Zkušenosti s pomocnými plodinami a využitím půdních mikroorganizmů v systému pěstování kukuřice seté

23. 09. 2022 Ing. Jan Brinar a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 2140x

Kukuřice je nejdůležitější jednoletou pícninou v tuzemsku. Pěstuje se především na siláž a spolu s kukuřicí na zrno se pěstovala v roce 2021 celkově na bezmála 320 tis. ha. Také kukuřičné zrno je nepostradatelnou a ceněnou surovinou se stabilní osevní plochou na úrovni cca 80–90 tis. ha (ČSÚ, 2021). Kukuřice je tak třetí nejvýznamnější vývozní položkou českého zemědělství po pšenici a ječmeni (ÚZEI, 2021). V současnosti, s rostoucí globální teplotou a nerovnoměrným rozložením srážek je třeba zaměřit se na stabilizaci produkce plodin, kukuřici nevyjímaje.

Technologie pěstování kukuřice v ČR prošla v posledních letech překotným vývojem, kdy se pozornost obrátila od GMO odrůd (MON 810 aj.) na oblast péče s půdou a vodou, zlepšení využití živin spojené s technologiemi ke zpracování půdy a správné agrotechnice často v systému precizního zemědělství. Oprávněně tak lze říct, že jde kukuřice příkladem, ale stále zůstávají „bílá“ místa v technologii jejího pěstování.

V práci jsme se zaměřili na aspekt pěstování kukuřice s využitím podplodin s cílem určit vhodný postup založení netravních druhů v podmínkách s mírným nedostatkem srážek v letech 2019–2021.

Někteří zemědělci používají systém přímého setí jetelovin při setí kukuřice pro zlepšení půdních vlastností a usnadnění sklizně (2021)

Extenzivní nástroj „Intercroppingu” v intenzivní zemědělské výrobě

Podplodiny jsou druhy pěstované spolu s hlavní plodinou poskytující vedlejší produkt. Tento systém je rozšířen zejména v teplejších oblastech zeměkoule s méně rozvinutou zemědělskou výrobou, méně závislou na vstupech živin z minerálního hnojení. Více ekologický přístup přináší také ekonomické úspory, což je založeno na pozitivním působení odlišných druhů plodin navzájem. Ve Střední Americe, kde je tento způsob pěstování dvou a více plodin rozšířen, je kukuřice pěstována spolu s luskovinami (podzemnice olejná, sója, boby a fazole), případně tykvemi.

„Intercropping” porostu kukuřice již byl předmětem zájmu starověkých Inků, kteří zpozorovali, že se jí vede nejlépe vyseté v „kruhových hrůbcích”. Jedná se o systém známý jako „Tři sestry” používaný místními indiány dodnes (Mousavi a Eskandari, 2011). Ať už jde o lepší využití záření, zakrytí většiny povrchu půdy či zvýšení výnosů pěstovaných plodin, bylo již pomocí dlouhodobých pokusů dokázáno, že jde o produktivnější způsob pěstování, než je monokulturní pěstování plodin (Dong a kol., 2018).

Přechod na systém společného pěstování plodin je aktuální zejména z důvodu zvyšujících se nákladů na energetické vstupy, nicméně je potřeba sledovat i negativa spojená se systémem, který je v místě svého vzniku stále závislý na velkém množství ruční práce. Souběžné pěstování více plodin se má opírat o jejich rozdílné nároky, ale délka jejich vegetace by se neměla od sebe navzájem příliš lišit, což upřednostňují v případě společného pěstování s kukuřicí spíše obilní podplodiny, jetele a některé travní druhy.

V podmínkách ČR jsou dlouhodobě ověřovány spíše pomocné plodiny (např. oves s mákem), které mohou být jak obilního, tak leguminózního, případně travního či jiného druhu (Brant a kol., 2019). Při pěstování pomocných plodin je však jejich účel omezen pouze na role neprodukční. Optimální design, který by umožnil vzájemné pěstování a sklizeň porostů více plodin, je předmětem řady výzkumů. Je potřeba si uvědomit, že „systémy cíleného rozmístění hlavní a pomocné plodiny” se více setkává s idejí „pěstování podplodin” s cílem sklidit alespoň část vedlejšího produktu ve stejném roce pěstování. Náš experiment se o tento záměr pokouší.

Polní pokus

Experimentální stanice ČZU v Červeném Újezdu v okrese Praha-západ se nachází v oblasti teplé, mírně suché. Úhrn dešťových srážek za vegetační sezonu (duben–říjen) v roce 2021 odpovídal 403 mm, což bylo o 7,75 % více oproti normálu. Převládajícím půdním typem je luvisol, podtyp hnědozem o středně těžké zrnitosti. Hloubka ornice sahá v průměru do 40 cm. Polní pokus byl koncipován, s ohledem na rozličné nároky podplodin leguminóz a kukuřice tak, aby byla využita co největší plocha půdy. Předplodinou kukuřice byl jarní ječmen. Hnojení odpovídalo nižší úrovni zásobení dusíkem: 80 kg N/ha ve formě močoviny s inhibitorem ureázy. Velikost jednoho opakování byla 30 m². Pokus byl založen ve 4 opakováních ve zcela znáhodněném vzorci. Postupným vývojem jsme dospěli k postupu ošetření řádku kukuřice, v posledním roce bylo ošetřeno 20 % povrchu půdy (Lumax 3,5 l/ha PRE). Řádky s kukuřicí byly sklízeny. Ve všech 3 letech byl pěstován hybrid KWS Figaro, jde o kombinovaný hybrid s FAO 250. Poměr počtu řádků podplodin vůči řádkům s kukuřicí se v jednotlivých letech mírně lišil v rozmezí od 2:2 do 3:2 (podplodina/hlavní plodina).

Tab. 1: Pokusné varianty v letech 2019–2021

Tab. 2: Souhrn vlivu biologických přípravků a podplodin na výnos biomasy kukuřice seté

Stimulační přípravky

Pro zlepšení růstu porostu kukuřice byly do pokusu zařazeny stimulační přípravky společnosti Monas Technology. Vybrané pokusné varianty byly ošetřeny biologickým přípravkem na bázi bakterií. Jednalo se o kmeny bakterií (Pseudomonas fluorescens, Paenibacillus polymyxa) v přípravku FIX H+N (1,0 l/ha), který byl registrován roku 2015 pro použití v kukuřici. Biologický přípravek FIX H+N byl aplikován na půdu ve fázi po vzejití kukuřice, ve 400 l vody/ha postřikem na relativně vlhkou půdu. Výrobce uvádí, že přípravek FIX H+N funguje na bázi zpřístupňování dusíku a fosforu v půdě z hůře rozpustných forem.

Před setím kukuřice proběhla aplikace přípravku Rizocore (Trichoderma harzianum, Bacillus megaterium) v dávce doporučené výrobcem.

V roce 2021 byl testován přípravek Kestom (Trichoderma atroviride) v dávce 2,0 kg/ha, s cílem posílit ochranu rostlin před houbovými patogeny a přispět ke zvýšení produkce. Přípravek Kestom se aplikoval na půdu postřikem, a to již před setím kukuřice. Přípravek je registrován ÚKZÚZ od roku 2022.

Hodnoceny byly následující výnosové parametry: výnos sušiny silážní kukuřice a výnos zrna.

Graf 1: Výnos suché hmoty a zrna kukuřice v letech 2019–21

Výsledky tříletého polního pokusu

Pokus s podplodinami ukázal některé limity jejich použití v podmínkách ČR (přechodné klima). Klíčové bylo načasování správného termínu výsevu podplodin ve všech 3 letech, které by odpovídalo biologickým potřebám jak podsevu, tak kukuřice. Šlo zejména o zajištění pokrytí půdy (2–3 řádky podplodiny mezi řádky) při respektování potřeb vzcházející kukuřice. V roce 2020, kdy jsme zaseli podplodiny příliš brzy, se projevila vysoká citlivost kukuřice ke konkurenci přerostlých luskovin. V roce 2019, který byl pro kukuřici nejvhodnější ze všech tří pokusných let, byly porosty podplodin sice více zaplevelené, ale poskytly v průměru vyšší produkci nadzemní biomasy než v roce 2021. Je tedy zřejmé, že zcela bezplevelné porosty podplodin nelze udržet bez použití herbicidu. V roce 2021 jsme zaznamenali, že u podplodin byly porosty kukuřice vyrovnanější, o něco vyšší a zelenější.

Při pěstování kukuřice na siláž došlo v tříletém srovnání o 15–20% pokles výnosů na variantách s podplodinami oproti kontrolní variantě bez podplodiny.

Varianty pokusu s vybranými kmeny hub rodu Trichoderma vykázaly nárůst výnosu oproti nehnojené kontrole v řádu několika procent. Mírně vyššího výnosu dosáhla varianta FIX H+N v tříletém srovnání - 101,9 % výnosu zrna kontroly. Výnos nadzemní biomasy díky přípravku Kestom dosáhl v posledním pokusném roce 33,8 t/ha, tedy o bezmála 4 t více než na nehnojené kontrole.

Do plnohodnotného řešení v oblasti podplodin je třeba vyřešit způsob jejich sklizně, jinak fungují pouze jako plodiny pomocné, které ne vždy v našem pokusu naplňovaly význam tohoto slova. Jejich likvidací v rané fázi omezujeme pozitivní přínosy, které spočívají i v působení na následnou plodinu. Při pěstování kukuřice na siláž lze použít osetí meziřádků kukuřice, zejména proto, že na rozdíl od porostů pěstovaných na zrno je omezena doba působení škodlivého vlivu plevelů. Zároveň lze poznat, jak moc je použití herbicidu pro kukuřici důležité, a tím více problematické je udržet porost bezplevelný právě s využitím pomocných druhů plodin či podplodin jako takových.

S postupným omezováním používaných agrochemikálií a s tlakem na větší potřebu dodávání organické hmoty zpět do půdy (retence uhlíku) vzroste potřeba po alternativách při zakládání plodin, kukuřice nevyjímaje. V Evropě bylo ověřováno pěstování směsí obilnin a N-poutajících plodin. Jde o rozličná schémata setí hrachu a ječmene za účelem výroby sladu, kde byl hrách méně napadán plísní hrachovou a zaznamenány byly i jiné benefity jako zvýšení poutání atmosférického N hrachem, přínos v omezení použití herbicidů a sníženém vyplavování živin (0–20 % doporučené dávky N). Mezi důležitá zjištění se řadí potřeba počítat v prvním roce s přerůstáním luskovin a v letech následujících je potřeba najít a vybrat odrůdy, které spolu dokážou nejlépe prosperovat. Tyto údaje jsou k dispozici šlechtitelům odrůd a pěstitelům pro výběr optimálních směsí plodin do konkrétních půdně-klimatických podmínek (Karley a kol., 2018).

Schéma: Setí porostů kukuřice a pomocných plodin v roce 2021 v poměru 3:2 (upraveno dle Raza a kol., 2020)

Závěr

Pokus s podplodinami a biologickými přípravky poukázal na vysokou míru adaptability kukuřice seté, která dokázala i na kontrole (konvenční) poskytnout každoročně dobré výnosy. Variabilita jednotlivých ročníků byla vysoká a pro kukuřici ne vždy příznivá.

Použití přípravku FIX H+N dávalo smysl ve srážkově i teplotně vyrovnanějším roce 2019.

Přípravky na bázi fytoparazitické houby Trichoderma se tolik neosvědčily a znamenaly přínos jen cca 1,3 t sušiny silážní kukuřice v roce 2021.

Současný, doporučený způsob pěstování kukuřice s podsevem je zasetí směsí jetelotrav a jejich ponechání do dalšího roku (KWS, 2017). Námi navržená technologie využití podplodin leguminóz a případně biologických přípravků aplikovaných na půdu má potenciál navýšit výnos kukuřice pěstované na siláž díky společnému pozitivnímu působení a efektu plečkování na porost. Tento způsob vyžaduje sice nižší materiálové vstupy, zato je však náročnější na zemědělskou techniku a dodržení pracovní kázně.

Polní pokus vychází z projektu SGS (Studentská grantová soutěž) při FAPPZ-ČZU v Praze s názvem: Zvyšování vitality rostlin a rozvoje kořenové soustavy v systému integrované rostlinné produkce.

Prezentovaná data vznikla dále díky podpoře Programu rozvoje venkova, operace 16.2.1 Podpora vývoje nových produktů, postupů a technologií v zemědělské prvovýrobě, při řešení projektu Spolupráce č. 18/006/16210/231/000018 Inovativní technologie precizního zemědělství omezující erozi a zvyšující výnos širokořádkových plodin.

Použitá literatura je k dispozici u autorů.

Ing. Jan Brinar, Ing. Jaroslav Tomášek, Ph.D., Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc.; Česká zemědělská univerzita v Praze
foto: 2 - J. Pulkrábek