Aplikace dusíkatých hnojiv pro rozklad slámy

01. 09. 2023 Ing. Gabriela Mühlbachová, Ph.D. a kol. Hnojení Zobrazeno 1361x

Sláma obilnin představuje jednu z možností, jak vracet organickou hmotu zpět do půdy. Její nevýhodou je ale vysoký poměr uhlíku k dusíku (dále jen C:N), proto jsou pro podporu jejího rozkladu používána dusíkatá hnojiva, která tento poměr přibližují vhodným hodnotám pro půdní mikrobiální aktivity, tedy 20–30:1.

Ve starších publikacích jsou uváděny vyrovnávací dávky dusíku na podporu rozkladu slámy v rozmezí N 5–10 kg/t slámy až N 10–15 kg/t slámy. V současné zemědělské praxi aplikovaná dávka nejčastěji představuje N 8–10 kg/t slámy. Někteří autoři již zvažují i množství dusíku, které se může uvolnit z půdy, a doporučují dávky v množství N 4–6 kg/t slámy. Důvodem pro vyrovnávací dávku dusíku je aktivita půdních mikroorganismů, které mohou pro rozklad slámy využít i dusík obsažený v půdě, jenž později nemusí být dostupný pro rostliny.

Pro podporu rozkladu slámy lze doporučit hnojiva obsahující amonný nebo amidický dusík, jako je např. síran amonný, močovina nebo DAM 390, což je v souladu s tím, že mikroorganismy pro své aktivity preferují amonnou formu dusíku. Amonný dusík v půdě ale může zároveň urychlovat rozklad lehce rozložitelných uhlíkových frakcí, zatímco stabilizované uhlíkaté sloučeniny jsou rozkladu odolnější. Pro podporu rozkladu slámy a úpravu širokého poměru C:N jsou vhodná také tekutá statková nebo kapalná organická hnojiva (kejda, digestát), která vykazují poměr C:N<10 (zpravidla 4–6), a náleží k hnojivům s rychle uvolnitelným dusíkem.

Pokud podnik nemá živočišnou výrobu, měl by všechny posklizňové zbytky vracet vhodným způsobem do půdy. Sláma je v takovém případě pro zachování organické hmoty v půdě nezastupitelná. Na druhou stranu, při vyšších teplotách, se může poměrně značně zvýšit aktivita půdní mikrobiální biomasy, což, zvláště v kombinaci s vyšším množstvím dodaných dusíkatých hnojiv, může intenzivně působit na mineralizační procesy v půdě, a tím i zvyšovat emise skleníkových plynů. Největší emise CO₂ nastávají po zapravení slámy v letním období při vysokých teplotách vzduchu i půdy. Aplikace tekutých statkových a kapalných organických hnojiv je spojena také s úniky amoniaku, jež jsou největší při aplikaci na povrch půdy při teplém a větrném počasí. Lze je ale eliminovat okamžitým zapravením do půdy. Kromě toho zde vzniká i riziko následného vyplavení nitrátů z nevyužitých hnojiv.

Výzkumy potvrzují, že rozklad posklizňových zbytků mohou ovlivňovat probíhající klimatické změny (zejména teploty a srážky), velmi důležitým faktorem je obsah půdní vody. Vliv povětrnostních podmínek na dynamiku rozkladu posklizňových zbytků je tedy zřejmý, a proto je třeba mineralizační procesy v půdě ovlivněné dusíkem pocházejícím z hnojiv sledovat.

Teplota půdy

Pro rozklad slámy je významná teplota půdy. Při zapravení slámy do půdy po sklizni je v teplých letních dnech teplota půdy v hloubce 5 cm vyšší až o 8 °C v porovnání se slámou ponechanou na povrchu jako mulč (graf 1). Vlastní povrch půdy se může, pokud není pokryt mulčem slámy (graf 2), ohřívat až na teploty vyšší než 50 °C. Je proto žádoucí zapravit slámu až později v období nižších teplot a zamezit tak nadměrnému prohřívání půdy, které navíc vede ke ztrátám vody.

Graf 1: Teplota půdy v 5 cm během polního pokusu (Ruzyně 2022)

Graf 2: Teplota půdy v 5 cm a na jejím povrchu během polního pokusu (Ruzyně, 2022)

Rozklad slámy

Rozklad slámy v letním a podzimním období je, kromě dalších faktorů, ovlivněn teplotou a především srážkami. V letech, kdy jsou srážky nízké, a naopak vysoké teploty, je rozklad slámy velmi nízký, a to i po hnojení dusíkatými hnojivy. Nicméně i v letech, kdy je srážek více, se v letním a podzimním období rozloží většinou jen okolo 30 % slámy. Déšť a vyšší teploty mohou na rozklad slámy působit příznivě, pokud ale následuje sucho, je rozklad slámy velmi pomalý. Na druhou stranu, pokud po aplikaci hnojiv a zapravení slámy do půdy následují vydatné srážky, může být část dusíku z hnojiv proplavena pod vrstvu půdy se zapravenou slámou.

Např. v srpnu 2022 byly srážky nízké až do počátku třetí dekády měsíce. Počátek srpna proto nebyl pro rozklad slámy při jejím zapravení po sklizni do půdy příznivý. Srážky ve třetí dekádě byly naopak výhodné pro rozklad slámy ponechané na povrchu půdy. Celkově se pak rozklad slámy zapravené až po několika týdnech jeví výhodnější i v porovnání se slámou zapravenou krátce po sklizni společně s hnojivy (graf 3).

Srážky navíc ovlivňují také obsah nitrátů v půdě, kde u slámy zapravené krátce po sklizni, a hnojené močovinou (dávky N 30 a 60 kg/ha) nebo digestátem (N 60 kg/ha), dochází k posunu dusíku do nižších vrstev půdy, tedy pod vrstvu, do které byla sláma zapravena. Naopak u slámy zapravené společně s hnojivy až po několika týdnech zůstalo více dusíku ve vrstvě, do které byla sláma zapravena (graf 4).

Graf 3: Rozklad slámy po zapravení krátce po sklizni a po 4 týdnech na povrchu

Graf 4: Obsah minerálního dusíku v půdě po aplikaci dusíkatých hnojiv u půdy bez slámy, zapravené slámy krátce po sklizni a po hnojení na slámu zapravenou po 4 týdnech

Emise CO₂

S rozkladem slámy souvisí i emise CO₂. Zapravení slámy krátce po sklizni je může zvýšit oproti půdám bez slámy až 3×. S odstupem několika týdnů emise CO₂ v půdě se zapravenou slámou zůstávají vyšší minimálně o 1/3, přičemž hnojení močovinou a digestátem je dále zvyšuje. Sláma ponechaná na povrchu půdy naopak emise CO₂ významně snižuje (graf 5).

Většina dusíku v půdě je vázána v organických vazbách na organickou hmotu, pouze malá část je v podobě minerálního dusíku dostupná pro rostliny. Hlubší a intenzivnější zpracování půdy, zejména v teplých dnech, kdy dochází ke kypření a provzdušňování půdy, podporuje aerobní mineralizační procesy v půdě, které jsou spojeny s uvolňováním CO₂ a živin z půdní organické hmoty.

Pokud jde o dusík, při běžném poměru C:N v půdě okolo 8–10, často spíše užším, se může na 8–10 kg uvolněného uhlíku jako CO₂ uvolnit současně 1 kg dusíku i více. Podle našich měření se v některých teplých letních dnech může v odpoledních hodinách po orbě uvolnit v emisích CO₂ přibližně C 5–8 kg/ha/hod., což znamená i několik desítek kg uhlíku za den. Toto množství může znamenat podle poměru C:N v dané půdě uvolnění N 5–10 kg/ha/den.

Při mělkém zpracování půdy do 10 cm pak v letním období dochází ke snížení mineralizace dusíku v závislosti na poměru C:N, aktuální teplotě a vlhkosti přibližně na N 3–6 kg/ha/den. Po mulčování se sníží až na N 2–4 kg/ha/den. Užší poměr C:N riziko mineralizace organické hmoty v půdě a uvolnění dusíku dále adekvátně zvýší.

Graf 5: Emise CO₂ po zapravení slámy a aplikaci hnojiv

Doporučené postupy pro aplikaci dusíkatých hnojiv na podporu rozkladu slámy

Povětrnostní podmínky daného ročníku jsou pro rozklad slámy obilnin určující. Významnou úlohu v jejím rozkladu proto hraje i termín, kdy je sláma zapravena. Současně se ukazuje, že za sucha jsou rozdíly mezi hnojenými a nehnojenými půdami minimální.

Podobných, často i lepších, výsledků než po zapravení slámy krátce po sklizni společně s dusíkatými hnojivy, lze dosáhnout i mulčováním slámy na povrchu půdy.

Mulčování slámy, případně ponechání strniště s rozdrcenou slámou s pozdějším zpracováním půdy, by pro rozklad slámy mělo být upřednostněno z následujících důvodů:

• půda bez zpracování s mulčem na povrchu se v teplém letním období zahřívá méně a lépe zadržuje vodu;
• půda je více chráněna proti větrné a vodní erozi;
• zpracování půdy, které ovlivňuje rozklad půdní organické hmoty, se provádí později při nižších teplotách a způsobuje nižší emise CO₂ v porovnání se zpracováním půdy bezprostředně po sklizni za vysokých letních teplot;
• při pozdějším zpracování půdy dochází k nižší mineralizaci organické hmoty, je tedy nižší riziko tvorby dusičnanů, i jejich následné ztráty vyplavením, neboť zejména při intenzivních letních srážkách mohou být ztráty nitrátů vysoké.

Aplikace dusíkatých hnojiv

Do kalkulace potřeby dusíku pro podporu rozkladu slámy je třeba započítat i dusík, který se může uvolnit mineralizací organické hmoty po zpracování půdy, přičemž je třeba počítat i s hloubkou jejího zpracování. V létě toto množství může na úrodných půdách představovat i několik kg dusíku za den, což je třeba zohlednit při korekci nebo vypuštění hnojení dusíkem.

Hnojení minerálními dusíkatými hnojivy (v amonné nebo amidické formě) na podporu rozkladu slámy by nemělo přesáhnout N 4–5 kg/t slámy, v suchém roce je lepší hnojiva neaplikovat, popř. až po zapravení slámy po několikatýdenním období mulčování.

Pokud následuje ozimá řepka nebo meziplodina s vyššími nároky na výživu dusíkem, je možné zvýšit dávku N na 6–10 kg/t slámy. Toto doporučení pro vyšší dávku dusíku se týká také statkových a organických hnojiv, u nichž je část dusíku v organické formě. Přitom nižší dávky výše uvedeného rozmezí se doporučují, pokud není následně zaseta žádná plodina, vyšší je možné aplikovat před setím ozimů nebo meziplodin.

Digestát má díky vyšší vlhkosti a lepším adhezním vlastnostem příznivý vliv na rozklad slámy, zejména pokud byl aplikován na slámu ponechanou několik týdnů na povrchu půdy s následným zapravením.

Tekutá statková i kapalná organická hnojiva by měla být zapravena do půdy co nejdříve po aplikaci na slámu, nejlépe v jedné operaci. Během prvních 6 hodin totiž dochází k největším ztrátám dusíku volatilizací amoniaku.

Doba 24 hodin pro zapravení tekutých statkových a kapalných organických hnojiv požadovaná legislativou je z hlediska ochrany ovzduší neúčinná. Novela legislativy hnojiv v roce 2021 již požaduje v případě hnojiv pocházejících ze zařízení podle zákona o integrované prevenci zapravení nejpozději do 12 hodin.

Více informací na www.vurv.cz v metodice Rizika a přínosy aplikace dusíkatých hnojiv na podporu rozkladu slámy autorů Ing. Gabriela Mühlbachová, Ph.D., a kol. z roku 2021.

Ing. Gabriela Mühlbachová, Ph.D., Ing. Pavel Růžek, CSc., Ing. Helena Kusá, Ph.D., Ing. Radek Vavera, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha-Ruzyně