Využívejme více půdoochranné technologie

30. 12. 2019 Ing. Milan Vach, CSc.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha Technologie pěstování Zobrazeno 7010x

Jedním z nejpalčivějších problémů a současně úkolů našeho zemědělství je snaha o maximální uchování vláhy v půdě. Proto se stále více rozšiřují minimalizační a půdoochranné technologie, které se v současné době využívají na cca 250 tis. ha orné půdy. Dochází při nich ke snížení intenzity a hloubky zpracování půdy, snížení počtu mechanických zásahů a zároveň je efektivně využívána organická hmota. Důležitá je zásada, že se veškerá biomasa vrací zpět do půdy, tj. posklizňové zbytky rostlin (např. sláma nebo mulč z nadzemní biomasy strniskových meziplodin - obr. 1) se ponechávají na povrchu půdy nebo se do ní jen mělce zapravují.

Přínosy

Hlavním důvodem rozšiřování těchto redukovaných technologií je jejich příznivý vliv na strukturní stav půdy, snížení ztrát vody, omezení vyplavování pohyblivých forem dusíku a v neposlední řadě také redukce vodní eroze. Tato opatření zvyšují retenční a akumulační schopnost půdy, infiltraci dešťové vody, zmenšují odtok vody z půdního povrchu a redukují ztráty vody evaporací. Dochází také ke zmírnění nepříznivého působení povětrnostních podmínek a negativního vlivu člověka (utuženost a poškozování půdy nevhodnými agrotechnickými zásahy) a k úspoře finančních prostředků, zejména za pohonné hmoty a pracovní čas. Oproti konvenčnímu zpracování půdy je výsledkem lepší vláhové zabezpečení pěstovaných plodin, neboť je obecně známo, že pravidelně kypřená půda je jen velmi málo odolná proti účinkům vody a tudíž je nejvíce zranitelná erozí. Jen pro zajímavost - na celém světě se používají bezorebné a půdoochranné technologie zpracování půdy na 111 milionech ha. Je to jeden z finančně nejefektivnějších způsobů, jak chránit půdu a zlepšovat její úrodnost.

Význam pro půdní úrodnost

Půdoochranné metody obdělávání půdy mají pro zakládání porostů plodin v hloubce jejího zpracování prokazatelně pozitivní účinky na zlepšování jak biologických, tak i fyzikálních vlastností ornice. Změny kvalitativních parametrů však probíhají pomalu a pro zvyšování půdní úrodnosti je zapotřebí dlouhodobějšího využívání těchto postupů. Střídání konvenčního a půdoochranného postupu ale obvykle nepřináší předpokládané efekty.

Výsledky pokusů potvrzují příznivý vliv půdoochranných technologií zpracování půdy na biologickou aktivitu půdy v dlouhodobém horizontu. Intenzivnější aktivita půdních mikroorganizmů a vyšší enzymatická aktivita v půdních procesech má za následek vyšší obsah C a N v půdě a jejich přeměnu na vysokomolekulární látky, které zvyšují půdní úrodnost. Zpětně mají tyto procesy i pozitivní vliv na fyzikální vlastnosti půdy, zejména její strukturu, kvalitu a vodostálost půdních agregátů a na odolnost půdních vrstev proti jejich zhutňování.

Dlouhodobě je prokázáno, že zhutnění ornice a podorničí negativně ovlivňuje ekonomiku pěstebních technologií a v konečném efektu se odráží v nižší produkci pěstovaných plodin. Správným využíváním půdoochranných technologií lze minimalizovat pojezdy zemědělskou technikou po poli a v důsledku vyšší únosnosti půdy také snížit i jejich nepříznivý dopad na půdní utužení. To spolu s dalšími opatřeními přispívá k ochraně půdní struktury a následně půdní úrodnosti. Je všeobecně známo, že orbou nakypřená půda do větší hloubky je náchylná k opětovnému zhutnění při přejíždění mechanizací, zejména při vyšší vlhkosti půdy. Proto je cílem půdoochranných systémů dosáhnout stabilní a odolné struktury ornice i podorničních vrstev.

Při odstraňování nadměrného utužení půdy je nutná součinnost mechanických a biologických opatření. V osevním sledu je třeba využívat hlouběji kořenící plodiny, zajistit dostatečný přísun kvalitních organických hnojiv, které kromě dodání živin do půdy poskytují i humusotvorné látky nutné pro tvorbu stabilních půdních agregátů. To vše se projevuje ve výnosové úrovni při využívání půdoochranných způsobů zpracování půdy, kdy po určité době dochází k trvalejšímu, statisticky významnému nárůstu produkce plodin, který přetrvává i přes změny počasí v jednotlivých letech.

Význam pro ochranu proti vodní erozi

V současnosti patří k aktuálním a velmi diskutovaným tématům ochrana půdy proti vodní erozi, především na svazích v erozně ohrožených oblastech. Problematika nabývá na významu zejména v souvislosti se stále častějším výskytem krátkodobých lokálních, ale prudkých a intenzivních dešťů způsobujících tzv. bleskové povodně. Tyto meteorologické jevy jsou typické jejich rychlým vznikem a přívalové deště, které je provázejí, mají za následek silný povrchový odtok a rychlý vzestup stavů místních vodotečí s často devastujícími průtoky. Stále častěji probíhají diskuse o nutnosti prevence a o způsobech, jaká protipovodňová opatření jsou nejefektivnější. Neutěšený stav naší zemědělské krajiny je ale pro vznik a ničivý průběh záplav velmi příznivý.

Jednou z hlavních příčin je omezená schopnost zadržování vody v krajině, z čehož plyne zjištění, že již více než polovina výměry orné půdy v ČR je ohrožena vodní erozí. Přesto, že je naše republika charakterem svého reliéfu spíše kopcovitým územím, máme zornění téměř 70 %, avšak průměr zemí EU, kde řada z nich disponuje daleko vhodnějšími podmínkami pro intenzivní zemědělskou produkci, dosahuje pouze 50% zornění. Bylo prokázáno, že nekypřené nebo jen minimálně zpracovávané půdy jsou více odolné proti erozi, než půdy obdělávané konvenčně. Erozi prokazatelně více odolávají půdy kryté porostem nebo mulčem z rostlinných zbytků.

Pro ochranu půdy proti vodní erozi jsou významné její fyzikální vlastnosti, zejména nezhutnělý půdní profil, umožňující plynulý průsak povrchové vody do spodních vrstev půdy a dostatečná pórovitost půdy. Ta zajišťuje její maximální vodní kapacitu s cílem co nejvíce oddálit destruktivní povrchový odtok. K tomu přispívá i odolnost půdních agregátů proti účinkům dešťové vody. Kombinací uvedených opatření lze zajistit relativně vysokou ochranu půdy proti erozi a předejít tak ztrátám nejkvalitnější povrchové vrstvy ornice, obsahující finančně nákladné agrochemikálie, popř. i osivo, pokud jde již o založený porost.

V současné době je známa a výzkumně prověřena celá řada alternativních metod zpracování půdy, jejichž využívání prokazatelně zmírňuje důsledky vodní eroze v rizikových oblastech. Ty jsou obsaženy v tzv. Standardech dobrého zemědělského a environmentálního stavu (DZES 5), jejichž plnění by mělo zajišťovat existenci hospodaření na půdě v souladu se zásadami ochrany životního prostředí. Je třeba připomenout, že zemědělské aktivity podle zásad DZES jsou jednou z podmínek poskytnutí plné výše přímých plateb a některých podpor z „Programu rozvoje venkova“.

Zastoupení plodin v osevních sledech

Skladba plodin by měla být vždy určitým kompromisem mezi stanovištními a ekonomickými podmínkami zemědělského podniku a musí splňovat také požadavky ekologické, především udržení půdní úrodnosti a stability systému. Dodáním organických hnojiv do půdy se zvýší její schopnost zadržet vodu ze srážek a efektivně s ní hospodařit. Ovšem stále více podniků hospodaří bez živočišné produkce, chybí hnůj i zastoupení zlepšujících plodin.

Především plodiny, které mají vysokou spotřebu vody i v pozdním létě a počátkem podzimu (cukrovka, jeteloviny, kukuřice, travní porost, přezimující nebo později vymrzající meziplodiny) vyčerpávají vodu i z hlubších vrstev půdy, jejíž doplňování je v posledních letech zcela nedostatečné. Naopak např. pod porostem řepky se v důsledku časného opadu listů může začít obnovovat zásoba vody již v průběhu zrání, zatímco např. pod ozimou pšenicí porost odčerpává vodu i v období dozrávání.

Zastoupení meziplodin v osevním sledu závisí od půdně-klimatických podmínek konkrétního stanoviště, vypočítané vodní bilance pro pěstované plodiny a od ekonomických možností podniku. I když se při založení porostů meziplodin vesměs uplatňují minimalizační technologie, dochází v suchých letech ke značnému odčerpání zásoby vody v půdě, což se projevuje poklesem výnosů následných plodin. Využívá se mulč z posklizňových zbytků předplodiny, případně ze strniskových meziplodin, který chrání povrch půdy proti slunečnímu záření a vysokým teplotám. V podmínkách sucha je ale diskutabilní doporučit výsev strniskových meziplodin, protože i ty potřebují dostatek vláhy na vzejití porostu a odčerpávají tak vodu následné plodině. Mnohé podniky proto upouštějí v suchých letech od výsevu meziplodin, neboť pro jejich uspokojivý výnos je potřeba 60–80 mm dešťových srážek.

Jistota odpovídajících výnosů meziplodin v kukuřičné a řepařské oblasti je jen 30–45%, v bramborářské oblasti se jistota získané produkce meziplodin snížila na 50–65 %. Jeteloviny jsou naopak schopné pro svůj růst využít půdní vláhu z hlubšího půdního profilu 2–3 m, ovšem ve srážkově chudých letech výrazně vysušují půdu pro následné plodiny. Rozšířilo se pěstování nenáročných plodin na půdní vláhu - pohanky, čiroků, bérů, na jižní Moravě sudánské trávy. Tyto plodiny lze pěstovat v čisté kultuře nebo ve směsi s kukuřicí.

Obr. 1: Mulč z nejrozšířenější strniskové plodiny hořčice bílé může hrát významnou roli při ochraně půdy

Potřeba vhodných mechanizačních prostředků

Významným předpokladem úspěšného uplatnění půdoochranných technologií je vybavení zemědělských podniků vhodnou mechanizací. Mezi rozhodující kritéria výběru a nasazení strojů na zpracování půdy a setí patří jejich výkonnost a požadavky na tažnou sílu.

Současné konstrukce strojů pro zjednodušené způsoby založení porostů zcela splňují nároky na vysokou kvalitu zpracování půdy a na vytvoření kvalitního seťového lůžka (obr. 2). Podle pěstovaných plodin a místních půdních podmínek je třeba zvolit konkrétní pracovní linky tak, aby jednotlivé mechanizační prostředky měly co nejširší využitelnost. Jde především o kypřiče pro mělké i hluboké kypření, kombinované kypřiče s možností volby pracovních nástrojů, secí stroje s volbou různého typu botek a secí kombinace, spojující předseťovou přípravu se setím v jeden technologický celek.

Je třeba zdůraznit, že bez těchto výkonných strojů nelze zavádět efektivní technologie zakládání porostů plodin, často je ale limitující jejich pořizovací cena. Avšak investice do nové techniky pro uplatňování půdoochranných technologií zpracování půdy přinesou vesměs úspory přímých nákladů.

Obr. 2: Setí do nezpracované půdy uchová více vláhy v půdním profilu

Pásové zpracování půdy (strip-tillage)

Z důvodů suchého období a nedostatku vláhy během posledních let se v praxi stále více rozšiřuje pásové zpracování půdy. V podstatě jde o přímé setí do mulče nebo pásů zpracované půdy. Tato technologie, která je rozšířena především při pěstování kukuřice, je významným přínosem k protierozní ochraně půdy a zadržení půdní vláhy. Ke zvýšení ochranného účinku v meziřadí porostů kukuřice bývá cíleně využívána biomasa meziplodin. Od roku 2015 je zařazena mezi tzv. specifické půdoochranné technologie v rámci standardů DZES 5.

V roce 2017 se začal vyrábět stroj pro pásové zpracování půdy Eco Tiller 600 (obr. 3, 4), který má na jednotku záběru podstatně nižší potřebu tahové síly traktoru, tj. výrazně nižší spotřebu PHM při zachování stejné hloubky zpracování ve srovnání s konvenčním celoplošným zpracováním půdy. Tento stroj je charakterizován masivní konstrukcí nosného rámu a pracovních jednotek, které jsou konstruovány do podmínek s velkým množstvím rostlinných zbytků. Rám umožňuje montáž jednotek s roztečí v rozmezí 45, 70 a 75 cm. Na centrálním rámu je umístěn kompletní hydraulický systém stroje a tříbodový závěs. Zároveň je na rámu dostatek místa k uložení řezací a rozdělovací hlavy pro digestát, resp. kejdu, rozdělovací hlavu pro granulované hnojivo, popřípadě pro zásobník secího stroje. Je možné aplikovat kejdu nebo digestát do tří různých hloubek s odlišnou dávkou, použít minerální hnojiva nebo založit porost v pásech nebo řádcích. V těchto případech je nutné Eco Tiller dovybavit potřebnými komponenty pro danou konkrétní práci. Podrobněji je možné seznámit se s technickými parametry, a také využitím tohoto (ale i obdobných strojů) v publikaci „Pěstování kukuřice seté půdoochrannými technologiemi autorů Menšík, Kincl a kol. z roku 2018.

Obr. 3: Jarní termín pásového zpracování porostu žita setého strojem Eco Tiller 600

Obr. 4: Jarní termín pásového zpracování vojtěško-travního porostu (po 2. užitkovém roce před jeho pěstební obnovou) strojem Eco Tiller 600

Možné negativní důsledky minimálního zpracování půdy

Je potřebné se ale také zmínit o možných negativních účincích využívání redukovaného způsobu zpracování půdy. Patří k nim vyšší objemová hmotnost a nižší pórovitost půdy, což může mít zejména u těžších půd nepříznivý vliv na půdní režim s následným dopadem na formování výnosu. Vzhledem k absenci vlivu orby i další kultivace hrozí také vyšší nebezpečí výskytu plevelů. Významně pak narůstá role účinných neselektivních herbicidů, aplikovaných v mimoporostním období, což může zvyšovat náklady této pěstební technologie.

Problémem někdy může být i přenos infikovaných posklizňových zbytků předplodin na nové porosty prostřednictvím mulče, stejně tak i udržování požadované zásobenosti půd hlavními živinami v celém profilu ornice. Dlouhodobá aplikace hnojiv na povrch půdy může mít za následek nadměrné obsahy živin v povrchových horizontech ornice a nedostatek živin ve spodních partiích orničního profilu.

Závěr

Správně založený porost plodin je základem a zároveň předpokladem pro dosažení odpovídajícího výnosu i rentability pěstování. Na základě příznivých výsledků polních pokusů a dosavadní zkušenosti zemědělců se zakládáním porostů plodin půdoochrannými technologiemi, je proto možné doporučit je k ještě širšímu využívání. Tyto postupy zpracování půdy a setí se oproti konvenčnímu způsobu vesměs vyznačují úsporou přímých nákladů při dosažení srovnatelné výše výnosů pěstovaných plodin. Ponecháním organické hmoty z předplodin v orničním profilu mají půdoochranné technologie nesporný význam při udržování úrodnosti půdy. Víceleté výsledky potvrdily oprávněnost zařazení těchto technologií zpracování půdy a jejich variantních aplikací do systému protierozních opatření a ochrany půdy proti poškození povrchovým odtokem dešťové vody, především v erozně rizikových oblastech.

Tento příspěvek byl připraven za finanční podpory projektu MZe ČR - RO0418.

foto: 1, 2 - M. Vach, 3, 4 - P. Nerušil