Nižší výsevky a zonální aplikace hnojiv při pěstování obilnin jako základ precizního zemědělství

V zemědělské praxi jsou však principy precizního zemědělství zatím uplatňovány převážně v rámci ochrany a výživy polních plodin a v systémech řízených přejezdů. Intenzivně jsou však vyvíjeny stroje a ověřovány technologie pro variabilní zpracování půdy a setí. Přesto základním problémem omezujícím komplexní uplatnění systémů precizního zemědělství je nedostatek vstupních údajů pro kvalitní analytickou a organizační práci agronoma.

Systémový přístup

Z hlediska systémového přístupu k zemědělství je však nutné podotknout, že primárním faktorem ovlivňujícím produktivitu a energetiku pěstebních systémů je především zpracování půdy a struktura porostu, které vytvářejí hraniční podmínky systému půda, rostlina a atmosféra. Z tohoto důvodu jsou zejména v Evropě vyvíjeny systémy variabilního zpracování půdy a setí. Primárními cíli variabilního zpracování půdy je zajištění plynulé změny hloubky a intenzity zpracování, zpětného utužení půdy apod. v závislosti na podmínkách půdního bloku. Systémy variabilního setí jsou jednoznačně spjaty s možností přesného setí u úzkořádkových plodin. Především u obilnin a řepky se jedná jak o přesné dodržení roztečí mezi rostlinami z hlediska optimalizace prostoru pro každého jedince a o eliminaci vnitrodruhové konkurence, tak o možnost změny výsevku ve vztahu k makro a mikro variabilitě pozemku. V souvislosti s možností změny výsevu během pracovní jízdy se otevírá nový prostor pro problematiku nižších výsevků, které však nebudou uplatňovány celoplošně, ale ve vztahu k aktuálním vláhovým podmínkám a variabilitě pozemku. Snížení výsevního množství na jednotku plochy je jednou z důležitých cest vedoucí k poklesu fixních nákladů na jednotku plochy.

Intenzivnější a hlubší zpracování půdy

V souvislosti s vývojem secích strojů, který reaguje na potřeby zemědělské praxe, nedochází při setí již pouze k vytvoření seťového lože a k případnému uložení hnojiva pod patu rostliny. Současné technické trendy se zaměřují na intenzivnější a hlubší zpracování půdy výrazně zasahující pod hloubku setí a na cílené ukládání hnojiv do zóny čerpání kořenů. Při setí je tak mnohdy dokončen proces základního zpracování půdy. V rámci hlubšího zpracování půdy při setí se jedná o dva základní přístupy. První představuje celoplošné zpracování půdy a diferenciované hnojení do zón budoucího rozvoje kořenů. Druhý způsob využívá hloubkově diferenciovaného zpracování půdy a ukládání hnojiva do rýhy, kterou vytváří kypřící radlička nebo dláto. Hnojení do rýhy, označované také jako hnojení do chodby (německá terminologie), vychází z principu uložení hnojiv do rýhy vytvořené radličkou do hloubky až 0,25 m. Hnojivo je většinou v důsledku zaplnění rýhy jemnější zeminou rozloženo v dolní polovině rýhy. Mnohdy, a to i na lehčích půdách, zůstává po průchodu radlice půdou na dně rýhy nezahrnutá a vzduchem vyplněná chodbička.

Diferenciované hnojení a kypření se úspěšně uplatňuje u širokořádkových plodin nebo u řepky vysévané do užších řádků. Novější záležitostí je využití těchto systémů u obilnin. Obrázek 1 dokumentuje možnosti diferenciovaného zpracování půdy a hnojení při pěstování obilnin a ozimé řepky. Při pěstování obilnin s roztečí řádků do 150 mm (obr. 1, vlevo) je z hlediska eliminace utužení půdy mezi kypřícími a zároveň přihnojovacími radlicemi a z důvodu průchodnosti kypřící sekce radlic pro půdu a rostlinné zbytky kypření prováděno do meziřádku, většinou ob jeden meziřádek. Tímto způsobem je každý řádek s obilninou ovlivněn kypřením shodným způsobem a zároveň dochází i k rovnoměrnému čerpání živin z uloženého hnojiva. Hloubka kypření se u těchto systémů může zpravidla pohybovat v rozmezí 80 až 200 mm. S hloubkou kypření je ovlivněna i hloubka uložení hnojiva. V hloubce půdy pod 120 mm však klesá účinnost kypření, neboť u užších radliček se snižuje jejich vynášecí schopnost. Při hlubším kypření ovlivňují radličky rovněž míru utužení nebo nakypření spodní vrstvy půdy ve vztahu k předchozímu zapracování půdy.

Systém lze využít jak po provedení orby nebo po hlubším či mělčím kypření. Hloubka kypření je především určována předchozím zpracováním půdy a povětrnostními podmínkami. Ve vlhčích oblastech, nebo při vlhkém průběhu počasí, je u ozimých obilnin vhodnější volit hlubší kypření. To zvyšuje infiltraci vody do půdy a zároveň přispívá k vyššímu provzdušnění půdy. Meziřádková aplikace vychází z morfologie kořenů obilnin. Jejich svazčitý kořenový systém, na rozdíl od kůlového kořene řepky, nevyžaduje přímé kypření pod rostlinou. Otázka aplikace hnojiva při setí ozimů do zóny čerpání kořenů a jeho dávka a forma je doposud velmi diskutovanou otázkou. Předpokladem je, že aplikace hnojiva má zvýšit kondici rostlin před zimou a jejich zásobení živinami po otevření jara. Forma a dávka hnojiva je závislá nejen na daných půdních podmínkách a na výživném stavu půdy, ale také na pohyblivosti jednotlivých forem živin a jejich působení na kořenový systém.

Při výsevu ozimé řepky je využíváno, z důvodu rozvoje kořenového systému, kypření s ukládáním hnojiva přímo v řádku plodiny (obr. 1, vpravo). V tomto případě se volí větší rozteč řádků, většinou 25 mm a větší. Tento systém umožňuje i hlubší kypření a to až do hloubky 0,25 m. Výsev může opět následovat po orbě, nebo po mělčím či hlubším kypření. Při hlubším nastavení kypřících radlic lze opět počítat s odlišným efektem na variabilitu půdního prostředí. Na plochách s mělkým kypřením se kypřící radlice podílejí na vytvoření přiměřeně nakypřené půdy pod rostlinou, která zajišťuje dobrou infiltraci vody do půdy a rozvoj kůlového kořene. Naopak utužená půda v meziřádku poskytuje rostlinám vlínající vodu. Na orbě se vliv kypřících radlic spíše projevuje homogenizací půdního prostředí přímo pod rostlinou a snižuje tak rozdíly v půdním profilu dané jednotlivými skývami. Jemnější půdní částice v rýze jsou následně lépe zhutněny pěchovacími válci a tento prostor vykazuje vhodnější podmínky pro vzlínání vody než meziřádek. Tato skutečnost se nám potvrdila i v letošním roce měřením půdní vlhkosti.

Pokusy

Na základě spolupráce mezi Českou zemědělskou univerzitou v Praze a firmou Farmet, která vychází z řešení projektů Technologické agentury ČR, byla v hospodářském roce 2014 až 2015 ověřována možnost uplatnění diferenciovaného zpracování půdy a hnojení v systémech pěstování ozimé pšenice v podmínkách České republiky. Sledována byla především možnost využití těchto systémů při současném snížení výsevku.

Pokusy byly založeny na podzim 2014 na lokalitě Budihostice (střední Čechy). Z hlediska půdní klasifikace se na pokusných pozemcích jednalo o kambizem. Dle hodnocení vláhové bilance je lokalita řazena mezi oblasti, kde průměrná hodnota roční sumy potenciální evapotranspirace převyšuje průměrnou sumu ročních srážek (zdroj ČHMÚ), lokalita leží v 233 m n.m. Výsev ozimé pšenice byl proveden 3. 10. 2014 (odrůda Genius). Cílem pokusů bylo stanovit vliv rozdílné hloubky diferenciovaného kypření půdy s ukládáním hnojiv na půdní vlastnosti a vývoj a výnos porostů ozimé pšenice. Pokusy probíhaly formou přesných polních experimentů. Pro založení porostů bylo využito testovacího modulového secího stroje firmy Farmet (obr. 2) se záběrem 1,5 m a s použitím systému přesného setí. Rozteč řádků činila 125 mm a kypření půdy s aplikací hnojiva do meziřádku (kypřící radličky byly umístěny ob meziřádek) bylo prováděno do dvou hloubek (85 a 180 mm). Pro hnojení bylo použito hnojivo NPK 15-15-15 v jednotné dávce 80 kg/ha. Výsevek se na pokusných plochách pohyboval v rozmezí 200 až 350 zrn na m². Kontrolní variantu představovala varianta založená secím strojem Lemken Solitair 6 (výsev činil 440 obilek na m²). Základním zpracováním byla orba s následným urovnání povrchu pozemku kompaktorem. Založené pokusné varianty dokumentuje tab. 1.

Obr. 2.: Testovacího modulový secí stroj firmy Farmet při zakládání porostů 3. 10. 2015

odkrytá část půdy po odstranění nakypřeného půdního profilu po zasetí na variantě 4 (kypření 180 mm)

Tab. 1: Jednotlivé varianty a skutečný počet rostlin na jednotku plochy stanovený 20. 10. 2014. Odlišné indexy mezi průměry dokumentují statisticky průkazné rozdíly v rámci sloupce (ANOVA, LSD Test, α = 0,05).

V rámci hodnocení byla sledována infiltrace vody do půdy, teplota a vlhkost půdy, penetrační odpor, kvalita rozmístění rostlin a biometrické parametry porostu. Z hlediska následné výživy rostlin bylo v jarním období provedeno přihnojení porostů včetně kontroly ledkem amonným a vápencem (200 kg/ha), během vegetace proběhlo přihnojení hnojivem DAM 390 (první dávka 180 a druhá dávka 100 l/ha). Primárním cílem pokusů bylo především ověřit možnost využití technologie diferenciovaného zpracování půdy a hnojení u porostů ozimé pšenice v podmínkách České republiky, zejména při využití nižších výsevů a přesného rozmístění rostlin na jednotce plochy.

Obrázky a schémata

Obr. 2 (vlevo) znázorňuje prostorové rozmístění utužené půdy ve spodní části orničního profilu po provedení kypření do hloubky 180 mm. Obr. 3 znázorňuje stav porostů na konci zimního období (18. 2. 2015). Rozdíly v počtu rostlin na jednotku plochy byly opticky dobře viditelné. Variabilita rostlin v rámci variant se rovněž projevila i při hodnocení hmotnosti nadzemní biomasy rostlin v druhé polovině února (Tab. 2).

Obr 3: Stav porostů na variantě 1 (136 rostlin na m 2 , vlevo) a na variantě 9 (241 rostlin na m², vpravo) na konci zimního období (18. 2. 2015).

Tab. 2: Průměrná suchá hmotnost nadzemní části rostliny na hodnocených variantách 18. 2. 2015. Odlišné indexy mezi průměry dokumentují statisticky průkazné rozdíly v rámci sloupce (ANOVA, LSD Test, α = 0,05).

Obr. 4 znázorňuje orniční profily na ploše s kypřením do 180 mm a na kontrole. Na variantě s kypřením je ještě možné pozorovat duté chodby vytvořené radlicí. Ve srovnání s kontrolou vykazovaly rostliny na variantě s kypřením do 180 mm intenzivnější prokořenění půdy.

Obr. 4: Orniční profil na variantě s kypřením a hnojením do hloubky 180 mm (vlevo) ve srovnání s kontrolou (vpravo) dne 18. 2. 2015.

Tab. 3 dokumentuje základní biometrické charakteristiky porostů stanovené před sklizní porostů a následně při sklizni 30. 7. 2015. Z výsledků je patrné, že rozdíly v počtu jedinců se primárně projevily na počtu klasů na jedné rostlině. Tento faktor byl nejdůležitějším výnosotvorným prvkem. Mezi počty zrn v klase a ve hmotnosti tisíce zrn nebyly mezi variantami, až na malé výjimky, statisticky průkazné rozdíly. Nižší výnos ve srovnání s kontrolou byl stanoven na plochách s počtem rostlin pod 200 kusů na m². Na plochách s počtem rostlin přesahujících 200 kusů na m² byl, mimo varianty 8, stanoven vyšší výnos (Tab. 3). Základní otázkou je však samotný vliv aplikace hnojiva. U variant s počtem rostlin vyšším než 230 rostlin na m² byl na plochách s hnojením stanoven vyšší výnos než na plochách bez hnojení. Tyto rozdíly však nebyly statisticky průkazné. Tato skutečnost může naznačovat, že s nárůstem počtu rostlin na jednotku plochy a se zvýšením kompetice mezi rostlinami může přihnojení při setí do zóny kořenů pozitivně ovlivnit výnos.

Tab. 3: Základní biometrické charakteristiky porostů stanovené na pokusných variantách: průměrná výška porostu (m, stanovena 23. 6. 2015), průměrný počet klasů na m2 (kusy, 23. 6. 2015), průměrný počet klasů na rostlinu (kusy, vypočteno), průměrný počet zrn v klase (kusy, 30. 7. 2015), průměrná hmotnost tisíce zrn (HTZ, g, 30. 7. 2015), průměrná hodnota objemové hmotnosti (g/l, 30. 7. 2015) a průměrný výnos (t/ha, přepočten na 100% čistotu a 100% sušinu, 30. 7. 2015). Odlišné indexy mezi průměry dokumentují statisticky průkazné rozdíly v rámci sloupce (ANOVA, LSD Test, α = 0,05).

Provedené experimenty opět prokázaly, že snížení počtu rostlin na jednotku plochy může na základě kompenzační schopnosti porostu zajistit obdobné výnosy jako konvenční varianta. Zároveň se potvrdilo, že technologie diferenciovaného zpracování půdy a hnojení je použitelná i v podmínkách České republiky. V hospodářském roce 2014–2015 byly především během zimního období a v první polovině vegetace vhodné podmínky pro vývoj porostů. Díky příznivým vláhovým podmínkám na podzim a absence mrazů v zimním období nedošlo k redukci rostlin. Včasné otevření jara a následný průběh počasí přispěl k dobrému dokončení odnožování rostlin a k tvorbě a udržení plodných odnoží. V druhé části vegetace, která se vyznačovala také nižší srážkovou aktivitou, již nedošlo k redukci výnosových prvků. Malé denní sumy srážek spadlé ve druhé polovině vegetace, které se pohybovaly pod hodnotou 5 mm, vláhové podmínky půdy neovlivnily. Za pozitivní lze považovat skutečnost, že i na plochách s hlubším kypřením nedošlo při nižší srážkové aktivitě k výraznému poklesu výnosů ve srovnání s variantou s mělkým kypřením (Tab. 3). Rozdíly ve výnosu se v průměru pohybovaly na úrovni 3,5 % ve prospěch mělkého kypření při výsevu. Pozitivní či naopak negativní vliv hnojení na vývoj a výnos porostů nebyl na základě provedených experimentů jednoznačně prokázán. Vliv rozdílných dávek a druhů hnojiv na výnos ozimé pšenice bude ověřován v následující sezóně.

Z výsledků pokusů vyplývá, že technologie diferenciovaného zpracování půdy jsou využitelné v podmínkách České republiky a lze je uplatnit i při využití nižších výsevků a v systémech precizního zpracování půdy.

Práce vznikla v rámci projektu TA04011370. Autoři děkují Zemědělské farmě Bílek Budihostice, s.r.o. za poskytnutí pokusných ploch a agrotechnického servisu.