání povrchu půdy, například kompaktorem se smykovou lištou.

Schéma 1: Důsledek setí na pozemku s nesrovnaným povrchem půdy a  s použitím bezorebného secího stroje neumožňujícího kopírování povrchu půdy (bez paralelogramových držáků secích botek)

Nastavení hloubky výsevu u bezorebného setí je poněkud odlišné v porovnání se setím do nezpracované půdy a vyžaduje určité zkušenosti s daným typem secího stroje ale i s vlastnostmi půdy, na které se setí provádí. Hlavní rozdíl je v tom, že v závislosti na vlhkosti, struktuře půdy a půdním druhu se u bezorebného setí vytváří rýžka a následně je pomocí dalšího disku nebo zamačkávacích válců deformací okolní půdy zahrnováno osivo vrstvou zeminy. Toto množství zeminy je velmi variabilní, ale v naprosté většině případů je výrazně menší, než je hloubka rýžky a rýžka tak zůstává do určité míry otevřená, což platí zejména pro těžší, méně strukturní půdy, či pro setí při vyšší vlhkosti půdy. Hloubka výsevu tak fakticky není dána hloubkou uložení osiva vůči okolní půdě, ale spíše množstvím zeminy, které osivo přikrývá (schéma 2).

Schéma 2: Znázornění rozdílu v „hloubce výsevu“ u bezorebného setí, které je více než hloubkou uložení osiva dáno množstvím zeminy, která zasypává drážku po přejezdu zamačkávacích válců

4. Zajistit odplevelení pozemku od vytrvalých plevelů

Regulace vytrvalých plevelů je úzce spojena se zpracováním půdy, respektive s nařezáním vegetativních orgánů na krátké segmenty, které jsou díky tomu stimulovány v regeneraci, dochází k přerušení dormance spojené s apikální dominancí a následně oslabené vegetativní orgány rašících rostlin jsou snadněji hubeny mechanickou kultivací či aplikací herbicidů. Tyto možnosti jsou u regenerativního zemědělství značně omezené, a proto by měl být pozemek vyčištěný od těchto druhů. Jednoznačně se nelze spolehnout pouze na použití systémových herbicidů, protože jejich účinek na dormantní části vegetativních orgánů je značně omezený.

V případě pýru plazivého by pak nařezání oddenků mělo probíhat ve vertikálním směru (například diskovým nářadím či „coulterovými“ disky - schéma 3), protože převážná část oddenků je uložena v půdě horizontálně, zatímco u pcháče polního je vhodnější používat spíše řezání v horizontálním směru (například radličkovými kypřiči s křídlovými radličkami - schéma 4), protože kořenové výběžky pcháče jsou ve svrchní vrstvě půdy umístěny převážně vertikálně. V roce před přechodem na regenerativní zemědělství je pak vhodné tento proces nařezání a zničení regenerovaných rostlin pcháče a pýru dokonce několikrát zopakovat, při silném zaplevelení až 3×. V případě pcháče by pak toto rozřezání mělo být provedeno s postupným zvyšováním hloubky tak, aby kořenový systém pcháče byl postupně oslabován.

Tohoto několikanásobného oslabení vegetativních rozmnožovacích orgánů je možné dosáhnout pouze při zajištění dlouhého období od sklizně předchozí plodiny do setí následující plodiny. Proto může být tento postup realizován například po sklizni ozimého ječmene či ozimé řepky s následujícím setím jarních plodin, ve kterých je regulace pcháče poměrně snadná a současně mají vysokou konkurenční schopnost (jarní ječmen nebo jarní tritikale) a vhodně pak doplňují zmíněná opatření v meziporostním období.

Ničení regenerovaných rostlin pýru či pcháče je nejúčinnější s použitím systémových herbicidů, protože jsou rozváděny i do kořenového systému, nicméně velmi dobrého účinku lze dosáhnout i kypřením, zejména pak stroji, které umožňují vynášení vegetativních orgánů na povrch půdy (radličkové kypřiče s pérovými slupicemi).

Schéma 3: Princip přerušení dormance oddenků pýru pomocí nařezání na malá segmenty pomocí tzv. coulterových disků nebo běžného diskového nářadí - zatímco u nařezaných oddenků regenerují prakticky všechny pupeny a dochází tak k jejich oslabení, u dlouhých oddenků regeneruje pouze jeden nebo několik málo pupenů a ostatní zůstávají dormantní a nemusí být proto zasaženy dostatečně ani systémovými herbicidy; regenerované rostliny je možné společně s oddenky vytahovat na povrch půdy pomocí kypřičů s pérovými slupicemi, a tím do značné míry nahradit aplikaci systémových herbicidů

Schéma 4: Princip horizontálního nařezání kořenových výběžků pcháče v ornici postupně na zvyšující se hloubku pomocí kypřiče s křídlovými radličkami tak, aby došlo k jejich opakované regeneraci, a tím významnému oslabení kořenového systému pcháče

5. Upravit osevní sled pro přechodné období

Důvodů pro úpravu osevního sledu v přechodném období je několik, přičemž by měl být dán důraz na důvod, který může způsobovat v dané lokalitě největší problémy.

Především je nutné počítat s tím, že se mohou krátkodobě zhoršit fyzikální vlastnosti půdy, což znamená vyšší objemovou hmotnost půdy a s tím související nižší obsah vzduchu v půdě. Neměly by proto být v tomto krátkém období pěstovány plodiny, které jsou citlivé na nedostatek vzduchu v půdě (ječmen, cukrovka) nebo jsou citlivé na pomalé prohřívání půdy na jaře (kukuřice).

Rovněž musíme počítat kvůli změně fyzikálních vlastností půdy s pomalejší mineralizaci, a proto by mělo být velmi pečlivě zvažováno zařazení plodin velmi náročných na dusík (ozimá řepka a ozimá pšenice) a pokud jsou přesto zařazeny v přechodném období, což je často nevyhnutelné, tak je nezbytné dát důraz na hnojení v počátku vegetace. Naopak zkušenosti ukazují že u regenerativního zemědělství lze významně omezit pozdní, kvalitativní přihnojení, protože obsahy dusíkatých látek v zrně bývají u těchto technologií díky pozdní mineralizaci významně vyšší. To znamená rovněž značnou limitaci pro zařazení sladovnického ječmene, jehož kvalita bývá naopak negativně ovlivněna jak pozdní mineralizací dusíku, tak i nepříznivými fyzikálními charakteristikami půdy.

Druhým důvodem pro úpravu osevního sledu je eliminace šíření jednoletých plevelů. Ačkoliv po 3–4 letech většinou začínáme pozorovat úbytek jednoletých plevelů díky vlivu mulče posklizňových zbytků a nižší vzcházivosti drobných semen plevelů v mulči, konkurenční schopnosti meziplodiny i zvýšené predaci semen, tak v prvních dvou letech je patrný obvykle nárůst výskytu jednoletých plevelů, kterým vyhovuje vzcházení z mělkých hloubek. Zde může významně pomoci, pokud osevní sled v přechodném období upravíme tak, že po časné jarní plodině (například hrách) následuje ozim (například ozimé tritikale nebo pšenice) a ve třetím roce se pokračuje pozdní jarní plodinou (například sója nebo kukuřice). Toto prostřídání neumožní zásadnější rozšíření jednoletých plevelů ani z jedné ze tří hlavních skupin. Současně je velmi vhodné do tohoto krátkého osevního sledu zařadit leguminózy, které kromě doplnění dusíku zlepšují půdní strukturu a jsou zcela zásadní pro ukládání stabilního uhlíku v půdě, a tím pro rychlé zlepšení půdní úrodnosti.

V každém roce by po hlavní plodině měla následovat druhově bohatá meziplodina, přičemž v případě, že v osevním sledu není zařazena leguminóza, by tato meziplodinová směs měla obsahovat více než 50 % leguminózních komponent (vikev, peluška, jetel alexandrijský apod.)

6. Správně založené, ale i ukončené porosty meziplodin jsou základem regenerativního zemědělství

Meziplodiny sehrávají celou řadu klíčových úloh v přechodném období k zajištění rychlého obnovení půdní úrodnosti (dlouhodobému uložení organické hmoty v půdě), omezení zaplevelení, snížení výskytu chorob, omezení eroze, zajištění dostatku živin pro následnou plodinu atd. Na druhou stranu je velmi běžné, že zakládání porostů meziplodin není věnována dostatečná pozornost, přičemž jsou pěstovány meziplodiny s nízkým počtem druhů, malým zastoupením leguminóz, pozdě seté do proschlé půdy, a tak dále.

Správně založená meziplodina by před ukončením vegetace měla dosáhnout zapojeného porostu s výškou více než 1 m a fáze kvetení nebo začátku zrání u většiny druhů. V přechodném období by pak podíl leguminóz ve směsi měl přesahovat 50 % (v přepočtu na výsevek jednotlivých komponent). Takovou meziplodinu je možné zajistit v teplejších oblastech při výsevu do 25. července a v chladnějších a vyšších polohách při výsevu do 20. července. Hlavním důvodem je především zkracování délky dne, které neumožňuje dostatečný vývoj meziplodiny.

I v případě, že je tento limit dodržen, je zcela zásadní, aby meziplodina byla vyseta ještě v den sklizně (bezorebně). Důvodem je především skutečnost, že po sklizni plodiny dochází k okamžitému zahřívání povrchu půdy, významnému zvýšení výparu a proschnutí vrchní vrstvy půdy, ze které meziplodina vzchází do zhruba tří dnů. Pokud je meziplodina vyseta ještě v den sklizně, využívá vlhkosti půdy v zastíněném porostu a vzcházení je tak výrazně rychlejší a rovnoměrné. Do určité míry pomáhá zpomalení vysýchání půdy vyšší strniště a mulč posklizňových zbytků plodiny, ale určitě na tento efekt nelze spoléhat a opožďovat s tímto zdůvodněním výsev meziplodiny, protože v letních měsících je vysýchání půdy velmi rychlé i pod mulčem posklizňových zbytků.

Jestliže ovšem termín 25. či 20. července není možné dodržet nebo není možné zajistit výsev meziplodiny okamžitě po sklizni hlavní plodiny, je vhodnější uvažovat o výsevu meziplodiny ještě před sklizní. K tomu je možné použít pneumatické rozmetadlo zhruba 3–5 týdnů před sklizní plodiny, případně tzv. štafetový intercropping, kdy se některé jednoleté jeteloviny vysévají do porostu plodiny jako tzv. pomocné plodiny v časných růstových fázích plodiny (před zapojením porostu) a následně plní částečně i funkci meziplodiny (po sklizni se obvykle doplní výsevem rychle rostoucích meziplodinových druhů).

Druhou klíčovou otázkou pěstování meziplodin je ukončení jejich vegetace. Nejjednodušší je situace u vymrzajících meziplodin při zakládání porostů jarních plodin. Tam obvykle není potřeba žádné mechanické ani chemické ukončování, a dokonce může být prospěšné, pokud porost meziplodiny není přiválen a zůstává zčásti po výsevu stát, protože tak představuje ochranu proti větru ať již z pohledu eroze, či vysýchání půdy.

V případě vymrzajících meziplodin a zakládání porostů ozimů nebo nevymrzajících meziplodin a zakládání porostů jařin je naprosto zásadní, aby meziplodina dosáhla minimálně fáze kvetení až začátku zrání. Tím se výrazně eliminuje její regenerace. Současně musí být použity tzv. krimpovací válce, které stonek meziplodiny zlomí na několika místech. Kombinace pokročilejší růstové fáze a zlomení stonku na několika místech zajistí, že meziplodina již neregeneruje.

V případě, že meziplodina nedosáhne této růstové fáze, je nutné použít agresivnějších způsobů ukončení meziplodiny, protože schopnost regenerace je zde výrazně vyšší. Prvním je kombinace krimpovacích válců s hrubě zalamovanými disky (tzv. cross cutter disky), které způsobí utrhnutí rostliny od kořenového systému těsně pod povrchem půdy, aniž by docházelo ke zpracování půdy do větší hloubky. Druhou možností, je použití chemického ukončení neselektivním herbicidem, které by ovšem v rámci regenerativního zemědělství mělo být až tím posledním opatřením.

Omezení problémů s regenerací meziplodiny je možné docílit rovněž před získáním dostatku zkušeností s ukončováním meziplodiny tím, že jsou zpočátku používány druhy s křehkým stonkem a rychlým vývojem a teprve později se zkouší nevymrzající meziplodiny, jako například žito nebo meziplodiny, které snadno regenerují.

Obr. 1: Porost druhově bohaté meziplodiny v minimální fázi před ukončením či vymrznutím

Obr. 2: Mechanicky ukončená meziplodina

Obr. 3: Mrazem ukončená meziplodina

Obr. 4: Mechanické ukončování meziplodiny v zimním období

7. Snižování dávek dusíku a pesticidů je možné v přechodném období především cílenými aplikacemi

Ačkoliv snižování dávek dusíkatých či fosforečných hnojiv a pesticidů představuje jednu z podmínek regenerativního zemědělství pro zajištění obnovy půdního mikrobiomu a zejména pak mykorhizních hub, v rámci přechodného období jsou tyto možnosti omezené, protože nepříznivé fyzikální a chemické vlastnosti půdy znamenají zpožďování mineralizace, a rovněž dochází často ke krátkodobému šíření jednoletých plevelů a některých chorob a škůdců. Tato situace se obvykle obrací po 3–4 letech, kdy se půdní vlastnosti začínají zlepšovat a začínají fungovat přirozené mechanizmy regulace plevelů, chorob a škůdců (mikrobiální rozklad semen a zárodků chorob, predace, snížené vzcházení drobných semen plevelů z mulče posklizňových zbytků).

Nicméně již v přechodném období bychom se měli snažit o úsporu asi 25 % dávky dusíku a pesticidů. To je možné zejména cíleným použitím jednak z pohledu času, ale i místa pouze tam, kde je aplikace nutná.

V případě aplikace dusíku se jedná zejména o posun do časnějších aplikací a řízení výživy pomocí rozborů rostlin nebo dálkového průzkumu Země, které umožňují rovněž aplikace dle lokální potřeby.

V případě aplikace pesticidů by mělo být jejich použití prováděno pouze s ohledem na skutečný výskyt, případně podle předpovědních modelů (např. AgroRisk.cz), a současně s výběrem přípravků, které mají minimální dopad na půdní mikrobiom (zejména při výběru fungicidů) a tak, aby použité herbicidy měly minimální rizika reziduálního působení na následnou plodinu. Pokud nedochází u regenerativního zemědělství zpracováním půdy k naředění herbicidu v půdním profilu a současně ještě půda nezajišťuje dostatečně rychlé odbourávání herbicidů v povrchové vrstvě, může v následujících letech docházet k poškození vzcházející plodiny. Rychlost odbourávání herbicidů je velmi specifická podle půdních podmínek (např. pH či obsah organické hmoty) a rovněž závisí na ročníku (zejména množství srážek), a proto je nutné být obzvláště opatrný s aplikací herbicidů s reziduálním působením před setím cukrovky, řepky, máku nebo slunečnice, které jsou značně citlivé k inhibitorům ALS, dnes hojně používaným v obilninách i kukuřici. Problémy s reziduálním působením herbicidů ale mohou nastat i u jiných skupin účinných látek a jiných plodin.

8. Přechodné období je vhodné podpořit aplikací kompostu

Jak již bylo zmíněno, na počátku přechodného období k regenerativnímu zemědělství se potýkáme velmi často se špatnými fyzikálními vlastnostmi půdy, sníženým obsahem vzduchu, pomalejší mineralizací apod. Tyto negativní faktory, které se odráží často na snížení produkce je možné do určité míry eliminovat aplikací kompostu před zahájením přechodného období.

Ačkoliv významnou pozitivní úlohu mohou splnit klasické překopávané komposty, v regenerativním zemědělství jsou preferovány komposty nepřekopávané, déle zrající, které obsahují významně vyšší poměr hub k bakteriím. Řada výsledků pak ukazuje, že zvyšování podílu hub v půdě, které je podporováno i aplikací nepřekopávaných kompostů, je zcela klíčové pro rychlou obnovu půdní úrodnosti. V současnosti jsou nejznámějšími typy kompostů bohatých na houby komposty vyráběné tzv. Johnson-Su metodou (BEAM kompost) nebo tzv. Witte metodou mikrobiální karbonizace. Tyto komposty jsou relativně snadné na výrobu, nicméně v našich podmínkách i přes pozitivní zahraniční zkušenosti budou vyžadovat důkladnější ověření.

Článek byl podpořen z projektu NAZV QK23020080 „Systém dlouhodobého ukládání uhlíku a snižování emisí oxidu dusného a metanu v zemědělství, vyhodnocení jejich efektivity a certifikace přínosů“.

Ing. Karel Klem, Ph.D.; Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v. v. i.
Rostislav Mátl, DVP Agro a.s.