Pěstování kukuřice s podsevem hrachu a žita

25. 06. 2025 Ing. Antonín Kintl a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 945x

S rostoucí populací roste současně poptávka po plodinách využitelných nejen v potravinářství a krmivářství, ale i pro průmysl v oblasti bioenergií, kvůli čemuž jsou plodiny často pěstovány velice intenzivně. Tento systém pěstování má však negativní vliv na životní prostředí.

Moderní zemědělství musí celosvětově čelit novým výzvám, jakými jsou například změna klimatu, pokles půdní úrodnosti v důsledku degradace půdy erozními jevy, náchylnost plodin k výskytu patogenů a zvyšující se nároky na produkční a mimoprodukční funkce zemědělství. V neposlední řadě je také na zemědělce vytvářen celospolečenský tlak, aby snížili potenciální negativní dopady zemědělské činnosti, zefektivnili využívání minerálních hnojiv (především dusíkatých), ale zároveň produkovali kvalitní potravinářské a krmivářské výrobky. Zemědělsky využívaná půda je v současnosti považována za nejvytíženější přírodní zdroj a jakožto základní výrobní faktor každého zemědělce by měla být patřičně chráněna s ohledem na její základní vlastnost - půdní úrodnost.

Obnovitelné zdroje podle EU

Politika Evropské unie (EU) v rámci obnovitelných zdrojů přispěla především ke zvýšení produkce bioplynu v bioplynových stanicích (BPS). Díky tomu se EU stala lídrem v produkci bioplynu, což má kromě hospodářských také environmentální a klimatické výhody (Scarlat et al., 2018). Nejdůležitější energetickou plodinou pro anaerobní digesci (AD) je kukuřice setá (Zea mays L.), což představuje hlavní důvod pro rozšiřování ploch s touto plodinou (Britz a Delzeit, 2013). Vasileiadis et al. (2011) uvádějí, že široké využívání kukuřice vedlo ke vzniku systémů založených pouze na produkci kukuřice, které jsou označovány jako systémy pěstování kukuřice (MBCS).

Metody pěstování rostlinné biomasy pro výrobu bioplynu a tvorbu krmivové základny pro hospodářská zvířata mají rozhodující vliv na ornou půdu z hlediska životního prostředí. Někteří zástupci rostlinných druhů, např. luskoviny a hustě seté obilniny, jsou obecně považovány za prospěšné pro kvalitu orné půdy ve srovnání s monokulturami kukuřice, které často vedou k degradaci orné půdy a mají na ni další nepříznivé dopady. Možnou pozitivní změnu nabízejí pěstební systémy složené ze dvou a více plodin, definované jako smíšená kultura. Tyto systémy se vyznačují efektivnějším využitím přírodních zdrojů daného stanoviště a větším potenciálem v ochraně orné půdy.

Hlavním cílem pěstování smíšené kultury je dosáhnout vyšší produktivity na jednotku plochy (Hu et al., 2016), což úzce souvisí s vysetým počtem jedinců na plochu, protože podle Van Roekel a Coulter (2011) výnosy kukuřice závisí právě na hustotě vysetých rostlin. Smíšená kultura může být koncipována tak, že jsou oba dva rostlinné druhy sklizeny současně (schéma 1A), jako je tomu například u smíšené kultury kukuřice a fazole (Kintl et al., 2019; Kintl et al., 2024). V dalším případě je druhá plodina nebo směs plodin pěstována s kukuřicí čistě za účelem zvýšit protierozní ochranu pozemku (Kincl et al., 2022; Kintl, 2023) a při sklizni kukuřice je veškerá biomasa ponechána na pozemku jako zdroj organické hmoty (schéma 1B). Obecně se uvádí, že pěstební systémy smíšené kultury stabilizují výnosy a potravinovou bezpečnost (Raseduzzaman a Jensen, 2017), v případech kdy se sklízí oba dva komponenty smíšené kultury. Dlouhodobá aplikace smíšené kultury kukuřice a hrachu přináší mnohé ekonomické i environmentální výhody, např. zlepšení fyzikálních vlastností půdy, zvýšené ukládání půdního uhlíku a snížené vyplavování dusíku (Yang et al., 2023) nebo zlepšení růstu celkové plochy listů (Yang et al., 2018). Ochranný protierozní účinek byl prokázán ve smíšených kulturách kukuřice a různých luštěnin, např. vikve čínské (Sharma et al., 2017; Yadav et al., 2024), avšak ve smíšené kultuře kukuřice a kombinace hrachu s žitem doposud nebyl testován.

Důležitým faktorem při hodnocení meziplodin je dostatečná tvorba nadzemní biomasy, která tvoří vegetační kryt (pokryvnost), neboli množství listové plochy nad povrchem půdy. Podle Janečka (2008) je přímá souvislost mezi procentem půdního pokryvu a ztrátou půdy vlivem půdní eroze (graf 1). To potvrzuje i Kervroëdan et al. (2018) s doplněním, že meziplodiny mohou nad rámec snížení rizika vzniku eroze zvýšit druhovou diverzitu a poskytnout řadu dalších ekosystémových služeb.

Velké riziko vzniku eroze půdy nastává v období bez vegetačního krytu nebo v případě, že nový porost není dostatečně zapojený tak, aby chránil půdu před nepřízní počasí. Jedná se zejména o déšť a jeho erozní účinky, které jsou dány kvalitativními charakteristikami, jenž vycházejí z jejich intenzity a kinetické energie, popřípadě jejich kombinací. Jedná se převážně o destrukční účinek dopadajících dešťových kapek, které při dopadu rozrušují málo stabilní půdní agregáty. Dochází tak k jejich rozplavení, které vede ke vzniku bezstrukturního stavu půdy (dochází ke slití povrchu půdy). V důsledku toho může dojít k akumulaci srážkové vody na povrchu půdy, což následně vede ke vzniku povrchového odtoku a k transportu půdních částic do nižších poloh pozemku nebo dokonce i mimo něj.

Graf 1: Relativní ztráty půdy vodní erozí na pokryvu půdy mulčem (Janeček, 2008)

Schéma 1 A, B: Znázornění možných sklizňových schémat u rozdílných systémů smíšené kultury

Založení experimentu

Polní experiment probíhal v roce 2022 a 2023, v obou letech byl pokus založen ve 2. polovině dubna, a to vždy v rámci jednoho půdního bloku pomocí secího stroje Kinze 3500 (Kinze Manufacturing, Williamsburg, IA, USA). Přesný secí stoj byl doplněn o vyvinutou modulární výsevní jednotku chráněnou užitným vzorem č. 36605, díky čemuž umožňuje současný přesný řádkový výsev kukuřice (rozteč 75 cm) a meziřádkový výsev směsi podplodin určených primárně k ochraně půdy na pozemcích, kde je pěstována kukuřice (obr. 1 a schéma 1B).

V rámci ověření technologie pěstování smíšené kultury byl použit hybrid kukuřice DKC2788 (FAO 230–240), do směsi podsevových plodin bylo použito žito seté (Secale cereale L.), odrůda Dańkowskie Diament (Danko Hodowla Roslin, Sp. z o.o.) a hrách setý (Pisum sativum L.), odrůda Eso (Selgen, a.s., CZ).

Porost kukuřice a směsi podsevových plodin žita a hrachu byl ošetřen registrovaným postemergentním přípravkem Basagran s účinnou látkou bentazon (480 g; výrobce BASF spol. s r. o.) v dávce 2,0 l/ha, což je maximální povolená dávka u všech tří testovaných plodin. U žita má být přípravek aplikován při BBCH 13–29, u hrachu do BBCH 17 a u kukuřice do BBCH 18. Přípravek je nejúčinnější, jestliže je aplikován u kukuřice do výšky 20 cm a u plevelů ve fázi 2–4 listů.

Obr. 1: Porost kukuřice s podsevem žita a hrachu

Výnosy čerstvé a suché hmoty

V tabulce 1 jsou uvedeny výnosy čerstvé hmoty (ČH) v roce 2022. Nejvyšší výnos měla kukuřice pěstovaná v monokultuře (89,82 t/ha). Výnosy kukuřice pěstované ve smíšené kultuře (SK) byly o 1,5 (88,48 t/ha) až 4,5 % (85,77 t/ha) nižší než v monokultuře. Tyto rozdíly však nebyly statisticky významné. Výnosy obou variant smíšené kultury byly o 10 (98,84 t/ha) až 16,2 % (104,32 t/ha) vyšší než výnos monokultury kukuřice (89,82 t/ha). Ani tyto rozdíly nebyly statisticky významné.

Nejvyšší výnos suché hmoty (101,2 % výnosu monokultury kukuřice) v roce 2022 měla kukuřice pěstovaná ve smíšené kultuře SK1 (27,39 t/ha) a nejnižší (97 % výnosu monokultury kukuřice) kukuřice pěstovaná ve smíšené kultuře SK2 (26,25 t/ha). Tyto výnosové rozdíly však opět nebyly statisticky významné. Výnosy suché hmoty smíšených kultur byly o 4,4 (28,25 t/ha) až 7,7 % (29,14 t/ha) vyšší než výnos monokultury kukuřice (27,06 t/ha). Tyto rozdíly také nebyly statisticky významné.

Studie Fan et al. (2020) uvádí podobně o 10 % (resp. 5%) vyšší celkový výnos zrna kukuřice pěstované ve smíšené kultuře než při pěstování kukuřice v monokultuře při hustotě 60 000 rostlin/ha (resp. 52 500 rostlin/ha). Podle studií Yang et al. (2018) a Yang et al. (2023) byl výnos zrna kukuřice pěstované ve smíšené kultuře srovnatelný s výnosem zrna kukuřice pěstované v monokultuře.

Nejvyšší výnos čerstvé hmoty v roce 2023 měla kukuřice pěstovaná v monokultuře (77,11 t/ha). Výnosy kukuřice pěstované ve smíšené kultuře byly o 6 (72,50 t/ha) až 9,8 % (69,56 t/ha) nižší než v monokultuře. Tyto rozdíly nebyly statisticky významné. Výnosy obou variant smíšené kultury byly o 5,6 (81,40 t/ha) až 12 % (86,34 t/ha) vyšší než výnos monokultury kukuřice (77,11 t/ha). Ani tyto rozdíly však nebyly významné.

Nejvyšší výnos suché hmoty v roce 2023 měla kukuřice pěstovaná ve smíšené kultuře SK1 (22,06 t/ha) - jen nepatrně vyšší než v monokultuře (22,03 t/ha). Rozdíly mezi variantami byly velmi malé, statisticky nevýznamné. Výnosy obou variant smíšené kultury byly o 8,4 (23,87 t/ha) až 9,9 % (24,21 t/ha) vyšší než výnos monokultury kukuřice (22,03 t/ha). Rozdíly opět nebyly statisticky významné.

Průměrné výnosy čerstvé hmoty za roky 2022–23 ukazuje tabulka 1. Nejvyšší výnosy, i když statisticky nevýznamné, byly zaznamenány u kukuřice pěstované v monokultuře. Výnosy kukuřice pěstované ve smíšené kultuře byly o 3,6 (varianta SK2) až 7 % (varianta SK1) nižší než v monokultuře. Kintl et al. (2023) pro výnos ČH kukuřice uvádí 61,34 t/ha.

Výnos ČH varianty smíšené kultury SK2 (poměr žito/hrách 80:20) byl o 14,2 % (95,33 t/ha) a smíšené kultury SK1 (poměr žito/hrách 70:30) o 8 % (90,12 t/ha) vyšší než výnos kukuřice v monokultuře (83,46 t/ha). V pokusech se smíšenou kulturou kukuřice a bobu v poměru 77:23 měla kukuřice podle Kintl et al. (2023) výnos 55,88 t/ha a SK celkem 61,88 t/ha, tedy výnosy významně nižší než výnosy, kterých bylo dosaženo v tomto experimentu.

V tabulce 6 jsou dále uvedeny průměrné výnosy SH za celé období 2022–23. Kukuřice pěstovaná ve smíšené kultuře SK1 měla o 0,7 % vyšší výnos než v monokultuře, zatímco ve smíšené kultuře SK2 byl o 1,9 % nižší. Rozdíly ve výnosech tedy byly nevýznamné. Smíšená kultura SK1 měla výnos SH o 8,5 a smíšená kultura SK2 o 6,0 % vyšší než monokultura kukuřice. Rozdíly ve výnosech nebyly statisticky signifikantní.

Tento závěr, že nižší poměr kukuřice/žito + hrách (73:30, SK1) vedl k vyššímu výnosu suché biomasy než vyšší poměr (80:20, SK2), byl pravděpodobně ovlivněn lepší dostupností dusíku díky zvýšenému podílu leguminóz ve smíšené kultuře. Tento výsledek odpovídá výsledku z nádobového pokusu s pěstováním pšenice a hrachu ve smíšené kultuře (Salinas-Roco et al., 2024), kde byla zjištěna nejvyšší dostupnost N a optimální poměr ekvivalentů půdy (LERs pro pšenici a hrách společně) pro dusík v poměru 1:1 hrachu a pšenice, což bylo blíže prezentovanému poměru 70:30.

V pokusech (Kintl et al., 2023) dosáhla monokultura kukuřice výnos SH pouze 16,50 t/ha, ve smíšené kultuře s bobem (poměr 77:23) 15,37 t/ha a smíšená kultura celkem 16,68 t/ha.

Tab. 1: Průměrné výnosy čerstvé hmoty monokultury kukuřice a smíšených kultur

Závěr

Vyvíjený tlak na udržitelnou intenzifikaci zemědělské výroby má zásadní celosvětový význam pro plnění poptávky po potravinách a rostlinné biomase, využitelné v průmyslových odvětvích se snahou eliminace negativních vlivů na životní prostředí. Kukuřice je plodina s širokým uplatněním - od výroby objemných krmiv pro skot a bioplynové stanice až po využití na zrno. Všeobecně jsou známy informace týkající se negativního vlivu pěstování kukuřice na životní prostředí. Avšak jiné zdroje biomasy, popřípadě jejich směsi, mohou mít menší negativní dopad na životní prostředí než samostatně pěstovaná kukuřice. Tyto skutečnosti vedou ke snaze nalézt další potenciálně vhodné plodiny nebo jejich kombinace pro potřeby zemědělské produkce. Výše popsaná technologie představuje jednu z možných variant pěstování kukuřice v systému smíšené kultury s využitím podsevových plodin směsi žita a hrachu. Z dosažených výsledků je patrné, že při využití zmíněné kombinace nedochází k negativnímu vlivu na výši produkované kukuřičné biomasy.

Článek byl uveřejněn za podpory Ministerstva zemědělství při České technologické platformě pro zemědělství. Výsledky byly získány z projektu „APS“ - Agrotechnikou proti suchu r. č. projektu CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0025202 a z projektu Institucionální podpory MZE RO0223 a MZE RO 1725.

Ing. Antonín Kintl, Ing. Julie Sobotková, Ing. Igor Huňady; Zemědělský výzkum, spol. s r. o., Troubsko
Ing. David Kincl, Ph.D.; Výzkumný ústav monitoringu a ochrany půdy, v. v. i