Implementace inovované půdoochranné pěstební technologie cukrové řepy

09. 07. 2020 Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 2703x

Cukrová řepa je plodina, která je náročná na půdní a klimatické podmínky. Půda a její kvalita patří mezi rozhodující faktory při jejím pěstování. Je snaha, aby vlastní pěstování cukrové řepy přispívalo ke zvyšování půdní úrodnosti. Proto musí být využívány postupy příznivé pro půdu a mezi ně patří i využívání půdoochranných technologií.

Snahou řady pěstitelů cukrové řepy je zachování udržitelnosti a výrobnosti této citlivé komodity. Cílem půdoochranných technologií uplatňovaných při pěstování této plodiny je významně zlepšit stávající stav půdy z pohledu zvýšení půdní úrodnosti. K podnikům, které se snaží implementovat tyto nové technologické postupy, paří i farma pana Bačiny hospodařící v okolí Klíčan. Ve spolupráci s ČZU v Praze v rámci projektu PRV 16.2.1. „Implementace inovované půdoochranné pěstební technologie cukrové řepy“ ověřuje možnosti inovace některých prvků technologie zpracování půdy (hluboké kypření s hnojením do depa) a širšího využití dalších agrotechnických opatření (setí meziplodin, plečkování, přihnojení za vegetace). Projekt komplexně řeší problematiku zpracování půdy pro zakládání porostů a následné mechanické ošetřování půdy za vegetace s cílem snížit riziko vzniku vodní eroze půdy a ohrožení jakosti povrchových a podzemních vod (zejména dusičnany a dusitany), a to za pomoci vegetačního pokryvu půdy meziplodinami v podzimním a zimním období a za pomoci snížených dávek hnojení aplikovaných za vegetace hlavní plodiny.

Řešitelé věří, že komplexní technologie umožní úsporu spotřeby paliv, nižší spotřebu hnojiv (lokální cílená aplikace k rostlinám) a eliminaci zhutnění půdního profilu omezenou četností přejezdů. Pěstované meziplodiny přes zimní období umožní imobilizaci dusíku a ostatních živin ve vlastním těle, a tím významně zabrání jejich vyplavování do podzemních vod a zároveň budou zdrojem těchto živin po jejím odumření a rozkladu v půdě v době pěstování hlavní plodiny cukrové řepy.

Podzimní zpracování půdy za současného založení meziplodin

Předmětem projektu je vývoj hloubkového dlátového kypřiče, který umožňuje profilové hnojení, tedy uložení hnojiva do půdy při souběžném hlubokém prokypření půdy (35–40 cm). Při tomto profilovém hnojení je realizováno uložení hnojiva do oblasti budoucího kořenového systému. Ověřovaný hloubkový kypřič je opatřen systémem souběžného výsevu meziplodiny do prostoru budoucího meziřádku cukrové řepy (obr. 1). Hnojivo i osivo meziplodiny je distribuováno z děleného zásobníku s vlastním přesným dávkovačem pod softwarovou kontrolou.

Na podzim roku 2018 jsme zaseli plošně směsi různých meziplodin a sledovali jejich produkční schopnost a vhodnost pro využití v inovované půdoochranné pěstitelské technologii. Svazenka vratičolistá poskytla velmi dobrou produkci biomasy, ale při hodnocení by byl problém s podílem druhé meziplodiny, protože nám svazenka shloučená špatně vzešla. V tabulce 1 uvádíme produkci sušiny jen některých vybraných směsí, protože i porost jetele nachového (inkarátu) a svazenky byl velmi malý. Výsledky potvrdily známé skutečnosti, že hodně záleží na termínu setí a následných dešťových srážkách. Vysokou produkci čerstvé biomasy i výnos sušiny měla ze sledovaných meziplodin hořčice bílá ve směsi s lničkou setou. Směs svazenky vratičolisté a svazenky shloučené poskytla také velmi dobrý výnos (hlavě svazenka vratičolistá), ale výnos sušiny byl nižší. Kombinace svazenky vratičolisté a svazenky shloučené bude dostačující, pokud obě svazenky dobře vzejdou.

Při jarním hodnocení se ukázalo, že pro inovovanou technologii bude nejvíce vyhovovat svazenka, která po zmrznutí zanechá relativně křehkou suchou biomasu. Její plošné rozložení na povrchu půdy záleží na vzrůstnosti rostliny v době zmrznutí. Otázkou zůstává čím ji doplnit. V roce 2019 jsme ji doplnili hořčicí bílou, i když by ji bylo možno doplnit například svazenkou shloučenou nebo lničkou setou.

Na jaře roku 2019 jsme také vyhodnotili vliv meziplodiny a jejího termínu zapravení do půdy (pozimního a časně jarního) na vzcházivost porostu cukrové řepy (tab. 2). Ukázalo se, že vliv meziplodiny byl relativně malý, avšak rozhodující bylo, zda meziplodina byla zapravena na podzim nebo až na konci zimy. Při zapravení před začátkem jara byl pokles vzcházivosti cukrové řepy v průměru o 3,4 %.

Inovovaný hloubkový kypřič se souběžným zonálním uložením hnojiv a výsevem meziplodin jsme v roce 2019 využili k hlubokému kypření na konci léta (31. srpna), ke hnojení do depa a výsevu různých směsí meziplodin. Rozteče radlic odpovídají meziřádkové vzdálenosti cukrové řepy 45 cm. Půda byla kypřena dláty do hloubky půdy 35–40 cm, při němž došlo k významnému snížení technogenního zhutnění v hloubce kolem 30 cm a zvýšení pórovitosti, což potvrdila provedená penetrometrická měření. Současně bylo uloženo hnojivo do půdy (byly založeny dvě varianty s uložením 100 kg amofosu do depa v hloubce 15 a 25 cm). Souběžně byly při hlubokém kypření vysety meziplodiny, které mají za úkol využít rezidua dusíku a ostatních živin po pěstované předplodině (ozimé pšenici) v podzimním a mírném zimním období, kdy jsou v naší lokalitě častější atmosférické srážky a méně promrzlá půda.

Ověřovaný nový hloubkový kypřič Terrastrip ZN 9 R/45, který umožňuje souběžný výsev dvou řádků meziplodiny do meziřádku budoucí cukrové řepy jsme využili i pro založení porostu meziplodin. V roce 2019 byla pro podzimní výsev meziplodiny zvolena pro jeden výsevní řádek svazenka vratičolistá (výsevek 4 a 6 kg) a pro druhý hořčice bílá s malým výsevkem (obr. 2). Rostliny na začátku listopadu dosahovaly výšky 50–60 cm. Následné únorové hodnocení ukázalo, že by bylo vhodnější vybrat plodinu se slabším stonkem, než má hořčice, proto zvažujeme, zda v dalším roce ověříme pohanku nebo lničku setou v kombinaci se svazenkou. Z hlediska budoucí výšky porostu, s ohledem na následný jarní výsev cukrové řepy do volného prostoru mezi řádky meziplodin, přistoupíme pravděpodobně k pozdějšímu hlubokému kypření půdy a výsevu meziplodiny (méně biomasy pro snadnější setí cukrové řepy).

Současný stav půdy (únor 2020) ukazuje, že se podařilo ve zpracovaném profilu půdy zvýšit infiltraci atmosférických srážek a zvýšit retenční kapacitu pro vláhu. Půda je schopna snadněji a ve zvýšené kapacitě přijímat atmosférické srážky. Na podzim se utvořil v místě budoucího meziřádku cukrové řepy urostlý rostlinný pokryv půdy. Porost přes zimu zmrznul, a my věříme, že na jaře bude možno do vymezeného prostoru bez dalšího zpracování půdy přímo zasít cukrovou řepu (obr. 3).

Obr. 1: Hluboké kypření půdy pro cukrovou řepu a setí meziplodiny inovovaným kypřičem Terrastrip ZN 9 R/45

Obr. 2a: Vzešlé rostliny samostatně vysetých meziplodin svazenky vratičolisté a hořčice bílé vyseté do budoucího meziřádku cukrové řepy (budoucí řádek je naznačen lopatkou a metrem), 13. 9. 2019

Obr. 2b: Porost se samostatně vysévanými meziplodinami svazenkou vratičolistou a nízkým výsevkem hořčice bílé vyseté do budoucího meziřádku cukrové řepy, 26. 10. 2019

Obr. 3: Zmrzlý porost se samostatně vysévanými meziplodinami svazenkou vratičolistou a nízkým výsevkem hořčice bílé vyseté do budoucího meziřádku cukrové řepy, 12. 2. 2020

Obr. 4: Plečkování a řádkové přihnojení porostu cukrové řepy ROW MASTER RN 9600

Obr. 5: Plečkování s přihnojením porostu, hnojivo je zapraveno dlátovou radličkou z každé strany řádku cukrové řepy

Obr. 6: Detail na zapravení hnojiva při plečkování (ROW MASTER RN 9600) porostu cukrové řepy

Zpracování půdy za vegetace

Druhou významnou etapou řešeného projektu je kypření (plečkování) porostu cukrové řepy, které má významný vliv na fyziologické procesy spojené s růstem cukrové řepy, a tím na její výnosové a kvalitativní parametry. Zde stále platí známý výrok akademika V. Stehlíka, že „cukr se musí do řepy nakopat“. V současné době při využívání moderní pěstební technologie s výsevem cukrové řepy na konečnou vzdálenost se provádí kypření většinou jen v meziřádcích. Kypré a vzdušné (dostatek vzduchu v půdě) půdní prostředí je základní podmínkou pro optimální růst cukrové řepy, tvorbu cukru a vysokou technologickou jakost sklizených bulev.

Pro vysoký výnos bulev cukrové řepy je nutné, aby porost dosáhl v poměrně krátké době po vzejití optimálního olistění, a vytvořil tak podmínky pro intenzivní produkci v červenci a srpnu. Později má počet listů i jejich plocha pozvolna klesat v souladu s poklesem intenzity slunečního záření i srážek. Pro tvorbu kořenů je nezbytný dostatek vzduchu v půdě, což velmi úzce souvisí s obsahem oxidu uhličitého v půdě a v porostu cukrové řepy. Nejvyšší obsah CO₂ je při zemi a spodní části porostu, což je důsledek výměny vzduchu mezi půdou a ovzduším. Půdní vzduch obsahuje až 10× více oxidu uhličitého oproti ovzduší. V půdě vzniká oxid uhličitý dýcháním kořenů a především mineralizací organické hmoty, což závisí na jejím množství. To je silně ovlivněno hnojením statkovými hnojivy. Z hektaru půdy se uvolňuje denně 25–50 kg CO₂, nejvíce v období od června do srpna.

Produkce cukrové řepy je součinitelem integrální pokryvnosti listoví a čistého výkonu asimilace za vegetaci. To znamená nezbytné optimální podmínky pro rychlý nárůst listové plochy, rostlina nesmí být stresována. Optimální průběh pokryvnosti listoví (LAI) představuje křivka, kdy se po vzejití rostlin a vytvoření 4–5 párů listů pokryvnost listoví rychle zvyšuje tak, že dosáhne maximálních hodnot na konci června až počátkem července. Optimální hodnoty LAI pro cukrovou řepu se pohybují v závislosti na odrůdě, stanovišti a fenologické fázi v rozsahu 4–5. Současné geneticky jednoklíčkové odrůdy oproti starším odrůdám lépe využívají sluneční záření a umožňují v pravidelném sponu vyšší zahuštění porostu v rozmezí 95–100 tisíc rostlin na hektar. Fotosynteticky nejaktivnější listy se formují za podmínek 15,5–16hodinového dne. Prvých 15–20 listů se podílí až 2/3 na konečné produkci sušiny.

Pro podporu výměny vzduchu v půdě, růstu listů a celé rostliny se využívá u cukrové řepy plečkování a dlátování. V minulosti se plečkovalo opakovaně 2–4×. Nejprve mělčeji, později, při posledním plečkování (dlátování) hlouběji s ponecháním širších ochranných pásů kolem rostliny. Kypření půdy má velký význam pro zachycení srážkové vody, neboť vytváří hrubší půdní povrch, který lépe zadržuje vodu a umožňuje její rychlejší vsakování do půdy. U nově konstruovaných nástrojů byl v porostu cukrové řepy sledován účinek na kypření půdy, podřezávání plevelů a na ukládání hnojiva do půdy.

V roce 2019 jsme s ohledem na dodání inovovaného stroje plečkovali jednou, při čemž jsme přihnojili ledkem amonným s vápencem (27 kg N/ha) nebo aplikovali startovací hnojivo ve formě mikrogranulátu FertiBOOST v dávce 15 kg/ha. Na kontrolní variantě byl ledek aplikován plošně před plečkováním. Plečka umožňuje rozdělenou aplikaci dvou druhů hnojiv, dlátem do rýhy z každé strany rostliny cukrové řepy.

Jedná se o vzadu nesený 18řádkový kypřič umožňující přesné meziřádkové kultivace ranně zapojeného porostu již od 3 pravých lístků, což umožňuje přesný systém navádění pomocí optického kamerového naváděcího systému. Stroj je vybaven variantními kypřícími a plecími sekcemi. Sekce na meziřádkovou kultivaci před zapojením porostu má 3 kusy radliček na jednom vozíku s různou variabilitou využití (3 ks šípové radličky, 2 ks šípové radličky a 1 ks kypřícího dlátka, 3 ks kypřícího dlátka, včetně možnosti využití jedné radličky s přihrnovacím dlátkem k bulvám). Součástí kypřiče je aplikační sada pro přihnojení pevnými hnojivy. Traktor byl vybaven kultivační dvojmontáží a čelními rameny hydrauliky, tak aby bylo možné provést agregaci tažného prostředku, zásobníku na hnojivo a meziřádkového kypřiče.

Meziřádkový kypřič umožnil lokálně zacílenou aplikaci především dusíkatých hnojiv a zároveň prokypření povrchové vrstvy půdy do hloubky 8–15 cm pro obnovení infiltrace půdy pro atmosférické srážky a přívod vzduchu pro přirozenou půdní mikroflóru. Krajní pracovní orgány umožnily lokální aplikaci hnojiva do blízkosti kořenů vzešlého porostu. Současně byl tímto zásahem regulován náhodný výskyt plevelných řep.

Věříme, že použití této inovované komplexní pěstitelské technologie umožní snížit spotřebu dusíkatých hnojiv (ve srovnání s celoplošnými aplikacemi, v našem pokusu nedošlo k poklesu cukernatosti, ale k mírnému růstu výnosu bulev se srovnatelnou dávkou) a umožní mechanickou, tedy nechemickou regulaci zaplevelení porostů. Dojde ke snížení zátěže půdy, podzemních vod a necílových organizmů hnojivy a zejména přípravky na ochranu rostlin (tj. pesticidy).

V průběhu vegetace byl sledován obsah chlorofylu v listech i obsah vybraných živin v rostlině cukrové řepy. Chlorofylové jednotky byly vyšší u variant přihnojených (tab. 3), rozdíly byly ale velmi malé a s narůstajícím suchem a výskytem cerkosporové listové skvrnitosti jsme přestali pokus vyhodnocovat. Z vyhodnocení listových analýz (3. a 26. června, tab. 4) vyplynul velmi silný nedostatek mědi, mírný nedostatek P, K a Ca. Z druhého odběru vyplynulo, že aplikace mikrogranulátu přispěla k mírnému zvýšení bóru, a přihnojení ledkem neparně zvýšilo příjem dusíku.

Produkční ukazatelé sklizených bulev (tab. 4), byly silně ovlivněny suchem, které zvýraznilo i nevyrovnanost některých části půdního bloku, proto dvě sledované varianty nejsou zahrnuty do závěrečného hodnocení (nehnojená kontrola a společná aplikace ledku a mikrogranulátu). Varianty s lokální aplikací měly nepatrně vyšší výnos bulev i cukru než varianta s plošnou aplikací LAV. V cukernatosti sklizených bulev nebyly zaznamenány významné rozdíly, cukernatost jednotlivých vzorků bulev byla velmi vysoká (19,1 až 21,1 %) a zvýšení výnosu bílého cukru bylo dáno zvýšením výnosu bulev.

Z našich aktuálních i dřívějších zkušeností vyplývá, že přínos plečkování bývá vyšší v letech, kdy je půda více utužená, nebo se vytvořil půdní škraloup. Vyšší produkční ukazatelé u kypřených variant, jsou zpravidla ve vlhčích letech. Velmi důležitá je skladba pracovních nástrojů, námi dříve ověřované pracovní nástroje (dláta) lépe půdu kypří a vytváří příznivější podmínky pro cestu vody ke kořenům i při nižších srážkách. Množství vody, kterou je půda schopna pojmout, zaleží na šířce nakypřené půdy a na hloubce nakypřené vsakovací zóny. Z hodnocení jednoznačně vyplynulo, že významně záleží na tvaru pracovních nástrojů - používaných radliček a dlát. Klasické ploché radličky zpravidla půdu velmi málo nakypří, nedojde k vytvoření větších půdních agregátů, které by zmírnily dopady případné vodní eroze. V případě dlátování hodně záleželo na hloubce rýhy a tvaru dláta a rozsahu rozrušené půdy. Hlubší, dobře vytvořené a vyschlé větší půdní agregáty (hroudy) umožňují rychlejší zasakování vody ke kořenům. Také se ukázalo, že vytvořené půdní agregáty (hroudy) musí vyschnout a pak jsou pevnější a lépe odolávají vodní erozi.

Dlátování po plečkování působilo pozitivně nejen na ztrátu půdy, ale i na infiltraci vody do půdy, kdy do dlátem vytvořené hlubší rýhy voda snadněji vtékala, a povrchový odtok byl nižší. Ztráta půdy v našich dřívějších pokusech (v letech 2012 až 2015) při ověřování protierozní účinnosti kypření půdy (plečkování s následným dlátováním) v meziřádku cukrové řepy poklesla z 0,6 t/ha (varianty bez plečkování nebo plečkování s tradiční radličkou) na 0,1 t/ha při suché půdě a z 2,4 t/ha na 0,4 t/ha při druhém zadeštění (mokrá půda). Obdobně došlo i ke snížení povrchového odtoku vody. Pokusy ukázaly, že účinnost kypření za vegetace je vyšší u půd, kde těmto operacím předchází podzimní hloubkové kypření půdy nebo podrývání, které je prováděno po vrstevnicích.

Plečkování zůstává důležitým zásahem tam, kde to vyžaduje struktura půdy. Na půdách těžkých, s nízkým obsahem humusu a slévavých kultivační zásahy během první poloviny vegetace cukrové řepy vyloučit nelze. Nové generace pleček pracují při vyšší pojezdové rychlosti (5–8 km/h), často jsou vybaveny vpředu vodícími kotouči s automatickým směrovým naváděním nebo mohou mít i jiné systémy navádění (kamery, elektronická čidla). Podle výrobce a tvaru pracovních radliček mohou mít i vyšší účinnost na podříznutí plevelů. Plečky pro časné plečkování malých rostlin mohou být doplněny ochrannými kotouči.

Tab. 1. :Vliv konkrétní směsi meziplodin na výnos sušiny a poměr nadzemní a podzemní biomasy

Tab. 2: Vliv meziplodiny a jejího termínu zapravení do půdy na vzcházivost porostu cukrové řepy

Tab. 3: Vliv plečkování a přihnojení na obsah chlorofylu v listech cukrové řepy.

Tab. 4 : Vliv plečkování a přihnojení porostu na produkci cukrové řepy

Závěr

Předkládané výsledky vychází z dílčích sledování v projektu spolupráce firmy Ondřej Bačina, ČZU v Praze a Bednar FMT, s. r. o. zaměřeného na implementaci inovované půdoochranné pěstební technologie cukrové řepy. Snahou je s využitím řady dílčích změn v pěstitelské technologii zajistit její konkurenceschopnost a dosahovat výnosy polarizačního cukru kolem 13 t/ha, což představuje výnosy bulev kolem 80 t/ha. Kypření půdy v meziřádku (plečkování) s hnojivem zapraveným do vlhkého půdního profilu k tomu může přispět. Dílčí sledování a pokusy ukázaly, že lze vhodnými zásahy využívat i půdoochranná pěstitelská opatření, která přispívají ke zvýšení organické hmoty v půdě a snížení eroze a vyplavování nitrátů.

Příspěvek vznikl za podpory Programu rozvoje venkova, operace 16.2.1 Podpora vývoje nových produktů, postupů a technologií v zemědělské prvovýrobě, při řešení projektu Spolupráce „Implementace inovované půdoochranné pěstební technologie cukrové řepy“, registrační číslo žádosti: 17/004/16210/120/000014.