MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV GEOLOGIE A PEDOLOGIE
Efekt aplikace minerálních hnojiv a organominerálního stimulačního přípravku na výživu, vývoj a odrůstání smrkových monokultur v PLO 29 - Nízký Jeseník
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
Brno 2013/2014
Michal Hošek
Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma ″Efekt aplikace minerálních hnojiv a organominerálního stimulačního přípravku na výživu, vývoj a odrůstání smrkových monokultur v PLO 29 - Nízký Jeseník ″ zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s §47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora Mendelovy univerzity v Brně o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla podle řádné kalkulace. V Brně, dne 30. dubna 2014 ...................................
Michal Hošek
Poděkování patří vedoucímu bakalářské práce, Ing. Janu Pecháčkovi, Ph.D. za cenné připomínky, rady a vstřícný přístup během zpracování. Dále bych chtěl poděkovat své rodině a přátelům za podporu při tvorbě práce. Tato práce vznikla za podpory projektu InoBio – Inovace biologických a lesnických disciplín pro vyšší konkurenceschopnost. Tento projekt je spolufinancován evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Registrační číslo projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0018.
Michal Hošek Efekt aplikace minerálních hnojiv a organominerálního stimulačního přípravku na výživu, vývoj a odrůstání smrkových monokultur v PLO 29 - Nízký Jeseník
ABSTRAKT Ve vybrané přírodní lesní oblasti byl sledován vliv aplikovaných hnojiv na výživu a odrůstání smrku ztepilého (Picea Abies (L.) Karsten). Byly zde založeny 2 výzkumné plochy se zajištěnými kulturami smrku ztepilého. Plochy byly rozděleny na jednotlivé hnojivové parcely. Na jednotlivých variantách byly následně aplikovány prášková hnojiva řady Silvamix® (Silvamix® R + stimulátor, Silvamix® A) a organominerální přípravek Vermaktiv Stimul. Vliv aplikovaných hnojiv byl vyhodnocován 1. rok po aplikaci. Pravidelně (jednou ročně) byly odebírány vzorky jehličí a měřeny morfologické parametry ošetřených jedinců (výška, tloušťka). Z výsledků bylo pozorováno, že aplikace hnojiv může mít positivní vliv na výživu a odrůstání kultur smrku ztepilého. Efekt hnojiv se ovšem liší v závislosti na ekologických podmínkách stanoviště. Nejlépe působící hnojiva byly Silvamix® R + stimulátor a Silvamix® A. Klíčová slova Hnojiva řady Silvamix®, Vermaktiv Stimul, smrk ztepilý, výživa, odrůstání, Nízký Jeseník
Michal Hošek
The application effect of mineral fertilizers and organomineral stimuls products on nutrition, development and re-growth spruce monocultures in the natural forest area 29 Nízký Jeseník.
ABSTRACT
In selected natural forest areas, was observed the effect of fertilizers on nutrition and re-growth of Norway spruce (Picea Abies). There were established two research areas with secured cultures of Norway spruce. The plots were divided into individual fertilizery parcels. Then on the individual variations were applied fertilizer powder series Silvamix ® (Silvamix ® R + stimulator Silvamix ® A) and organomineral product Vermaktiv stimulus. Influence of fertilizers was evaluated one year after the application. The samples were colected periodically (once year) and the morphological parameters (height,thickness) also. It was observed from the results that the application of fertilizers can affect nutrition and re-growth of Norway spruce cultures. However the effect of fertilizers
varies depending on ecological conditions of the station.Top
influencing fertilizers were Silvamix ® R + stimulator and Silvamix ® A.
Key words fertilizers Sylvamix series, Vermaktiv Stimul, Picea abies, nutrition, growth, Nízký Jeseník Mts.
Obsah 1. Úvod ........................................................................................................................... 1 2. Literární přehled ...................................................................................................... 3 2.1 Charakteristika přírodních podmínek Nízkého Jeseníku ..................................... 3 2.1.1 Poloha území ............................................................................................. 3 2.1.2 Geomorfologické poměry ..........................................................................3 2.1.3 Geologické poměry ....................................................................................3 2.1.4 Půdní poměry ............................................................................................ 4 2.1.5 Klimatická charakteristika ........................................................................ 4 2.1.6 Hydrologické poměry ................................................................................ 4 2.2 Půda jako základní složka lesního ekosystému ................................................... 4 2.3 Hnojení jako podpůrný prostředek pro revitalizaci půdního prostředí ................ 5 2.4 Základní živiny lesních půd a jejich význam pro rostliny ................................... 5 3. Metodika ....................................................................................................................9 3.1 Výběr zkusných ploch ......................................................................................... 9 3.2 Pedologický průzkum výzkumných ploch ...........................................................9 3.3 Aplikace hnojiv na výzkumných plochách .......................................................... 9 3.4 Odběr listových vzorků a měření morfologických charakteristik ..................... 11 3.5 Laboratorní vyhodnocení vzorků ...................................................................... 12 3.6 Statistické vyhodnocení dat ............................................................................... 12 4. Výsledky .................................................................................................................. 14 4.1 Charakteristika výzkumných ploch ................................................................... 14 4.1.1 Výzkumná plocha Vítkov - mlazina ........................................................ 14 4.1.2 Výzkumná plocha Vítkov - tyčovina ....................................................... 16 4.2 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na výživu .......................................... 18 4.2.1 Výzkumná plocha Vítkov - mlazina ........................................................ 18 4.2.2 Výzkumná plocha Vítkov - tyčovina ....................................................... 20 4.3 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na morfologické poměry .................. 22 4.3.1 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na výškový přírůst .................. 22 4.3.1.1 Výzkumná plocha Vítkov - mlazina .............................................. 22 4.3.2 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na tloušťkový přírůst .............. 24 4.3.2.1 Výzkumná plocha Vítkov - mlazina .............................................. 24 4.3.2.2 Výzkumná plocha Vítkov - tyčovina ............................................. 25
4.4 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na zdravotní stav .............................. 25 4.4.1 Výzkumná plocha Vítkov - mlazina ........................................................ 25 4.4.2 Výzkumná plocha Vítkov - tyčovina ...................................................... 26 5. Diskuze .................................................................................................................... 28 6. Závěr ........................................................................................................................ 31 Summary .......................................................................................................................33 Seznam použité literatury ............................................................................................. 34 Přílohy .......................................................................................................................... 36
1. Úvod Půda, jakožto jedna ze základních složek lesního ekosystému, je potřebná pro zajištění potřeb lesního prostředí. Zajištuje mechanickou stabilitu lesních porostů, jejich výživu a vodní režim. Její narušení může k negativním změnám z hlediska zdravotního stavu, produkce i celkové degradaci ekosystému (Šrámek, 2014). Poškozování půd imisemi bylo zaznamenáno v průběhu 70. a 80. letech. Pozorování ukazovalo, že tyto imisní spady budou v následujícím období ovlivňovat lesní ekosystémy na celém území České republiky. Rozsáhlé projevy poškození lesů, které se začaly šířit v Krušných horách od padesátých let, předznamenaly etapu, kdy se znečištění ovzduší a jím vyvolané změny v ekosystémech staly dominantním lesnickým problémem v České republice (Hruška, 2001). Změny chemizmu půd vyvolané kyselou depozicí, vedou k poruchám výživy lesních porostů. V posledních letech šetření stavu výživy lesních porostů u nás, byl prokázán nedostatek hořčíku ve výživě dřevin a lokálně byl potvrzen nedostatek vápníku a fosforu ve výživě porostů. (Nárovec, 2001). Imisní zatížení je již na velké ústupu, dnes představuje problém jen při nepříznivých rozptylových podmínkách v nejrizikovějších oblastech. Hnojiva využíváme zejména na nepříznivých stanovištích, tam kde je nutné urychlit odrůstání kultur. Dodávání hnojiva do půd navracíme odčerpané živiny a zvyšujeme produkci lesního ekosystému (Šály, 1978). Hnojení je cílevědomá činnost, při které do živného prostředí rostlin přidáváme hnojivové látky. V lesnictví upravujeme především zásobu živin, jejich množství a poměr, nebo poskytujeme rostlinám živiny ve snadno přijímatelné formě (Nárovec, 2001). Pozorovanou dřevinou v této práci je smrk ztepilý. Jehličnatý strom velkých rozměrů, s průběžným přímým kmenem. Tvoří pravidelné přeslenité větvení. Dřevina dosahuje stáří až 350-400 let, výšky kolem 50 m a kmene o průměru až 1,5 m. Je to světlomilná dřevina, v mládí snášející zástin. Má povrchovou kořenovou stavbu, proto je velmi náročný na půdní vlhkost. Je citlivý na znečištění ovzduší průmyslovými exhalacemi. Smrk bývá často poškozován okusem zvěří a houbovými chorobami. Smrk u nás slouží jako jedna z hlavních hospodářských dřevin. Je upotřebitelný v mnoha průmyslových odvětvích, kvalitní kusy se využívají i jako rezonanční dřevo (Úradníček, 2003).
1
Cílem bakalářské práce je vyhodnotiv vliv práškových hnojiv řady Silvamix® a organominerálního stimulačního přípravku Vermaktiv Stimul na výživu, vývoj a odrůstání ošetřených kultur smrku ztepilého a vyhodnotit celkový účinek jednotlivých typů hnojiv.
2
2. Literární přehled 2.1 Charakteristika přírodních podmínek Nízkého Jeseníku. 2.1.1 Poloha území Nízký Jeseník se nachází na pomezí střední Moravy, Slezska a jihovýchodního okraje Zlatohorské vrchoviny. Jeho plocha je 2529 km2 (Culek et al. 1996). Stanovená střední nadmořská výška je 482,5 m a střední sklon 5°14' (Janoška, 2001). Je to plochá vrchovina v Severomoravském kraji s JV a V sklonem, okraje jsou rozřezány hlubokými údolími (Demek et al., 1987). 2.1.2 Geomorfologické poměry Reliéf má charakter tektonicky zdviženého zarovnaného povrchu, který má většinou plošiny oddělené 150-330 m vysokým okrajovým zlomovým svahem od okolních bioregionů. Z plošiny stékají na všechny strany (kromě severozápadu) vodní toky, které se u okrajů plošiny do ní intenzivně zařezávají a vytvářejí 130-270 m hluboká, místy skalnatá údolí. Nad zarovnaný povrch se mírně zvedají nejvyšší kopce a ostřeji, s převýšením až 100 m, vystupují neovulkanické suky (Culek et al., 1996). V okolí města Bruntál se nachází několik vyhaslých sopek (Uhlířský vrch, Velký a Malý Roudný). Nejvyšší výšky dosahují pohoří na západě území (Dobřečovská hora 809 m n. m., Slunečná 800 m n. m.) (Průša, 2001). Typická výška bioregionu je 300-710 m (Culek et al. 1996). 2.1.3 Geologické poměry Nízký Jeseník je rozsáhlé, litologicky jednotvárné území tvořené spodním karbonem v kulmském vývoji. To znamená břidlicemi, drobami a místy slepenci Culek et al., 1987). Janoška (2001) ve svém dílu uvádí, že při jedné z posledních fází spodního karbonu došlo k vyvrásnění kulmských hornin a souvrství drob, břidlic a slepenců byli vyzdviženy nad mořskou hladinu. Nově vzniklé mladé pohoří bylo flyšové a pásemné. Vlivem zvětrávání a eroze se dnešnímu horstvu už nijak nepodobá, ale pásmovitá stavba je dodnes patrná. Svědčí o ní uložení horninových pruhů táhnoucích se ve směru SSVJJZ po celém území. Vybraná lokalita patří do tzv. Moravického souvrství, kde dominantní postavení zastupují převážně tmavé jílovité břidlice a pásy hrubozrnných drob (Janoška, 2001). 3
2.1.4 Půdní poměry Ve vyšších oblastech převládají dystrické kambizemě, na hřbetu slunečné je uváděn i kambizemní podzol (Culek et al., 1996). Na plošinách převládají hlinité půdy, často oglejené (Průša, 2001). V nížinách se vyskytují větší plochy primárních pseudoglejů a na okrajových svazích převažují typické kambizemně nad kyselými typickými kambizemněmi (Culek et al., 1996). 2.1.5 Klimatická charakteristika Podnebí je velmi závislé na nadmořské výšce a je relativně chladné. Dle Quita leží okrajové svahy v mírně teplé oblasti MT 2 a MT 3, vyšší partie v chladné oblasti CH 7. Podnebí je tedy mírně teplé až chladnější, většinou dobře dotované srážkami (Šternberk 7,9°C, 645 mm, Moravský Beroun 6,2°C, 828 mm). Na nejvyšších vrcholech pak klesá teplota pod 5°C. Místním jevem, ale značně rozšířeným, jsou inverze v údolních zářezech (Culek et al. 1996) 2.1.6 Hydrologické poměry Území je charakteristické častými vývěry minerálních vod, z nichž je známá Ondrášovka (Průša, 2001). Území leží v povodí řeky Odry, která zde také pramení. V pramenné části Nízkého Jeseníku tvoří řeka charakteristickou peřejnatou bystřinu (Wiltsch, 2014). Dále zde protéká řeka Moravice, na které se nachází vodní dílo Slezká Harta, které slouží pro výrobu elektrické energie a jako zásobárna vody (POD, 2014). 2.2 Půda jako základní složka lesního ekosystému Dle Prof. Pelíška (1964) je lesní půda svrchní část zemské kůry, jenž vznikla vzájemným působením určitých půdotvorných činitelů v půdotvorném přírodním prostředí během určité doby a je schopna být stanovištěm lesních porostů. Půda jako taková vzniká z matečné horniny, která určuje její chemizmus, zrnitost a hloubku výsledných půd. Tyto vlastnosti dále ovlivňují vývoj rostlin a hydrotermální režim půdy. (Šály, 1978). Půda je dynamický přírodní útvar tvořený minerálním, organickým materiálem a živými organizmy. Vzniká a vyvíjí se z povrchových zvětralin zemské kůry a ze zbytků organizmů, za působení půdotvorných procesů a umožnuje život organizmům v ní žijících (Šimek, 2005). Šály (1978) ve své publikaci uvádí, že původní hornina je neúrodná a není schopná zajistit rostlinám vodu a živiny, ale postupnými změnami, zvětráváním 4
a hromaděním organických látek se stává živným substrátem pro nižší a později i složitější organizmy. Pouze půda jako celek minerální a organických látek, půdní vody, vzduchu a půdních organizmů, vytváří optimální podmínky pro růst a dlouhodobý vývoj rostlin. Půda umožnuje růst kořenů, tak zajištuje fixaci rostlin. Rozpuštěním v půdní vodě zpřístupňuje živiny pro kořeny. Půda díky organizmům, biologickým, chemickým a mechanickým procesům umožnuje mineralizaci organických látek a zvětrávání látek anorganických, čím zajištuje uvolňování živin (Šimek, 2005). Lesní půda je základní výrobní prostředek, a stává se proto základem veškerého lesního hospodářství. Díky živé složce a produkční schopnosti je půda výrazně odlišena od neproduktivní pevné horniny. Její produkční schopnosti jsou ovlivněny souborem fyzikálních, chemických, biochemických a biologických vlastností (Pelíšek, 1964). 2.3 Hnojení jako podpůrný prostředek pro revitalizaci půdního prostředí Materna (1963) uvádí, že hnojení dřevin má za následek přímé zlepšení výživy a tím i zlepšení růstu. Hnojení živinami, především dusíkem, draslíkem, fosforem a hořčíkem, je hnojení přímé. Je podstatné, aby se co největší část živin dodaných porostu spotřebovala. Dále je potřeba rozlišit hnojení při výsadbě a ve starších porostech. Dávkování hnojiv v porostu je nižší než dávky při vápnění. Hnojením navracíme odčerpané živiny zpátky do půdy, je-li veškerá organická hmota, nebo část odstraněna, nebo navracíme živiny do půd, které jsou přirozeně málo živné. Rozlišujeme přirozené (organické) a průmyslová (umělá) hnojiva. Organická hnojiva jsou rostlinná a živočišná pletiva, jejich zbytky a produkty přeměny. Průmyslová hnojiva tvoří převážně sloučeniny hlavních živných prvků. Na hnojení je třeba dívat se jako na jeden z prostředků moderního pěstování lesů, protože jeho cílem je vypěstovat zdravé, kvalitní, přirůstající porosty. Pomocí hnojení cílevědomě vylepšujeme půdní vlastnosti. Před jakoukoliv aplikací hnojiv je potřeba nejprve provézt půdní rozbory a zjistit které živiny je potřeba do půdy dodávat (Šály, 1978). 2.4 Základní živiny lesních půd a jejich význam pro rostliny Chemismus lesních půd představuje zásobu potencionální chemické energie, která se výrazně uplatňuje při půdotvorném procesu, ve výživě lesních porostů a v rozvoji mikroedafonu. Chemismus lesních půd je jednou z důležitých složek produkční schopnosti lesních půd. Zdrojem chemických prvků půd je matečná hornina, hnojiva 5
minerální i organická a zdrojem uhlíku a dusíku je organická mrtvá hmota (Materna, 1963). Dusík (N) Spolu s uhlíkem a kyslíkem se podílí na tvorbě bílkoviny. V rostlině je poután v aminokyselinách (Materna, 1963). Vavříček (2011) uvádí, že dusík je důležitý při tvorbě chlorofylu a je součástí nukleových kyselin, tudíž se podílí na přenosu genetické informace DNA. Nedostatek se projevuje radikální depresí růstu. Rostliny jsou malé, nezdravého vzhledu. Nejdříve ovlivněny starší části rostliny (Matula, 1977). Rostliny kvetou předčasně a počet květů je malý (Materna, 1963). Na rostlině je patrné světle zelené až žluté zbarvení, na starších jehlicích a listech, které se následně před opadem barví do oranžova (Hruška, 2005). Velké množství N je ve vzduchu (80%), ale rostlina jej nemůže přímo využívat. Jsou odkázány buď na jeho sloučeniny v půdě, nebo na specifické mikroorganizmy. Dusík se v půdě vyskytuje v podobě dusičnanu, dusitanu, a sloučeniny čpavku (Materna, 1963).
Fosfor (P) Fosfor je v rostlině součástí nukleových kyselin, dále je obsažen, v adesindifosforečné a adesintrifosforečné kyselině, jako důležitý meziprodukt v metabolizmu živých buněk (Materna, 1963). Fosfor je také důležitý pro optimální růst a rozvoj kořenového systému (Vavříček, 2011). Při nedostatku listy dostávají modrozelenou až tmavozelenou barvu. Listy jsou matné, kožovité, spodní strana čepele většinou červená až fialová. Listy následně od špičky zasychají a dochází k předčasnému opadu (Hruška, 2005). Rostlina jej přijímá hlavně jako dihydrogen-fosforečnanový aniont (Matula, 1977). Draslík (K) V rostlinách se nachází pouze v anorganické formě, tvoří největší zastoupení v rostlinném popelu. Hromadí se v místech aktivního růstu. V rostlinách je obsažen v cytoplazmě. Ovlivňuje vodní režim v rostlině, a přispívá k neutralizaci organických kyselin (Materna, 1963). Draslík se také podílí na dělení, růstu buněk a zásadní vliv na rozvoj kořenového systému. Vyskytuje se i v procesu fotosyntézy a při dýchaní rostlin (Vavříček, 2011). 6
Nedostatek se projevuje tmavě zeleným, modravým zabarvením listů (Matula, 1977). Nepříznivě ovlivňuje vzrůst rostlin a silně brzdí tvorbu plodů a semen (Materna, 1963). Projevuje se nejdřív drobnými chlorózami na spodní části koruny, následně se objevují nekrózy na listových špičkách a postupně se rozšiřuje po celém okraji listu. Listy se kroutí a lžičkovitě vyboulí, je pozorovatelná tzv. kadeřavost listů. Výhony rostliny nedostatečně dřevnatí a listy jsou zmenšené (Hruška, 2005). Dále se snižuje vnitřní napětí v rostlině a projevují se příznaky vadnutí. Draslík je do rostliny přijímán z půdního roztoku (Materna, 1963). Vápník (Ca) Obsah velice kolísavý podle rostliny a druhu stanoviště. Vápník v rostlinném organizmu ovlivňuje stav protoplasmy, příjem živin kořenovým systémem a má vliv na vývoj kořenového systému (Materna, 1963). Vavříček (2011) uvádí, že vápník slouží také k neutralizaci organických kyselin. Hromadí se v starších asimilačních orgánech. Nedostatek se projeví krněním kořenů, odumíráním kořenových špiček, chlorózou starších listů a snížením vzrůstu (Materna, 1963). Na rostlině pozorujeme svinování čepelí nejmladších listů, konce výhonů a listů někdy hákovitě zahnuté (Hruška, 2005). Přijímán z půdy ve formě minerálních solí (Materna, 1963). Hořčík (Mg) Důležitý stavební prvek chlorofylu, který hraje základní roli v energetické bilanci a v udržování rovnováhy koloběhu uhlíku a kyslíku (Matula, 1977). Podílí se na tvorbě enzymů. Rozdělení mezi mladými a starými asimilačními orgány je nerovnoměrné (Materna, 1963). Hořčík v rostlině snižuje asimilaci CO2, pomáhá k aktivaci enzymů a snižuje volné aminokyseliny (Vavříček, 2011). Nedostatek hořčíku se projevuje nejdříve u starších jehlic a listů, na kterých z důvodu poruch tvorby chlorofylu vznikají bledě zelené chlorotické skvrny. Na listech patrné mramorování, listy předčasně usychají, opadávají (Hruška, 2005). Existence vizuálních symptomů signalizuje již značné poruchy metabolismu rostliny, protože chlorofyl je postihován až v poslední řadě (Matula, 1977). Rostliny jej přijímají v hořečnatých sloučeninách, nejčastěji jako síran a uhličitan hořečnatý (Materna, 2005).
7
Síra (S) Prvek velmi intenzivně se účastnící metabolizmu rostlin. Obsažena ve třech pro život nezbytných
aminokyselinách–metioninu,
cystinu,
cysteinu.
V rostlině
je
síra
lokalizována v místech hromadění bílkovin, tj. v asimilačních orgánech. Podporuje tvorbu a rozvoj hlízkových bakterií (Materna, 1963). Nedostatek se projeví žlutým zbarvením asimilačních orgánů, je zabrzděna tvorba bílkovin a v rostlině stoupá podíl dusíku (Materna, 1963). Na listech se objevují jednotlivé nekrotické skvrny a růst rostliny je značně omezen (Hruška, 2005). Síra je přijímána v podobě kysličníku siřičitého přímo ze vzduchu, nebo z půdy ve formě síranů (Materna, 1996).
8
3. Metodika 3.1 Výběr zkusných ploch V přírodní lesní oblasti 29 – Nízký Jeseník byly vybrány 2 výzkumné plochy. Zájmové území se nachází na území LS Vítkov. Výzkumné plochy se nachází na ve 4 LVS (určeno dle lesnicko-typologického klasifikačního systému (Plíva, 1986). Výzkumné plochy jsou zalesněny smrkem ztepilým (Picea abies (L.) Karsten) a jsou rozdílného stáří. Názvy ploch byly stanoveny podle růstové fáze porostů. Jednotlivé zkusné plochy byly rozděleny na jednotlivé stanoviště podle aplikovaného přípravku. Na každém stanovišti proběhlo uvolnění zápoje a bylo vybráno a označeno 50 hodnocených jedinců. 3.2 Pedologický průzkum výzkumných ploch Na obou plochách byly vykopány půdní sondy, které byly následně vyhodnoceny podle dle Taxonomického klasifikačního systému lesních půd České republiky (Němeček at al. 2001). U každé sondy byly popsány jednotlivé horizonty a určen její půdní typ a subtyp. 3.3 Aplikace hnojiv na výzkumných plochách Aplikace hnojiv na zájmových plochách, byla uskutečněna v srpnu 2012. Výzkumné plochy byly rozděleny na jednotlivé parcely, na každé parcele bylo aplikované jiné hnojivo a na všech výzkumných plochách byla jedna kontrolní plocha bez hnojení. Na rozdělených výzkumných plochách, byly založeny tyto varianty: Tab. 1: Založené varianty
Výzkumná plocha
Vítkov - mlazina
Vítkov - tyčovina
1. varianta
Silvamix® R + stimulátor
Vermaktiv stimul
2. varianta
Silvamix® A
Kontrola
3. varianta
Vermaktiv stimul
4. varianta
Kontrola
Na daných lokalitách tedy byly aplikovány prášková hnojiva řady Silvamix® a organominerální stimulační přípravek Vermaktiv Stimul. 9
Hnojiva řady Silvamix® byla aplikována ve formě plošného posypu, individuálně ke každému jedinci a to v dávce 250 g/1 m2. V každé variantě byli tímto způsobem ošetřeni všichni jedinci. Hnojivo ve formě posypu bylo aplikováno vždy k jedinci na zem v zóně, která odpovídá projekci koruny stromu a to plošně, tak aby nedošlo k případné deformaci kořenového systému ošetřených jedinců. Dále byl aplikován přípravek Vermaktiv Stimul. Jedná se o kapalný organominerální stimulační přípravek, který je vstřebáván rostlinným pletivem a kořenovým systémem. Jedná se o frakcionovaný, speciálně upravený extrakt z živočišných a rostlinných buněk, obsahující organicky vázaný fosfor a dusík. Obsahuje také několik skupin aminokyselin, enzymů, hormonů a dalších přírodních biostimulačních látek. Hnojivo je vstřebáváno rostlinným pletivem a kořeny. Díky složení z přírodních materiálů nedochází ke kumulaci zdraví škodlivých látek. Část přípravku, která se vsákne do půdy ke kořenům, zvyšuje množství půdních bakterií, brání vzniku plísní a zlepšuje asimilaci kořenového systému. Připravený roztok hnojiva Vermaktiv Stimul byl aplikován na asimilační aparát stromků, pomocí mechanického zádového postřikovače SOLO 475. Maximální aplikační tlak postřikovače byl nastaven na 4 bary. Aplikace probíhala v průběhu vegetačního období. K požadovanému ředění 1:50 pro sazenice s nadzemní výškou do 60 cm je spotřeba koncentrátu přípravku 5,4 l/ha. Spotřeba přípravku pro tuto koncentraci pro sazenice s nadzemní výškou 60–90 cm je 7,2 l/ha. Tab. 2: Přehled základních prvků v hnojivu
Tab. 3: Přehled základních prvků v hnojivu
Silvamix® A (Silvamix, 2014)
Silvamix® R + stimulátor (Silvamix, 2014)
prvek
Silvamix® A množství %
prvek
Silvamix® R + stimulátor množství %
celkový dusík (N)
17 %
celkový dusík (N)
10 %
fosfor (P2O5)
17 %
fosfor (P2O5)
7%
drasík (K2O)
5%
drasík (K2O)
18 %
hořčík (MgO)
11 %
hořčík (MgO)
7,5 %
síra (S)
3,7 %
síra (S)
4,3 %
10
Tab. 4: Základní složení organominerálního přípravku Vermaktiv Stimul (Enzymix, 2014) složení
Vermaktiv Stimul množství %
celkový dusík (N)
0,5 – 2 %
kyselina antranilová
0,01 – 0,1 %
volné aminokyseliny
0,5 – 2,5 %
sušina
6 – 10 %
3.4 Odběr listových vzorků a měření morfologických charakteristik Na stanovených plochách byly odebírány listové vzorky a měřeny morfologické charakteristiky, mezi něž patří výška nadzemní části, průměr kmene a zdravotní stav. Listové vzorky byly odebírány na konci vegetačního období za pomoci zahradnických nůžek. Odebíraly se pouze přírůsty z téhož roku, které se umísťovaly do papírových sáčků. Sáčky byly následně označeny podle plochy a varianty v místě odběru. Vzorky byly odebírány rovnoměrně po celé ploše tak aby reprezentovali dané varianty. Morfologické charakteristiky byly taktéž měřeny na konci vegetačního období. Výška stromů byla měřena pouze na jedné z výzkumných ploch. Měření probíhalo za pomoci výškoměrné latě, z které se přečetla daná hodnota a zanesla se do zápisníku. Takto byly změřeny i všichni jedinci na všech variantách. Dále proběhlo měření průměru kmene na všech variantách. Měřilo se pomocí digitální průměrky, nebo u větších a asymetrických jedinců byl měřen obvod za pomoci pásma, v dané výšce do 1,3 m. Hodnocení zdravotního stavu bylo uskutečňováno za pomoci vytvořené stupnice (tab. 5). Tab. 5: Hodnocení zdravotního stavu
hodnocení morfologická kvalita nadzemní části a vitalita stromku 1
bez poškození, vitální
2
mírně poškozený a deformovaný, mírně snížená vitalita
3
středně poškozený a deformovaný, snížená vitalita
4
značně poškozený a deformovaný až odumírající
5
odumřelý
11
3.5 Laboratorní vyhodnocení vzorků Vzorky byly zpracovány v akreditované laboratoři Morava s.r.o., se sídlem ve Studénce. Vzorky jehličí byly vysušeny za laboratorních podmínek a dále byly extrahovány ve směsi kyseliny sírové a peroxidu vodíku. Tento postup je určen k přípravě mineralizátu rostlinného materiálu pro stanovení dusíku, fosforu, draslíku, vápníku a hořčíku. Po rozložení peroxidem vodíku a destilování vody je mineralizace dokončena varem s kyselinou sírovou. Stanovení celkového dusíku bylo provedeno coulometricky. Dusík přítomný ve vzorku se mineralizací převede na amonné ionty. Ty jsou titrovány bromanem, který vzniká v alkalickém prostředí z elektrolyticky generovaného bromu. Velikost elektrického náboje potřebného k vytvoření ekvivalentního množství bromanu je úměrná koncentraci amonných iontů v roztoku. Bod ekvivalence je indikován biamperometricky. Fosfor se z biomasy stanovil spektrofotometricky. Fosforečnany tvoří v kyselém prostředí v přítomnosti molybdenanu a vanadičnanu žlutavě zbarvenou heteropolykyselinu
molybdátovanadátofosforečnou.
Intenzita
zbarvení
se
měří
spektrofotometricky a vyhodnocení se provádí metodou kalibrační křivky. Vápník a hořčích byly stanoveny metodou atomové absorpční spektrofotometrie v plameni acetylén – vzduch. Pro potlačení ionizace stanovených prvků byl přidán nadbytek draslíku. Vyhodnocení signálu se provádí metodou kalibrační křivky. Připravuje se směsná kalibrační křivka s modelováním matrice vzorků. Stanovení
draslíku
bylo
provedeno
atomovou
emisní
spetrofotometrií
(plamenovou fotometrií). Po termické excitaci v plameni acetylen – vzduch dochází k vyzáření charakteristického kvanta draslíku. Intenzita záření je úměrná koncentraci draslíku v optické ose přístroje (Zbíral, 1994). 3.6 Statistické vyhodnocení dat Získaná statistická data byla vyhodnocována v programu Statistica Cz. U všech dat byla kontrolována jejich normalita a homogenita rozptylu. Normalita byla vyhodnocována pomocí Shapiro - Wilksova testu a homogenita rozptylu byla testována za pomoci Barttletova testu. Podmínky, u analýzy půdních charakteristik, pro provedení parametrických analýz rozptylu nebyly splněny, proto byla pro stanovení výsledků použita Kruskal - Wallisova anova. Analýzy morfologických charakteristik splnily 12
podmínky normality a homogenity, proto byly vyhodnocovány pomocí parametrické analýzy rozptylu (Anova). Všechny testy proběhly při hladině významnosti α = 0,05 (95%). Vyhodnocení k jednotlivým grafům byly zpracovány za pomoci tabulky optimálních a limitních hodnot (Bergmann, 1988) a vyhodnocení síry podle Materny (1963) který uvádí, že koncentrace 0.5 % a vyšší působí již vysloveně nepříznivě.
Tab. 6: Obsah živin v asimilačních orgánech z hlediska výživy (Bergmann, 1988)
Tab. 7: Poměr prvků v 1. ročníku jehličí smrku ztepilého pro zajištění vyvážené výživy (Hüttl, 1990)
13
4. Výsledky 4.1 Charakteristika výzkumných ploch 4.1.1 Výzkumná plocha Vítkov – mlazina Popis stanovištních podmínek Lokalizace: N 49°46´384´´; E 17°47´090´´ Umístění: LHC Vítkov, porost 715 B1 Nadmořská výška: 480 – 500 m n.m Sklon, expozice: mírný svah 5°, východní Popis fytocenózy: dominuje zde borůvka (Vaccinium myrtillus) s Carex villosa Popis patra dřevin: zajištěná kultura Picea abies Zařazení do lesnicko-typologických jednotek: Soubor lesních typů: 4P Lesní typ: 4P2 Popis půdního prostředí: Půdní typ: Pseudoglej luvický (kambický), morový 0 – 2 cm velmi kyprý opad trávobylinného patra, s jehličím a větvičkami smrku ztepilého hor. L 2 – 5 cm organický materiál drti ze starého porostu, vrstevnaté struktury, silně
prokořeněný,
mírně
vlnitým
barevným přechodem hor. F 5 – 9 cm černá, mírně vlhká, bezstrukturní měl, velmi silně prokořeněná, mírně vlnitým barevným přechodem hor. H
14
9 – 14 cm šedě zbarvený organominerální horizont, hlinité textury, kyprý, jemně struktura, mírně vlhký, skelet se zde nevyskytuje, horizont středně prokořeněný hor. Ah 14 – 33 cm okrová, hlinitá, mírně ulehlá zemina, středně destičkovitá struktura, středně vlhká, slabě prokořeněná, s mírným vlnitým barevným přechodem, bez skeletu, výskyt Mn, Fe konkrecí hor. En 33 – 55 cm rezivá, hlinitá, mírně ulehlá zemina, středně polyedrická struktura, středně vlhká, mírný rovnoměrný přechod, slabě prokořeněná, bez skeletu, výskyt Mn, Fe konkrecí hor. Bm 55 – 90 cm rezivá barva, středně ulehlá zemina, hrubě polyedrická struktura, středně vlhká, bez známky prokořenění, s difuzním liniovým přechodem, slabě skeletnatá s výskytem hrubého štěrku, přítomnost Mn, Fe konkrecí hor. Bmt 90 – 140 cm šedá barva, ulehlá, písčito - hlinitá zemina, hrubě polyedrická struktura, vlhká, bez prokořenění, slabě skeletnatá, výskyt hrubého štěrku, ostrý liniový přechod, přítomnost Mn, Fe konkrecí hor. B/C >140 cm rezivá, písčitá, bezstrukturní
hor. C1
Aplikované přípravky Výzkumné stanoviště bylo rozděleno na čtyři samostatné obdélníkové varianty. Na každé variantě byl aplikován jiný přípravek viz. tab. 8. Tab. 8: Jednotlivé varianty na stanovišti.
Varianta Přípravek 1
Kontrola
2
Vermaktiv Stimul 1:50
3
Silvamix® R + stimulátor
4
Silvamix® A 15
4.1.2 Výzkumná plocha Vítkov – tyčovina Popis stanovištních podmínek Lokalizace: N 49°46´402´´; E 17°47´355´´ Umístění: LHC Vítkov, porost 715 B3 Nadmořská výška: 480 m Sklon, expozice: mírný sklon 6°, jižní expozice Popis fytocenózy: Deschampsia flexuosa Popis patra dřevin: zajištěná kultura Picea abies Zařazení do lesnicko-typologických jednotek: Soubor lesních typů: 4K Lesní typ: 4K1 Popis půdního prostředí: Půdní typ: Kambizem dystrická, luvická mírně oglejená 0 – 1cm suchý šedý opad smrku ztepilého bez trávobylinné příměsi hor. L 1 – 2 cm jehličí v podobě kypré prokořeněné drti hor. F 2 – 4 cm černá, bezstrukturní, velmi kyprá,
mírně
vlhká
měl,
silně
prokořeněná, horizont s mírně vlnitým barevným mírným hor. H 4 – 8 cm tmavě šedá, hlinitá, kyprá, jemně drobtovitá zemina, mírně vlhká, středně prokořeněná, slabě skeletnatá ve formě drobného
štěrku,
horizont
vlnitým barevným přechodem hor. Ah
16
s
ostrým
8 – 18 cm okrová, hlinitá, mírně ulehlá, jemně drobtovitá struktura, mírně vlhká, slabě prokořeněná, slabě skeletnatá ve formě hrubého štěrku, horizont s liniovým barevným přechodem, ojediněle kořenové záteky hor. Bv1 18 – 46 cm okrová, hlinitá, středně ulehlá, středně polyedrická struktura, mírně vlhká, nepravidelně prokořeněná, středně skeletnatá, převážně ve formě hrubého štěrku, horizont s mírně vlnitým barevným přechodem hor. Bv2 46 – 71 cm šedá, hlinitá zemina, ulehlá, středně polyedrická struktura, mírně vlhká, středně skeletnatá, výskyt ve formě hrubého štěrku, velmi slabě prokořeněný horizont, mírně vlnitým barevným přechod hor. Bvg 71 – 95 cm šedá, silně ulehlá, hrubě polyedrická struktura, mírně vlhká, neprokořeněná, středně skeletnatá, ve formě hrubého štěrku, liniový barevný přechod
hor. B/Cg 95 – 130 cm hlinitá, silně ulehlá, hrubě polyedrická struktura, středně vlhká, neprokořeněná, silně skeletnatá, výskyt hrubého štěrku a kamen hor. C1g Aplikované přípravky Výzkumné stanoviště bylo rozděleno na dvě samostatné obdélníkové varianty. Na každé variantě byl aplikován jiný přípravek. Tab. 9: Jednotlivé varianty na stanovišti
Varianta Přípravek 1
Kontrola
2
Vermaktiv Stimul 1:100
17
4.2 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na výživu 4.2.1 Výzkumná plocha Vítkov – mlazina Stav výživy na kontrolním stanovišti Výživa na kontrolní variantě 1. rok po aplikaci, je buď v přijatelné, nebo optimální hodnotě, žádný z prvků se nedostal pod karenční hodnotu pro výživu smrku ztepilého. Jak můžeme vidět dusík (1,35 %, obr. 1) se na kontrolní variantě vyskytuje ve vysoké variabilitě nad karenční hranicí, ale nedosahuje rozmezí optima. Výživa u fosforu (1,28 g/kg, obr. 2) má malou směrodatnou odchylku a nachází se pod hranicí optimálních hodnot. Ostatní prvky tj. draslík 6,27 g/kg (obr. 3), vápník 3,85 g/kg (obr. 4) a hořčík 0,97 g/kg (obr. 5) se nacházejí v rozmezí optimálních hodnot. Draslík s hořčíkem mají větší variabilitu výskytu než vápník. Výživa hořčíkem je zde nejlepší ze všech variant, rozdíl ovšem není statisticky významný. Síra 0,55 g/kg (obr. 6), má nízkou variabilitu a leží v optimu. Posouzení výživy u varianty Vermaktiv Stimul 1:50 Jak můžeme vidět z výsledků změřených rok po aplikaci, všechny prvky se vyskytují v optimálních hodnotách a s větší směrodatnou odchylkou než na kontrolní lokalitě, mimo hořčíku (0,76 g/kg, obr. 5), který je pod hranicí optima a jeho variabilita je nižší. U tohoto přípravku můžeme pozorovat nejnižší průměrnou hodnotu vápníku (obr. 4) a hořčíku (obr. 3) ze všech variant na dané ploše. Přípravek Vermaktiv Stimul by měl dle svého složení zvýšit množství dusíku (1,41 %) a fosforu (1,46 g/kg), z výsledků je patrné, že výživa těmito prvky je lepší než na kontrolní variantě, ale není statisticky významná. Zejména u fosforu (obr. 2) je vidět velký rozdíl oproti všem variantám. Síry (0,56 g/kg, obr. 6) je zde statisticky neprokazatelné vyšší množství než na kontrolním stanovišti. Posouzení výživy u varianty Silvamix® R + stimulátor Z výsledků změřených 1. rok po aplikaci na dané variantě vidíme, že dusík (1,73 %, obr. 1) má nízkou variabilitu a nalézá se nad hranicí optimální hodnoty. U ostatních prvků můžeme konstatovat, že se nalézají v optimální hodnotě, i když u hořčíku (0,80 g/kg, obr. 5) neleží celá směrodatná odchylka v optimu ale průměrná hodnota ano. Jak vidíme z výsledků fosfor 1,52 g/kg (obr. 2), draslík 7,31 g/kg (obr. 3), vápník 4,20 g/kg (obr. 4) májí úzkou variabilitu. 18
Při porovnání s kontrolní variantou můžeme vidět, že všechny prvky jsou ve statisticky významném vyšším množství, až na hořčík, kde průměr měřených hodnot sice leží v optimu, ale dolní část směrodatné odchylky už je pod hranicí. Síra dosáhla hodnoty 0,63 g/kg (obr. 6) a má statisticky významné navýšení hodnot oproti kontrole, leží v optimu. Posouzení výživy u varianty Silvamix A Z výsledků naměřených 1. rok po aplikaci hnojiv je patrné, že dusík (1,69 %, obr. 1) má nízkou variabilitu, nachází se v optimálních hodnotách a výživa je nejlepší ze všech variant. Fosfor 1,52 g/kg (obr. 2), draslík 6,93 g/kg (obr. 3) a vápník 4,87 g/kg (obr. 4) mají nízkou směrodatnou odchylku a leží v optimálních hodnotách. Hořčík (0,88 g/kg, obr. 5) leží v optimální hodnotě, ale část směrodatné odchylky leží pod hranicí optima. V porovnání s kontrolní variantou je patrné, že dusík, fosfor, draslík a vápník (obr. 1, 2, 3, 4) jsou zastoupeny se statisticky významnou vyšší hodnotou. Hořčík (obr. 5) se nachází v nižším množství, než na kontrolní variantě. Síra (0,69 g/kg, obr. 6) dosahuje vyššího množství, statisticky významného.
Obr. 1: vliv hnojiv na výživu dusíkem u smrku
Obr. 2: vliv hnojiv na výživu fosforem u smrku
ztepilého, 1 rok po aplikaci
ztepilého, 1 rok po aplikaci
19
Obr. 3: vliv hnojiv na výživu draslíkem u smrku
Obr. 4: vliv hnojiv na výživu vápníkem u smrku
Ztepilého, 1 rok po aplikaci
ztepilého, 1 rok po aplikaci
Obr. 5: vliv hnojiv na výživu draslíkem u smrku
Obr. 6: Zjištěné množství síry na jednotlivých
Ztepilého, 1 rok po aplikaci
variantách
4.2.2 Výzkumná plocha Vítkov – tyčovina Posouzení výživy na kontrolní variantě Ze zjištěných výsledků změřených 1. rok po aplikaci můžeme pozorovat, v jakém množství se vyskytují dané prvky. Z obr. 7 je patrné, že dusík (1,18 %) má širokou variabilitu a leží pod hranicí optima. Další pozorovaný byl fosfor 1,4 g/kg (obr. 8), který leží v optimu a má poměrně širokou směrodatnou odchylku. Draslík 5,95 g/kg (obr. 9), který má vysokou variabilitu a nachází se v optimálních hodnotách. Vápník (3,87 g/kg, obr. 10) je v optimu a má také širokou směrodatnou odchylku. Pod hranicí optima se nachází hořčík 0,74 g/kg (obr. 11), u kterého pouze směrodatná odchylka dosahuje optima a má menší variabilitu než na druhém stanovišti. U síry je patrné, že množství je vyšší, než na stanovišti kde byl aplikován Vermaktiv Stimul. Síra 0,51 g/kg (obr. 12), leží v optimu a má úzkou směrodatnou odchylku. 20
Posouzení výživy u varianty Vermaktiv Stimul 1:100 Z výsledků 1. rok po aplikaci na této variantě můžeme vidět, že dusík (1,23 %, obr. 7) je pod optimem, ovšem jeho variabilita je vyšší než na kontrolním stanovišti. Fosfor (1,33 g/kg, obr. 8) je v rámci optimálních hodnot a má menší variabilitu než na kontrolní variabilitě. Další prvek byl draslík 6,27 g/kg (obr. 9), který se nachází v optimálních hodnotách a má nižší variabilitu. Vápník (3,23 g/kg, obr. 10) je v optimu. U hořčíku (0,75 g/kg, obr. 11) můžeme vidět, že zasahuje částečně do spodní hranice optima a má širokou směrodatnou odchylku. V porovnání z kontrolní plochou je vidět, že množství dusíku bylo navýšeno a fosforu je na variantě naopak méně, hodnoty nejsou statisticky významné. Draslík u této varianty má vyšší hodnoty, stejně tak i hořčík, který má velkou směrodatnou odchylku, tyto hodnoty jsou patrné, ale ne statisticky významné. Statisticky významný pokles je ovšem pozorovatelný u vápníku. Přípravek Vermaktiv Stimul by měl na variantě podpořit zvýšení dusíku a fosforu, kdy na této variantě fosfor naopak ubyl. Z obr. 12 je patrné, že množství síry (0,47 g/kg) oproti kontrolní variantě se statisticky významě snížilo.
Obr. 7: vliv hnojiv na výživu dusíkem u smrku
Obr. 8: vliv hnojiv na výživu fosforem u smrku
ztepilého, 1. rok po aplikaci
ztepilého, 1. rok po aplikaci
21
Obr. 9: vliv hnojiv na výživu draslíkem u smrku
Obr. 10: vliv hnojiv na výživu vápníkem u smrku
ztepilého, 1. rok po aplikaci
ztepilého, 1. rok po aplikaci
Obr. 11: vliv hnojiv na výživu hořčíkem u smrku
Obr. 12: zjištěné množství síry na jednotlivých
ztepilého, 1. rok po aplikaci
variantách
4.3 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na morfologické poměry 4.3.1 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na výškový přírůst 4.3.1.1 Výzkumná plocha Vítkov – mlazina Posouzení výškového přírůstu sazenic Měření výškového přírůstu probíhala pouze na výzkumné ploše mlazina. Měření proběhlo v létě při aplikaci hnojiv a na podzim roku 2012. Následně na to další rok na podzim 2013, po ukončení růstového přírůstu sazenic. Výsledky jsou znázorněny v obr. 13, 14. Posouzení výškového přírůstu na kontrolní variantě Z obr. 13 vidíme, že kontrolní varianta měla počáteční výšku podobnou jako na ostatních variantách. Při následujícím měření (podzim 2012) je viditelný průměrný přírůst 34 cm. Měření z následujícího podzimu (2013) ukazuje, že varianta stále 22
vykazuje viditelný přírůst a to průměrně 40cm. Přírůst na variantě za 1. rok (obr. 14) byl v průměru 41 cm. Posouzení výškového přírůstu u varianty Vermaktiv Stimul 1:50 Ze změřených výsledků (obr. 13) byla při prvním měření (léto 2012) průměrná výška na této lokalitě o 15 cm nižší než na kontrolní variantě. Při měření na podzim byl změřen viditelný přírůst a rozdíl mezi kontrolní variantou se snížil. Další měření na podzim (2013) ukázalo, že sazenice dál přirůstají ve viditelném množství, ovšem za kontrolní variantou zaostává a průměrných 18 cm. Rozdíl oproti kontrolní variantě se tedy zvýšil ještě více, než při začátku měření. Průměrný přírůst za 1. rok (obr. 14) je 36 cm, tento přírůst byl ze všech pozorovaných variant nejnižší. U uvedených hodnot je patrné změny, ale nejsou statisticky významné. Posouzení výškové přírůstu u varianty Silvamix® R + stimulátor Z výsledků u této varianty (obr. 13) vidíme, že první měření (léto 2012) byla výška nejnižší ze všech měřených variant, ovšem už u měření na podzim vidíme vyšší přírůst (3 cm) oproti kontrole. Měření probíhající následující podzim (2013) ukazuje, jak výživa na této variantě značně podpořila přírůst. Rozdíl v přírůstu proti kontrole je 9 cm a netvoří statisticky významný rozdíl. Přírůst za 1. rok (obr. 14) je průměrných 48 cm. Posouzení výškového přírůstu u varianty Silvamix® A Z výsledků měřených na této variantě (obr. 13) vidíme, že počáteční výška je stejná jako na kontrolní variantě. U měření na
podzim
je
viditelný
statisticky
nevýznamný nárůst oproti kontrole a to o 7 cm. Z měření na podzim (2013) můžeme
vidět,
že
varianta
dosáhla
nejvyššího přírůstu na ploše. Průměrný přírůst změřený za 1. rok (obr. 14) 47cm. Obr. 13: vliv hnojiv na výškový přírůst
23
Obr. 14: přírůst měřený za 1. rok
4.3.2 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na tloušťkový přírůst 4.3.2.1 Výzkumná plocha Vítkov - mlazina Posouzení tloušťkového přírůstu na kontrolní variantě Měřené hodnoty pochází z měření za 1. rok. Jak můžeme vidět z výsledků (obr. 15) na kontrolní variantě je počáteční přírůst vyšší než u jiných variant, ale ne nejvyšší. Měření následující rok vykazuje znatelný přírůst průměrně o 2 cm. Posouzení tloušťkového přírůstu u varianty Vermaktiv Stimul Hodnoty naměřené 1. rok po aplikaci na této variantě (obr. 15), jsou v počátečním stavu nižší než na kontrolním stanovišti. Další rok změřené hodnoty poukazují na viditelný tloušťkový přírůst, který je ale nižší než na kontrolní variantě. Posouzení tloušťkového přírůstu u varianty Silvamix® R + stimulátor Počáteční stav na tomto stanovišti je nižší než na kontrole a je podobný hodnotám u varianty Vermaktiv stimul. Výsledné hodnoty naměřené 1. rok po aplikaci u této varianty (obr. 15) vykazují statisticky významný přírůst, který je vyšší než na kontrolní variantě.
Obr. 15: vliv hnojiv na tloušťkový přírůst, mlazina
24
Posouzení tloušťkového přírůstu u varianty Silvamix® A Naměřené hodnoty na této variantě (obr. 15) poukazují na vysoký počáteční stav, který je ze všech variant největší. Změřený tloušťkový přírůst 1. rok po aplikaci hnojiva tvoří statisticky významný rozdíl, vyšší než na kontrolní variantě. Tato varianta vykazuje nejvyšší naměřený tloušťkový přírůst na celé ploše.
4.3.2.2 Výzkumná plocha Vítkov – tyčovina Posouzení tloušťkového přírůstu na kontrolní variantě Naměřené hodnoty (obr. 16) jsou 1. rok po aplikaci hnojiva. Počáteční tloušťka na kontrolním stanovišti se pohybuje průměrně okolo 29 cm a je nižší než počáteční stav na variantě s aplikovaným hnojivem. Měření následující rok ukazuje průměrný přírůst 2 cm. Posouzení tloušťkového přírůstu u varianty Vermaktiv Stimul Hodnoty byly na měřené 1. rok po aplikaci (obr. 16) a můžeme vidět, že
počáteční
stav
je
vyšší
než
na kontrolním stanovišti. A přírůst změřený následující rok je nižší než na
kontrole.
Rozdíl
tloušťkového
přírůstu mezi variantou Vermaktiv stimul a kontrolou je 0,5 cm. Obr. 16: vliv hnojiv na tloušťkový přírůst, tyčovina
4.4 Vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na zdravotní stav 4.4.1 Výzkumná plocha Vítkov – mlazina Vyhodnocení zdravotního stavu probíhalo za pomoci stanovené stupnice (tab. 5), která obsahovala 5 stupňů, kde 1 stupeň byla zdravá, vitální rostlina a 5 stupeň byl odumřelý jedinec.
25
Posouzení zdravotního stavu na kontrolní variantě Jak můžeme vidět (obr. 17) zdravotní stav na kontrolní variantě není úplně ideální. Počáteční zdravotní stav byl nejhorší ze všech variant a následující rok můžeme vidět mírné zlepšení v průměru o 0,25. Posouzení zdravotního stavu u varianty Vermaktiv Stimul Na té variantě (obr. 17) byl počáteční zdravotní stav jen o trochu lepší než na kontrolním stanovišti. Ovšem jak je vidět z výsledků následující rok, projevuje se statisticky významný vzestup úrovně zdravotního stavu oproti kontrole. Posouzení zdravotního stavu u varianty Silvamix® R + stimulátor Pozorování na této variantě (obr. 17) ukazuje, že počáteční stav byl nejlepší z celé plochy. Následující rok se zdravotní stav ještě zlepšil a byl značně vyšší než na kontrolní variantě, ovšem navýšení není statisticky významné. Z použitých hnojiv ovšem vykazuje nejmenší zlepšení zdravotního stavu. Posouzení zdravotního stavu u varianty Silvamix® A Měření na této variantě (obr. 17) ukázalo, že počáteční zdravotní stav byl jen nepatrně lepší než na kontrole a při měření následující rok se zdravotní stav statisticky významně zlepšil průměrně o 0,4. Obr. 17: Posouzení zdravotního stavu, mlazina
4.4.2 Výzkumná plocha Vítkov – tyčovina Posouzení zdravotního stavu na kontrolní variantě Z naměřených hodnot (obr. 18) vidíme, že počáteční stav byl tvořen mírně poškozenými jedinci.
Z výsledků
pozorování
je
patrné,
a značně se rozšířila směrodatná odchylka.
26
že
zdravotní
stav
se
zhoršil
Posouzení zdravotního stavu u varianty Vermaktiv Stimul Výsledky
z této
varianty
(obr.
19)
ukazují, že počáteční stav byl lepší než na kontrolním stanovišti. Dalším rokem úroveň o
zdravotního
statisticky
stavu
poklesla
nevýznamné
hodnoty
a dostala se do horšího stavu než kontrola. Obr. 19: Posouzení zdravotního stavu, tyčovina
27
5. Diskuze Ze zjištěných výsledků můžeme usuzovat, že vliv hnojiv na výživu je různorodý. Měření výsledků probíhalo 1. rok po aplikaci hnojiv. Hnojiva by se měli aplikovat v optimálních dávkách, při zvýšení dávkování dojde k větší intenzitě růstu nadzemní části, ovšem poměr objemu kořenů k nadzemní části se snižuje (Nárovcová, 2007). Jako první se zaměříme na organominerální stimulační přípravek Vermaktiv Stimul, který byl aplikován na obou výzkumných plochách. Z výsledků je patrné, že hnojivo mělo vliv na zvýšení dusíku, draslíku a částečně fosforu v jehličí. Naopak dle kontrolního stanoviště je vidět negativní vliv na vápník a hořčík. Zajímavý je vliv hnojiva na síru, kdy je hodnota buď stejná jako na kontrole nebo dokonce nižší. Další přípravek Silvamix® R + stimulátor vykazuje statisticky významné navýšení všech prvků ve výživě až na hořčík, u kterého je patrný pokles hodnot vůči kontrole. K podobným výsledkům došel i Vavříček et al. (2011), který uvádí, že již po prvním vegetačním období bylo viditelné zlepšení výživy základních živin. Nárůst hodnot u dusíku je až příliš vysoký a dostává se tak nad hranici optimálních hodnot. Tento přípravek prokazuje značné zlepšení oproti kontrole i přípravku Vermaktiv Stimul. Je zde ovšem patrné zvýšení hodnot síry, která je součástí hnojiva. Přípravek Silvamix® A aplikovaný na výzkumné ploše mlazina vykazuje velmi dobré výsledky. Stejně jako u předešlého hnojiva jsou všechny prvky statisticky významně navýšeny. Mimo již zmiňovaný hořčík, který zde ale má lepší hodnoty než u předešlého případu. Tento nedostatek hořčíku ve své práci popisuje i Vavříček et al. (2011), který uvádí, že tento jev způsobuje vysoký obsah foliárního draslíku v hnojivech, který následně snižuje podíl fosforu a hořčíku ve výživě. Vliv hnojiv z hlediska přírůstu byl vyhodnocován pouze na výzkumné ploše Vítkov - mlazina. Ze změřených výsledků je patrné, že rozdílné hodnoty jednotlivých variant nejsou statisticky významné, ale rozdíl je patrný. Nejlepší přírůst pozorujeme u hnojiv řady Silvamix®, kde je rozdíl mezi přírůsty téměř shodný. Naopak u organominerálního přípravku Vermaktiv Stimul je patrný nižší přírůst než na ostatních variantách i kontrolním stanovišti. Remeš et al. (2004) a Vavříček et al. (2011) uvádí, že již první rok po aplikaci pomalu rozpustných hnojiv řady Silvamix® zaznamenaly statisticky významné přírůsty oproti kontrolním lokalitám. Nízká přírůstovou reakci bych hodnotil tak, že výživa jednotlivých variant není jediný limitující faktor sazenic
28
a zásadní vliv může mít i nedostatek živin v půdě, rozdílné mikroklimatické podmínky, které mohou překrývat účinek hnojiv. Tloušťkový přírůst se na jednotlivých výzkumných plochách lišil. U plochy mlazina byly hodnoty statisticky významné. Z počátečního stavu je vidět, že tloušťka dřevin na stanovišti je různá. Největší zaznamenaný přírůst je u varianty Silvamix® A. Naopak u varianty Vermaktiv Stimul je přírůst nižší než na kontrole. U druhé výzkumné plochy (Tyčovina) nejsou hodnoty statisticky významné a přírůst u varianty s hnojivem (Vermaktiv Stimul) je nižší než na kontrolní variantě. Rovnováha ve výživě mezi jednotlivými hnojivy je v poměrně vyhovujícím stavu, až na draslík a síru.
Poměry mezi jednotlivými prvky výživy, byly
vyhodnocovány podle Hüttla (1990) tab. 7. Z vyhodnocení je patrné, že na lokalitě je značně v nepoměru vápník ve vztahu s draslíkem, kdy draslíku je na dané množství vápníku nedostatek. Další nepoměr nastává mezi sírou a vápníkem, síry je nedostatečné množství. Nevyhovující poměr je i u síry ve vztahu k hořčíku, kdy síry je malé množství. Pokud tedy shrneme výsledky zjistíme, že na lokalitě je potřeba pro vyváženou výživu navýšit množství draslíku a síry. Tab. 10: Výsledné hodnoty poměrů mezi prvky (červeně poměry nesplňující požadavky)
Výzkumná plocha Vítkov - mlazina Poměr prvků N/Ca N/Mg K/Ca K/Mg S/Ca S/Mg S/N
Vítkov - tyčovina
V 1:50 S R + stim. SA K V 1:100 K 3,87 4,13 3,47 3,50 3,82 3,04 18,42 21,58 19,17 13,88 16,44 15,83 1,81 1,74 1,42 1,63 1,94 1,54 8,64 9,10 7,88 6,46 8,36 8,00 0,15 0,15 0,14 0,14 0,15 0,13 0,74 0,78 0,79 0,57 0,63 0,69 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
Zdravotní stav se po aplikaci zlepšil na všech variantách a žloutnutí smrků se výrazně zbrzdilo, k tomuto výsledku došel i Remeš et al. (2004). Hlavní faktory poškození dřevin jsou způsobeny poškozováním dřevin přísušky a václavkou (Armillaria (Fr.) Staude). Lomský et al. (2006) popisuje ve své práci zaměřené na žloutnutí smrku v Krušných horách, že při aplikaci hořečnatého hnojiva Silvamix® F4 se výrazně zvýšily obsahy živin v jehličí, zlepšil se zdravotní stav porostů a uvádí, že žloutnutí dřevin se dá zamezit včasnou aplikací hnojiva. 29
Při porovnání výzkumných ploch se zaměřením na organominerální přípravek Vermaktiv Stimul můžeme vidět výživu, která je na plochách téměř totožná. Rozdíly jsou pouze u variability dusíku, fosforu, draslíku a vápníku. Obsah živin v jehličí se nachází na úrovni optimálních hodnot, vyjma hořčíku. Poměr mezi jednotlivými prvky je vyvážený, v malém množství se projevuje nedostatek vápníku. Z naměřených hodnot je zajímavý zvýšený nárůst biomasy (výškový přírůstek) u varianty Silvamix® R + stimulátor. Tento zvýšený přírůst je pravděpodobně podmíněn zvýšeným množstvím dusíku a draslíku ve výživě, které zde jsou v nejvyšších koncentracích. Výrazný tloušťkový přírůst vykazuje varianta Silvamix® A (průměrně o 0,8 cm), ten by mohl být podmíněn dostatečným množství dusíku a nejvyšší hodnotou vápníku na výzkumné ploše. Vyhodnocení jednotlivých hnojiv Hnojiva řady Silvamix® mají výrazný vliv na zvýšení živin ve výživě rostliny a na její výškové a tloušťkové přírůsty. Pro stabilitu porostu je důležitá rovnováha ve výživě, hnojení hnojivy řady Silvamix® vede ke zlepšení výživy a k odstranění deficitních příznaků, což potvrzuje i studie Podrázského et al. (2003). Kuneš et al. (2008) uvádí, že hnojivo Silvamix® má vysokou pozitivní odezvu a výhodná je i jeho aplikace, která je např. oproti mletému amfibolitu 50krát nižší. Další použitý přípravek Vermaktiv Stimul neučinil tak závratné zlepšení výživy jako předešlá hnojiva, jeho vliv je značně různorodý, závislý na stanovištních podmínkách. Jeho aplikace vedla k výraznému zlepšení zdravotního stavu na těchto variantách. Výzkum jako takový bych hodnotil jako zdařilý, i když nasbíraná data jsou pouze z krátkého časového období (1. rok) a proto zde není možno vyhodnotit delší časový vývoj. Jako další nedostatek by se dala vyhodnotit absence dat s počátečním stavem výživy před aplikací hnojiv, pro lepší srovnání vlivu. Naměřené hodnoty by neměly být ovlivněny žádnou velkou chybou. Jediné co je spekulativní, je hodnocení zdravotního stavu, kdy záleží na pohledu hodnotitele a více lidí může mít jiný názor na zařazení rostliny do dané stupnice. Značně limitující jev byl počáteční stav výzkumných ploch, které byly přehoustlé, a měly zhoršený zdravotní stav.
30
6. Závěr Cílem
této
bakalářské
práce
bylo
vyhodnotit
efekt
minerálních
hnojiv
a organominerálního stimulačního přípravku na výživu a odrůstání smrku ztepilého v zájmové oblasti (přírodní lesní oblast 29 - Nízký Jeseník). Vliv hnojiv byl pozorován na dvou výzkumných plochách, kde byla hnojiva bodově aplikována k sazenicím na jednotlivých variantách. Účinek hnojiv zde byl prozatím vyhodnocován po dobu 1 roku od aplikace. Pravidelně zde byly odebírány vzorky asimilačního aparátu, měřeny délky vrcholových prýtů a dále byly měřeny tloušťkové přírůsty (všechny operaci probíhaly jednou ročně). V této práci najdeme vyhodnocení vlivu aplikovaných hnojiv na výživu a odrůstání sazenic smrku ztepilého. Na vybraných plochách byly aplikovány hnojiva řady Silvamix® (Silvamix® R + stimulátor, Silvamix® A) a organominerální stimulační přípravek Vermaktiv Stimul. Hnojivo Silvamix® R + stimulátor výrazně ovlivnilo sledované prvky ve výživě. První rok od aplikace můžeme vidět významný nárůst fosforu, draslíku, vápníku, síry a dusíku, který se dostává až na hranici optimální hodnot. Naopak můžeme pozorovat, že hnojivo má vliv na slabý pokles vápníku. Vliv hnojiva na odrůstání sazenic byl největší ze všech pozorovaných přípravků. Z pohledu tloušťkového přírůstu hnojivo vykazuje průkazného přírůstu. Vliv na zdravotní stav není statisticky prokázán. Hnojivo Silvamix® A, které oproti předešlému přípravku obsahuje větší množství dusíku, draslíku a hořčíku prokazatelně ovlivnilo výživu sledovaných prvků. První rok po aplikaci ve výživě pozorujeme nárůst dusíku, fosforu, draslíku, vápníku a síry (nejvyšší hodnota ze všech pozorovaných přípravků). Stejně jako u Silvamixu® R + stim. nastal mírný pokles hořčíku ve výživě. Hnojivo vykazuje pozitivní vliv na odrůstání vrcholových prýtů a tloušťkové přírůsty, ty vykazují nejvyšší hodnoty z aplikovaných přípravků. U hnojiva je patrné i zlepšení zdravotního stavu sazenic. Vliv nového organominerálního stimulačního přípravku Vermaktiv Stimiul byl posouzen na dvou výzkumných plochách. Z výsledků je viditelné, že efekt nebyl tak výrazný jako u předešlých přípravků. Rok po aplikaci pozorujeme mírné navýšení dusíku, draslíku částečně fosforu a hořčíku. Vliv na odrůstání a tloušťkový přírůst nebyl prokázán, jednotlivé varianty dosahovaly nižších hodnot jako kontrola. Přípravek ovšem velmi pozitivně ovlivnil zdravotní stav porostů a to nejlépe ze všech použitých přípravků.
31
Z výše shrnutých hodnot je patrný vliv jednotlivých hnojiv v celé šetřené oblasti. Jednotlivé efekty hnojiv se ovšem liší v závislosti na ekologických podmínkách stanovišť. Vývoj a odrůstání kultur smrku ztepilého je také ovlivňován řadou limitních faktorů (mikroklimatické podmínky, klimatické výchylky, půdní prostředí chudé na živiny), tyto faktory mohou do značné míry vliv chemické meliorace omezovat. Na základě výsledků lze konstatovat, že bodová aplikace vhodně zvoleného hnojiva může mít značný přínos na výživu sazenic, jejich vývoj a odrůstání. Dále je patrné, že při správně aplikaci sledovaných hnojiv můžeme dosáhnout lepších zdravotních stavů narušených lesních porostů.
32
Summary The aim of this thesis was to evaluate the effect of mineral fertilizers and organomineral stimulation product on nutrition and re-growth of spruce in the area of interest (natural forest area of 29 –Nízký Jeseník). The effect was evaluated on two research areas where the fertilizers were applied with point technology
to each
seedlings. The
evaluation was running one year after the application.The samplings were collected periodically.On selected plots were applied fertilizer of Silvamix ® series (Silvamix ® R + stimulator Silvamix ® A) and organomineral product Vermaktiv stimulus. The nutrition was significantly influenced by Fertilizer Silvamix ® R + stimulator. There is a noticeable increase of phosphorus, potassium, calcium, sulfur and nitrogen after the first year of application. Fertilizer has the highest influence on the growth of seedlings. Fertilizer Silvamix ® A clearly have influenced the nutrition. There is a noticeable increase of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, sulfur and magnesium decrease one year after the application. Fertilizer positively effect the re-growth of the seedlings and creates the tree ring increment. There is a noticeable improvement in health condition. The impact of new organomineral product Vermaktiv Stimul was not as significant as in previous products. We can see slight increase in nitrogen and potassium one year after the application. The product has a positive effect on the health condition. The effect of fertilizers is affected by a number of limit factors (climatic conditions, climatic fluctuations, soil environment poor on nutrient), which can reduce the effect.It can be stated from the results that the appropriate point application technology of fertilizers can have a positive effect on nutrition, development and regrowth of seedlings. Suitable application can also improve the health condition of vegetation.
33
Seznam použité literatury CULEK, M., 1996. Biogeografické členění České republiky. Praha, Enigma, 347 s. DEMEK, J. et al., 1987. Hory a nížiny. Zeměpisný lexikon ČSR. Academia, Praha., 643 s. HRUŠKA, J., CIENCALA, E., (eds.). 2005. Dlouhodobá acidifikace a nutriční degradace lesních půd – limitující faktor současného lesnictví. Praha, Česká geologická služba, 153 s. HÜTTL, R. F., 1990. Nutrient supply and fertilizer experiments in view of N saturation. Plant Soil, 128: 45–48. KUNEŠ, I., BALCAR, V., BALÁŠ, M., 2008. Porovnání účinků Silvamixu s účinky mletého amfibolitu. Lesnická práce, 4: 257–259. LOMSKÝ, B., ŠRÁMEK, V., MAXA, M., 2006. Fertilizing measure to decrease Norway spruce yellowing. Journal of Forest Science, Issue SPEC. ISS: 65–72. MATERNA, J., 1963. Výživa a hnojení lesních porostů. SZN, Praha, 227 s. NÁROVCOVÁ, J., JURÁSEK, A., 2007. Vliv intenzity hnojení na růst krytokořených semenáčků buku lesního. Zprávy z lesnického výzkumu, 4: 298–301. NĚMEČEK, J., A KOL., 2001. Taxonomický klasifikační systém půd České republiky. ČZU Praha, VÚMOP Praha, 78 s. PELÍŠEK, J., 1964. Lesnické půdoznalství. SZN, Praha, 568 s. PLÍVA, K., ŽLÁBEK, I., 1986. Přírodní lesní oblasti ČSR. Praha, SZN, 313 s. PODRÁZSKÝ, V., REMEŠ, J., ULBRICHOVÁ, I. 2003. Biological and chemical amelioration eff ects on the localities degraded by buldozer site preparation in the Ore Mts. – Czech Republic. Journal of Forest Science, 7: 141-147. PRŮŠA, E., 2001. Pěstování lesa na typologických základech. Lesnická práce, Kostelec na Černými lesy, 593 str. REMEŠ, J., VIEWEGH, J., PODRÁZSKÝ, V., VACEK, S., 2004. Výsledky aplikace hnojiv hnojiv SILVAMIX v lesních porostech. Lesnická práce, 83: 25–73. ŠÁLY, R., 1978. Poda základ lesnej produkcie. Príroda, vydavatelstvo kníh a časopisov, Bratislava., 235 s. ŠIMEK, M., 2003. Základy nauky o půdě - 1. Neživé složky půdy. České Budějovice, Biologická fakulta JU, 131s.
34
VAVŘÍČEK, D., 2011. Péče o úrodnost půd v lesních školkách. In Péče o půdu v lesních školkách - Sborník referátů přednesených na instruktážním kurzu. Brno, Tribun EU s.r.o. 46–77. VAVŘÍČEK, D., PECHÁČEK, J., BALÁŽ, G., 2011 Vliv hnojení na výživu a růst smrku ztepilého (Picea abies /L./Karsten) na lokalitě Špičák v oblasti Krušných hor. Zpráva lesnického výzkumu, 2: 130–136. ZBÍRAL, J., 1994. Analýza rostlinného materiálu. Jednotné metodické postupy. Brno, SKÚZS, 170 s.
Seznam internetových zdrojů ENZYMIX, Vermaktiv stimul [online] citováno 2. května 2014. Dostupné na: http://www.enzymix.eu/produkty/zemedelstvi/ SILVAMIX, Složení hnojiv [online] na: http://silvamix.com/cz/poptavka
citováno
2.
května
2014.
Dostupné
ŠRÁMEK, V., NOVOTNÝ, R., Stav lesních půd a chřadnutí smrku [online] citováno 18. dubna 2014. Dostupné na: http://www.silvarium.cz/lesnicka-prace-c-6-13/stavlesnich-pud-a-chradnuti-smrku POD, Slezká Harta [online] citováno na: http://www.pod.cz/stranka/slezska-harta.html
27.
dubna
2014.
Dostupné
WILTSCH K., LELEK p., Řeka odra I [online] citováno 27. dubna 2014. Dostupné na: http://www.oderske-vrchy.cz/clanek/vodopis/reka-odra-i/1/
35
Přílohy Seznam použitých příloh Obr. 1: Výzkumná plocha Vítkov - mlazina Obr. 2: Pohled na hranici výzkumné plochy, Vítkov - mlazina Obr. 3: Ukázka odumřelého jedince, Vítkov - mlazina Obr. 4: Pohled do porostu, Vítkov - mlazina Obr. 5: Výzkumná plocha Vítkov - tyčovina Obr. 6: Pohled do porostu, Vítkov - tyčovina Obr. 7: Ukázka označování jedinců, Vítkov - tyčovina Obr. 8: Okraj porostu, kde je umístěna výzkumná plocha Vítkov - tyčovina a pohled na přístupovou cestu
36
Obr. 1: Výzkumná plocha Vítkov - mlazina
Obr. 2: Pohled na hranici výzkumné plochy, Vítkov - mlazina
37
Obr. 3: Ukázka odumřelého jedince, Vítkov - mlazina
Obr. 4: Pohled do porostu, Vítkov - mlazina
38
Obr. 5: Výzkumná plocha Vítkov - tyčovina
Obr. 6: Pohled do porostu, Vítkov - tyčovina
39
Obr. 7: Ukázka označování jedinců, Vítkov - tyčovina
Obr. 8: Okraj porostu, kde je umístěna výzkumná plocha Vítkov - tyčovina a pohled na přístupovou cestu
40