Striptill jako lék na zhutnělé půdy

27. 12. 2021 Ing. Josef Šebela; Jedovnice Technologie pěstování Zobrazeno 3938x

Úvodem jen připomenutí, že uplatnění striptillu a striptill technologie, tedy pásového zpracování půdy s využitím hnojení do blízkosti kořenů rostlin a přesným setím plodin do těchto pásů, nabývá stále většího významu i u českých farmářů a plocha zpracovaná touto technologií každoročně roste. To je podpořeno tím, že tuto technologii lze snadno začlenit do osevního sledu pěstovaných plodin a je možno ji využít nejen v suchých oblastech, ale i v různorodých půdních podmínkách.

Je to principiálně jednoduchá technologie, která ale musí být vnímána jako hlavní a ne jen jako druhořadá technologie, s promyšlenými pracovními postupy při zakládání pásů, úsporným hnojením a přesným setím vedoucí k ozdravení půd. Mít úrodné a zdravé půdy, to je cíl každého hospodáře, což se v současné době ne vždy daří dodržet, protože neumíme s půdou dobře zacházet, a proto nejsou vzácností eroze, úniky pesticidů a hnojiv do spodních vod a zejména zhutnění podorničí. A právě striptill technologie je jednou z možností, jak zhutnělé a narušené půdy postupně ozdravit.

Půda je živé prostředí

Je nutné opakovaně připomínat, že půda je živé prostředí, jehož stav se projeví ve vitalitě růstu rostlin a jejich celkovém habitu. Zhoršená struktura půdy, půda bez vody a živin nebo půda s mělkou orniční vrstvou a utuženým podorničím, to je půda, od které nemůžete očekávat odpovídající produkci.

Správně prováděná striptill technologie dokáže hospodařit s vodou, s organickými zbytky. Rostliny rostoucí v pásech mají zdravý a mohutný kořenový systém, který překoná mnohé úskalí během růstu rostliny. Jak rychle kořeny po vyklíčení rostou a do jaké hloubky se dokážou prokořenit, úzce souvisí s podmínkami, v kterých se nachází. Pokud kořenům dokážete vhodnou agrotechnikou a technologií zajistit vzduch, tedy pórovitost danou velikostí pórů a jejich strukturou v co nejhlubším profilu, vodu a výživu potřebnou nejen v povrchové vrstvě pro nabobtnání a klíčení osiva, ale i v podpovrchové vrstvě pro další růst kořenů, tak podle toho porostou kořeny pomaleji nebo rychleji a zajistí vše potřebné pro růst nadzemní části rostliny a její konečnou plodnost.

Zhutnělé a těžké půdy brání rozvoji růstu kořenů, které těžko pronikají do hloubky a rychleji odumírají, neumožní jednoletým plodinám, jako je kukuřice, sója, slunečnice nebo řepka, které jsou nejčastěji pěstované po obilninách, jejich správný růst a rozvoj, což je problém, který je nutné řešit. Proto byla striptill technologie vyvinutá a je určená ke správnému hospodaření s vodou, a pro podrytí a prokypření pouze úzkého pásu půdy určeného k růstu kořenů směrem dolů do hloubky.

Mluvíme-li o obsahu vody v půdě, tak máme na mysli především vodu pod povrchem (vsakující se) a nejde nám o povrchovou vodu, která může v důsledku nedostatku srážek nebo vysušení chybět a kořeny v této zóně nerostou a snadno usychají, ale kořeny rostoucí do hloubky mají dostatečnou sací sílu a jsou schopné velmi dobře využít jakoukoliv vlhkost půdy. Toto však souvisí i s ostatními faktory, kterými jsou klimatické podmínky, vlhkost atmosféry, teplota dne, vítr, ale i vývojová fáze rostliny. Postupně jak rostlina roste a stárne, tak narůstá i celkový objem její biomasy, a tím roste její poptávka po vodě, což bylo zjišťováno například u kukuřice, která ve fázi 4 listů měla hmotnost 13 gramů, ale zralá rostlina měla hmotnost až 2 450 gramů, což je 190× více, takže je logické, že s tím souvisí větší potřeba vody pro růst a dozrávání. Optimální vývoj rostliny tedy závisí na struktuře a vlastnostech půdy vodu zadržet a postupně ji uvolňovat a zpřístupnit rostoucím kořenům.

Živá půda je strukturní s vyšším obsahem organické hmoty (biologicky nejaktivnější zónou je povrch 10 až 12,5 cm hluboký), která zvyšuje pórovitost půdy a je zárukou správných teplotních poměrů (nepřehřívání) v půdě, které přispívají k vyváženému mikrobiálnímu životu všech organizmů žijících v půdě. Jakmile jsou póry naplněny vzduchem, tak organická hmota bude působit jako izolace a půda bude ochlazována v období jara a léta a v zimě bude mít oteplovací účinek. Ale nízký obsah organické hmoty a zhutnění povede k přehřívání, k likvidaci mikroorganizmů v půdě, a taková bude náchylná na větrnou i vodní erozi. Velkou přednost pásového zpracování půdy tedy vidíme v tom, že organické zbytky uložené mezi pásy na povrchu jsou zpracovávané mikroorganizmy, zabraňují přehřátí půdy (biologická aktivita mikro a makro organizmů je větší), umožňují vsakování vody nejen do pásů a mezi pásy vytváří přirozenou vlhkost, současně svojí strukturou brání erozi půdy a podrytím narušují utužení.

Půda a voda

Musíme si uvědomit, že nejde jen o to, kolik dešťových srážek spadne, ale kolik se jich dokáže vsáknout do půdy. Struktura půdy musí umožnit vodě proniknout do profilu přes póry, štěrbiny nebo praskliny a tlačit ji díky zemské gravitaci dolů. Jen tak zadrží větší množství i jednorázových srážek. Strukturní pásy jsou schopné zadržet bez problémů až 30 mm intenzivních srážek, které se vsáknou do hloubky 30 až 35 cm. V prostorách mezi pásy, pokud jsou velmi suché, se voda vsakuje již jen do hloubky 10 až 15 cm, ale je zachycená do nenarušených pórů v místech růstu bočních kořenů.

Oproti tomu půda obdělaná plošně nebo půda nestrukturní či suchá přehřátá s přeschlým povrchem nepustí vodu dolů a velmi rychle se zaplní její povrchová vrstva, voda se nevsakuje a bez užitku odtéká pryč. To je markantní zejména v obdobích delšího sucha a vysokých denních teplot, které jsou v našich podmínkách velmi časté a opakující se, a proto dochází k erozím a odplavení povrchu ornice (obr. 1).

Voda je podstatou veškerého života, tedy i života rostlin, které při jejím nedostatku se vysuší a odumřou. Pouze voda získaná a nasávaná přes kořenový systém dokáže zásobovat rostliny cukry, bílkovinami a základními živinami do pletiv, kde probíhá fotosyntéza. Je prokázané, že 98 % vody v rostlinách a využívaných rostlinou pochází a je dodáváno z půdního profilu. Proto je půdní voda tolik důležitá pro růst rostlin a je jen na vás, jak budete s půdou pracovat a jak ji budete obdělávat.

Striptill technologie vám určitě pomůže s infiltrací vody, která se zachytí v profilu ve velkém objemu a bude kořenům k dispozici v obdobích sucha a bude záležet jen na mohutnosti kořenů a jejich hloubce zakořenění, jakou sací silou budou schopny vodu odebírat. Bylo naměřeno, že kořeny o průměru 1 mm jsou schopné odebírat a táhnout vodu do rostliny ze vzdálenosti 1,0 až 2,5 cm od kořene. Kořeny však musí být zdravé, protože budou muset překonat povrchové napětí vody, která je zadržena organickou hmotou a jílovými částicemi a dál musí vodu vtáhnout do epidermů a xylémy transportovat do nadzemní části rostliny pro potřebné hydratační a fotosyntetické procesy.

Pro lepší pochopení růstu kořenů a zásoby vody v půdě byly kopány v průběhu vegetace sondy, které ukázaly, že u kukuřice pěstované v pásech dochází k velmi rychlému vertikálnímu růstu kořenů i v průběhu horkého léta do hloubky okolo 40–80 cm s vytvořenými bohatými bočními kořeny bez jejich redukce a v době sklizně kukuřice byla v této hloubce dostatečná vlhkost, i když horní část půdního profilu byla vyschlá. Z toho vyplývá, jak je důležité vytvořit správné prostředí pro růst kořenů do hloubky, v kterém mohou pracovat s přirozenou půdní vlhkostí.

Zdravé půdní prostředí má množství mykorhizních hub, které žijí okolo kořenů a podporují zachytávání a příjem vody. Kromě brukvovitých rostlin (rod hořčice) mají všechny ostatní rostliny symbiotický vztah s mykorhizou. Hyfy, což jsou malá mikro vlákna mykorhizních hub, vyrůstají do půdy z hostitelských kořenů nacházejících se v hloubce okolo 10 až 30 cm, se mohou rozšířit do prostoru až 10 cm od kořene, kde budou absorbovat vodu a živiny a vyživovat tak svého hostitele (kořeny), které dále podporují další růst hyf. Proto symbiotický vztah hub a kořenů pomáhá rostlině překonat období sucha.

Obr. 1: Odplavení povrchu ornice - vodní eroze

Zhutnění půdy

Zhutněním půd, jakožto vážnému problému při pěstování plodin, se vědci zabývají od roku 1980, ale mnoho zemědělců (v té době pracující s orebnou technologií) tomuto zhutnění nevěnovalo pozornost a předpokládalo, že střídání teplot v zimě (silné mrazy a zmrznutí půdy) a na jaře s následným táním tento problém řeší. Ano, to bylo částečně potvrzené, ale průběh zim a počet mrazivých dní se za poslední dvacetiletí změnil a není možné se na tento proces spoléhat, protože ani důkladné promrznutí nepomáhá rychle vyřešit zhutnění půd, nehledě na to, že promrznutí bývá jen do hloubky cca 5–10 cm pod povrchem, ale půda je zhutnělá v hloubce 15–20 cm, tedy v místech průměrné hloubky orby. Proto si všímejte míst na vašich polích, kde se voda pomalu vsakuje, všímejte si nerovnoměrného růstu plodin nebo změny barvy rostlin anebo velikosti listové plochy a podobně (pěkně rozeznatelné z výšky), což vám napoví, jak hluboko jsou kořeny a v kterých místech a v jaké hloubce je půda zhutnělá, kdy markantní je tento jev zejména na souvratích.

Zhutněné půdy jsou potenciální zdroje eroze půdy. Jakmile mají půdy zhutněnou vrstvu v hloubce okolo 15 cm, nejsou schopné zadržet větší dešťové srážky, protože při dešti dochází k rozplavení povrchových agregátů a zamazání půdy. Póry, praskliny, štěrbiny, dokonce i některé vertikální trhliny jsou rychle zaplaveny a neumožní další vsakování vody jak při přívalových, tak i při trvalejších srážkách. Pokud voda není schopna proniknout půdním profilem ani působením gravitace tak, aby mohla doplnit póry a umožnila rostlinám přežít, tak dojde k problémům, jejichž důsledky jsou odtékání vody společně s půdou, které trvá tak dlouho, jak dlouho prší nebo než dojde ke zmírnění deště na rychlost infiltrace odpovídající struktuře půdy, která je průměrně 15 až 20 mm/hodinu, ale jakmile se půda nasytí vodou a déšť dále pokračuje, tak se půda rozbahní a dochází k jejímu odtoku a erozi, kdy ztráty ornice mohou být až 160 tun z hektaru. Z toho vyplývá, že množství vody potřebné k doplnění toho, co rostliny odebraly nebo bylo odpařeno, nebude naplněno a i přes déšť nedojde k nasycení půdy vodou a ta bude dále rostlinám chybět.

Bylo by mylné si myslet, že klasická technologie s orbou tento problém řeší - neřeší, ale řeší ho pásové zpracování půdy vertikálním podrýváním, bez převracení a zamazání půdy s vytvořením dostatečného množství pórů, bez rozbíjení strukturních jednotek půdy. Uvědomte si, že jakékoliv utužování, válení a převracení půdy s narušenou biologickou aktivitou vede k poškození půdy, která mění svoji strukturu a stává se méně pórovitou s menším obsahem vody dostupným pro kořeny rostlin.

Stále si opakujme, že voda je naprosto nezbytná pro růst a poskytuje život rostlinám, které koření v půdě, která musí být strukturní a nesmí být zhutnělá, jinak kořeny nebudou mít dostatečnou hloubku a objem, aby vodu mohly využívat. Ve zhutnělé půdě je 80 % kořenové hmoty v hloubce pouze do 20 cm a tato zóna je velmi náchylná na vysušení a přehřátí, takže v ní dochází k rychlému odumírání kořenů jak při nedostatku vody, tak při vysokých denních teplotách, které mohou povrch půdy zahřát až na 50 °C.

Striptill technologie a organické zbytky ponechané na povrchu půdy zabrání přehřátí a díky tomu, že umožní zachycení vody a růst kořenům do hloubky, je využitelná u rostlin náročných na vodu nebo pěstovaných v suchých oblastech či oblastech s nedostatkem srážek anebo nerovnoměrnými srážkami, protože v pásech ve srovnání například s disky nebo dláty je 4× více vody a míra infiltrace se po třech letech zvýší až 5×. Díky rychlejšímu růstu kořenů do hloubky mají vertikální póry příznivější účinek na zachycení kořenové vody, což je patrnější v lehčích půdách. Pro zachování vyváženého vodního režimu, kromě vhodné agrotechniky, je důležité také střídání hluboko (zanechávají větší póry v půdě a mají robustnější kořenový systém) a mělko kořenících plodin v osevním sledu.

Je nezpochybnitelná škodlivost zhutnění půdy a jeho přetrvávajících následků pro růst a plodnost rostlin, protože pohyb vody do půdy a dále dolů do hloubky 50 cm se zpomaluje se zhutněním půdy. Od zhutnělých půd, které byly opakovaně stlačovány, jsou nestrukturní s rozmačkaným a rozmazaným povrchem způsobeným těžkými stroji, opakovanými přejezdy v jednom místě, nekvalitní přípravou orby nebo nevhodnými disky či dláty a pojezdy při vlhčích podmínkách, nemůžeme očekávat vysoké výnosy plodin.

Výměna plynů do půdy a ven zahrnuje kyslík, oxid uhličitý, oxid uhelnatý, oxid siřičitý, oxid dusný, argon a mnoho dalších plynů. Tyto plyny jsou součástí biologických cyklů kořenů a stejně jako mikrobiální život, jsou součástí života, dýchání a umírání rostlin. Makro a mikroorganizmy žijící v půdě mají vliv na chemický a biochemický rozklad organických materiálů z předchozích plodin. Pro názorné pochopení jak probíhá výměna plynů v půdě a rostlině slouží obrázek 2.

Některé z těchto plynů jsou absorbovány kořeny, stejně jako houbami a žížalami. V chemické reakci s vodou můžeme získat mimo jiné i kyseliny huminové a fulvové, slabé kyseliny dusičné, které pomáhají při rozkladu organických materiálů a udržování rovnováhy pH v půdě. Jsou-li půdy příliš zhutnělé, je významně ovlivněno dýchání a příjem CO₂, zpomaluje se růst kořenů, příjem vody a živin, dokonce se zpomaluje i odpařování a je negativně ovlivněn koloběh dalších plynů. Také je snížena aktivita a je dokonce ohrožen životní cyklus mikrobů, hub, žížal a hmyzu žijícího v půdě. Jakmile je nedostatek pórů v půdě, tak je nedostatek O₂ a aerobní bakterie, které jsou nejdůležitějšími druhy žijícími v hloubce do 50 cm, přestanou zpracovávat materiály na bázi uhlíku a minerální hnojiva, které mají být k dispozici kořenům rostliny. To souvisí i s nedostatkem a dostupností vody, čímž mikrobiální život výrazně klesá a kořeny prostě nemohou nasávat vodu, takže výsledkem je sucho, jako stresující faktor rostlin.

Vývoj a růst kořenů (vertikálních i bočních) je ve zhutněných půdách negativně ovlivněn a bez výjimky kořeny všech plodin mají malou energii a sílu pro růst nových kořínků, a pokud se setkají s utužením, které je větší než energie umožňující jejich růst směrem dolů, tak kořenový systém bude oslabený, spotřebovává příliš mnoho energie pro sebe a rostlina se dostane do stresu a zpomaluje růst, příjem vody a živin. Zhutnělé půdy mají problém se zpracováním organické hmoty, kdy vrstva nad zhutněním (cca 10–15 cm) se bude rychleji zahřívat a bude docházet k rychlejší oxidaci než u půdy strukturní a nezhutnělé, která lépe dýchá a umožňuje pohyb vody směrem dolů. Mikroorganizmy budou zpracovávat povrchový materiál rychleji a boudou mít problém obnovovat svoji populaci, takže po zpracování organické hmoty v blízkosti povrchu dojde k jejich odumírání, protože nemohou jít dolů s vodou, a to vyvolá problém u rostlin.

Obr. 2: Výměna plynů v půdě a rostlině

Kořeny rostlin

Málo kdo se zabývá otázkou tvorby struktury kořenů, ale ta je pro růst rostliny rozhodující. K správnému formování kořenů můžeme pomoci, pokud víme, jak kořeny rozvíjet v průběhu jejich života.

Je známé, že auxiny, které se tvoří v nadzemní listové části, podporují růst kořenů, takže můžeme kořeny podpořit i přípravky obsahující tyto složky, což lze až v době plné vegetace rostlin. Nebo můžeme kořeny podpořit v začátcích jejich růstu stimulací osiva (to je finančně a pracovně náročné), ale hlavně kořenům musíme vytvořit optimální půdní prostředí pro jejich růst správnou agrotechnikou a hnojením. Položme si otázku, proč rostou kořeny dolů? Odpověď je následující. Po uložení osiva do půdy a jeho nabobtnání a ještě před začátkem růstu, kořeny velmi rychle vycítí směr gravitace a budou se otáčet dolů. Směr růstu bude ovlivňovat i sluneční světlo, na které kořeny reagují negativně a rostou od světla. Také každý druh rostliny má jinou strukturu a různé úhly postavení kořenů, vždy jsou však rozhodující primární kořeny tlačící se dolů, i když nemusí vždy růst kolmo dolů a směr jejich růstu budou ovlivňovat různé překážky v půdě jako skeletovitost, struktura půdy, zhutnění, póry v půdě, vysušení, organická hmota, množství živin v jednotlivých vrstvách půdy a obsah, popřípadě doplňování půdní vody a v neposlední řadě i sousední kořeny okolních rostlin.

Z toho vyplývá, že růstu kořenů musíme pomáhat, chceme-li získat odpovídající produkci. Jak bylo uvedeno, pomoci můžeme stimulací osiva, auxiny, strukturou půdy a uložením výživy do oblasti kořenů ať už pod osivo (prvotní podpora zejména dusíkem), nebo do profilu půdy (podpora dusíkem, ale zejména fosforem, draslíkem a sírou). Je prokázané, že hlouběji uložený fosfor a draslík je lépe přístupný a pozitivně působí na růst kořenového systému, kořeny jsou mohutnější a aktivnější. Proto zdůrazňujeme správné uložení hnojiv do pásů v hloubce profilu ornice 15–20 cm pod uložené osivo (přesnost umístění P a K přispívá k jejich lepšímu příjmu a správně umístěné živiny zvyšují biomasu kořenů a nadzemních rostlin), což je hloubka, v které má hlavní kořen již dostatečnou sílu a má vytvořené množství postranních kořenů.

V porovnání s jinými technologiemi (tradiční, bezorebná) je u striptill technologie příjem živin až o 40 % vyšší, a proto je možná celková úspora hnojiv. Velký rozdíl je také ve struktuře kořenů a jejich rozložení pod povrchem půdy, kdy při tradičním obdělávání nemají kořeny tendenci a ani je to nenutí jít dolů za vodou a živinami a jsou včetně postranních kořenů rozložené pod povrchem v hloubce do 12 cm, kdežto kořeny rostlin (kukuřice, slunečnice, řepka, cukrovka) v podrytých pásech s uloženým P a K v hloubce cca 15 cm rostou velmi rychle do hloubky 15 až 17 cm a dále až do hloubky 45 cm s bočními kořeny v hloubce 22 až 25 cm (obr. 3). Celkový objem kořenů v pásech může být až o 50 % větší než u tradičního zpracování. Obdobné je srovnání pásové a bezorebné technologie, kde kořeny v pásech jsou o 28 % hlouběji a celková kořenová hmota je o 34 % větší ve prospěch pásů. Kořeny v bezorebné technologii mají širší boční větvení v horní vrstvě (12,5 až 15 cm), takže v případě sucha mohou trpět nedostatkem vody a současně potřebují více srážek v porovnání se striptill technologií.

V konečném výsledku jsou výnosy u technologie tradiční a bezorebné nižší, než u striptillu.

Obr. 3: Porovnání struktury kořenů rostliny rostoucí v podrytém pásu striptill technologie (vlevo) a rostliny rostoucí v tradičně obdělané půdě (vpravo)