Zpracování půdy a změna druhového spektra plevelů v kukuřici

25. 06. 2021 Ing. Jan Winkler, Ph.D. a kol. Plevele Zobrazeno 3769x

Kukuřice je vysoce univerzální a globálně pěstovanou plodinou. Její pěstební plochy se nacházejí již na čtyřech světových kontinentech. V současné době se pásy pěstování kukuřice rozšířily mezi 50° severní a 50° jižní zeměpisné šířky. Její pěstování je běžné od nížin až po podhorské oblasti.

Kultivary kukuřice vykazují širokou škálu fyziologických vlastností, a to především v rychlosti růstu biomasy a v termínu doby kvetení či zralosti. Zatímco některé odrůdy nebo hybridy mohou dozrát už za 70 dní, jiné vyžadují k dosažení fyziologické zralosti až 300 dní. I když je kukuřice poměrně adaptabilní na meteorologické podmínky, vyžaduje pro klíčení minimální teplotu 10 °C, což v řadě oblastí posouvá setí až na pozdní jaro, a dochází tak ke zkrácení období vegetačního růstu. Teplota a fotoperioda má zcela zásadní význam pro růst biomasy. Kukuřice je řazena mezi krátkodenní rostliny, tzn. že prodlužující se délka dne urychluje její vegetativní růst. Pro výnos zrna je důležitá optimální teplota a dostatečná vlhkost. Stres vyvolaný podmínkami prostředí snáší kukuřice poměrně dobře díky způsobu fixace CO₂ (označovanému jako C4) v průběhu fotosyntézy. Tyto vlastnosti dělají z kukuřice jednu z nejpěstovanějších a nejdůležitějších plodin v České republice i ve světě. Tvorba výnosu kukuřice je dynamický proces, ovlivňovaný průběhem počasí, dostupností živin v půdě, ale také agrotechnickými zásahy a konkurencí plevelů.

Zpracování půdy pro pěstování kukuřice

Zpracování půdy bylo v zemědělství využíváno především k regulaci plevelů. V současném zemědělství tuto roli převzala bohatá nabídka dostupných herbicidů. Proto bylo možné zaměřit se na úpravu technologií zpracování půdy s cílem podpořit především půdoochranný efekt. Pěstování kukuřice, i přes svá pozitiva, působí velmi negativně na stav ornice a podporuje erozi půdy. Díky snadné regulaci plevelů v kukuřici se otevřel prostor pro aplikaci půdoochranných technologií zpracování půdy.

Tyto technologie nabízejí úsporu nákladů spojených s pěstováním kukuřice, omezují erozi půdy a zadržují vodu v krajině. Jejich další ekologické přínosy spočívají v příznivém vlivu na strukturní stav půdy, omezení zhutnění půdy, zamezení povrchového odtoku dešťových srážek a v neposlední řadě na obohacení půdní organické hmoty. Svou váhu mají především ekonomické důvody v podobě úspor práce a energií, snížení pracovních špiček a efektivnějšího využití výkonnosti mechanizace. Významnou roli zde hrají i vyšší výnosy při použití půdoochranných technologií, především v sušších a teplejších podmínkách.

Půdoochranné technologie jsou charakterizovány opuštěním klasické orby a využitím kypřičů. Posklizňové zbytky předplodiny nebo meziplodiny, kterých na povrchu takto zpracované půdy zůstává kolem 30 %, chrání půdu před erozí a ztrátou strukturního stavu v porostech pomalu rostoucích plodin. Mulč z rostlinných zbytků vytváří stínové garé, zachovává drobtovitou půdní strukturu a brání tvorbě půdního škraloupu (kornatění půdy). U kukuřice je možné také využít technologii strip-tillage a zpracování půdy v pásech (mulč je v meziřadí a rostlina je prokypřena v pásu). Dále lze použít metodu ridge-tillage neboli zpracování s hrůbkem.

Přímé setí do nezpracované půdy je další technologie využitelná při pěstování kukuřice, u níž nedochází k převracení a kypření orničního profilu. Výhodou je výrazné zlepšení půdní struktury, zvýšení organické hmoty v půdě, úspory energií při zpracování půdy a omezení větrné a vodní eroze. Negativně však na kukuřici působí okyselení svrchní vrstvy ornice a mírné zasolení (zvýšení obsahu zbytků hnojiv a pesticidů).

Polní pokus

Na polní pokusné stanici v Žabčicích (Mendelova univerzita v Brně) byl na podzim v roce 2003 založen polní pokus, zaujímající celkovou plochu 2,3 ha. Jde o oblast velmi suchou a teplou. Podle sledování klimatu je zde dlouhodobý roční úhrn srážek 483 mm a dlouhodobá průměrná roční teplota 11 °C. Průměrná nadmořská výška činí 182 m n. m. Půda je zde těžká, jílovitá a má špatnou vodopropustnost z důvodu glejového horizontu, který se nachází u spodiny. Avšak díky kapilárnímu zdvihu se půdní vláha dostává zpět na povrch. Obsah humusu se pohybuje okolo 2,28 % a pH je kolem 6,9.

V polním pokusu byl použit sedmihonný osevní postup s následujícími variantami technologií zpracování půdy:

• Klasické zpracování s orbou po sklizni předplodiny (CT). Orba byla provedena otočným oboustranným pluhem Lemken do hloubky 20–25 cm (středně hluboká orba). V jarním období následoval výsev pomocí secí kombinace Accord.
• Minimalizační zpracování (MT). Uskutečnilo se dlátovým kypřičem Kverneland do hloubky 0,1 m. Na jaře následoval výsev pomocí secího stroje Accord.
• Přímé setí bez zpracování půdy (NT). Použita byla secí kombinace Accord. Pouze u kukuřice a cukrovky se provedla předseťová příprava půdy na hloubku setí.

Vyhodnocení zaplevelení porostu kukuřice seté (silážní) bylo provedeno početní metodou v letech 2016, 2017 a 2018. Počty jedinců jednotlivých plevelných druhů byly zjišťovány na ploše 1 m² ve 24 opakováních.

Graf 1: Změny v zastoupení skupin plevelů v kukuřici při odlišném zpracování půdy

Graf 2: Druhové spektrum plevelů v kukuřici při klasickém zpracování půdy

Graf 3: Druhové spektrum plevelů v kukuřici při minimalizačním zpracování půdy

Graf 4: Druhové spektrum plevelů v kukuřici při přímém setí bez zpracování půdy

Reakce plevelů na jednotlivé technologie zpracování půdy

Ve spektru plevelů u varianty s klasickým zpracováním půdy převažují pozdně jarní druhy (ježatka kuří noha, merlík bílý a laskavec). Tyto druhy jsou pro porosty kukuřice považovány za typické. Jejich biologické požadavky se podobají nárokům kukuřice. Zemědělské podmínky vytvářené pro kukuřici tyto plevele úspěšně využívají, a také nejvíce kukuřici škodí. Druhou významnou skupinou jsou druhy přezimující (kokoška pastuší tobolka a penízek rolní). Jde především o druhy, které mají i jarní období klíčení. Četně se zde vyskytovali také zástupci skupiny časně jarních druhů (opletka obecná).

U minimalizační varianty byly zastoupeny zejména pozdně jarní druhy, ale byl zde výrazně nižší podíl merlíku bílého a došlo k nárůstu laskavce. Vyšší zde byl i výskyt druhů vytrvalých, především úporného svlačce rolního, a bylo zde více výdrolu pšenice seté (předplodiny).

Varianta s přímým setím byla rovněž zaplevelena hlavně pozdně jarními druhy, ale dominantní mezi nimi byla ježatka kuří noha. Podobně vysoké zastoupení bylo zjištěno u vytrvalého svlačce rolního a u přezimující kokošky pastuší tobolky. Jen omezeně se zde vyskytovaly časně jarní druhy.

Na zaplevelení měl velký vliv ročník. Pro plevele nejpříznivější byl rok 2017. Zaplevelení v letech 2016 a 2018 bylo nižší. Dokládá to výraznou proměnlivost intenzity zaplevelení, která je ovlivňována nejen zpracováním půdy, ale i průběhem počasí ve sledovaných letech.

Obecně můžeme konstatovat, že v porostech kukuřice je výrazný výskyt pozdně jarních druhů plevelů, především ježatky kuří nohy. Ale v rámci této skupiny je patrný rozdíl ve druhovém složení. Podmínky klasického zpracování půdy vyhovuje merlíku bílému. U ostatních variant redukovaného zpracování je vyšší podíl laskavce, durmanu obecného a šruchy zelné. Redukované technologie podporují výskyt vytrvalých druhů a omezují druhy časně jarní.

Změny v druhové diverzitě plevelů

Plevele na orné půdě představují ekologickou skupinu druhů rostlin, která využívá podmínky vyhrazené pro růst plodin. Schopnost rychle se přizpůsobit novým regulačním opatřením je základní charakteristikou plevelů. Současné regulaci plevelů dominuje používání herbicidů. Jejich vysoká účinnost vyvíjí na společenstva plevelů extrémní selekční tlak, projevující se úbytkem počtu původních druhů plevelů a nárůstem nových invazních druhů. Podle řady vědců jsou v současné době herbicidy hlavním faktorem zajišťujícím rostoucí výnosy kukuřice a dalších hlavních plodin v Severní Americe a Evropě. Ačkoli aplikace herbicidů zvyšuje výnos, dlouhodobě vede k vyššímu výskytu méně citlivých druhů plevelů, což do budoucna zvyšuje škodlivost plevelů.

Vegetace plevelů je ovlivňována i změnou klimatu. Některé vědecké práce naznačují, že mnoho druhů plodin i plevelů reaguje na zvyšující se koncentraci CO₂. Při zvýšení intenzity růstu biomasy plevelů dochází k omezení dostupnosti živin, což vede k zastavení nárůstu biomasy kukuřice. Na rozdíl od jiných škodlivých činitelů jsou plevele primárním producentem, mají trofickou úroveň stejnou jako plodiny, a proto plodinám konkurují. Změny kteréhokoliv faktoru (CO₂, teploty, vody nebo dostupných živin) mohou ovlivnit konkurenci mezi plevely a plodinami.

Závěr

Druhové spektrum plevelů v porostech kukuřice je obecně považováno za chudé, s výskytem jednoho až dvou dominantních druhů. Typickými v České republice jsou plevele pozdně jarní, tedy druhy teplomilné, dále časně jarní druhy, především v porostech kukuřice vysévané brzo na jaře. Významnou a snadno se prosazující skupinou jsou druhy vytrvalé.

Kukuřice je velmi citlivá na intenzitu zaplevelení, což se může projevit v redukci výnosu o 12 až 37 %. Je tedy zřejmé, že plevele v porostech kukuřice budou stále významným faktorem omezujícím výnos i v podmínkách půdoochranných technologií zpracování půdy.

Technologie zpracování půdy jsou jedním z prostředků používaných pro regulaci plevelů. Způsoby zpracování půdy se vyvíjejí a zdokonalují, což nutí plevele neustále se přizpůsobovat. V současných redukovaných technologiích je plevelohubný efekt orby nahrazen aplikací herbicidů. Význam studia vlivu technologií pěstování kukuřice na zaplevelení spočívá v jeho přímém využití pro nastavování vhodné regulace plevelů, případně pro volbu vhodné chemické regulace. Zároveň tyto výzkumy přinášejí informace o změnách druhového spektra plevelů souvisejících s pěstováním kukuřice.

Běžným druhem ze skupiny pozdně jarních druhů plevelů je ježatka kuří noha (Echinochloa crus-galli)

K pozdně jarním plevelů a jedovatým plevelům patří durman obecný (Datura stramonium)

Svlačec rolní (Convolvulus arvensis)

Mezi méně časté plevele patří vytrvalý druh kopřiva dvoudomá (Urtica dioica)

Hustý porost může v kukuřici vytvořit truskavec ptačí (Polygonum aviculare)

Sléz přehlížený (Malva neglecta)

Nově se šířícím druhem je proso rumištní (Panicum miliaceum subsp. ruderale)

Invazním pozdně jarním druhem je mračňák Theophrastův (Abutilon theophrasti)

Stále častěji se objevuje šrucha zelná (Portulaca oleracea)

Ing. Jan Winkler, Ph.D.¹, Ing. Igor Děkanovský ², Ing. Eliška Renčínová^.1, Ing. Lubomír Neudert, Ph.D.^1
1 Mendelova univerzita v Brně, ² Fakultní nemocnice Brno