Výnos a kvalitatívne parametre biomasy u rôznych medziplodinových zmesí
21. 10. 2024 Technologie pěstování Zobrazeno 414x
Poľnohospodári sa v súčasnosti stretávajú s mnohými problémami súvisiacimi s degradáciou pôdy a znižovaním jej úrodnosti. Intenzívne poľnohospodárstvo na ornej pôde v spojení s úbytkom maštaľného hnoja spôsobuje znižovanie obsahu organickej hmoty v pôde, vytváranie utužených vrstiev pôdy a znižovanie jej biologickej aktivity. To vedie k nižšej schopnosti zadržiavať vodu v pôdnom profile a tým k väčšiemu riziku vodnej erózie, najmä v prípade intenzívnych dažďov. K eliminovaniu uvedených problémov a k zlepšeniu úrodnosti pôdy je potrebné zmeniť prístupy v hospodárení na ornej pôde. Jedným z riešení by mohlo byť zaradenie medziplodín do osevných postupov.
Medziplodiny majú mnohostranný význam. Pôsobia ako prerušovač obilných sledov, obohacujú pôdu o organickú hmotu a vytvárajú rastlinný kryt, ktorý chráni pôdu pred eróziou a degradáciou, čím môžu pomôcť zlepšiť kvalitu pôdy. Zároveň pôde okrem organickej hmoty poskytujú aj prekorenenie, najmä pokiaľ sa jedná o bohaté medziplodinové zmesky. Taktiež zamedzujú vyplavovaniu živín a pomáhajú v regulácii buriny a výdrolu.
Poľné pokusy
Predmetom výskumu bola problematika pestovania medziplodín, s ohľadom na produkciu biomasy vrátane obsahu jej živín. Výskum sa uskutočňoval na pozemkoch podniku DVP Agro a. s., ktorá hospodári na pôde s celkovou výmerou cez 832 ha, v nadmorskej výške 170–215 m n. m, v Juhomoravskom kraji, v okrese Brno-venkov. Podnik sa nachádza v kukuričnej výrobnej oblasti. Podľa bonitovanej pôdne ekologickej jednotky (BPEJ) sa jedná o veľmi teplý a suchý klimatický región. Podnik hospodári na rovinatých a bezskeletových pôdach s pôdnym typom černozeme, ktoré sú stredne hlboké až hlboké, hlinito-piesčité až ílovito-hlinité (VÚMOP, 2022).
V rokoch 2021 a 2022 bola vyhodnotená produkcia medziplodinovej zmesi na celkom štyroch pozemkoch (tab. 1).
Na pozemkoch bola vysiata zmes vymŕzajúcich medziplodín tvorená 13 komponentami (tab. 2, obr. 1, 2). Zmes bola vysiata sejacím strojom Focus TD Horsch v množstve 64 kg/ha, v počte 451 semien na 1 m2.
V roku 2021 bol odber biomasy vykonaný 5. 11. 2021. Výsev medziplodín sa v tomto roku konal 22. a 23. 7., čo vzhľadom k dĺžke vegetačnej doby medziplodín (približne 105 dní) danej dátumom výsevu a dátumom odberu vzoriek znamená, že vegetácia mala k dispozícii 203 mm zrážok. V roku 2022 sa odber vzoriek medziplodín vykonal 21. 10. 2022. Vzhľadom k odlišnému dátumu výsevu medziplodín sa na jednotlivých lokalitách líši aj dĺžka vegetačnej doby a s tým spojené množstvo využiteľných zrážok biomasou. Na pozemku Vojkovice 2403/16, kde bola dĺžka vegetačnej doby 102 dní, bolo k dispozícii 196 mm zrážok. Na pozemku Vojkovice 0501/14 padlo počas 77 dní vegetácie 142 mm zrážok.
Odber biomasy sa uskutočnil 5. 11. 2021 a 21. 10. 2022 formou ručného odberu vzoriek biomasy vrátane koreňového systému z plochy 1 m2, v štyroch opakovaniach, na všetkých štyroch pozemkoch.
Vo všetkých opakovaniach boli rastliny roztriedené na jednotlivé komponenty, potom umyté vo vode a následne zbavené zvyškov pôdy a prímesí slamy zo strniska. Umyté rastliny boli ponechané na vonkajšej ploche aby prirodzene vyschli od vody z oplachovania. Rastliny sa potom rozdelili na nadzemné a podzemné časti a všetky komponenty zo všetkých opakovaní boli zvážené. Následne sa vykonal prepočet výnosu produkcie čerstvej nadzemnej a podzemnej biomasy (t/ha).
Z každého stanoviska sa odobrali vzorky na stanovenie sušiny. Vždy sa odobrala priemerná vzorka pre každú komponentu z nadzemnej a podzemnej časti. Sušenie prebiehalo 24 hodín pri 65 °C a následne 4 hodiny pri 105 °C do konštantnej hmotnosti. Po zvážení suchej hmoty sa stanovilo percento sušiny a spravil sa prepočet výnosu suchej hmoty nadzemnej a podzemnej biomasy v tonách na hektár.
Pri vzorkovaní boli taktiež odobraté vzorky rastlín na stanovenie kvalitatívnych parametrov (ARR) v zastúpení každého komponentu v rámci opakovania z oboch lokalít. Tieto vzorky boli odoberané proporčne z každého opakovania, každého komponentu, z nadzemnej a podzemnej častí rastlín a z oboch lokalít. Celkovo sa teda odobralo 8 vzoriek za rok (4 opakovania na lokalitu). Vzorky sa potom vysušili pri 65 °C do fázy zdanlivej suchosti. Po vysušení sa tieto vzorky rozomleli na laboratórnom mlynčeku, kedy oko sita malo priemer 1 mm. Následne boli vzorky označené a zaslané na analýzu do špecializovaného laboratória spoločnosti Agrolab s.r.o.
Tab. 1: Charakteristika pozemkov a vykonaných pracovných operácií
Pozemok |
Výmera (ha) |
Predplodina |
Spracovanie pôdy |
Termín siatia |
Aplikácia digestátu |
|
Termín |
Dávka (t/ha) |
|||||
Vojkovice 0501/17 |
15,04 |
pšenica oz. |
no-till |
22. 7. 2021 |
20. 8. 2021 |
20 |
Rajhrad 1101/7 |
20,38 |
pšenica oz. |
no-till |
23. 7. 2021 |
19. 8. 2021 |
20 |
Vojkovice 0501/14 |
21,25 |
pšenica oz. |
podmietka |
05. 8. 2022 |
15. 7. 2022 |
15 |
Vojkovice 2403/16 |
19,16 |
mak oz. |
no-till |
11. 7. 2022 |
- |
- |
Tab. 2: Prehľad druhov plodín a množstva ich výsevu
Názov slovensky |
Názov česky |
Odroda |
Výsevok (kg/ha) |
HTS (g) |
Počet semien na 1 m2 |
Žerucha siata |
řeřicha setá |
U-Ware |
1,0 |
1,2 |
83 |
Ľaničník siaty |
lnička setá |
Zuzana |
1,0 |
1,2 |
83 |
Facélia vratičolistá |
svazenka vratičolistá |
Stala |
1,2 |
1,8 |
67 |
Požlt farbiarsky |
světlice barvířská |
Ara |
6,0 |
35 |
17 |
Slnečnica ročná |
slunečnice roční |
Florasun |
2,0 |
50 |
4 |
Ďatelina mnohopruhovaná |
jetel šípovitý |
Selezionato |
0,8 |
1,3 |
64 |
Ďatelina egyptská |
jetel egyptský |
Alex |
1,3 |
3 |
44 |
Reďkev siata olejná |
ředkev setá olejná |
Octopus |
0,7 |
16 |
4 |
Reďkev siata |
ředkev setá |
Structurator |
1,3 |
18 |
7 |
Ovos siaty |
oves setý |
Kertag |
20,0 |
39 |
51 |
Vika siata |
vikev setá |
Gravesa |
10,0 |
65 |
15 |
Hrach siaty roľný |
hrách setý rolní |
Andrea |
11,7 |
180 |
6 |
Bôb záhradný |
bob obecný |
Nanaux |
7,3 |
225 |
3 |
Celkom |
64 |
- |
451 |
Obr. 1: Rastlinné druhy v medziplodinovej zmesi
Obr. 2: Porast medziplodinovej zmesi (Vojkovice 2022)
Výsledky
Výnosy nadzemnej a podzemnej biomasy medziplodinovej zmesi
Výsledky sú zobrazené na grafoch 1 a 2. V roku 2021 boli na oboch pozemkoch dosiahnuté vysoké výnosy nadzemnej (6,82 resp. 6,91 t/ha) aj podzemnej hmoty (1,30 a 1,31 t/ha) medziplodinovej zmesi. V roku 2022 bol výnos nadzemnej hmoty na oboch lokalitách rovnaký (5,34 t/ha). U podzemnej hmoty sa výnosy líšili (0,89 t/ha na pozemku Vojkovice 0501/14 a 0,59 t/ha na pozemku Vojkovice 2403/16). V porovnaní s rokom 2021 bol v roku 2022 na oboch pozemkoch nižší výnos nadzemnej hmoty o približne 1,52 t/ha, čo mohlo byť spôsobené tým, že medziplodinám nebol počas ich vegetácie dodaný digestát, tak ako sa udialo v roku 2021.
Napriek tomu, že na pozemku Vojkovice 2403/16 prebehol výsev medziplodín o 25 dní skôr ako na pozemku Vojkovice 0501/14, táto skutočnosť sa na celkovom výnose biomasy neprejavila. To priamo odporuje tvrdeniu Blanco-Canqui et al. (2021), ktorí uvádza, že dlhšie vegetačné obdobie medziplodín vedie k zvýšenej produkcii biomasy. Mohlo to byť spôsobené tým, že na pozemku Vojkovice 0501/14 bol dodaný digestát na rozklad slamy po predplodine, zatiaľ čo pozemok Vojkovice 2403/16 nebol hnojený vôbec. Vzhľadom k odlišnej dĺžke vegetačnej doby na jednotlivých lokalitách sa líši aj množstvo využiteľných dažďových zrážok. V prípade Vojkovice 2403/16 sa jednalo o 196 mm a v prípade Vojkovice 0501/14 o 142 mm. Ani táto skutočnosť neovplyvnila následný výnos biomasy.
Aby mohli medziplodíny plniť svoje funkcie, mal by byť výnos sušiny biomasy podľa Vacha et al. (2007) aspoň 1,5 t/ha, čo je v našom prípade splnené viac než trojnásobne.
Graf 1: Výnos nadzemnej biomasy medziplodinovej zmesi
Graf 2: Výnos podzemnej biomasy medziplodinovej zmesi
Množstvo živín obsiahnutých v nadzemnej biomase
Nadzemná biomasa obsahovala na pozemkoch v roku 2021 158–172 kg/ha N (tab. 3). Obsah Ca dosahoval 80 kg/ha a obsah K bol 172 kg/ha. Naše výsledky súhlasia s Thomasom a Archambeaudom (2019), ktorí uvádzajú, že porast tvorený zmesou štrnástich druhov obsahoval v nadzemnej biomase 160 kg/ha dusíku, 81 kg/ha vápniku, 26 kg/ha fosforu, 150 kg/ha draslíku a 11 kg/ha horčíku.
Tab. 3: Obsah živín v nadzemnej biomase
Rok
|
Pozemok |
Nadzemná biomasa (sušina; kg/ha) |
Obsah živín (kg/ha) |
|||||
C |
N |
Ca |
P |
K |
Mg |
|||
2021 |
Vojkovice 0501/17 |
6 910 |
3054 |
172 |
80 |
21 |
172 |
15 |
Rajhrad 1101/7 |
6 820 |
3052 |
158 |
74 |
17 |
169 |
12 |
|
2022 |
Vojkovice 0501/14 |
5 340 |
2287 |
166 |
86 |
19 |
229 |
19 |
Vojkovice 2403/16 |
5 340 |
2403 |
160 |
73 |
12 |
135 |
16 |
Množstvo živín obsiahnutých v podzemnej biomase
Podzemnou biomasou sa do pôdy môže dostať približne 20 kg/ha N, 7 kg/ha Ca, ďalej 3 kg/ha P, 28 kg/ha K a 2 kg/ha Mg (tab. 4).
Tab. 4: Obsah živín v nadzemnej biomase
Rok
|
Pozemok |
Podzemná biomasa (sušina; kg/ha) |
Obsah živín (kg/ha) |
|||||
C |
N |
Ca |
P |
K |
Mg |
|||
2021 |
Vojkovice 0501/17 |
1 310 |
485 |
20 |
7 |
3 |
28 |
2 |
Rajhrad 1101/7 |
1 300 |
498 |
19 |
7 |
3 |
27 |
2 |
|
2022 |
Vojkovice 0501/14 |
890 |
369 |
20 |
10 |
4 |
40 |
4 |
Vojkovice 2403/16 |
590 |
244 |
12 |
7 |
1 |
17 |
2 |
Celkové zhodnotenie výsledkov a záver
Výnosy sušiny nadzemnej biomasy sa pohybovali v rozmedzí 5,34–6,91 t/ha, čo je v porovnaní s inými autormi nadpriemerne vysoký výnos. Z výsledkov vyplýva, že výnos biomasy medziplodín je v priamej korelácii s množstvom dostupných zrážok a dobre reaguje na prihnojenie digestátom. Výnos sušiny podzemnej biomasy dosahoval hodnoty od 0,59 do 1,31 t/ha.
V rámci hodnotenia jednotlivých druhov medziplodín bolo na všetkých pozemkoch v nadzemnej aj podzemnej biomase dominantné zastúpenie reďkví, čo vedie k zamysleniu znížiť ich podiel v zmesi tak, aby sa mohli prejaviť aj iné druhy. Bôbovité drobnosemenné druhy ako ďatelina egyptská, ďatelina alexandrijská a žerucha siata, mali vo vyhodnocovanej biomase minimálne až žiadne zastúpenie. Zastúpenie jednotlivých druhov v zmesi koreluje s ich dosiahnutou výškou. Druhy konkurenčne slabšie mali nižší vzrast a následne aj nižší hmotnostný podiel v celkovej biomase zmesi.
Z kvalitatívneho rozboru rastlín vyplýva, že množstvo jednotlivých živín v biomase závisí od druhového zloženia zmesi a zastúpenia jednotlivých druhov. Obsah C a N sa odlišuje v závislosti od nadzemnej a podzemnej biomasy, ale taktiež od dĺžky vegetačnej doby. Pomer C:N sa u nadzemnej biomasy pohyboval medzi hodnotami 14–19 a u podzemnej medzi hodnotami 18–26.
Pri využití nadzemnej biomasy medziplodín k zelenému hnojeniu je táto organická hmota významným zdrojom živín pre následnú plodinu. Zapravením nadzemnej biomasy dodáme do pôdy približne 160–172 kg/ha N, 70–80 kg/ha Ca, 12–21 kg/ha P, 135–229 kg/ha K a 15–19 kg/ha Mg.
Použitá literatúra je u autorky.
Vytvorené na základe diplomovej práce s názvom „Výnos a kvalitativní parametry biomasy u různých meziplodinových směsí“, Mendelova univerzita v Brne, 2023, 81 s. Vedúcim práce bol doc. Ing. Vladimír Smutný, Ph. D. Na experimentálnej časti práce sa podieľali tiež Ing. Michal Rábek a Ing. Lenka Porčová, Ph. D. Diplomová práca bola riešená v spolupráci s podnikom DVP Agro a.s. v rámci projektu 9.F.m. – Demonstračné farmy, podporeného Ministerstvom poľnohospodárstva.
foto: S. Jančová - 1, V. Smutný - 2
Další články v kategorii Technologie pěstování