Vliv hnojení statkovými a minerálními hnojivy na výnos a kvalitu pšenice ozimé v letech 2015‒2018

18. 02. 2022 Ing. Eva Kunzová, CSc., Ing. Lukáš Hlisnikovský, Ph.D., Ing. Ladislav Menšík, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha - Ruzyně Hnojení Zobrazeno 1854x

Pšenice ozimá (Triticum aestivum L.) je České republice nejrozšířenější obilninou. Osevní plochy pšenice ozimé se v období 1991–2020 pohybují od 541 do 886 tis. ha, průměrný výnos se pohybuje od 4,14 do 6,60 t/ha (graf 1). Stabilizace výměry ploch od roku 1991 souvisí s možností mnohostranného využití pro potravinářské i krmivářské účely.

Výživa pšenice ozimé

Pšenice ozimá je velmi náročná na dusík, který významně ovlivňuje efektivitu využití vody rostlinou, vývoj listové plochy i syntézu bílkovin (Gonzalez-Dugo et al., 2010). Minerální dusík významně ovlivňuje obsah celkového množství chlorofylu v listech a dále i obsah v mouce i vlastnosti těsta (Blandino et al., 2009). Dávka aplikovaného dusíku je proto považována za hlavní faktor produkce plodin. Efektivita využití dusíkatých hnojiv pro rostliny je také závislá na vztahu mezi dusíkem a ostatními živinami (Fageria, 2001).

Další živiny (fosfor, draslík apod.), které přímo ovlivňují příjem a využití dusíku, mají nezastupitelnou roli ve fyziologických procesech rostlin. Fosfor má klíčovou roli v energetickém hospodářství rostliny. Úloha draslíku je spojena s fyziologickými procesy ovlivňující růst a vývoj rostlin, dále i metabolizmus bílkovin (Pettigrew, 2008).

Půdně-klimatické podmínky, správná agrotechnika a především pak hnojení půdy a výživa porostů pšenice může být zárukou vysoké produkce. Snahou pěstitele by mělo být vytvoření optimálních podmínek pro vývoj a růst rostlin, a tak maximálně využít daný výnosový potenciál. Co však ovlivnit nemůžeme, je průběh počasí, který je jedním z limitujících faktorů, ovlivňující celkovou výši produkce.

Cílem práce je vyhodnotit vliv lokality resp. odlišných půdně-klimatických podmínek (Čáslav, Lukavec, Ivanovice na Hané) (tab. 1a) a různých variant hnojení (nehnojená kontrola, hnůj a kombinace hnoje s minerálním N bez P a K resp. s minerálním hnojením /NPK/) v období 2015‒2018 na výnosy a kvalitu pšenice ozimé v podmínkách České republiky.

Polní pokusy

Dlouhodobé pokusy VÚRV, v.v.i. se statkovými a minerálními hnojivy v Ivanovicích na Hané, Čáslavi a Lukavci byly založeny v roce 1956 (označené jako VOP - výživářské osevní postupy). Cílem pokusů je analyzovat vliv různých způsobů hnojení na výnosy, kvalitu plodin a fyzikálně-chemické vlastnosti půdy v různých půdně-klimatických podmínkách ČR.

Bylo vybráno šest variant hnojení pro stanovení výnosů (t/ha) a 3 varianty hnojení pro stanovení obsahu bílkovin (OB, %) a hodnoty Zelenyho sedimentačního testu (ZST, ml).

Pro stanovení výnosů to byly varianty:

1) Kontrola (varianta nehnojená od roku 1955);

2) Hnůj (hnůj byl v osevním postupu aplikován v dávce 40 t/ha ke kukuřici 3 roky před zasetím pšenice, celkový obsah živin uvolněný mineralizací je odhadován na 5 % - 10 kg N/ha, 3 kg P/ha a 12 kg K/ha);

3) Hnůj + N1 (40 kg N/ha + 10, 3, 12 kg N, P, K/ha uvolněné z hnoje);

4) Hnůj + N2 (80 kg N/ha + 10, 3, 12 kg N, P, K/ha uvolněné z hnoje);

5) Hnůj + N1PK (40 kg N, 60 kg P, 60 kg K/ha + 10, 3, 12 kg N, P, K/ha uvolněné z hnoje);

6) Hnůj + N2PK (80 kg N, 60 kg P, 60 kg K/ha + 10, 3, 12 kg N, P, K/ha uvolněné z hnoje) a

7) Hnůj + N3PK (120 kg N, 60 kg P, 60 kg K/ha + 10, 3, 12 kg N, P, K/ha uvolněné z hnoje).

Minerální dusík byl aplikován ve formě dusičnanu amonného s vápencem, fosfor ve formě superfosfátu, draslík ve formě chloridu draselného. Dávka minerálního dusíku byla rozdělena do dvou (N2), respektive do tří (N3) dávek po 40 kg N/ha: před zasetím, na jaře pro regeneraci (N2, N3) a v průběhu května jako kvalitativní hnojení (N3).

V průběhu hodnoceného období byla zaseta pšenice ozimá, odrůda Julie (Selgen a.s., Sibřina, CZ), která se vyznačuje krátkým stéblem, vysokými výnosy ve všech výrobních oblastech, vysokou odolností proti mrazu, kvalitativním zařazením do skupiny E. Pšenice byla seta v říjnu, hloubka setí se pohybovala od 3 do 4 cm, meziřádková vzdálenost byla 12,5 cm, výsevek činil 400 zrn/m². V průběhu experimentů byly používány standardní přípravky na ochranu rostlin, regulátory růstu nebyly použity.

Základní charakteristiky stanoviště a klimatické podmínky uvádí tabulka 1a a klimatické podmínky v období 2015–2018 uvádí tabulka 1b-c. Statistické analýzy (ANOVA, LSD, HSD test, regresní modelování apod.) včetně grafických výstupů byly provedeny v programu Statistica (data analysis software system), verze 13 (TIBCO Software Inc., Palo Alto, USA, 2018).

Tab. 1a: Základní výrobní a klimatické podmínky stanovišť

Tab. 1b: Průměrné měsíční teploty (°C) - žlutě označené hodnoty jsou o více než 30 % pod dlouhodobým normálem v dané oblasti, zatímco hodnoty označené zeleně jsou o více než 30 % vyšší než dlouhodobý normál

Tab. 1c: Průměrné měsíční srážky (mm) - žlutě označené hodnoty jsou o více než 30 % pod dlouhodobým normálem v dané oblasti, zatímco hodnoty označené zeleně jsou o více než 30 % vyšší než dlouhodobý normál

Tab. 2: Výnosy pšenice ozimé v dlouhodobých pokusech (lokalita: Ivanovice na Hané, Čáslav a Lukavec) s rozdílným hnojením (nehnojená Kontrola, Hnůj) v období 2015‒2018

Tab. 3: Výnosy pšenice ozimé v dlouhodobých pokusech (lokalita: Ivanovice na Hané, Čáslav a Lukavec) s rozdílným hnojením (nehnojená Kontrola, Hnůj + N1 a N2) v období 2015‒2018

Tab. 4: Výnosy pšenice ozimé v dlouhodobých pokusech (lokalita: Ivanovice na Hané, Čáslav a Lukavec) s rozdílným hnojením (nehnojená Kontrola, Hnůj + N1PK-N3PK) v období 2015‒2018

Tab. 5: Průměrný obsah bílkovin (OB, %) a průměrná hodnota Zelenyho sedimentačního testu (ZST, ml) v zrně pšenice ozimé, v závislosti na lokalitě (Ivanovice na Hané, Čáslav a Lukavec), variant hnojení (nehnojená Kontrola, Hnůj, Hnůj + N3PK) a ročníku (2015–2018)

Výnos zrna pšenice ozimé

Vliv hnojení statkovými hnojivy (hnůj)

Průměrný nárůst výnosu zrna mezi variantou Kontrola a Hnůj byl stanoven od 0,48 t/ha v Lukavci po 0,78 t/ha v Čáslavi. Nejvyšší procentní nárůst však byl zaznamenán na lokalitě Lukavec (20 %), dále Čáslav (16 %) a Ivanovice (13 %) viz tab. 2.

Vliv hnojení statkovými hnojivy (hnůj) a minerálním dusíkem (N) bez minerálního P a K

Průměrný nárůst výnosu zrna na lokalitě Ivanovice na Hané byl 2,79 t/ha (+63 %) při hnojení Hnůj + N1 a 3,37 t/ha (+76 %) při hnojení Hnůj + N2 (mezi N1 a N2 zaznamenán statisticky významný rozdíl). Podle kvadratického modelu bylo dosaženo maximálního výnosu zrna při hnojení Hnůj + 70 kg N/ha (graf 2a).

Na lokalitě Čáslav byl průměrný nárůst výnosu zrna po aplikaci minerálního N nižší než v Ivanovicích. Průměrné zvýšení výnosu zrna bylo 2,77 t/ha (+57 %) při hnojení Hnůj + N1 a 2,38 t/ha (+49 %) při hnojení Hnůj + N2 (mezi N1 a N2 zaznamenán statisticky významný rozdíl). Podle kvadratického modelu bylo dosaženo maximálního výnosu zrna při Hnůj + 55 kg N/ha (graf 2a).

V Lukavci byl průměrný nárůst výnosu zrna po aplikaci minerálního N nejvyšší ze všech experimentálních stanic. Průměrný rozdíl mezi Kontrolou a Hnůj + N1 byl pouze 2,10 t/ha, ale vyjádřený v procentech představuje 88% nárůst. Ve srovnání s Kontrolou a Hnůj + N2 byl průměrný nárůst výnosu zrna 3,41 t/ha, což představuje nárůst o 143 %. Podle kvadratického modelu bylo dosaženo maximálního výnosu zrna při Hnůj + 155 kg N/ha (graf 2a).

Vliv hnojení statkovými hnojivy (hnůj) a minerálním NPK

Průměrný nárůst výnosu zrna na lokalitě Ivanovice na Hané byl stanoven od 2,72 t/ha (+61 %, Hnůj + N1PK) do 3,57 t/ha (+80 %, Hnůj + N3PK). Podle kvadratického modelu bylo nejvyššího výnosu zrna dosaženo při Hnůj + 98 kg N/ha (graf 2b).

Nejnižší průměrný nárůst výnosu obilí ve srovnání s Kontrolou byl zaznamenán v Čáslavi, a to v rozmezí od 1,42 t/ha (+29 %, Hnůj + N3PK) do 2,77 t/ha (+57 %, Hnůj + N2PK). Nejvyšší výnosy zrna byly zaznamenány u varianty Hnůj + N1PK (7,64 t/ha) a Hnůj + N2PK (7,56 t/ha) bez významných rozdílů mezi těmito dvěma ošetřeními. Podle kvadratického modelu bylo nejvyššího výnosu zrna dosaženo při Hnůj + 72 kg N/ha (graf 2b).

Průměrný nárůst výnosu obilí v Lukavci se pohyboval od 2,35 t/ha (+99 %, Hnůj + N1PK) do 5,11 t/ha (+215 %, Hnůj + N3PK). Podle kvadratického modelu by nejvyšší úroda zrna měla být dosažena při Hnůj + 155 kg N/ha (graf 2b).

Graf 1: Vývoj sklizňových ploch pšenice ozimé v období 1991‒2020 v ČR (zdroj dat: ČSÚ, 2021)

Graf 2: Model průměrných výnosů pšeničného zrna dle variant hnojení a lokalit (a - kontrola, Hnůj + N1, Hnůj + N2; b - kontrola, Hnůj + N1PK, Hnůj + N2PK, Hnůj + N3PK) za období 2015–2018

Kvalita zrna pšenice ozimé

Lokalita Ivanovice na Hané

Obsah bílkovin (OB) byl významně ovlivněn rokem (p < 0,001), hnojením (p < 0,001) a jejich interakcí (p < 0,001). Nejdominantnějším faktorem ovlivňujícím OB bylo hnojení (97 %). Průměrný OB se pohyboval od 8,1 % (Kontrola) do 14,5 % (Hnůj + N3PK). Nebyly zaznamenány žádné rozdíly mezi Kontrolou a variantou Hnůj. Meziroční rozdíly byly významné ve variantách Hnůj a Hnůj + N3PK, zejména ve variantě Hnůj + N3PK vykazující kolísání na základě povětrnostních (klimatických) podmínek dané sezony. Příspěvek tohoto faktoru byl však ve srovnání s účinkem hnojení malý (tab. 5).

Hodnota Zelenyho sedimentačního testu (ZST) se vyvíjela podobně jako u OB. Průměrné hodnoty se pohybovaly od 17,6 ml (kontrola) do 56,4 ml (Hnůj + N3PK) (tab. 5). Hlavním faktorem ovlivňujícím ZST bylo hnojení (97 %).

Lokalita Čáslav

Hlavním faktorem ovlivňujícím OB bylo hnojení (80 %), dále rok (10 %) a jejich interakce (10 %). Průměrný OB se pohyboval od 9,3 % (Kontrola, Hnůj) do 13,4 % (Hnůj + N3PK).

Hodnota ZST byla významně ovlivněna rokem (p < 0,01), hnojením (p < 0,001) a jejich interakcí (p < 0,01). Hlavním faktorem ovlivňujícím hodnotu ZST bylo hnojení (73 %), dále rok (24 %) a jejich interakce (3 %). Průměrné hodnoty ZST se pohybovaly v rozmezí od 24 ml (kontrola, Hnůj) do 50 ml (Hnůj + N3PK) (tab. 5).

Lokalita Lukavec

OB byl významně ovlivněn rokem, hnojením a jejich interakcí (p < 0,001). Dominantním faktorem ovlivňujícím OB na lokalitě Lukavec bylo hojení (93 %). Průměrný OB se pohyboval od 8,7 % (Kontrola) do 11,6 % (Hnůj + N3PK).

Hodnota ZST byla významně ovlivněna rokem, hnojením a jejich interakcí (p < 0,001), zejména hnojením (95 %). Průměrné hodnoty se pohybovaly od 17,3 ml (Kontrola) do 36,1 ml (Hnůj + N3PK) (tab. 5).

Závěr

Současná zemědělská výroba (zemědělci hospodařící na zemědělské půdě) se musí přizpůsobit změnám, které přináší měnící se klima a požadavky trhu. Pšenice je v současné době v České republice i ve světě považována za strategickou plodinu. Příspěvek hodnotí vliv různých půdně-klimatických podmínek v ČR a způsobů hnojení (statková a minerální hnojiva a jejich kombinace) v období 2015‒2018 na výnosy a kvalitu pšenice ozimé (Triticum aestivum L.).

Aplikace statkových hnojiv (hnůj) významně ovlivnila výnosy zrna na všech lokalitách oproti nehnojené Kontrole. Nejvyšší procentní nárůst byl stanoven v BVT na lokalitě Lukavec (20 %), dále v ŘVT (lokalita Čáslav, 16 % a Ivanovice 13 %).

Aplikace hnoje a minerálního dusíku (N) bez P a K velmi významně zvýšila výnos zrna na všech lokalitách. Na lokalitě Lukavec (BVT) byl průměrný nárůst výnosu zrna po aplikaci minerálního N nejvyšší v rámci sledovaných lokalit (rozdíl mezi Kontrolou a Hnůj + N1 resp. Hnůj + N2 představuje 88% resp. 143% nárůst).

Kvadratické modely stanovily maximální výnosy zrna při hnojení pro lokality Ivanovice na Hané (Hnůj + 70 kg N/ha), Čáslav (Hnůj + 55 kg N/ha) a Lukavec (Hnůj + 155 kg N/ha).

Aplikace hnoje a minerálního hnojení (N1–3PK) velmi významně zvýšila výnos zrna na všech lokalitách (lokalita Ivanovice nárůst 61–80 %; lokalita Čáslav nárůst 29–57 %; lokalita Lukavec nárůst 99–215 %).

Obsah bílkovin byl významně ovlivněn faktory: hnojení (80–93 %), rok (5–10 %) a jejich interakcí (5–10 %) na všech lokalitách.

Hodnoty Zelenyho sedimentačního testu byly významně ovlivněny hnojením (73–95 %) na všech třech lokalitách (Ivanovice na H., Lukavec, Čáslav).

Minerální dusík má významný vliv na kvalitu zrna oproti dusíku uvolněného ze statkových hnojiv (varianta Hnůj).

Na základě našich výsledků můžeme říci, že pro dosažení vysokých výnosů s výbornými kvalitativními parametry je nutná součinnost hnojení (nejlépe kombinace statkových a minerálních hnojiv). V horších půdně-klimatických podmínkách (lokalita Lukavec, BVT, půdní typ kambizem, 650 m n. m.) lze díky správnému způsobu obhospodařování (osevní postup, hnojení statkovými a minerálními hnojivy) dosahovat obdobných výnosů a zvyšovat úrodnost půdy, jako na lokalitách příhodnějších pro pěstování pšenice ozimé (lokalita Ivanovice a Čáslav, ŘVT, půdní typ černozem, 225–263 m n. m.).

Podrobnější výsledky studie viz Hlisnikovský et al., 2020 na www.mdpi.com.

Výsledek vznikl za podpory Ministerstva zemědělství, institucionální podpora MZe-RO 0418, QK1810010. Poděkování dále patří panu Miroslavu Janečkovi, Dis. (Pokusná stanice Ivanovice), panu Jiřímu Míchalovi (Pokusná stanice Čáslav) a panu Václavu Veletovi (Soukromá pokusná stanice Lukavec) za zajištění a provoz polních pokusů.