Množstvo makroživín v rastlinných zvyškoch poľnohospodárskych plodín po zbere úrody
25. 11. 2016 Hnojení Zobrazeno 3455x
V predošlom príspevku sme prezentovali údaje o množstve rastlinných zvyškov, ktoré sa zaorávajú do pôdy po zbere hlavného produktu poľnohospodárskych plodín. Bolo poukázané aj na množstvo organického uhlíka v nich, ktoré vylepšuje v súčasnosti nie príliš pozitívnu bilanciu organickej hmoty v pôde. Tento príspevok je venovaný obsahu základných živín v rastlinných zvyškoch najviac pestovaných plodín na Slovensku.
Pokusy
Lokality a metódy sledovania sú totožné s uvedenými postupmi v predošlom príspevku: Agromanuál č. 9–10, str. 62.
Podľa doterajších poznatkov výskumu a tiež podľa našich experimentálnych výsledkov je množstvo minerálnych komponentov v rastlinných zvyškoch veľmi heterogénne a kolíše v závislosti predovšetkým od biologických zvláštností jednotlivých rastlinných druhov, hmotnosti pozberových (nadzemných) a koreňových (podzemných) zvyškov, obsahu živín vo zvyškoch, výšky úrody a do určitej miery aj od úrovne agrotechniky, najmä hnojenia.
Zo sledovaných minerálnych komponentov (dusík, fosfor a draslík) najvýraznejšie kolíšu obsahy dusíka a draslíka, najmenej obsah fosforu. Odlišnosti sú aj v obsahoch živín v podzemných a nadzemných orgánoch tej istej rastliny: obsah dusíka je väčšinou vyšší v koreňových zvyškoch, obsah draslíka je vždy vyšší v pozberových zvyškoch. Fosfor sa biologicky akumuluje v generatívnych orgánoch a len nepatrne vo vegetatívnych, preto aj potenciál tejto živiny vo zvyškoch jednotlivých plodín je prevažne malý.
Zaoranie pozberových zvyškov kukurice prináša do pôdy priemerne 39 kg N, 3 kg P a 19 kg K/ha, ale v prípade zaorania do pôdy aj kôrovia sa toto množstvo zvýši na 127 kg N, 17 kg P a 131 kg K/ha pôdy
Výsledky
Zo živín, vstupujúcich do pôdy s rastlinnými zvyškami, najväčší význam sa pripisuje dusíku a draslíku. Výsledky našich laboratórnych analýz ukázali, že niektoré poľné plodiny majú vo svojich zvyškoch z hľadiska výživy následných plodín značné obsahy živín. Jedná sa o tieto plodiny:
- pri dusíku: pozberové aj koreňové zvyšky všetkých strukovín, pozberové zvyšky zemiakov a koreňové zvyšky lucerny, ďateliny a cukrovej repy (2,00–4,19 % N);
- pri fosfore: pozberové zvyšky všetkých strukovín, tiež maku a tabaku a koreňové zvyšky lucerny, ďateliny a cíceru (0,30–0,44 % P);
- pri draslíku: pozberové zvyšky bôbu obyčajného, sóje, cíceru, fazule obyčajnej, ovsa siateho, slnečnice, maku, zemiakov, cukrovej repy a tabaku (2,00–3,79 % K).
Obsah živín v rastlinných zvyškoch je však iba jedným z faktorov, ovplyvňujúcich množstvo živín, ktoré sa vracajú späť do pôdy so zvyškami pestovaných plodín po zbere úrody ich hlavného produktu. Ďalším z faktorov je hmotnosť pozberových a koreňových zvyškov, ktorá je tiež určovaná predovšetkým biologickými špecifikami jednotlivých rastlinných druhov, teda je heterogénna a kolíše v určitom rozpätí aj pri tej istej plodine.
Pre účely oceňovania úlohy predplodín v osevnom postupe z hľadiska výživy následných plodín sme na základe našich experimentálnych poznatkov stanovili pre každú zo skúmaných plodín tzv. potenciál živín. Pod pojmom „potenciál živín“ alebo „živinový potenciál“ rozumieme štatisticky priemerné množstvo danej živiny (dusíka, fosforu a draslíka) vyjadrené v kilogramoch na 1 hektár, ktoré sa nachádza v pozberových a koreňových zvyškoch plodín v čase ich zaorania do pôdy po zbere úrody, resp. pri viacročných plodinách (ďatelinoviny) pri likvidácii ich porastu na pozemku po ukončení úžitkovej doby ich pestovania. Štatistický priemer hodnôt potenciálov N, P a K pre každú zo sledovaného súboru plodín uvádzame v tabuľke 1. Z týchto údajov vyplýva, že heterogenita v množstve pozberových a koreňových zvyškov a rovnako v obsahu živín v týchto zvyškoch má za následok veľké rozdiely v živinovom potenciáli jednotlivých plodín. Priemerný potenciál dusíka sa pri skúmaných plodinách pohybuje v rozpätí od 20 po 298 kg N/ha, potenciál fosforu od 2 po 34 kg/ha a potenciál draslíka od 13 po 288 kg K/ha.
Na základe prezentovaných priemerných potenciálov živín možno konštatovať, že dôležitý vplyv na bilanciu živín v osevnom postupe majú všetky strukoviny, ďatelina lúčna, repka olejka, slnečnica ročná, mak siaty a horčica biela. K významnému ovplyvneniu režimu živín v pôde, najmä draslíka, dochádza v prípade, že sa po zbere úrody hlavného produktu zaoráva do pôdy aj celá úroda vedľajšieho produktu (slama obilnín, strukovín, repky a horčice, kukuričné a slnečnicové kôrovie, makovina).
Štatistické vyhodnotenie našich výsledkov ukázalo, že medzi výškou úrody hlavného produktu a množstvom živín z rastlinných zvyškov každej zo sledovaných plodín existuje nelineárna korelácia. Uvedený poznatok sme využili pre stanovenie koeficientov, vyjadrujúcich pomer živín z rastlinných zvyškov k úrode hlavného produktu. Tieto koeficienty, označované ako „KN“ pre dusík, „KP“ pre fosfor a „KK“ pre draslík predstavujú množstvo živín v kg/ha, pripadajúce na 1 tonu úrody hlavného produktu z 1 hektára pôdy. Štatistické priemery hodnôt jednotlivých koeficientov sú zahrnuté v tabuľke 1.
Zistené hodnoty koeficientov na prepočet živín však nie sú konštantné, ale naopak, menia sa podľa výšky úrod (graf). Prakticky vo všetkých prípadoch sa jedná o zápornú koreláciu medzi hodnotami jednotlivých koeficientov a výškou úrody danej plodiny. To znamená, že hodnoty koeficientov so stúpajúcimi úrodami klesajú, treba však zdôrazniť, že tento pokles nie je lineárny a nie je ani v každom prípade nepretržitý. Hodnoty koeficientov väčšinou klesajú len po určitú hranicu úrod, pri ktorej niekedy viac-menej stagnujú a po jej prekročení v niektorých prípadoch začínajú znova stúpať. Pri niektorých plodinách však pri nízkej úrovni úrod (napr. pšenica ozimná < 3,5 t/ha) krivky koeficientov so stúpajúcou úrodou najprv stúpajú a klesať začnú až po prekročení určitej výšky úrod (graf). Tieto poznatky o variabilite koeficientov na prepočet živín sú dôležité v prípade, že pre nejaké účely je potrebný čo najpresnejší údaj o inpute živín do pôdy vo forme pozberových a koreňových zvyškov niektorej plodiny.
Dosiahnuté výsledky (závislosť úrody od živinového potenciálu) boli pre každú sledovanú plodinu štatisticky vyhodnocované polynomiálnou regresiou (tab. 2). Štatistické rovnice pre každú sledovanú živinu (KN, KP and KK) boli vypočítané z reálne dosiahnutej úrody na danom pozemku. Stupeň polynomiálnej rovnice bol vybraný tak, aby bol dosiahnutý čo najvyšší stupeň korelácie. Podľa výsledkov polynomiálnej regresie sú tieto korelácie medzi výškou úrod a hodnotou koeficientov vysoko preukazné (r = 0,812-0,995, pri *p<0,05).
Prostredníctvom koeficientov na prepočet živín je možné kvantifikovať input dusíka, fosforu a draslíka z rastlinných zvyškov do pôdy na základe nasledovnej matematickej rovnice:
PX = u . KX
kde: PX = množstvo niektorej živiny (N, P, K) vo zvyškoch danej plodiny v kg/ha; u = úroda hlavného produktu danej plodiny v t/ha; KX = hodnota koeficientu pri danej úrode sledovanej plodiny (KN, KP, KK).
Tab. 1: Priemerný živinový potenciál rastlinných zvyškov (obsah živín v kg na hektár pôdy, resp. na tonu hlavného produktu)
Plodina |
N |
P |
K |
N |
P |
K |
kg/ha |
kg/t hlavného produktu |
|||||
Ozimná pšenica |
53 |
9 |
42 |
10.9 |
1.8 |
8.6 |
Ozimná pšenica + slama |
79 |
14 |
88 |
15,7 |
2,9 |
17,9 |
Jarný jačmeň |
43 |
7 |
40 |
10.8 |
1.9 |
9.8 |
Jarný jačmeň + slama |
60 |
11 |
77 |
14,4 |
2,6 |
17,9 |
Ovos |
55 |
8 |
58 |
14.4 |
2.1 |
15.2 |
Ovos + slama |
89 |
16 |
165 |
22,6 |
4,2 |
42,1 |
Tritikale |
54 |
8 |
28 |
11.4 |
1.8 |
6.1 |
Tritikale + slama |
80 |
13 |
78 |
17,1 |
2,8 |
16,6 |
Ozimná raž |
45 |
8 |
24 |
12.3 |
2.2 |
6.7 |
Ozimná raž + slama |
77 |
16 |
71 |
20,5 |
4,4 |
18,9 |
Kukurica na zrno |
39 |
3 |
19 |
6.7 |
0.5 |
3.2 |
Kukurica na zrno + kôrovie |
127 |
17 |
131 |
21,8 |
2,9 |
22,5 |
Bôb obyčajný + slama |
298 |
34 |
288 |
100,3 |
11,5 |
97,0 |
Sója fazuľová + slama |
132 |
14 |
72 |
66,0 |
7,2 |
36,0 |
Hrach siaty + slama |
112 |
14 |
74 |
31.4 |
3.9 |
20.1 |
Fazuľa obyčajná + slama |
192 |
17 |
115 |
98,5 |
8,8 |
58,8 |
Šošovica jedlá + slama |
163 |
21 |
80 |
229,6 |
29,3 |
112,2 |
Zemiaky |
59 |
6 |
61 |
3.0 |
0.3 |
3.1 |
Cukrová repa |
20 |
2 |
13 |
0.4 |
0.1 |
0.3 |
Ozimná repka + slama |
107 |
22 |
157 |
41.7 |
8.4 |
60.8 |
Slnečnica ročná + kôrovie |
108 |
15 |
218 |
50.0 |
7.1 |
100.6 |
Mak + makovina |
115 |
24 |
204 |
321.2 |
68.2 |
566.4 |
Horčica biela + slama |
91 |
21 |
127 |
35.0 |
8.2 |
48.9 |
Lucerna |
126 |
21 |
66 |
11.7 |
1.9 |
6.2 |
Ďatelina |
127 |
17 |
66 |
16.4 |
2.2 |
8.5 |
Kukurica na siláž |
55 |
4 |
26 |
1.7 |
0.1 |
0.8 |
Tabak + stonky |
45 |
8 |
59 |
43,0 |
5,3 |
22,5 |
Cícer baraní + slama |
201 |
21 |
113 |
72,3 |
7,7 |
40,9 |
Ľan olejnatý + slama |
67 |
8 |
35 |
28,1 |
5,3 |
37,0 |
Tab. 2: Štatistické rovnice pre výpočet koeficientov KN, KP a KK (x = úroda v t/ha)
Plodina |
Koeficient KN |
Koeficient KP |
Koeficient KK |
Ozimná pšenica |
1,1727x3 - 17,8x2 + 85,607x - 117,79 |
0,1909x3 - 2,9081x2 + 14,074x - 19,59 |
0,7923x3 - 12,545x2 + 63,312x - 92,038 |
Ozimná pšenica + slama |
0,8152x3 - 12,026x2 + 55,899x - 64,689 |
0,0867x3 - 1,3118x2 + 6,1956x - 6,1013 |
0,1383x3 - 2,0567x2 + 9,6127x + 3,9467 |
Jarný jačmeň |
0,2343x3 - 2,8139x2 + 8,2941x + 7,2304 |
0,0651x3 - 0,8138x2 + 2,83x - 0,6311 |
0,9578x3 - 12,628x2 + 51,298x - 53,852 |
Jarný jačmeň + slama |
0,271x3 - 2,9316x2 + 7,3111x + 15,221 |
0,0396x3 - 0,4283x2 + 1,0722x + 2,7739 |
0,0237x3 - 0,2956x2 + 1,0639x + 16,922 |
Ovos |
3,3116x3 - 39,021x2 + 143,09x - 148,54 |
0,45x3 - 5,2756x2 + 19,156x - 19,285 |
1,9659x3 - 22,355x2 + 76,384x - 61,283 |
Ovos + slama |
3,1299x3 - 37,519x2 + 141,68x - 145,71 |
0,3371x3 - 4,022x2 + 15,08x - 13,53 |
1,0491x3 - 12,817x2 + 49,933x - 20,415 |
Tritikale |
-2,9658x3 + 40,818x2 - 188,86x + 305,64 |
-0,4497x3 + 6,1932x2 - 28,676x + 46,473 |
-1,6463x3 + 22,302x2 - 100,47x + 157,0 |
Tritikale + slama |
-0,9022x3 + 12,339x2 - 60,532x + 123,6 |
-0,1352x3 + 1,8523x2 - 9,0926x + 18,752 |
-0,1574x3 + 2,1514x2 - 10,468x + 34,741 |
Ozimná raž |
-3,6438x3 + 41,221x2 - 155,44x + 208,84 |
-0,5846x3 + 6,7297x2 - 25,945x + 35,831 |
-1,3502x3 + 16,64x2 - 69,225x + 103,33 |
Ozimná raž + slama |
2,3238x3 - 26,808x2 + 97,806x - 91,094 |
0,3094x3 - 3,5711x2 + 12,981x - 10,295 |
0,4136x3 -4,7693x2 + 17,322x - 0,7342 |
Kukurica na zrno |
-0,15x3 + 3,1214x2 - 21,754x + 56,479 |
0,0022x3 - 0,0342x2 + 0,1028x + 0,6629 |
0,0168x3 - 0,2691x2 + 0,9341x + 3,6483 |
Kukurica na zrno + kôrovie |
0,041x3 - 0,0729x2 - 6,3627x +52,047 |
-0,0182x3 + 0,4582x2 - 3,8204x +12,904 |
-0,1636x3 + 4,0354x2 -32,917x +107,27 |
Bôb obyčajný + slama |
-33,785x + 217,88 |
-4,0915x + 26,539 |
-27,293x + 191,93 |
Sója + slama |
-31,113x2 + 103,36x - 1,2894 |
-3,3977x2 + 11,163x + 0,1193 |
-16,783x2 + 58,851x - 7,1 |
Hrach + slama |
-0,9901x3 + 10,139x2 - 43,324x + 106,71 |
-0,1186x3 + 1,227x2 - 5,313x + 13,16 |
-0,5924x3 + 5,3075x2 - 21,483x + 62,13 |
Zemiaky |
0,0005x3 - 0,0267x2 + 0,2484x + 4,8271 |
0,00004x3 - 0,0024x2 + 0,0241x + 0,4459 |
0,0005x3 - 0,0258x2 + 0,1327x + 6,5971 |
Cukrová repa |
0,0002x2 - 0,0309x + 1,3574 |
0,00002x2 - 0,0026x + 0,1198 |
0,0002x2 - 0,0236x + 0,9784 |
Ozimná repka + slama |
8,1346x3 - 69,577x2 + 179,05x - 89,818 |
2,6614x3 - 21,781x2 + 54,785x - 31,942 |
24,592x3 - 197,44x2 + 490,83x - 300,22 |
Slnečnica + slama |
-10,65x3 + 93,125x2 - 276,36x + 317,44 |
-0,242x3 + 2,6914x2 - 11,755x + 22,477 |
-28,736x3 + 243,89x2 - 691,24x + 739,92 |
Mak + makovina |
-13355x3 + 14638x2 - 5920,8x + 1200,6 |
-2449,7x3 + 2511,2x2 - 979,72x + 216,11 |
-18374x3 + 17696x2 - 6635,2x + 1581,6 |
Horčica + slama |
1,4624x3 + 15,448x2 - 115,67x + 198,35 |
1,03x3 + 0,028x2 - 22,828x + 47,396 |
8,4129x3 - 11,539x2 - 122,9x + 287,08 |
Lucerna |
0,0499x3 - 1,4104x2 + 10,806x - 3,7089 |
0,0079x3 - 0,2265x2 + 1,7732x - 0,8324 |
0,0786x3 -2,5216x2 + 25,262x - 71,053 |
Ďatelina |
0,1847x3 - 4,2603x2 + 29,946x - 46,265 |
0,0178x3 - 0,3981x2 + 2,6391x - 2,7212 |
0,2028x3 -4,996x2 + 39,006x - 87,474 |
Kukurica na siláž |
0,001x2 - 0,1143x + 4,287 |
0,00008x2 - 0,0086x + 0,3248 |
0,0004x2 - 0,0503x + 1,9367 |
Cícer baraní + slama |
35,815x2 - 197,44x + 309,58 |
3,9692x2 - 21,771x + 33,668 |
18,182x2 - 101,45x + 165,2 |
Ľan olejnatý + slama |
199,91x3 - 874,08x2 + 1242,7x - 533,96 |
27,241x3 - 118,82x2 + 168,25x - 72,322 |
174,05x3 - 751,58x2 + 1047x - 449,2 |
Príklad stanovenia množstva živín v rastlinných zvyškoch
Hodnotenou plodinou je pšenica letná, f. ozimná s úrodou 5,5 t/ha. Na základe rovnice z tabuľky 2 (KN = 1.1727x3 – 17.8x2 + 85.607x – 117.79, kde x je dosiahnutá úroda plodiny) je koeficient KN 9,706. Vynásobením úrody pšenice 5,5 koeficientom 9,706 dostaneme množstvo dusíka 53,4 kg N), ktoré sa zaorie do pôdy spolu s rastlinnými zvyškami pšenice. Analogickým prepočtom vypočítame, koľko fosforu (8,8 kg/ha) a draslíka (46,8 kg/ha) sa dostane vo forme rastlinných zvyškov do pôdy po zbere pšenice.
Podobne možno vypočítať množstvá živín pre všetky nami sledované plodiny.
Tabuľka 3 uvádza množstvo živín v zaoraných rastlinných zvyškoch niektorých plodín pri bežne dosahovaných úrodách. Povšimnutia hodné sú najmä množstvá draslíka pri slnečnici a repke olejne v prípade, že sa do pôdy zaorie aj vedľajší produkt (slama), resp. aj množstvo dusíka pri sóji, lucerne ale aj kukurici na zrno. Pritom treba poznamenať, že na základe mnohých literárnych zdrojov možno minimálne 50 % z týchto živín považovať za ľahko prístupné pre následne pestovanú plodinu.
Tieto množstvá dosahujú v jednotlivých prípadoch až stovky kilogramov, ktoré je potrebné brať do úvahy pri stanovovaní dávok minerálnych hnojív aplikovaných pod nasledujúce plodiny. Prináša to nielen ekonomický, ale aj environmentálny benefit v porovnaní s konvenčným hnojením a prispieva k udržateľnému poľnohospodárstvu.
Tab. 3: Množstvo dusíka, fosforu a draslíka zaoraného do pôdy v rastlinných zvyškoch niektorých plodín pri bežne dosahovaných úrodách
Plodina |
Úroda (t/ha) |
Množstvo N |
Množstvo P |
Množstvo K |
(kg/ha) |
||||
Ozimná pšenica |
5,5 |
53,4 |
8,8 |
46,8 |
Ozimná pšenica + slama |
5,5 |
80,3 |
14,9 |
96,9 |
Jarný jačmeň |
5,0 |
38,2 |
6,6 |
33,3 |
Kukurica na zrno |
8,0 |
43,3 |
3,4 |
20,0 |
Kukurica na zrno + kôrovie |
8,0 |
139,8 |
18,8 |
147,5 |
Zemiaky |
25,0 |
54,1 |
4,4 |
40,1 |
Cukrová repa |
50,0 |
15,6 |
2,0 |
14,9 |
Ozimná repka + slama |
3,2 |
119,1 |
24,1 |
174,3 |
Slnečnica + slama |
2,8 |
111,8 |
15,0 |
240,2 |
Sója + slama |
2,0 |
162,0 |
17,7 |
86,9 |
Lucerna (suchá hmota) |
8,0 |
144,2 |
23,2 |
79,2 |
Záver
Na základe prezentovaných dlhodobých experimentálnych výsledkov možno vysloviť záver, že pozberové a koreňové zvyšky niektorých poľných plodín sú svojim potenciálom živín významným článkom biologického kolobehu látok, ktorý zohráva pozitívnu úlohu v bilancii živín v osevnom postupe, v živinových režimoch pôd a tým aj vo výžive následne pestovaných plodín. Potenciál dusíka, fosforu, draslíka, ale aj horčíka a vápnika v rastlinných zvyškoch je však značne rozdielny a závisí predovšetkým od biologických zvláštností rastlinného druhu a od výšky úrody danej plodiny.
Koeficienty na prepočet živín a matematický model, na základe ktorých je možné vyčísliť input živín vo forme rastlinných zvyškov do pôdy, majú vysoké uplatnenie pri bilancii živín v osevnom postupe a pri ekologizácii výživy rastlín v podmienkach biologického (ekologického) systému hospodárenia na pôde, v pásmach hygienickej ochrany zdrojov podzemných aj povrchových vôd, v chránených oblastiach, štátnych prírodných rezerváciách a v neposlednom rade aj v poľnohospodárskej prvovýrobe ako súčasť ekologicky vyhovujúcich a ekonomicky prijateľných systémov hnojenia.
Ing. Stanislav Torma, PhD.; Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy, Prešov
Prof. Ing. Jozef Vilček, PhD.; Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy, Prešov a Prešovská univerzita v Prešove
Táto práca bola podporená Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-0131-11, APVV-15-0406 a Vedeckou grantovou agentúrou MŠVVaŠ SR na základe zmluvy č. VEGA 1/0116/16 a tiež operačným programom Výskum a vývoj, pre projekt: Univerzitný vedecký park TECHNICOM pre inovačné aplikácie s podporou znalostných technológií, kód ITMS: 26220220182, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.“
Další články v kategorii Hnojení