Pěstování plodin a protierozní ochrana

20. 09. 2024 Ing. Jiří Kapička a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 2059x

Rostlinná výroba a pěstování plodin je klíčovým prvkem zemědělské praxe, který nejenže zajišťuje potraviny pro lidskou populaci, ale má také zásadní vliv na zachování půdního zdraví a životního prostředí. Nicméně, tento proces není bez svých výzev, a jednou z hlavních hrozeb pro úspěšné pěstování je eroze půdy. Vodní eroze může způsobit značné škody na půdní struktuře, úrodnosti i celých ekosystémech. Proto je implementace protierozních opatření nezbytná pro udržitelné zemědělství. Tento článek se zaměří na význam protierozní ochrany při pěstování plodin a poskytne přehled klíčových metod a technik pro ochranu půdy před vodní erozí.

Základní principy protierozní ochrany

Vodní eroze je definovaná jako komplexní proces, zahrnující rozrušování půdního povrchu, transport a sedimentaci uvolněných půdních částic působením vody. Zrychlená vodní eroze smývá půdní částice v takovém rozsahu, že nemohou být půdotvorným procesem nahrazeny, je většinou ovlivněna lidskou činností, způsobem hospodaření a zemědělskou půdu je nutné před ní účinně chránit.

Na vznik vodní eroze má největší vliv sklonitost pozemku v kombinaci s délkou pozemku po spádnici a výskytem erozně nebezpečných srážek, dále vegetační pokryv, vlastnosti půdy a její náchylnost k erozi a uplatněná protierozní opatření. Tyto faktory ovlivňují míru eroze vždy ve vzájemné kombinaci. K eroznímu smyvu tak dochází i na pozemcích, které sice nejsou výrazně sklonité, ale v kombinaci půdních vlastností s nepřerušenou délkou svahu jsou nevhodné pro pěstování erozně nebezpečných plodin.

Dalším zásadním faktorem zvyšujícím náchylnost k eroznímu poškození je snížená kvalita půdy (např. vlivem degradačních faktorů) a zejména pak nedostatek organické hmoty v půdě. Z hlediska prevence vzniku eroze půdy je velmi důležitý příznivý vliv humusu na stabilitu půdní struktury, díky níž má půda vyšší schopnost vyrovnávat výkyvy počasí a odolávat i jiným biotickým a abiotickým vlivům.

Vyhodnocené příčiny vzniku erozních událostí

Na základě více než desetiletého sběru dat o reálných erozních událostech evidovaných v rámci „Monitoringu eroze zemědělské půdy“ lze lépe identifikovat příčiny vodní eroze v ČR. Data z monitoringu eroze jsou každoročně vyhodnocena a publikována na dvou úrovních. A to zpracování celého souboru dat a proběhlého roku. Výsledky ročního zhodnocení jsou významně ovlivněny meteorologickými a klimatickými podmínkami v rámci roku/vegetačního období. Ve výsledcích se projevuje zejména rozložení srážek, a to jak v čase, tak v rámci ČR. Vliv tohoto faktoru nesouvisí přímo jen s výskytem a rozložením erozně nebezpečných dešťů, ale např. i s případnými jarními přísušky, kdy je ovlivněno vzcházení porostů a dynamika jejich zapojení.

Vzhledem ke kontinuálnímu sběru a vyhodnocování dat je již možné identifikovat několik oblastí, ze kterých lze vyvodit závěry a doporučení pro zefektivnění protierozní ochrany. Z pohledu pěstovaných plodin jsou reálně nastalé erozní události nejzastoupenější na plodinách kukuřice, řepka ozimá, brambory, obilniny (graf 1). V případě nepříznivých jarních podmínek roste i zastoupení máku.

U všech uvedených plodin je nejrizikovější období zejména od přípravy půdy do zapojení porostu. Toto období může být velmi krátké, avšak pokud se potkává s vysokým zastoupením erozně nebezpečných dešťů, roste i počet erozních událostí (typicky řepka ozimá). Zvýšené riziko vzniku erozní události trvá v průběhu celého vegetačního období zejména u širokořádkových plodin (kukuřice). Na grafu 2 je znázorněno zastoupení erozně nebezpečných dešťů v průběhu roku (modrá plocha) spolu s průběhem zapojení porostu (zelená plocha - čím vyšší C faktor, tím nižší pokryvnost) a počtem erozních událostí v daném měsíci (tmavě modré sloupce). Tyto výsledky korespondují s předpoklady modelů pro hodnocení erozní ohroženosti a potvrzují potřebu aplikace agrotechnologií, které v rizikových obdobích zajistí co nejvyšší pokryvnost půdy, případně vyšší drsnost povrchu. Z pohledu morfologie je nejvyšší zastoupení erozních událostí na DPB s nepřerušenou (technicky) odtokovou délkou větší než 200 m a kategorii velikosti 10–50 ha (graf 3 a 4).

Tato oblast je řešena v rámci podmínek DZES a uznaných půdoochranných technologií - zejména různé varianty pásů. Před změnou v roce 2019 se pohybovalo roční zastoupení erozních událostí v rozsahu 15–18 % na DPB, kde byly aplikovány pásy a jejich varianty. Po změně v nastavení podmínek pro aplikaci různých variant pásů a obsetí došlo ke stagnaci výskytu erozních událostí na DPB s těmito opatřeními. Jejich roční zastoupení se pohybuje v rozsahu 5–8 %.

Individuálně lze tuto problematiku řešit identifikací míst k přerušení odtoku, optimalizací tvarů pozemku a správným dimenzováním opatření pro tato místa. Tzv. optimalizace vnitřního uspořádání pozemku bude popsána dále v textu.

Graf 1: Zastoupení plodin u erozních událostí
Graf 1: Zastoupení plodin u erozních událostí

Graf 2: Počet erozních událostí ve vztahu k rozložení dešťů a pokryvnosti vybraných plodin
Graf 2: Počet erozních událostí ve vztahu k rozložení dešťů a pokryvnosti vybraných plodin

Graf 3: Nepřerušené délky svahů u nastalých erozních událostí
Graf 3: Nepřerušené délky svahů u nastalých erozních událostí

Graf 4: Výměry zasažených DPB u nastalých erozních událostí
Graf 4: Výměry zasažených DPB u nastalých erozních událostí

Vhodná protierozní opatření

Základním prvkem v protierozní ochraně půdy jsou taková opatření, která umožní produktivní využívání půdy při minimalizaci rizika vzniku eroze. Opatření spočívají v ochraně půdy před účinky dopadajících kapek erozně nebezpečného deště, podpoře vsaku vody do půdy, omezení unášecí síly vody a soustředěného povrchového odtoku, zpomalení, zachycení a bezpečném odvedení povrchového odtoku na zájmovém dílu půdního bloku. Soustředěný povrchový odtok je potřeba bezpečně odvést do vodoteče nebo jiného místa, kde již nemůže způsobit přímou škodu a je třeba zachytit smytou zeminu. Z hlediska finančního je nutné při návrhu protierozních opatření postupovat od finančně i realizačně nejjednodušších opatření organizačního a agrotechnického charakteru k opatřením technického charakteru (Novotný a kol., 2017).

Organizační protierozní opatření

Úzce souvisejí s optimalizací využívání půdy v krajinném prostoru. Může se jednat o návrhy v rámci pozemkových úprav nebo o systémy hospodaření na půdě, které mají protierozní funkci. Mezi organizační opatření můžeme zahrnout návrhy optimálního tvaru a velikosti pozemku, delimitaci kultur, protierozní umístění pěstovaných plodin, ochranné zatravnění a zalesnění, pásové střídání plodin a agrolesnictví (Podhrázská a kol., 2024).

Agrotechnická protierozní opatření

Jsou založena na minimalizaci období, kdy je půda bez vegetačního pokryvu a na zvýšení drsnosti povrchu půdy. Jedná se o opatření, která chrání půdní povrch především v období největšího výskytu přívalových srážek (červen, červenec, srpen), kdy erozně nebezpečné plodiny (kukuřice, brambory, cukrová řepa, slunečnice, čirok apod.) svým vzrůstem nebo zapojením nedostatečně kryjí půdu. Z dlouhodobého hlediska přispívají agrotechnická opatření ke zvýšení retenčních vlastností půdy a zvyšují její odolnost vůči erozi (Podhrázská a kol., 2024).

Příklady protierozních opatření

Optimalizace vnitřního uspořádání pozemků

V rámci dlouhodobého sledování reálných erozních událostí se v poslední době významně projevuje vliv tzv. akcelerátorů eroze - nejčastěji kolejové řádky a zhutnění na souvratích. Obdobně se erozní rizika zvyšují v místech častějšího otáčení zemědělské techniky na souvratích, ale také v rozích pozemku, či při objíždění trvalých přirozených překážek, nacházejících se ve vnitřním prostoru půdních bloků (remízky, solitérní dřeviny, technická zařízení, sloupy elektrického vedení apod.). Zvýšené zatížení částí pozemku se následně projevuje nejen přímou degradací půdy, ale promítá se i do vývoje porostů polních plodin, především poklesem výnosu.

Pro efektivní návrh komplexních opatření, řešících ochranu půdy, environmentální dopady a ekonomiku vstupů, je možné provést optimalizaci vnitřní části půdních bloků (PB) či jeho dílu (DPB), kterou poté vnímáme jako produkční plochu (PP). Ostatní plochy vzniklé na půdním bloku poté chápeme jako tzv. environmentálně-technické plochy (ETP). Cílem optimalizace je vytvoření stabilních produkčních ploch (schéma 1), určených pro pěstování tržních plodin v rámci půdních bloků a jejich dílů. Takto vzniklé produkční plochy mají umožnit cílený a předem definovaný pohyb pracovních souprav, který zajistí snížení technogenního zhutnění, snížení spotřeby PHM, omezení spotřeby osiv (přesevy), snížení spotřeby hnojiv, pesticidů, pomocných látek, biopesticidů a bioagens (zamezení překryvu na nepravidelných plochách apod.). Zároveň musí tvorba produkčních ploch respektovat stávající legislativní a vědecká kritéria pro eliminaci negativního vlivu rostlinné výroby na životní prostředí (eliminace větrné a vodní eroze, stabilita organické hmoty, podpora retenční schopnosti půdy apod.).

Souvislá plocha jedné plodiny je dána nejen vnějšími pevnými prvky v krajině, ale také možnostmi obhospodařování. Z pohledu efektivního obhospodařování lze plochu určit z délky pojezdu a šířky záběru pracovních strojů. Délka pojezdu je ve většině případů optimalizována tak, aby umožňovala dojezd soupravy na souvrať či k místu plnění zásobníků. Počítá se tedy s velikostí zásobníků osiva, rozmetadla, postřikovače tak, aby k jejich plnění mohlo docházet na hranicích plochy jedné plodiny na evironmentálně-technických plochách (ETP). Tím je zajištěno snížení počtu nepracovních pojezdů po pozemku, sníženo zatížení a riziko zhutnění i vznik následných degradačních procesů půdy. Na erozně ohrožených plochách musí být preferováno umístění enviromentálně-technických ploch kolmo na odtokové linie v místech vypočtené maximální délky odtokové linie. Umístěním ETP do vhodně voleného místa svahu dojde k přerušení povrchového odtoku a zároveň k rozdělení pozemku (schéma 2).

Schéma 1: Příklady návrhu environmentálně-technických ploch při optimalizaci; Brant,2021
Schéma 1: Příklady návrhu environmentálně-technických ploch při optimalizaci; Brant,2021

Schéma 2: Příklad optimalizovaného vnitřního uspořádání pozemků
Schéma 2: Příklad optimalizovaného vnitřního uspořádání pozemků

Ochranné obdělávání

Ochranné obdělávání (Conservation Tillage) řadíme do agrotechnických protierozních opatření. Spočívá v uchování co největšího množství posklizňových zbytků po předplodinách na povrchu půdy vytvářením pokryvu mulčem a v nenarušování půdního profilu, aby se tento mohl vyvíjet přirozeným způsobem a nadměrným provzdušňováním nedocházelo k přílišné akceleraci mineralizace živin a tím ochuzování o humus, což má ve svém důsledku dopad na zhoršování fyzikálních vlastností půd, zejména její erodovatelnost. Ochranný vliv závisí na stupni pokrytí půdy mulčem, výšce a rovnoměrnosti mulče a na způsobu zpracování půdy (hloubce a způsobu rozrušení půdního profilu, počtu pojezdů mechanizace atp.).

V praxi princip ochranného obdělávání využívají následující půdoochranné technologie.

Zakládání porostu do ochranné plodiny, meziplodiny nebo rostlinných zbytků: Po sklizni předplodiny se půda většinou zpracovává pouze kypřením, bezprostředně poté následuje výsev meziplodiny. Na podzim nebo na jaře se provádí přímý výsev do meziplodiny speciálním secím strojem. Při setí do posklizňových zbytků předplodiny ponechaných na povrchu půdy se půda po sklizni nezpracovává. Na podzim nebo na jaře probíhá výsev plodiny do půdy přesným secím strojem pro přímé setí do nezpracované půdy (obr. 1).

Zakládání porostu do mělce zpracované půdy: Jedná se o zpracování horní vrstvy půdy do hloubky max. 20 cm, které se provádí hlavně po sklizni obilnin nebo dříve sklízených olejnin, které na rozdíl od podmítky zajišťuje vytvoření optimálních půdních vlastností pro následnou plodinu. Intenzita zpracování půdy, hloubka zpracování, míra zaklopení posklizňových zbytků a jejich promísení s půdou, kvalita urovnání povrchu pozemku atd. jsou určeny především konstrukcí a principem práce použitých mechanizačních prostředků.

Pásové zpracování půdy (strip-till): Tento způsob kombinuje výhody plošného zpracování půdy a setí do nezpracované půdy (no-till). Strip-till je způsob zpracování půdy, při kterém se půda nezpracovává na celé ploše pole, ale pouze v úzkých pásech (15–20 cm). V závislosti na půdních podmínkách, lze pásové zpracování půdy provést na podzim nebo na jaře. Na jaře je do zpracovaného pásu zaseta hlavní plodina. Během vzcházení plní protierozní ochranu nezpracovaná plocha spolu s rostlinnými zbytky (obr. 2).

Zakládání porostu s pomocnou plodinou: Při zakládání pásových výsevů pomocných plodin je možné využít celoplošné kypření půdy pro základní zpracování půdy a podzimní výsev pomocných plodin. Hloubka kypření se odvíjí od stavu půdy, předplodiny a potřeby kypření půdy pro budoucí hlavní plodinu. Pomocné plodiny se pak zakládají buď konvenčním secím strojem, kde se před výsevem zaslepí semenovody secích botek v místech, kde bude následně zaseta hlavní plodina, nebo je možné je zakládat pásovým kypřičem či plečkou, kdy je osivo vyseto v budoucím meziřádku za pracovní nástroje kypřící půdu (obr. 3).

Zakládání porostu s podsevem: Agrotechnické opatření, při kterém se provádí výsev vhodné směsky (meziplodiny) do krycí plodiny. Výsev je prováděn jak do jařin i ozimů a je ho možné provádět současně s výsevem krycí plodiny nebo samostatně kolmo na řádky krycí plodiny.

Vrstevnicové obdělávání: Orbou po vrstevnicích nebo s malým odklonem (do 30°) od vrstevnic otočnými pluhy, které překlápějí půdu proti svahu, je možné významným způsobem přispět k ochraně půdy před erozí. Překlápěním půdy proti svahu je navíc možno výrazně omezit tzv. erozi orbou, která je u nás zatím podceňována.

Hrázkování, důlkování u brambor: Technologie hrázkování je použitelná při pěstování brambor a spočívá v založení ochranných hrázek v meziřadí hrůbků. Hrázkovačem se založí ve stejné vzdálenosti hrázky mezi hrůbky, čímž vznikne řada malých retenčních prostorů, které brání vzniku soustředěného povrchového odtoku a podporují zadržení vody přímo na pozemku.

Blíže jsou tyto technologie popsány v nové metodice Ochrana zemědělské půdy před erozí (Podhrázská a kol., 2024), dostupné v elektronické verzi v katalogu knihovny VÚMOP.

Obr. 1: Setí pšenice ozimé bezorebným secím strojem do rostlinných zbytků hořčice
Obr. 1: Setí pšenice ozimé bezorebným secím strojem do rostlinných zbytků hořčice

Obr. 2: Porost cukrovky založený do strip-till
Obr. 2: Porost cukrovky založený do strip-till

Obr. 3: Mák založený s pomocnou plodinou
Obr. 3: Mák založený s pomocnou plodinou

Závěr

Význam půdy, jak víme, se neomezuje pouze na produktivitu. Je však obtížné kvantifikovat všechny její produkční a mimoprodukční funkce, a zejména jejich snížení v důsledku eroze. Současně je ale známo, že eroze může být následkem rozpadu všech funkcí půdy. Toto je třeba brát v úvahu při nastavování zejména prevence. Negativní účinky eroze na agroekosystém se ani tak neodvíjejí od přímé fyzické ztráty specifické půdní hmoty, ale spíše jsou následkem komplexního řetězce vzájemného ovlivňování různých půdních vlastností.

Literatura je k dispozici u autorů článku.

Ing. Jiří Kapička, Ing. Martin Mistr, Ph.D., Mgr. Věra Kolbabová, RNDr. Zbyněk Janoušek, Ph.D.; Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i.
foto: 1 - Labris, s.r.o, 2, 3 - M. Mistr

Související články

Pestrý průběh počasí od zimy do léta 2024

22. 01. 2025 Doc. Mgr. Michal Žák, Ph.D.; Univerzita Karlova Technologie pěstování Zobrazeno 837x

Hospodaření na půdě v době klimatických změn

18. 01. 2025 Ing. Veronika Venclová, Ph.D.; Agromanuál Technologie pěstování Zobrazeno 469x

Agrotechnika ozimého máku

10. 01. 2025 Ing. Eva Plachká, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 510x

Další články v kategorii Technologie pěstování

detail