BASF
BASF
BASF

Chemap Agro s.r.o.

Vertikální zpracování půdy jako systémové řešení eroze a osevních postupů

18. 10. 2023 Ing. Antonín Šandera; Rudka Technologie pěstování Zobrazeno 2983x

Nejen nová verze strategického plánu, ale i ochrana před erozí v praxi a s tím souvisejících problémů vyžaduje změnu pohledu na řešení situace jako celistvého problému na pozadí tvorby osevních postupů, ale i současného naplnění cílů ve snižování rizik plynoucích z používání přípravků na ochranu rostlin. Vše za současného vlivu dalších faktorů, jako využití živin, především dusíku, v podmínkách měnící se vláhové jistoty.

Limagrain

Novou, široce diskutovanou rovinou bude naplňování cílů uhlíkové neutrality, se zásadními dopady do postupů nejen v pěstebních technologiích. Způsob, jakým bude problematika ukotvena legislativně, může zásadně ovlivnit jak naplnění či nenaplnění zamýšlených cílů, tak ekonomiku farem různého zaměření. Reálnou obavou je dopad do struktury zemědělské výroby s pravděpodobným navyšováním podílu čisté rostlinné produkce.

Obavou zásadní je pak odklon od původních měřitelných cílů zemědělské politiky EU k čistě deklaratornímu plnění legislativy bez reálného naplnění ve fixaci uhlíku, navíc s negativními dopady v dalších oblastech, jmenovitě ve stabilitě osevních postupů, ve vodní bilanci osevních postupů, přes spotřebu přípravků na ochranu rostlin a celkovou ekonomiku hospodaření.

Vertikální zpracování půdy?

Ačkoliv je legislativně problematicky uchopitelné, v zásadě jde o přirozeným procesům blízký způsob nakládání s půdním profilem v čase. Zásadním bodem je omezení rotace orničního profilu půdy, s cílem ponechání přiměřeného podílu organické hmoty v povrchové vrstvě půdy a na jejím povrchu. Podstatou je narušení zhutnělých horizontů vznikajících v různé hloubce. Z hlediska podílu takto zpracovaného profilu půdy lze podle půdních podmínek uvažovat buď o 100% zpracování plochy pozemku, nebo o zpracování půdy pouze v linii řádků. Jedná se o podrývání s různou mírou zpracování povrchové vrstvy půdy disky nebo stroji s úzkými radličkami s omezeným vertikálním mísením půdních vrstev.

Hlavní primární přínosy:

  • stabilita půdních agregátů,
  • stabilizace gravitační pórovitosti v čase (včetně sekundární činnosti půdního edafonu),
  • vyrovnání vodní bilance v osevním postupu.

Stabilita půdních agregátů

Stabilita půdních agregátů je dána mnoha faktory. Podstatným je i podíl organické hmoty a produktů jejího rozkladu za působení půdní mikrobiologie. Zvláště orebné technologie nepřispívají ke stabilitě půdních agregátů v čase, což dobře reprezentují zásadní erozní škody na orebně obdělávaných pozemcích nejen v kukuřici, ale zejména v řepce v období velmi rizikových srpnových srážkových epizod. Vertikální zpracování půdy před setím řepky, nejlépe setí přímo podrývací technologií, zajišťuje jak omezení eroze a potřebné vsakování vody po celou vegetaci, tak adekvátní vodní režim v případě přívalových srážek (červen 2020 - propady výnosů řepky v nekvalitně provedených strip-till technologiích).

Gravitační pórovitost

Její stabilita v čase je zásadním přínosem vertikálního zpracování půdy. Primárně je podpořená při samotném provedení fyzikální intervence s okamžitým efektem pro zasakování srážkové vody, s omezením odtoku a erozního smyvu. Následně je udržována činností půdního edafonu na povrchu půdy a v celém profilu jsou zachovány vsakovací póry propojené s podorničím. Přiměřená kvantita a kvalita rostlinné hmoty na povrchu půdy je základní podmínkou činnosti edafonu v celém profilu půdy.

Pro splnění podmínek pokryvu půdy z pohledu legislativy (GAEC 5) vztažených k příslušným protierozním technologiím, je nutné přihlédnout, zejména u zajištění pokryvu půdy meziplodinami, k faktoru rychlosti rozkladu organické hmoty a její atraktivity pro půdní makroedafon. V případě brzkého ukončení vegetace meziplodiny a podle skladby jejích komponent existuje reálné riziko nesplnění požadovaného procenta pokryvu půdy v plodině chráněné proti erozi. Řešením je správná kombinace komponent a termín ukončení vegetace meziplodiny.

Pokryv půdy lze řešit i vysokým strništěm předplodiny (včetně obilnin) s plošným mulčováním při separátní operaci (energeticky málo náročným, oproti drcení přímo sklízecí mlátičkou). Následné vertikální zpracování půdy se pak provede za vlhkostně příznivých podmínek v linii řádků pro následnou širokořádkovou plodinu (kukuřice, slunečnice. Výhodou takového postupu je nahrazení podmítky v suchém období srpna mulčem ze sklizené plodiny s velmi dobrou (často lepší než po podmítce) vzcházivostí výdrolu.

Požadovaný stav v půdní pórovitosti dobře vystihuje hodnota objemové hmotnosti půdy, která by se měla pohybovat kolem hodnoty 1,3 g/cm3. Tato hodnota vystihuje právě 50% podíl pórů všeho druhu při obecné specifické hmotnosti půdy 2,7 g/cm3.

Správný vodní a vzdušný režim vázaný na tyto hodnoty podstatně ovlivňuje stabilitu výnosů ve vláhově rozdílných ročnících. Častou příčinou výnosové nestability je kromě omezeného vsaku vody na utužených pozemcích a jejího odtoku rovněž přemokření v letech s vysokými srážkovými úhrny, a to i v relativně krátkých časových úsecích (červen 2020), které vedou k prostému utopení kořenů, podpoře bakterióz a dalších, ne zcela typických patogenů na kořenech. Zvraty ve vodním režimu přispívají k opětovnému návratu škodlivosti jednoho z původců stéblolamu Ophiobolus graminis vázaného na monokultury obilnin a náhlé změny ve vodním režimu půdy. Obdobnou vazbu vykazuje i zvýšená frekvence výskytu kořenomorky (Rhicotonia cerealis), na obilninách.

Projevy nevhodného vodního režimu mohou v případě dlouhodobého podcenění situace nabývat i poměrně dramatických rozměrů. Velmi častým negativním jevem je kombinace nepříznivého vláhového režimu půdy a aplikace hnojiv pod patu u širokořádkových plodin. Dochází k lokálnímu přehnojení v blízkosti kořenů s poškozením až likvidací rostlin. V případě sucha po aplikaci a nedostatečné distribuci N dosahuje lokální koncentrace běžně hodnot odpovídajících dávce 1 000–2 000 (4 000) kg/ha N.

Půdní makroedafon nejsou jen  žížaly
Půdní makroedafon nejsou jen žížaly

Organická hmota na povrchu půdy - sláma z předplodiny v technologii podrývání v linii řádků
Organická hmota na povrchu půdy - sláma z předplodiny v technologii podrývání v linii řádků

Omezení vodní a větrné eroze u kukuřice  po vertikálním zpracování půdy
Omezení vodní a větrné eroze u kukuřice po vertikálním zpracování půdy

Slunečnice setá do podrytých řádků, předplodina  zrnová kukuřice - 90 % zbytků na povrchu půdy  s omezením odběru vody na rozklad organické hmoty
Slunečnice setá do podrytých řádků, předplodina zrnová kukuřice - 90 % zbytků na povrchu půdy s omezením odběru vody na rozklad organické hmoty

Vlevo strip-till s hnojením pod patu (bez narušení  zhutnělých horizontů), vpravo podrývání  s hnojením dusíkem na podzim
Vlevo strip-till s hnojením pod patu (bez narušení zhutnělých horizontů), vpravo podrývání s hnojením dusíkem na podzim

Vyrovnání vodní bilance v osevním postupu

Uplatňuje se ve dvou hlavních krocích. Primárně ve výrazné podpoře vsakování vody, sekundárně v lepší rotaci plodin skrze fakt, že na větší množině pozemků mohou rotovat plodiny v požadovaných sledech s ohledem na střídání jařin a ozimů, mělčeji a hlouběji kořenících plodin, včetně zásadního předpokladu stability produkce v podmínkách kontinentálního klimatu a to pěstování kukuřice v technologiích a sledech omezujících vodní i větrnou erozi a zabezpečující trvalý pokryv půdy bez negativních externalit v podobě prohlubování negativní vodní bilance ve vláhově nejistých (nevyrovnaných) dvou a víceletých periodách.

Řeč je o technologiích založených na využití pokryvu půdy z předplodin bez časté extrémní negativní vodní bilance meziplodin ve dvou a více suchých letech. Meziplodiny v takových podmínkách prohlubují přímý, aktuální vodní deficit podle způsobu a termínu založení, délky jejich trvání a následného managementu o 50 až 200 mm vodního sloupce.

Technologie využívající pokryv půdy vytvořený předplodinou, doplněné případně o krátce vegetující meziplodinu zajišťují vyšší stabilitu výnosu v druhém a dalším roce vláhové nejistoty. Makroedafon a přiměřená fyzikální intervence podle potřeb půdního profilu zajišťují udržení vody ze srážek pro následnou pěstovanou plodinu. Především ozimy seté po letních meziplodinách s následným suchem v březnu/dubnu byly v minulých letech jedním z přímých důvodů propadů výnosů na těchto plochách, včetně dlouze vegetujících výdrolů řepky (2017, 2018, 2019).

Logickou kombinací k vertikálnímu zpracování půdy v odpovídající části osevního postupu je samozřejmě i využití no-till technologie v té části osevního postupu a u plodin, které přirozeně vytěží pozitiva zdravého půdního profilu z předplodin. Příkladem je setí řepky v technologii podrývání v časném termínu se sníženým výsevkem do širokých řádků následované pšenicí setou do mulče z výdrolu řepky, jehož vegetace byla ukončena nejpozději v prvním týdnu v září, a to buď přímo do nezpracované půdy, nebo do podmítky. Takový postup bude mimo další pozitiva jedním z vyšších standardů setí na erozně ohrožených plochách.

Rozvoj kořene řepky v technologii setí přímo  podrývacím strojem, první týden července
Rozvoj kořene řepky v technologii setí přímo podrývacím strojem, první týden července

Podrývání v linii řádků - leden, bramborářská oblast
Podrývání v linii řádků - leden, bramborářská oblast

Vertikální zpracování těžké půdy pro řepku ozimou
Vertikální zpracování těžké půdy pro řepku ozimou

Řepka po vertikálním zpracování půdy - jaro
Řepka po vertikálním zpracování půdy - jaro

Možné druhotné přínosy vertikálního zpracování půdy

Na praktických příkladech lze dokumentovat přínosy vertikálního zpracování půdy v několika oblastech.

Omezení vodní i větrné eroze v plodinách

V souladu s výše uvedenými argumenty jsou různé způsoby vertikálního zpracování půdy využívány v ochraně proti erozi při zakládání porostů řepky a širokořádkových plodin (kukuřice, cukrovky). Základním principem je zpracování půdy bez obracení, zachování organické hmoty na povrchu a v povrchové vrstvě půdy, ovšem s přiměřenou podporou jejího rozkladu a přechodu na další produkty rozkladu a přeměny. Postupný, cyklický rozklad organické hmoty je současně vhodný/nutný pro omezení allelopatického působení látek obsažených v organické hmotě. Problematické je to zejména u máku, ale i u kukuřice.

Kukuřice setá do zbytků meziplodiny, založená s podrýváním, vegetace meziplodiny ukončena 17. 12.  (k dispozici bylo 5 měsíců pro regeneraci vodní bilance)
Kukuřice setá do zbytků meziplodiny, založená s podrýváním, vegetace meziplodiny ukončena 17. 12. (k dispozici bylo 5 měsíců pro regeneraci vodní bilance)

Kukuřice setá do meziplodiny svazenky (100 %) - setí svazenky 1. 8. 2022, ukončení vegetace 15. 12. 2022, stav k 5. 7. 2023, 510 m n. m., bramborářská oblast
Kukuřice setá do meziplodiny svazenky (100 %) - setí svazenky 1. 8. 2022, ukončení vegetace 15. 12. 2022, stav k 5. 7. 2023, 510 m n. m., bramborářská oblast

Omezení eroze v meziporostním období

Pro komplexní pojetí řešení eroze je nutná poměrně zásadní změna v pojetí povinných požadavků hospodaření, které zásadně omezuje hlubší zpracování půdy v tzv. citlivých obdobích. Omezení hlubšího zpracování půdy může nepřímo podporovat v určitých obdobích celkovou erozní ztrátu půdy. Především v období po sklizni je právě na silně erozně ohrožených plochách pouze mělké zpracování půdy jako jedna z metod povolených v rámci GAEC příčinou erozního smyvu po přívalových deštích. Jak pro běžné principy hospodaření, tak především pro všechny uvažované způsoby uplatnění pásového střídání plodin je vertikální zpracování půdy v srpnu podmínkou pro další snížení erozních ztrát jak v rovině praktické, tak pro účely naplnění požadavku maximální roční ztráty půdy definované v GAEC a v Protierozní vyhlášce.

Z praktického pohledu bude zásadním přínosem změny legislativy omezení erozních událostí v kritické době přívalových dešťů v srpnu, v meziporostním období, kdy je eroze dosud legislativně i prakticky řešena nedostatečně, a to i pod vlivem nedostatečně flexibilních podmínek plnění GAEC.

Mělké zpracování půdy v srpnu může způsobit erozi v meziporostním období
Mělké zpracování půdy v srpnu může způsobit erozi v meziporostním období

Omezení rizik z používání přípravků na ochranu rostlin

Zcela zásadním přínosem vertikálního zpracování půdy, při splnění dalších podmínek, může být i omezení negativních důsledků při používání přípravků na ochranu rostlin. Mezi zvýšená rizika používání přípravků na ochranu rostlin v rovině kontaminace vod povrchových a podzemních kolektorů je transport přípravků při erozních událostech do inundací (dále do podzemních rezervoárů) a povrchovým odtokem do vodních toků. Omezením povrchového odtoku se zamezí zvyšování koncentrací účinných látek přípravků v inundacích, což umožní zachování standardních degradačních schémat pro účinné látky a minimalizuje rizika pro vodní zdroje, ale i pro následné plodiny pěstované na pozemku.

Vysoký standard účinnosti vertikálního zpracování půdy proti vodní i větrné erozi v technologii pěstování kukuřice spolu s výrazným omezením využívání problematických herbicidů přispívá ke skutečnosti, že kukuřice je z pohledu rizik spojených s využíváním přípravků na ochranu rostlin na opačném pólu spektra plodin, než tomu bylo v minulosti. Aktuálně je také jednou z nejméně ošetřovaných plodin přípravky.

Podobně u řepky, skrze omezení erozního smyvu napomáhá snižování rizika transportu přípravků na ochranu rostlin do vodních zdrojů. V technologii časného setí, prostřednictvím vývoje mohutných rostlin s následným opadem listů přes zimu a v předjaří, navíc velmi výrazně, až zásadně omezuje škodlivost dřepčíka olejkového.

Setí kukuřice po podrývání do zbytků meziplodiny ukončené v prosinci, hnojení organickým N na podzim
Setí kukuřice po podrývání do zbytků meziplodiny ukončené v prosinci, hnojení organickým N na podzim

Řepka setá v systému časného setí s podrýváním  - opad listů s dřepčíkem olejkovým
Řepka setá v systému časného setí s podrýváním - opad listů s dřepčíkem olejkovým

Osevní postupy

I v kontextu připravované legislativy je vertikální zpracování půdy základem některých protierozních technologiích s vyšším standardem účinnosti s významným pozitivním vlivem na tvorbu osevního postupu. Hlavní výhodou je možnost zařadit další plodiny na maximum možných pozemků bez rizika vzniku eroze a kolize s další legislativou. Omezí se tak tlak na tvorbu monokultur a nepřímo rovněž přispěje k naplňování principů IOR. Bez zařazení účinných protierozních opatření by například pozice řepky jako plodiny významně vázané na odstup v osevním postupu klesala až k polovině využitelné výměry farmy, jako důsledku jejího vyřazení až z poloviny ploch farmy.

Vertikální zpracování půdy bude podstatnou podmínkou zachování pěstebních ploch řepky na erozně ohrožených pozemcích, kde dochází po orbě k vysokému počtu erozních událostí se zásadními restriktivními dopady dle protierozní vyhlášky.

Řepka ozimá po orbě
Řepka ozimá po orbě

Využití živin

Prakticky velmi dobře funkčním příkladem využití vertikálního zpracování půdy v kombinaci s časově adekvátní aplikací N je zlepšení využití N v aridních oblastech a snížení jeho ztrát jak erozí po aplikaci, tak vlivem nevyužití plodinou a následného rizika vyplavení v období po sklizni do zasetí další plodiny. Příkladem jsou velmi suché a naopak velmi srážkově bohaté ročníky v kritických obdobích (2015, 2013).

V suchém roce 2015 hnojení močovinou před setím s mělkým zapravením znamenalo fixaci N v povrchové vrstvě půdy a tvorbu reziduálního N po sklizni až do úrovně 100 kg/ha N a více. V kontrastu s tím organický dusík s inhibitorem aplikovaný před kypřením a podrýváním na podzim znamenal nejen vyšší výnos, ale i podstatně menší tvorbu reziduálního N.

V ročníku 2013 na řadě lokalit srážkově bohatém květnu znamenala aplikace močoviny před setím ztrátu N vlivem erozního smyvu, jeho transport do inundací a mimo pozemky (především u orebné technologie). Zatímco aplikace části N v podzimním období a části N s větším předstihem před setím významně omezila ztráty N erozním smyvem.

Zejména v aridních oblastech a suchých ročnících i v ostatních oblastech je ukládání části N při vertikálním zpracováním půdy do adekvátní hloubky výrazně lepším řešením proti jednorázové vysoké aplikaci do zóny kořenů na jaře, z pohledu využití N a jeho potenciálních ztrát po sklizni plodiny.

Častým problémem, který provází některé technologie založené na opakovaném zpracování půdy pouze v pásech, hlavně pro širokořádkové plodiny, je reziduální, nevyužitý N v meziřádcích, jehož příčinou mohou být fyzikální gradienty po pásovém zpracování půdy a preference růstu kořenů ve zpracované části. Uvedeným problémem výrazně méně (dle podmínek a provedení) trpí plochy kukuřice založené na pozemcích po plošném vertikálním zpracování půdy přímo před kukuřicí (v podzimním období) nebo v blízké historii pozemku. Rovněž kukuřice v „luxusním“ sledu po řepce založené v technologii podrývání má výrazně menší sklon zanechávat výrazné sumy reziduálního N.

Tab. 1: Vliv srážek na obsah reziduálního dusíku v půdě
Tab. 1: Vliv srážek na obsah reziduálního dusíku v půdě

Negativa

K řešení jsou také negativa při využívání vertikálního zpracování půdy.

Nerozložená organická hmota - půdní škůdci

Jedná se zejména o případy, kdy jsou (včetně legislativou vynucených situací) dlouhodobě omezovány aplikace N na slámu sklizených plodin nebo na nerozložené zbytky meziplodin. Vysoký podíl nerozložené organické hmoty je primárním silným faktorem pro násobně vyšší početnost půdních škůdců. Jedná se především o larvy kovaříkovitých (drátovce), larvy hrbáče osenního. Průkazně ke snižování jejich škodlivosti kromě správného osevního postupu přispívá právě vhodný management posklizňových zbytků a meziplodin.

Hlavním způsobem omezení škůdců není aplikace insekticidů, ale přednostně podpora přiměřeného rozkladu organické hmoty aplikací N jak minerálního, tak organického. V suchých podmínkách je vhodným termínem až pozdější aplikace dusíku během září (po hustě setých obilninách), a to až do doby setí následné plodiny. Přirozeně poutaný dusík motýlokvětými meziplodinami může být částečným řešením, avšak s výraznou připomínkou negativního vlivu meziplodin v nesprávných technologických postupech na vodní bilanci v osevním postupu.

Drátovec, škůdce se silnou vazbou na nerozloženou organickou hmotu
Drátovec, škůdce se silnou vazbou na nerozloženou organickou hmotu

Hrbáč osenní, druh vázaný  na nerozloženou organickou hmotu
Hrbáč osenní, druh vázaný na nerozloženou organickou hmotu

Vyšší tlak houbových chorob

Stejně jako u zvýšeného výskytu půdních škůdců organická hmota přispívá k vyššímu tlaku některých houbových patogenů. Vertikální zpracování půdy po kukuřici (v různé míře i po ostatních plodinách) přispívá k výrazně vyššímu tlaku fuzarióz v obilninách. Lze zaznamenat stále výraznější příklon k odolnějším odrůdám jak z pohledu chorob pat stébel, tak odolnosti vůči fuzáriím v klasu. Avšak některé krmné odrůdy vykazují v tomto parametru neuspokojivé výsledky i přes fungicidní ošetření klasu.

Závěr

Legislativní a praktické rozšíření principů vertikálního zpracování půdy má potenciál výrazně přispět nejen k řešení eroze (jako součásti protierozních technologií) ale i uchování základu hospodaření a osevních postupů.

Související články

Přehled povětrnostních podmínek pro pěstování brambor v roce 2023

25. 04. 2024 RNDr. Tomáš Litschmann, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 74x

Regenerativní zemědělství - novinky a zkušenosti

31. 03. 2024 Ing. Veronika Venclová, Ph.D.; Agromanuál Technologie pěstování Zobrazeno 577x

Jarní práce u řepky jsou za dveřmi

23. 03. 2024 Ing. David Bečka, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze Technologie pěstování Zobrazeno 786x

Pěstování ředkve olejné

26. 02. 2024 Ing. Zuzana Kubíková, Ph.D., Ing. Julie Sobotková, Mgr. Helena Hutyrová Technologie pěstování Zobrazeno 601x

Optimalizace pozemkových bloků s ohledem na půdní charakteristiku a provozní parametry strojů

31. 01. 2024 Prof. Ing. Josef Hůla, CSc., Doc. Ing. Petr Šařec, Ph.D., Doc. Ing. Petr Novák, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze Technologie pěstování Zobrazeno 780x

Další články v kategorii Technologie pěstování

detail