Mulčovaná sláma a kompost jako možná součást řešení eroze u brambor

20. 05. 2021 Ing. Petr Dvořák, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 2974x

Jedním z problémů soudobého pěstování brambor je nevyhovující průběh počasí, s nerovnoměrným rozložením srážek vysoké intenzity během vegetačního období. Projevy jako je mohutné splavování ornice nevsáknutou vodou z prudkých dešťů, lze považovat za jasný důkaz extremizace počasí na území ČR. Důsledkem toho se v místech s plochami brambor rozmáhá vodní eroze, kterou není snadné řešit, ale ve srovnání například s erozí větrnou, účinná a dostupná řešení jsou.

Déšť a eroze půdy

Síla deště, resp. určení jeho potenciální nebezpečnosti je dána výší úhrnu srážek v časovém období. Není nic neobvyklého, že průměrné měsíční úhrny srážek spadnou během několika dní, v krajních případech i hodin. Přitom za erozně nebezpečný déšť lze považovat již srážky o intenzitě 12,5 mm za 24 hod., přívalové deště jsou charakterizovány jako srážka s průměrnou intenzitou 1,2 mm za min (72 mm za hod.).

O schopnosti vodu pojmout u půd rozhodují hydropedologické parametry jako úroveň infiltrace (rychlost zasakování) a retence (zadržení objemu), na což má vliv již půdní typ a druh půdy. Významný vliv při působení eroze má také topografie terénu, hlavně průměrná sklonitost půdních bloků.

V neposlední řadě je významný faktorem erozního ohrožení i druh plodiny, kdy jsou jednoznačně náchylnější širokořádkové plodiny. Za jednu z erozně nejvíce problematických plodin, bývají považovány brambory, a to z řady důvodů. Zejména je to absence vegetačního krytu při počátečním růstu, přitom v tomto období (duben až červen) se začíná více projevovat výskyt krupobití i přívalových dešťů. Dále je to rajonizace výroby, kdy se stále většina brambor pěstuje ve svažitých polohách. Za určitých okolností může k erozi přispět i zvolená agrotechnika (nadměrné zpracování, záhonové odkaměňování).

Zvláště v posledních letech, lze pozorovat deště o velkých úhrnech srážek spadlých v krátkém časovém úseku, kdy není nic neobvyklého, že takové deště přichází po delším období sucha. To u těžších, případně jílovitých půd významně přispívá i k tvorbě půdního škraloupu, který rychlost infiltrace ještě více omezí.

Degradace půdy a organická hmota

Nerovnoměrná distribuce vody podporuje i zhoršování vlastností půdy a zrychluje tak její degradaci. Jedním z významných indikátorů degradace půdy, je snížený obsah půdní organické hmoty. Půdní organická hmota, přesněji její neživé složky (primární organická hmota a humusové látky), má velký vliv na akumulaci a distribuci vody v půdě (humusové látky ještě umožňují transport vody a jsou vododržné). Obsah organické hmoty lze tak považovat za dobrý předpoklad pro rychlé vsakování a zadržování vody (až dvacetinásobek vlastní hmotnosti).

Je očividné, že o schopnosti půdy vypořádat se s větším přísunem vody, rozhodují zmíněné kvalitativní parametry, což je dobrá zpráva, protože na rozdíl od charakteru dešťů, je lze ovlivnit. Přesto je navracení organické hmoty zpět do půdy a udržování příznivé bilance jejího obsahu v provozních podmínkách stále často opomíjeno. Přitom se nabízí řada zdrojů, které jsou dostupné a mohli by u brambor, při optimalizaci aplikace, přispět i ke snížení povrchového odtoku dnem brázdy (meziřádku) a půdního smyvu (z plochy hrůbků).

Pravděpodobně nejběžnějším materiálem organického původu aplikovaným u brambor do půdy je hnůj, zelené hnojení či sláma, případně ještě na povrch hrůbků jako mulč sláma obilnin, seno nebo travní hmota. V rámci osevního postupu je běžnou praxí zaorávání posklizňových zbytků, jako je sláma, nicméně slámu lze využít i jako mulč. V případě, že je vytvořena dostatečná vrstva nařezané slámy (vrstva s mocností 2 až 4 cm), tento pokryv chrání půdu před smýváním a odnosem půdních částic při povrchovém odtoku. Dále má ještě ochranný účinek před samotným negativním vlivem vysoké energie dešťových kapek a tím se minimalizuje rozplavování půdních agregátů.

Sláma a kompost jako mulč brambor

Při uplatňování mulčované slámy jako prostředku omezení eroze v bramborách, je nutné zvážit všechny aspekty s tím spojené od vlastní aplikace (strojové vybavení, časová a organizační náročnost) až po ošetřování porostu (není možné provádět mechanickou kultivaci). Termín aplikace závisí na technologii pěstování (po výsadbě před vzejitím nebo až po vzejití brambor). Pokusné dávky při polních experimentech se slámou jsou v rozmezí 1 až 9 t/ha. Důležitým parametrem slámy, hned po dávce, je délka nařezaní, příliš krátká sláma, může být po aplikaci snadno odváta větrem nebo splavena srážkami a má nižší protierozní účinek. Naopak sláma příliš dlouhá neplní očekávané přínosy, případně může způsobovat později i komplikace pro rostliny i mechanizovanou sklizeň (obr. 1). Určitou roli hraje i druh použité slámy.

Dalším materiálem organického původu je kompost. V posledních letech se jeho použití rozšířilo a často nahrazuje mnohde hůře dostupná statková hnojiva. Kromě klasického rozmetání a zaorání existují však i alternativní způsoby aplikaci kompostu, kdy může působit nejen jako zdroj organické hmoty, ale i jako protierozní ochrana. Jedná se o povrchovou aplikaci bezprostředně před výsadbou brambor nebo aplikaci až po výsadbě s mělkým zapravením (např. prutovými branami při uplatňované mechanické kultivaci). Že tento způsob aplikace, může být pak přínosem i při omezování povrchového odtoku a tím přispívat ke snížení půdního smyvu, dokládá tabulka 2.

Obr. 1: Sklizeň pozemku se zbytky slaměného mulče

Polní pokusy se slámou a kompostem

V našich pokusech na lokalitě Uhříněves (tab. 1) byla použita pšeničná sláma v různých dávkách, dále zde byl aplikován i kompost (po výsadbě na povrch půdy). Na lokalitě Uhříněves jsou půdy typu kambizem, hluboké, bezskeletovité, rovina, průměrná sklonitost 2˚. Po výsadbě zde byla aplikována pšeničná sláma v dávkách 2,5 a 4,5 t/ha (SL1 a SL2) a kompost v dávce 20 t/ha (KM), který byl z legislativních důvodů (vyhláška č. 274/1998 Sb., o skladování a způsobu používání hnojiv) na povrchu hrůbků mělce zapraven (prutovými branami). Jako kontrolní varianta (K) posloužily hrůbky bez dodatečných úprav.

V průběhu vegetace byl sledován půdní smyv (tab. 2), zjištěn vždy z množství půdy zachycené ve sběrných nádobách na konci meziřádku. Současně s tím byly zaznamenávány i úhrny srážek.

Výsledky

Jako velice účinné se ukázaly být aplikace slámy v dávkách 2,5 a 4,5 t/ha, ve srovnání s kontrolou byl zaznamenán výrazně nižší půdní smyv. Zajímavé je, že účinek nižší dávky slámy 2,5 t/ha byl srovnatelný s účinkem dávky vyšší (4,5 t/ha) a otevírá se tak prostor pro úpravu pokusné dávky, případně její přizpůsobení místním podmínkám. Při aplikaci kompostu bylo rovněž zjištěno, omezení půdního smyvu oproti kontrole.

Účinnost ochranného efektu těchto materiálů je nutné posuzovat v souvislosti s rozložením srážek v čase (mm/počet dní), kdy je patrné, že materiály omezují půdní smyv do určité intenzity deště (rok 2016, tabulka 2). Z hlediska úhrnů srážek během vegetace se od sebe jednotlivé pokusné roky lišily, kdy srážkově nejbohatší byl rok 2016, ve kterém byly zaznamenány i nejsilnější půdní smyvy. Při porovnání s rokem 2017 je ale patrné, že smyvy roku 2016 byly neúměrně vyšší vzhledem k úhrnu srážek. Ještě větší disproporce je při porovnání smyvů zbylých dvou let, kdy byly v roce 2018 zaznamenány větší smyvy než 2017, avšak při nižším úhrnu srážek. V tabulce 2 jsou uvedeny hodnoty smyvu průběžných odběrů, se stále patrnými nerovnostmi mezi úhrny srážek a výší hodnoty smyvů u jednotlivých odběrů. To může být zavádějící a je nutné se podívat na podrobné rozložení srážek během sledovaného období (grafy 1 až 9). Zde vidíme podrobné denní hodnoty, jako jsou kumulativní srážky (množství srážek za 24 hodin) a srážkovou intenzitu (denní maximum). Tyto hodnoty lépe vypovídají o deštích, kromě prostého vyjádření v mm hlavně o jejich charakteru.

Z prvních třech grafů je patrné, že během srážkové činnosti roku 2016 byly zaznamenány dva přívalové deště (2. a 3. měření) a jeden (2. měření) se k této intenzitě přiblížil. Této vysoké srážkové intenzitě odpovídají i vysoké hodnoty smyvů 2. a 3. měření (tab. 2). Rozložení srážek během sledování smyvů v roce 2017 bylo relativně rovnoměrné a bez výskytu přívalových dešťů. Pouze během druhého měření (55. den po výsadbě) byl zaznamenán vyšší přísun srážek (60 mm/den), což se projevilo na množství půdního smyvu (tab. 2). Hodnocení vlivu rozložení srážek na vývoj půdního smyvu bylo nejzajímavější v roce 2018. Navzdory nízkým celkovým úhrnům srážek, které byly ve srovnání s úhrnem z měření předchozích let podstatně nižší, byl zaznamenán půdní smyv vyšší než v roce 2017 (1. měření). Intenzita prvního deště během sledování v roce 2018, jemuž předcházelo měsíc trvajícím sucho, byla 66 mm/hod. Po zbytek sledování se střídaly různě dlouhé přísušky, přerušované dešti (často nad 30 mm/hod). Tyto výsledky naznačují, že kromě úhrnů a intenzity srážek, může mít vliv na množství smyté půdy i souběh s ostatními meteorologickými jevy. Závěrem můžeme shrnout, že rok s příznivějším rozložením srážek (2017) měl ve srovnání s roky 2016 a 2018 nižší půdní smyvy.

Tab. 1: Základní agrotechnika pokusu na lokalitě Uhříněves

Tab. 2: Zachycený půdní smyv v jednotlivých termínech odběrů v letech 2016–2018

Graf 1–3: Množství srážek za 24 hodin a denní maximum srážkové intenzity (mm/hod) v roce 2016 na lokalitě Uhříněves

Graf 4–6: Množství srážek za 24 hodin a denní maximum srážkové intenzity (mm/hod) v roce 2017 na lokalitě Uhříněves

Graf 7–9: Množství srážek za 24 hodin a denní maximum srážkové intenzity (mm/hod) v roce 2018 na lokalitě Uhříněves

Graf 10: Denní srážkový úhrn mm za den Střelské Hoštice 2019

Graf 11: Způsob aplikace slámy ovlivnil i obsah chlorofylu (resp. SPAD jednotek), který koreluje s obsahem dusíku (Střelské Hoštice, 26. 8. 2019)

Graf 12: Denní srážkový úhrn mm za den Střelské Hoštice 2020

Aplikace slámy v poloprovozním pokusu

Kromě klasické technologie se intenzivně pracuje na zlepšení podmínek a ochrany půdy při využití záhonového odkamenění. Tato technologie výrazným způsobem mění stav půdy, a proto i půdo-ochranná opatření je třeba modifikovat. Proto jsme využili nabídku podniku Pošumaví a.s. ze Střelských Hoštic spolupracovat na další úpravě pěstitelských podmínek vedoucí maximálně ke zvýšení organické hmoty v půdě, infiltrace vody, ke stabilizaci produkce hlíz a zvýšení jejich škrobnatosti.

Na lokalitě Střelské Hoštice, kde pozorování probíhala dva roky, jsou půdy typu glej a kambizem, hluboké až středně hluboké a slabě skeletovité, mírný sklon až rovina, průměrná sklonitost pokusných ploch 3˚. Kromě zde již využívaných protierozních opatřeních (provozně využívají při výsadbě úpravu tvaru hrůbků a hrázkování na středové nekolejové brázdě a tím půdu částečně chrání již od výsadby) je cílem zlepšit a ochránit porosty i dále během vegetace. Kromě hrázkování či důlkování může mít žádoucí protierozní efekt i aplikace mulče na povrch hrůbků.

Zde na základě zkušeností z maloparcelkových pokusů v Uhříněvsi bylo v roce 2019 přistoupeno k plošné aplikaci slámy pomocí neseného rozdružovače balíků. Vyšší aplikovaná dávka slámy (okolo 4 t/ha) v kombinaci s pozdějším termínem aplikace a nástupem vysokých teplot s deficitem efektivních dešťových srážek (graf 10) se v roce 2019 negativně odrazila na výnosové úrovni (tab. 3). Výnos hlíz poklesl o 5 t/ha, škrobnatost se mírně zvýšila, ale i tak byl výnos škrobu ve výsledku o 0,6 t/ha nižší při použití mulče. U neošetřené varianty se v roce 2019 i menší srážkové úhrny okolo 2 mm dostaly do půdy a následně mohly být rostlinou využity. Vyšší vrstva slámy v případě zde převažujících drobných srážek sice srážky zadržela, ale vysoké teploty jí zase ze slámy hned odpařily a vody do půdy se tak dostalo jen minimum. Způsob aplikace slámy ovlivnil i výživný stav, který byl monitorován na základě měření obsahu chlorofylu (graf 11). U slámy aplikované na povrch půdy byl rozklad (kvůli suchému počasí) velmi pomalý a potřeba dusíku na její rozklad byla menší než při její aplikaci před výsadbou.

Na základě prvních zkušeností byly v roce 2020 některé postupy modifikovány a přísun organické hmoty byl rozfázován do delšího časového období. Po rozmetání hnoje a jeho zaorávce následoval výsev meziplodiny (hořčice), která díky již příznivým vlhkostním podmínkám v závěru roku 2019 narostla do výšky 1,5 m, a proto musela být zmulčována (obr. 2) a následně zadiskována. Na jaře 2020 již následovala aplikace směsi separátu (20 t/ha) a řezané slámy (2 t/ha), močoviny a amofosu na přelomu března a dubna s následným zapravením (obr. 3, 4). Pak již standardně následovalo rýhování, separace kamene a výsadba. Výsledný výnos hlíz byl v roce 2020 vyšší o 4,1 t/ha a škrobnatost hlíz se zvýšila také (tab. 4).

Závěrem k poloprovozním pokusům z roku 2019 a k použití slaměného mulče se ukázalo, že vyšší dávky slámy v kombinaci s vyššími teplotami a nižšími srážkovými úhrny mohou naopak omezit dostupnost a příjem vody pro rostliny. Odlišný a srážkově bohatší rok 2020 (graf 12) ovlivnil pozitivně celkovou výnosovou úroveň a použití separátu se slámou růst výnosu a škrobnatosti hlíz stupňovalo.

Tab. 3: Výnos a škrobnatost hlíz po aplikaci slámy jako mulče na hrůbky v roce 2019 (Střelské Hoštice)

Tab. 4: Výnos a škrobnatost hlíz po aplikaci separátu, řezané slámy před výsadbou v roce 2020 (Střelské Hoštice)

Obr. 2: Hustý a vysoký porost hořčice s hrachem jako meziplodina určená k rozmulčování a zapravení

Obr. 3: Aplikovaný separát se slámou a hnojivy před zapravením (M. Kropáček)

Obr. 4: Vzešlá rostlina na variantě s řezanou slámou a separátem

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 č. 18/006/16210/231/000018 Inovativní technologie precizního zemědělství omezující erozi a zvyšující výnos širokořádkových plodin.

Ing. Petr Dvořák, Ph.D., Ing. Martin Král, Ph.D., Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc.; Česká zemědělská univerzita v Praze
Martin Kropáček; Pošumaví, a. s., Střelské Hoštice