Sergej Usťak
Pěstování a využití šťovíku krmného v podmínkách České republiky METODIKA PRO PRAXI Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.
2007
Metodika vznikla za finanční podpory MZe ČR a je výstupem řešení projektu MZE0002700601 „Principy vytváření, kalibrace a validace trvale udržitelných a produktivních systémů hospodaření na půdě.“
© Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 2007 ISBN 978-80-87011-26-3
Sergej Usťak
Pěstování a využití šťovíku krmného v podmínkách České republiky METODIKA PRO PRAXI
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. 2007
Pěstování a využití šťovíku krmného v podmínkách České republiky Cílem metodiky je poskytnout zemědělcům, zemědělským poradcům a všem zájemcům a pěstování a zpracování zemědělské biomasy jako obnovitelného zdroje surovin a energie základní informace o perspektivní netradiční energetické plodině - šťovíku krmném (Rumex patientia L. x Rumex tianschanicus A.Los.). Doposud komplexní metodika pěstování této plodiny zpracována nebyla. Publikace poskytuje základní botanickou charakteristiku rostliny, specifikuje půdně-ekologické nároky rostliny na stanoviště, popisuje způsoby zakládání porostů, agrotechniku pěstování, hnojení, ochrany rostlin, sklizně a posklizňového ošetření a dává přehled hlavních možností využití.
Cultivation and use of fodder sorrel in conditions of Czech Republic Aim of the methodology is to provide farmers, agriculture consultants and all persons interested in cultivation and processing of agriculture biomass as a renewable energy and material source with basic information on perspective unconventional energy crop – fodder sorrel (Rumex patientia L. x Rumex tianschanicus A.Los.). Up to now, there has not been worked out any complex methodology. The publication provides basic botanical characterization of the crop, specifies soil-ecological conditions of the habitat for the crop, describes the ways of growth establishment, agrotechnology of cultivation, fertilizing, plant protection, ingathering and of after-treatment and gives an overview of main utilization possibilities.
Metodika je určena zemědělcům, zemědělským poradcům a všem zájemcům o pěstování a zpracování zemědělské biomasy jako obnovitelného zdroje surovin a energie. Metodika byla oponována a schválena Ministerstvem zemědělství ČRodborem rostlinných komodit pod č.j. 696/2008-17220. Ministerstvo zemědělství doporučuje tuto metodiku pro využití v praxi.
2
OBSAH
1. Úvod. ................................................................................................ 4 2. Původ a historie plodiny................................................................ 5 3. Botanické zařazení a popis plodiny ............................................ 8 4. Nároky na stanoviště ..................................................................... 9 5. Optimální pěstitelské postupy a agrotechnika. ....................... 10 5.1. Předplodiny............................................................................................. 10 5.2. Příprava půdy......................................................................................... 10 5.3. Osevní postup a agrotechnika ........................................................... 10 5.4. Hnojení.................................................................................................... 12 5.5. Ochrana .................................................................................................. 14 5.6. Termíny sklizně...................................................................................... 16 5.7. Likvidace porostů .................................................................................. 19
6. Výnosový potenciál ...................................................................... 19 7. Ekonomika pěstování .................................................................. 22 8. Potenciální možnosti využití....................................................... 26 9. Provozní zkušenosti, rizika, problémy a doporučení ............. 27 10. Závěry .......................................................................................... 29 11. Literatura ..................................................................................... 29
3
1. Úvod. Produkce a využití zemědělské biomasy jako obnovitelného zdroje surovin a energie je velmi důležitou součástí udržitelného rozvoje venkova a řeší celou řadu ekonomických, sociálních a ekologických problémů společnosti, zejména: 1) snížení emisí CO2 a zmírnění skleníkového efektu; 2) substituce fosilních paliv a surovin obnovitelnými zdroji surovin a energie; 3) udržitelné využití přebytku půd vzniklého nadprodukcí potravinářské zemědělské produkce; 4) udržitelný rozvoj venkovských oblastí a snížení úrovně nezaměstnanosti; 5) inovace zemědělského trhu a rozšíření sortimentu zemědělských komodit; 6) zvýšení národní energetické soběstačnosti využitím domácích energetických zdrojů. V zájmu udržitelného rozvoje venkova v České republice a ostatních členských států EU je postupné snižování výměry intenzívně obdělávané zemědělské půdy. Toto snížení by mělo probíhat převodem zemědělské půdy na nepotravinářské využití, tj. pro pěstování rostlin k průmyslovým a energetickým účelům. Mezi nejperspektivnější nepotravinářské plodiny za účelem produkce biomasy řadíme především vytrvalé vysokoprodukční plodiny. V klimatických podmínkách mírného pásma jednou z nejperspektivnějších energetických plodin je nová netradiční plodina – tzv. šťovík krmný, známý v ČR též jako šťovík Uteuše (podle jména hlavního autora) nebo šťovík energetický (podle hlavního účelu pěstování v ČR). Jedná se o křížence šťovíku zahradního a šťovíku ťanšanského (Rumex patientia L. x Rumex tianschanicus A.Los.). Priorita pěstování a využití této plodiny pro energetické účely patří České republice. V současné době probíhají ověřovací provozní zkoušky pěstování a využití této plodiny v řadě států Evropské unie. V ČR dosáhla celková rozloha pěstovaných ploch šťovíku krmného hodnoty cca 1200 ha. Cílem metodiky je poskytnout zemědělcům, zemědělským poradcům a všem zájemcům o pěstování a zpracování zemědělské biomasy jako obnovitelného zdroje surovin a energie základní informace o této netradiční plodině. Doposud komplexní metodika pěstování šťovíku krmného pro energetické účely zpracována nebyla. Publikace poskytuje základní botanickou charakteristiku rostliny, specifikuje půdně-ekologické nároky 4
rostliny na stanoviště, popisuje způsoby zakládání porostů, agrotechniku pěstování, hnojení, ochrany rostlin, sklizně a posklizňového ošetření a dává přehled hlavních možností využití.
2. Původ a historie plodiny První mezidruhový kříženec šťovíku zahradního a šťovíku ťanšanského byl vytvořen v polovině 80-tých let v oddělení nových kultur Národní botanické zahrady Ukrajiny pod vedením profesora J. A. Uteuše. V roce 1988 byl kříženec zaregistrován v Ukrajině (bývalém SSSR) jako šťovík krmný odrůda „Rumex K-1“. Následně se však ukázalo, že tento kříženec byl nestabilní - v porostu byly pozorovány původní formy rodičovských rostlin, což se projevilo na rozdílné výšce rostlin, jejich morfologických a biochemických ukazatelích. V této souvislosti bylo uskutečněno mnohostupňové křížení a selektivní výběr za účelem získání více stabilního křížence. Výsledky víceleté šlechtitelské práce i získané zkušenosti ve výzkumu různých druhů šťovíku umožnily vytvoření nového, vysoce produktivního, velmi plastického křížence šťovíku krmného s vysokým obsahem bílkovin, který byl pojmenován „Rumex OK-2“ (obr. 1). Dle údajů autorů, tato odrůda je vhodná pro komplexní využití – jako krmná plodina, zelenina, léčivá rostlina i jako technická plodina. « Obr. 1: Šťovík krmný, odrůda „Rumex OK-2“
Krátká historie vyšlechtění odrůdy je následující:
začátek šlechtitelské práce (rok hybridizace) 1989-1990, rok oddělení elitní rostliny – 1991, maloparcelkové zkoušky – 1992-1995, konkurzní a odrůdové stacionární zkoušky – 1996-2001, rok zapsání do Odrůdového seznamu zemědělských rostlin Ukrajiny – 2001. 5
Následně v roce 2002 Státní komise Ukrajiny po zkoušení i ochraně nových odrůd zemědělských plodin vydala rozhodnutí odstranit ze Státního rejstříku starou odrůdou „Rumex K-1“ jako nestabilní, méně výkonnou a konkurenčně méně schopnou plodinu. Do České republiky odrůdu šťovíku krmného „Rumex OK-2“ dovezl autor metodiky v roce 1992 jako předregistrační materiál pod označením „K-2“, a to výhradně pro výzkumné účely. Zde paralelně s Ukrajinou probíhaly předregistrační maloparcelkové zkoušky, jejichž výsledky byly autory odrůdy použity jako srovnávací při registraci odrůdy na Ukrajině. Po registraci odrůdy v roce 2001 v Ukrajině byla tato plodina přihlášena k ochraně odrůdových práv i v České republice. Aby si uživatelé nepletli zkulturněný šťovík krmný s plevelnými šťovíky, navrhli autoři rovněž nový název plodiny „šavnat“, který je složen ze dvou ruských slov, označujících šťovík a špenát. Pod tímto názvem v anglické transkripci „schavnat“ byla tato plodina v roce 2004 přihlášena k ochraně odrůdových práv u Evropského Společenství. Důvodem použití slova špenát v názvosloví odrůdy je to, že jeden z rodičů křížence - šťovík zahradní se v ruštině jmenuje „щавель шпинатный“ neboli v českem překladu „šťovík špenátový“. V současné době je tato odrůda již registrována pod číslem EU 21629 k ochraně odrůdových práv u Evropského Společenství v souladu s nařízením Rady (ES) č. 2100/94 o odrůdových právech Společenství. V roce 2001, po smrti prof. Uteuše, úlohu vedoucího šlechtitele této plodiny převzal jeho nástupce, v současné době již profesor D. B. Rachmetov. Jeho šlechtitelský tým úspěšně pokračuje v práci započaté prof. Uteušem po vytvoření nových kulturných odrůd šťovíků a některých dalších netradičních plodin. Na rozdíl od Ukrajiny, kde se v průběhu odrůdových zkoušek na tuto plodinu nahlíželo jako na plodinu krmivářskou, v ČR jsme se od začátku zaměřili na hodnocení plodiny z hlediska využití pro energetické účely. Jako perspektivní energetická plodina je šťovík krmný v ČR od roku 1992 pěstován experimentálně (VÚRV) a po ukončení registrace v roce 2001 - i provozně. První experimentálně-provozní plantáž šťovíku odrůdy „RumexOK2“ v ČR byla založena z osiva dodaného z Ukrajiny Ing. Vlastou Petříkovou, DrSc. na Benešovsku. Tento v ČR nejstarší porost je stále produktivní a je díky vysoce odborné péči pěstitelky ve velmi dobrém stavu, o čemž se mohli na vlastní oči přesvědčit mnozí zájemci o pěstování šťovíku krmného v průběhu četných veřejných exkurzí na zmíněnou plantáž (viz obr. 2-3, fotografie jsou pořízené v červnu 2006).
6
Obr. 2: Nejstarší porost šťovíku krmného v ČR je stále v dobrém stavu
Obr. 3: Nejstarší porost šťovíku krmného v ČR – okraj pole 7
3. Botanické zařazení a popis plodiny Plodina patří k čeledi Polygonaceae. Jedná se o křížence šťovíku zahradního Rumex patientia L. (mateřská linie) a šťovíku ťanšanského Rumex tianschanicus A.Los. (otcovská linie), který byl vyšlechtěn metodou víceletého výběru. Kříženec významně převyšuje původní rostliny jak kvalitou krmivářské produkce, tak i výnosem nadzemní hmoty a semen. Typové znaky odrůdy jsou následující. Habitus rostlin – polosevřený. Průměrná výška rostlin 235 cm (od 220 do 280 cm). Forma stonků - rovné, zespodu okrouhlé, bez chmýří, šťavnaté. Průměr stonků u bazální části (ve výši 15 cm) 15-24 mm. Počet internodií od 25 do 50. Trsnatost silná. Rostlina vytváří v průměru 4-6 vegetativních výhonů. Spodní listy mají délku 45-60 cm. Horní stonkové listy mají rozměr 28x9 cm, 24х10 cm až 30х12 cm. Tvar listů vejčitě-kopinatý, okraje listové destičky celokrajné nebo lehce ozubené. Řapíky jsou dlouhé 15-30cm. Listy jsou šťavnaté, na rostlině umístěné ve spirále. Květenství – lata, dlouhé 90-130 cm (občas až 180 cm), skládá se z 10-20 větviček prvního řádu. Květy drobné, dvoupohlavné, růžového odstínu. Okvětí se skládá z šesti téměř volných okvětních lístků, umístěných ve dvou kruzích po třech v každém kruhu. Vnitřní okvětní lístky se rozrůstají a vytváří plodové blány. Tyčinky 3 i 6 nitkovité se štětičkovitým pestíkem. Plod – trojboká nažka. Hmotnost 1000 plodů do 4,5 g; semen – 3,02 (od 2,8 do 3,3) g. Osivo světlehnědé barvy, lesklé (viz obr. č. 4).
Obr. 4: Semeno šťovíku Uteuše 8
Řapíky spodních listů i květenství mají růžové zabarvení. Spodní listy jsou umístěny na dlouhých žlábkovitých řapících. Všechny listy jsou lehce ozubené, vejčitě-kuželovité. Je to trvalá a z hlediska ranosti velmi ranná rostlina. Začíná obrůstat v březnu, současně s táním sněhu. Ve III. dekádě dubna až I. dekádě května ve fázi tvorby poupat formuje vlastní 160-180 cm vysoký stonek. V prvních letech vegetace kořen šťovíku krmného připomíná formou a velikosti kořen petržele. U víceletého porostu kořen rostliny je mohutný, rozvětvený, některá odvětví kořenů dosahují hloubky 1,5-2,0 m. Je to vysoce plodící rostlina. Vyzrávání semen probíhá rovnoměrně. Šťovík krmný je celkem odolný k působení škůdců i nemocí. Pouze ojediněle ve velmi vlhkých letech bývají listy napadány antraknózou. V některých případech (zejména u druhé seče, v suchých letech – i u první) pozorujeme poškození zelených listů hmyzem (dřepčík nebo mandelinka ředkvičková).
4. Nároky na stanoviště Výsledky výzkumu ověřené v praxi svědčí, že šťovík krmný je velmi perspektivní energetická plodina s řadou jedinečných vlastností. Je to vytrvalá plodina a vydrží na stejném stanovišti 15-20 let. Je to velmi ranná plodina, která obvykle zachytí a využije jarní vláhu. Z toho však vyplývá, že se hodí především do oblastí, kde se zimní období projevuje sněžným pokryvem a minusovými teplotami, tj. do oblastí, kde se vytváří zimní zásoba vody. Navíc, plodina je velmi odolná vůči vymrzání. Z těchto důvodů jsou pro pěstování šťovíku krmného vhodné především podmínky střední a severní Evropy. Při výběru vhodné lokality rozhodují ne tolik kvalita půdy a nadmořská výška, neboť tato plodina je mrazuvzdorná a na teplo nenáročná, jakožto vláhová jistota a srážky, neboť výnos plodiny a konkurenční schopnost vůči plevelům jsou dle našich dlouholetých zkušeností velmi závislé na dostatku vláhy v průběhu vegetačního období. U půd s limitujícími podmínkami pro pěstování je vysoká kyselost (pod 5,0) a zamokření, neboť vysoká hladina půdní vody způsobuje odehnívání kořínků. Neprospívají růstu šťovíku ani půdy silně kamenité nebo písčité, a to především z důvodu velmi nízké schopnosti těchto typů půd zadržovat vodu. Ze stejných důvodů je špatnou kombinací lehkost nebo kamenitost půd a častý výskyt v průběhu vegetace suchého období delšího než 15-20 dnů. V našich podmínkách jsou například jedny z nejlepších výnosů šťovíku dosahovány v oblasti Vysočiny na středně těžkých půdách (bramborářská oblast), která nemá nejlepší půdy, ale má dostatek srážek a v průběhu vegetace rovnoměrně rozloženou vláhovou jistotu. 9
5. Optimální pěstitelské postupy a agrotechnika. Naše dlouhodobé průzkumy prokázaly, že šťovík krmný neboli Uteuša je vysokoprodukční vytrvalou plodinou, která je charakterizována vysokou plasticitou co do termínů setí, agrotechniky a podmínek pěstování.
5.1. Předplodiny Není vhodné šťovík krmný vysévat na pozemcích, kde byly v předchozích letech aplikovány přípravky s účinnou látkou atrazin, trifluralin a chlorsulforon. Vhodnými předplodinami jsou veškeré pícniny, okopaniny a obiloviny (poslední s výjimkou těch pozemků, kde se v předchozím roce aplikoval herbicid Glean nebo jeden z výše citovaných přípravků). Víceleté trávy jako předplodina jsou méně vhodné z důvodu možného sekundárního zaplevelení, čímž vznikají vetší nároky na chemickou ochranu herbicidy.
5.2. Příprava půdy Jelikož šťovík je vytrvalá plodina s extrémně dlouholetým produkčním potenciálem, výběru vhodného pozemku věnujeme zvláštní pozornost. Nejsou vhodné především zamokřené a extrémně kyselé půdy s pH pod 5. Méně vhodné jsou rovněž půdy silně kamenité a písčité. Optimální postup přípravy zahrnuje podzimní středně hlubokou až hlubokou orbu s částečným urovnáním povrchu. Vhodná je rovněž podzimní aplikace draslíku, fosforu a organických hnojiv. Na jaře věnujeme přípravě půdy velkou pozornost, zejména hubení plevelů a úpravě povrchu půdy. Pozemek urovnáme smykováním a vláčením. Na vzešlé plevele před setím aplikujeme vhodné chemické přípravky totálního charakteru jako jsou herbicidy řady Roundup a Touchdown v dávce cca 2-3 l.ha-1 (dávku upřesníme dle návodu na konkrétní přípravek). Tři až čtyři týdny před setím doporučujeme převláčet pozemek lehkými branami nebo mělce prokypřit kombinátorem či rotavátorem. Těsně před setím uválíme půdu hladkými válci.
5.3. Osevní postup a agrotechnika Jako optimální byly stanoveny: výsevek 5-7 kg.ha-1, hloubka setí 1-1,5 cm, šířka řádků 12,5-25 cm pro energetické účely a 40-60 cm – pro produkci zelené biomasy na krmivo. Optimální vzdálenost mezi jednotlivými rostlinami v řádku je 6-10 cm pro energetické účely a 12-16 – při pěstování 10
na krmivo. Co do termínů setí je to velmi plastická plodina a lze ji sít od dubna do července, ale pouze za příznivého vlhkostního stavu půdy. Při 2030 % odchylkách od optimálních parametrů výsevu jsou rozdíly ve stavu porostů a výnosech patrné pouze první dva až tři roky, v dalších letech se tyto rozdíly nivelují, což svědčí o vynikajících autoregulačních schopnostech šťovíku Uteuše spojených se samoregulací hustoty porostu, ale pouze za příznivých vlhkostních podmínek a agrotechniky. HTS je 33,3 g. Osiva je v ČR dostatek, je právně chráněné v ČR a ostatních státech EU (tj. nesmí se pěstovat na prodej nebo pro vlastní použití bez licence). Současná cena osiva šťovíku krmného je cca 2-3 tis. Kč na 1 ha v závislosti na odebíraném množství, což je cena srovnatelná s většinou zemědělských plodin. S ohledem na to, že se jedná o vytrvalou plodinu, roční podíl ceny již při 10 letech pěstování dosahuje pouhých 200300 Kč.ha-1 za 1 rok. Vzcházející rostlinky šťovíku lze vidět na obr. č. 5 – jsou charakteristické svým načervenalým zbarvením. Obr. 5: Vzcházející rostlinky šťovíku krmného Kultura šťovíku krmného odrůdy Rumex OK-2 není vhodná pro pěstování ve směsi a není schopna se samovolně rozvíjet v přírodních podmínkách bez ošetřování. Mnohaletá sledování prokázala, že zahuštění čistých osevů šťovíku krmného a také směsí s vojtěškou (Medicago sativa L.) a s chrasticí rákosovitou (Digraphis arundinaceae (L.) Trin.) dávají negativní výsledky. Šťovík krmný ve druhém či třetím roce mizí z porostu. V lokalitách, kde se pěstuje jako množitelská kultura se nevyskytuje jeho šíření do okolního prostředí, což potvrzuje jeho kulturní původ a svědčí o problémech s udržením šťovíku krmného k přežití ve směsích. Hlavními možnými příčinami špatného vzcházení energetického šťovíku mohou být špatně připravený povrch půdy (půda příliš nakypřená nebo hrudkovitá), nedostatek vláhy pro klíčení a přežití nezesílených rostlin v prvních 2-3 týdnech po vzejití, špatný kontakt mezi půdou a semenem, příliš velká nebo nerovnoměrná hloubka setí apod. Hlavní primární příčinou 11
těchto jevů jsou drobné rozměry semena energetického šťovíku a pomalý růst v počátečním období. Malé nezesílené rostlinky jsou více choulostivé k podmínkám růstu a ochraně. Právě proto se vyžaduje pečlivá příprava půdy a dodržení nízké hloubky setí. Pro zabezpečení rovnoměrné hloubky setí, lepšího kontaktu semena s půdou a zlepšení zásobení klíčků rostlin vláhou doporučujeme půdu uválet před a po setí hladkými válci.
5.4. Hnojení Hnojení věnujeme zvýšenou pozornost především při založení porostu, kdy hnojíme do zásoby, zejména P a K. Doporučujeme začínat přípravu v ročním předstihu a použit dle možnosti organická hnojiva, zejména levné kaly ČOV dle nízkonákladového systému VÚRV (podrobně viz dále v textu). Při setí doporučujeme použít jako startovací prostředek kombinované hnojivo NPK v dávce 25-50 kg čistých živin na 1 ha. Na kyselých půdách s pH < 5,5 je nutno před založením porostu šťovíku provést vápnění. Dle údajů ÚKZÚZ činí celková rozloha kyselých půd v ČR cca 15 %. Před zakládáním porostu na lehčích půdách použijeme dolomitický vápenec cca 2-2,5 t.ha-1, na těžších půdách lze použít i pálené vápno 1,5-2 t.ha-1. Po 3-5 letech v případě poklesu pH pod hodnotu 5,5 je nutno vápnění zopakovat, ale vždy v kombinaci s kultivací porostů diskovými branami nebo rotavátorem, což se provádí obvykle koncem léta nebo na začátku podzimu (nejpozději však do 1.10.) jednou za 2-3 roky za účelem provzdušnění kořenů a regeneraci porostů. Nejdražší ze základních živin je P - aplikace fosforečných hnojiv, a to až 2-4x násobně ve srovnání s cenou aplikace potřebných dávek N a K, proto tomuto hnojení věnujeme nejvyšší pozornost. Aplikujeme libovolné hnojivo obsahující fosfor (většinou superfosfát) a to pouze při nízké a velmi nízké zásobě přístupného P (méně 50 mg.kg-1 půdy dle rozborů Mehlich-III). Před setím hnojíme v dávce P 40-60 kg.ha-1, tj. 480-720 kg.ha-1 19% superfosfátu, průměrná cena aplikace této dávky je v cenových relacích roku 2007 cca 3140 Kč.ha-1. V dalších letech používáme poloviční dávky fosforečných hnojiv, tj. 20-30 kg P.ha-1 nebo 240-360 kg.ha-1 19% superfosfátu. Při vyšším obsahu P v půdě hnojení neprovádíme vůbec (můžeme použít pouze startovací dávku při setí). Dle údajů ÚKZÚZ celková rozloha půd s velmi nízkou a nízkou zásobou fosforu činí v ČR v průměru 25 %, což znamená, že ve většině případů na fosforečných hnojivech můžeme významně ušetřit. Obdobným způsobem přistupujeme ke hnojení draslíkem. Aplikujeme libovolné hnojivo obsahující draslík (většinou draselná sůl – DS), a to pouze 12
při nízké a velmi nízké zásobě přístupného K (méně 170 mg.kg-1 půdy dle rozborů Mehlich-III). Před založením porostů hnojíme v dávce 60-80 kg K.ha-1, tj. 120-160 kg.ha-1 60% DS. Průměrná cena aplikace této dávky je v cenových relacích roku 2007 cca 990 Kč.ha-1. Při údržbě již založených porostů používáme poloviční dávku 30-40 kg K.ha-1. Při vyšším obsahu K v půdě hnojení neprovádíme vůbec. Dle údajů ÚKZÚZ činí celková rozloha půd s velmi nízkou a nízkou zásobou draslíku v průměru 12 %, což znamená, že ve většině případů provádět udržovací hnojení draslíkem na porostech šťovíku nepotřebujeme. Jelikož šťovík krmný pěstujeme především na biomasu, hnojení dusíkem má největší prioritu. Velmi doporučujeme každoroční aplikaci tzv. regeneračního hnojení na počátku obrůstání (březen až duben), a to v dávce 30-60 kg N.ha-1 (LAV, LV), tj. 110-220 kg LAV 27,5%N volně loženého nebo 200-400 kg LV 15%N volně loženého na 1 ha. Místo minerálních hnojiv můžeme pro regenerační hnojení rovněž použít močůvkování 15-30 m3.ha-1 či aplikaci kejdy 7,5-15 m3.ha-1. V obou případech je to ekvivalent 30-60 kg.ha-1 N. Při pěstování biomasy za účelem produkce bioplynu nejvhodnějším pro hnojení je použití hnojivých odpadů z bioplynové stanice (pozor, podobný substrát musí být registrovaný u ÚKZÚZ jako organické hnojivo). Regenerační hnojení doporučujeme zopakovat po sklizni, zejména při pěstování na zeleno. Při letním hnojení vystačíme s polovičními dávkami dusíku ve srovnání s jarním hnojením. V případě že se z důvodů špatného počasí nepodařilo provést regenerační hnojení na jaře, můžeme v létě použít plnou jarní dávku hnojení. Rovněž tak musíme dávku dusíku zvýšit při vícekráté sklizni na zeleno, neboť v tomto případě dochází k daleko většímu odčerpání živin než v případě sklizně dozralého porostu na suchou hmotu. Musíme však dávat pozor na respektování nitrátové směrnice. Od začátku července do začátku období nevhodného ke hnojení (obvykle 10.11. měsíce podle typu hnojiva) je na orné půdě omezeno používání tekutých statkových hnojiv (do 80 kg N.ha-1) a minerálních dusíkatých hnojiv (do 40 kg N.ha-1). Celková roční dávka čistého N ve všech formách hnojiv nesmí překročit 170 kg.ha-1. U porostů šťovíku neprovádíme obvykle hnojení dusíkem na podzim nebo po poslední seči. Můžeme však zkombinovat organické hnojení s kultivací porostů diskovými branami nebo rotavátorem, což se provádí obvykle koncem léta nebo na začátku podzimu (nejpozději však do 1.10) jednou za 2-3 roky za účelem provzdušnění kořenů a regeneraci porostu. Při hnojení dusíkem a ostatními živinami doporučujeme dodržovat nízkonákladový systém vypracovaný VÚRV, který spočívá v tom, že se 13
hnojení minerálními a organickými hnojivy kombinuje s hnojením kaly, které získá zemědělec bezplatně nebo v mnohých regionech ještě může získat i určitý příspěvek za jejich likvidaci (v průměru od 100 do 400 Kč za 1 tunu stabilizovaných kalů o sušině cca 20-25 %). Za likvidaci tekutých kalů (sušina 5-15 %) se příspěvek obvykle snižuje proporcionálně ke snížení obsahu sušiny. Hnojení kaly se řídí vyhláškou MŽP ČR č. 382/2001 Sb. o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské půdě. Současně musíme respektovat veškeré požadavky nitrátové směrnice. Tato norma připouští použití max. 5 tun sušiny kalu na 1 ha v průběhu 3 po sobě následujících let, přičemž rozmetat lze kaly s minimálním obsahem 18 % sušiny. Na trvalých porostech kaly s vysokým obsahem sušiny použít nelze z důvodu nesplnění podmínky o potřebě zaorání kalu ihned po aplikaci. Proto doporučujeme používat pouze tekuté kaly s obsahem sušiny v rozmezí 518 %, přičemž je nutno použít tlakové radlicové aplikátory; dávka kalu se přepočte na ekvivalent 5 tun sušiny. Hnojení kaly je nutno spojit s provedením kypření půdy před začátkem vegetace nebo po sklizni. Při nižším obsahu rizikových prvků (polovičním proti normě) lze dávku kalu zdvojnásobit. Princip nízkonákladového hnojení energetických plodin spočívá v tom, že použijeme maximálně povolené množství kalu (dle rozborů 5-10 tun.ha-1 sušiny kalu jednou za 3 roky, tj. cca 1,7-3,4 t sušiny kalu na 1 ha ročně), a pak rozdíl mezi vnesenými živinami a vyžadovanými dávkami kompenzujeme aplikací klasických minerálních nebo organických hnojiv. Jelikož šťovík je plodina vysokoproduktivní, čerpání živin obvykle převyšuje maximálně přípustnou dávku dusíku dle nitrátové směrnice, proto při výpočtu potřebné dávky dusíku vždy využijeme tuto hodnotu (tj. 170 kg čistého N na 1 ha za rok). Výsledky chemických rozboru kalů je povinna vždy poskytnout ČOV. Podmínkou aplikace kalů jsou rovněž agrochemické rozbory půd, které zemědělec získá z výsledků agrochemického zkoušení půdy (AZP), které celostátně organizuje a provádí ÚKZÚZ, nebo si je zajistí na zakázku u odborné laboratoře. Údaje o množství živin v půdě poskytuje agrochemické zkoušení půdy podle zákona č. 156/1998 Sb., o hnojivech.
5.5. Ochrana Na ochranu porostů proti zaplevelení je šťovík vysoce náročný především v prvním roce pěstování, kdy po zasetí roste velmi pomalu a v průběhu vegetace se vyvíjí především podzemní část, kdežto v nadzemní části po dlouhou dobu roste pouze několik listů. Proto běžné plevele 14
přerůstají mladé rostlinky šťovíku i několikrát za vegetační období. Jedním z universálních způsobů likvidace plevelů u mladých porostů šťovíku je sečení a mulčování plevelů, které provádíme ve výšce 3-5 cm nad zemí. Na pozemcích silně zaplevelených trávovitými plevely (zejména pýrem) likvidaci plevelů provádíme jedním z vhodných chemických postřiků (např. Fusilade Super nebo Targa Super v dávce 1-1,5 l.ha-1, příp. Gallant v dávce 1,5-2 l.ha-1). Podmínkou aplikace herbicidů je nárůst plevelů do výšky cca 5-15 cm. Při vyšším porostu plevelů provádíme sečení. Vhodné prostředky na dvouděložné plevele jsou zatím ve stádiu výzkumu. V dalších letech, zejména na začátku vegetace tato raná plodina přeroste a prostým stíněním potlačí prakticky veškeré plevele, a proto ochranu nepotřebuje. Při dobrých pěstebních podmínkách a obzvlášť dostačující zásobě vláhy toto tvrzení platí po celou dobu vegetace. Jiná situace nastává v suchých letech nebo v suchém období po sklizni, kdy snížení nebo absence listové plochy potlačují konkurenční schopnost šťovíku vůči plevelům, které v těchto podmínkách expandují. Největší nebezpečí pro porosty šťovíku představují ne jednoleté efemérní nebo sezónní plevele, ale spíše plevele vytrvalé (např., pcháč, pýr apod.). V těchto případech musíme použít kombinovanou mechanicko-chemickou ochranu (postřik herbicidů, mulčování nebo regeneraci porostu kultivováním). Největší nebezpečí pro porosty šťovíku představují dvouděložné vytrvalé vysokovzrůstné plevele jako např. pcháč bodlák, proti kterým nejsou pro tuto plodinu selektivní herbicidy. Proto v jednotlivých případech nezbývá nic jiného, než zaplevelený porost celkově zlikvidovat a na dobře odpleveleném pozemku založit porost nový. Šťovík krmný je celkem odolný k působení houbových a bakteriálních chorob. Pouze ojediněle ve velmi vlhkých letech bývají listy napadány antraknózou. Na ochranu použijeme vhodný fungicid, např. Dithane DG Neo-Tec, Dithane M 45, Novozir MN 80 atd. Začátkem července se může vyskytnout cerkosporióza. Pokud je silnější napadení, lze použít postřik vhodného fungicidu, např. Topsin M70 WP. Zpravidla ale není toto ošetření nutné, choroba se vyskytuje jen sporadicky. V budoucnu rozšíření pěstitelských ploch porostů šťovíku však může vyprovokovat i výskyt a rozšíření nových chorob a ve větším měřítku. Ochraně proti škůdcům věnujeme zvýšenou pozornost. V některých případech (zejména u druhé seče, v suchých letech – i u první) pozorujeme poškození zelených listů hmyzem (především dřepčík, mandelinka ředkvičková a zlatohlávek). Výskyt škůdců je obzvlášť nebezpečný pro mladé porosty šťovíku prvního ročníku, kdy v některých případech může kompletně zlikvidovat zakládané porosty. Výskyt škůdců v pozdějších 15
stádiích růstu (dozrávání plodů) již nemůže zásadně ovlivnit výnosy a proto nevyžaduje aplikaci chemických postřiků. Při obrůstání porostů po uskutečnění seče, zejména na pozemcích silně zaplevelených je aplikace pesticidů proti hmyzu nezbytná. To samé platí v případě hojného výskytu škůdců v raných stádiích růstu – v těchto případech je bezpodmínečně nutné zabezpečit chemickou ochranou porostu šťovíku proti hmyzím škůdcům. Například v extrémně suchém roce 2003 a jarním období 2007 byl výskyt škůdců vysoký i v ranných stádiích růstu a bez chemické ochrany dokázal porosty šťovíku významně poškodit a v některých případech i zlikvidovat.
5.6. Termíny sklizně Nespornou výhodou šťovíku je brzké dozrávání (viz obr. č. 6). Jako krmná plodina vyniká především extrémně rannou zralostí (první seč koncem dubna) a vysokým obsahem surového proteinu v ranných stádiích růstu. Pro fytoenergetiku je důležité, že tato plodina rychle ukončí vegetaci a vysychá „na kořenu“ již uprostřed léta. Je to jedna z mála energetických plodin, kterou lze sklidit již v červenci v suchém stavu (do 25 % vlhkosti). Výhodou je i to, že sklizeň této plodiny začíná ještě před žněmi. Navíc, sklizená biomasa má vynikající vlastnosti jako biopalivo a svou kvalitou se přibližuje dřevní štěpce. Sklizeň celé nadzemní hmoty včetně semen, která jsou důležitou složkou posílení výhřevnosti sklizené biomasy, se provádí při vlhkosti 20 – 30 %, v době těsně před stádiem plné zralosti, aby došlo k minimálnímu výdrolu semen. V zájmu omezení ztrát a zajištění co nejvyšších výnosů celkové nadzemní hmoty je vhodné posekat porost již koncem června, nechat na řádcích uschnout a sklízet po vysušení. Tento způsob je úspěšný hlavně za suchého stálého počasí. V praxi bylo zjištěno, že ponechání porostů co nejdéle na kořenu za účelem co nejsušší biomasy může přivést u přezralých porostů až ke 3-násobnému snížení výnosů sušiny biomasy z 1 ha. Jako všechny ostatní energetické plodiny se pro spalování sklízí jednou za rok. Druhá seč není vhodná, neboť odstranění zelených listů snižuje obsah zásobních látek v kořenech. Použijeme běžné zemědělské stroje (viz obr. 7-8). Přímá sklizeň silážní řezačkou se doporučuje tam, kde je kotelna či jiné zařízení pro využití sklizeného šťovíku blízko pole, aby nebyla doprava zbytečně nákladná. V ostatních případech volíme posekání do řádků a následné lisování do kulatých nebo hranatých balíků.
16
Obr. 6. Dozrávající šťovík krmný Uteuše Při využití biomasy šťovíku na krmivo nebo za účelem produkce bioplynu sklízíme plodinu na zeleno při sušině cca 18-22 %. Je to obvykle ve stádiu nasazení až začátku dozrávání plodů (viz obr. 6). V tomto případě lze sklízet 2-3x za vegetaci a výnosy zelené hmoty dosahují cca 30-50 tun z 1 ha. Šťovík lze poměrně dobře silážovat a tím konzervovat krmivo nebo surovinu pro produkci bioplynu. Kvalita siláže šťovíku je podobná siláži z vojtěšky. Výtěžnost bioplynu se přibližuje hodnotám dosažitelným u kukuřice. Navíc, v době kdy kukuřici teprve sejeme (konec dubna-začátek května), šťovík už můžeme sklízet na zeleno. Obzvlášť vhodným je příprava siláže ze směsí šťovíku a trávy – v tomto případě lze šťovík sklízet i ve více ranných stadiích, tj. při nižší sušině (12-16 %). Přídavek trávy zlepšuje silážovatelnost, krmnou hodnotu a následnou výtěžnost bioplynu. Po sklizni na suchou hmotu je třeba porost vhodným způsobem ošetřit. Pokud je porost zaplevelený, lze jej postříkat Roundupem (nebo Cleanic) v dávce 2- 3 l.ha-1 a to těsně po sklizni, než začne šťovík obrůstat, aby se nepoškodily nově narostlé zelené listy. Po odplevelení je nutno zajistit kultivaci porostu za účelem provzdušnění, nejlépe diskováním nebo rotavátorováním. Pozor, toto lze provádět výhradně při dostačující vlhkosti půdy, neboť při kultivaci suché půdy bude porost zničen. Doporučená hloubka kultivace je 6-8 cm. 17
Obr. 7. Sklizeň energetického šťovíku
Obr. 8: Lisování energetického šťovíku
18
Provzdušnění půdy je velmi důležité, neboť kořenový systém při nedostatku vzduchu v půdě může začít odumírat. Toto ošetření se vyplatí i přesto, že může k určitému poškození jednotlivých rostlin dojít. Pokud se provzdušnění nezajistí a to hned od 2. roku vegetace (1. sklizňový rok), porost degraduje a výnosy se snižují. Tuto operaci doporučujeme provádět minimálně 1x za 2-3 roky, ale můžeme i každoročně.
5.7. Likvidace porostů Pro úspěšnou likvidaci porostů šťovíku potřebujeme kombinovat postupy mechanické (obvykle zaorání) a chemické (postřik herbicidy). Různé postupy vyžadují rozličné podmínky pro jejich aplikaci: zaorání vyžaduje utlumenou vegetační činnost, proto orbu obvykle provádíme v době po sklizni, kdy je půda dostatečně vyschlá. Pluh s předradličkou je k těmto účelům nejvhodnější. Naopak, chemické postřiky vyžadují intenzivní vegetační období, což podpoří příjem chemických prostředků zelenou rostlinou a zvýší jejich následnou účinnost. Ze selektivních postřiků je vhodný především Lontrel 300 a to ve zvýšené dávce až o 20-40% běžného použití, tj. 0,36-0,42 l.ha-1 (+300-400 l.ha-1 vody). Lontrel 300 lze zaměnit za Galeru (0,42-0,46 l.ha-1). V případě následného pěstování obilovin lze pro zvýšení efektivnosti doporučit aplikaci Lontrelu nebo Galery v kombinaci s Gleanem (v dávce 7-10 g.ha-1). Při použití široko-spektrálného herbicidu typu Roundup nebo Touchdown výrobce obvykle pro většinu porostů doporučuje dávku cca 3 l.ha-1. Pro likvidaci šťovíku je však vhodné volit rovněž dávky vyšší o 20-40 % proti běžně doporučeným, tj. 3,6 až 4,2 l.ha-1. U Roundupu lze použít libovolnou formu tohoto herbicidu (Klasik, Bioaktiv atd.), nejlepší výsledky však dle zkušeností poskytuje Roundup Rapid. Termín chemického způsobu likvidace je vhodný v podzimním období, nejlépe v září, ale až po plném obrostu listové růžice (nebo i na jaře). Nejvhodnější plodinou pro pěstování na pozemku po likvidaci šťovíku je libovolná obilovina, což umožňuje snadné chemické ošetření pro likvidaci zbylých rostlin šťovíku. Vhodnější jsou ozimé obiloviny, ale lze úspěšně použit i jařiny. Díky vysoké zásobě dusíku v kořenech šťovíku lze snížit nebo i úplně vyloučit letní termíny přihnojení následných plodin.
6. Výnosový potenciál Za podmínky dodržení základních agrotechnických postupů šťovík Uteuše každoročně poskytuje dostatečně vysoké výnosy (cca 6-10 tun.ha-1 19
suché biomasy). V průběhu registračních odrůdových zkoušek výnos odrůdy Rumex OK-2 této plodiny dosáhl 11,8 tun absolutní sušiny z 1 ha neboli 13,9 tun v přepočtu na standardní 85% sušinu. Podobných výsledků bylo pokusně dosaženo v Dánsku, Norsku a Irsku (12-15 tun sušiny z 1 ha). V experimentech VÚRV jsme otestovali šťovík Uteuše jako energetickou plodinu, výsledky jsou uvedeny v tabulkách č. 1 a 2. Výsledky maloparcelkových přesných pokusů za období 1992-2001 (tab. 1) nasvědčují, že šťovík je náročný na hnojení pouze v prvních dvou letech, kdy rozdíly mezi nehnojenými a hnojenými variantami jsou nejvyšší. Od druhého vegetačního roku 1993 až do roku 2001 včetně byly výnosy rovnoměrné a dosahovaly v průměru všech variant 14,4 tun.ha-1 85 % sušiny celkové nadzemní biomasy, přičemž rozdíly mezi různými variantami hnojení s výjimkou kontroly byly minimální a statisticky neprůkazné. Z těchto výsledků by se dal vyvodit závěr o relativní nenáročnosti šťovíku krmného na hnojení. Tento závěr však byl zpochybněn v důsledku projevu extrémního sucha v roce 2003 (viz tab. č. 2).
Tab. 1. Výnosy 85% sušiny celkové nadzemní biomasy šťovíku (t.ha-1) Hnojení 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Kontrola
0,6
6,7
10,6
11,9
NPK-60
1,8
11,6 15,2 16,7 15,8 15,9 17,3 16,6 14,9 14,2
15,4
NPK-120 2,6
10,9 16,4 17,2 16,4 14,9 15,5 20,0 15,2 15,3
15,8
9,7
14,4
Ø variant
1,7
13,4 15,1 14,2 12,4 11,9 14,6
8,6
Ø 19932001
15,0 16,3 15,5 14,4 14,9 17,1 12,9 13,4
Zkušenosti z extrémně suchého roku 2003 ukázaly, že nároky šťovíku na hnojení a na ochranu proti škůdcům a plevelům razantně stoupají právě v suchých letech. Na nehnojených variantách škůdci v kombinaci s plevelem ve velké míře zlikvidovaly dokonce i kvalitní mnoholeté porosty. Příčinou toho je to, že hmyz ožírá listy, následně při nedostatku vláhy a živin není šťovík schopný konkurovat plevelům (především trávovitým), které tuto rostlinu úspěšně „zadusí“. Snížení listového pokryvu šťovíku přispívá i ke zvýšení termického stresu a vysychání kořenů (šťovík má kořeny podobné petrželi). Poškození kořenů suchem je ještě více zesíleno zbavením porostů pokryvné vegetace při sklizni biomasy. Právě tento fakt způsobil, že výnosy v roce 2004 byly ještě nižší, než v extrémně suchém 20
předchozím roce (viz tab. č. 2), což lze vysvětlit využitím rostlinou v roce 2003 již zmíněné jarní vláhy. Tabulka 2. Snížení výnosu 85% sušiny celkové nadzemní biomasy šťovíku krmného (t.ha-1) v důsledku působení extrémního sucha Hnojení
2003, Násobek 2004, Násobek Dlouhodobý průměr t.ha-1 snížení* t.ha-1 snížení* 1993-2001
Kontrola
5,13
2,3
4,92
2,4
11,9
NPK-60
7,65
2,0
7,24
2,1
15,4
NPK-120
10,0
1,6
9,83
1,6
15,8
Ø variant
7,59
1,9
7,33
2,0
14,4
* - násobek snížení je poměr dlouhodobého průměru výnosů 1993-2001 k výnosu za příslušný rok; Přesto, předsklizňové a zejména posklizňové poškození kořenů šťovíku způsobilo razantní pokles výnosů, zejména na kontrolních a málo hnojených variantách. Obzvlášť se to výrazně projevilo na chudých, kamenitých nebo písčitých půdách. Na hnojených variantách byla odolnost šťovíku podstatně vyšší (viz obr. č. 9). Právě zde se projevily rozdíly ve výnosech různě hnojených variant (viz násobek snížení výnosů v tab. 2). Výnosy na kontrolní variantě byly 2,32,4x nižší proti dlouhodobému průměru, kdežto na variantě NPK-120 – jenom 1,6x nižší. Obr. 9: Zmenšení počtu rostlin šťovíku a zvýšení počtu plevelů na kontrolní variantě (v popředí) ve srovnání s hnojenými variantami (v pozadí) v roce 2004 v důsledku extrémního sucha v předchozím roce.
21
7. Ekonomika pěstování Rozhodujícím faktorem pěstování a využití energetických plodin je cena vypěstované biomasy jako biopaliva nebo suroviny pro výrobu biopaliv, a tudíž náklady na pěstování. V současné době ještě neexistuje dostatek praktických zkušeností a ekonomických znalostí cíleného pěstování energetických plodin. Proto jsme se rozhodli provést modelové výpočty použitelné jako standardy zemědělské výroby podle obdobného vzoru modelů pěstování hlavních zemědělských plodin. Ediční řada „Standardy zemědělských výrobních technologií“ je dobře známa a úspěšně využívána českými zemědělci, poradci a úředníky. Pro modelování byla zvolena jednotná realizační cena biomasy od výrobce 1100 Kč.t-1 standardní 85% sušiny, což je současná průměrná cena energetické biomasy na českém trhu. Distribuce energetické biomasy se předpokládá ve formě obřích balíků. Zvolená zemědělská plodina je vytrvalá a modelová kalkulace je provedena na období 10 let. Jako proměnlivé parametry byly zvoleny především celkové výnosy biomasy dle technologií 3 úrovní intenzity: extenzivní (5 t.ha-1), standardní (7,5 t.ha-1) a intenzívní (10 t.ha-1). Pro vybrané technologie a zvolenou jednotnou realizační cenu dodávané biomasy jednotlivých plodin byly mimo jiné vypočítány příspěvky na úhradu fixních nákladů, bod ukončení výroby, práh zisku, tržní produkce, variabilní, fixní a celkové náklady a hrubý zisk. Byly definovány výchozí ukazatele charakterizující produkci a ekonomické podmínky na trhu pro 3 stupně intenzity výroby: standardní (S), intenzivní (I) a extenzivní s nízkými vstupy (N). Pracovní operace a intenzita výroby jsou charakterizovány kalkulacemi potřeby práce, pohonných hmot a základního materiálu, kalkulacemi potřeby variabilních nákladů (práce, základní materiál, stroje včetně pohonných hmot a pomocného materiálu) a celkových nákladů (variabilní náklady + fixní náklady). Rovněž je sumarizována potřeba práce, pohonných hmot a základního materiálu a potřeba variabilních, fixních a celkových nákladů. Pro pěstování šťovíku krmného jako energetické plodiny lze získat dotační podporu v rámci dotačního titulu SAPS (v roce 2007 to bylo 2.791,50 Kč.ha-1 z fondů EU). K tomu v roce 2007 bylo možno získat národní platbu pro energetické plodiny ve výší 3000,-Kč.ha-1. Bohužel, národní podpora pro energetické plodiny byla v roce 2007 vyplacená naposledy, proto s touto dotaci v našich výpočtech již nepočítáme.
22
Pro pěstování energetických plodin na orné půdě je nyní dostupný dotační titul nazývaný uhlíkový kredit, který zaručuje po splnění několika podmínek dotaci ve výši 45 € na 1 ha zemědělské půdy. Pokud plocha, pro kterou je žádáno o podporu, je větší než maximální zaručená plocha, je plocha na zemědělce, pro kterou je žádáno o podporu, Evropskou komisí poměrně snížena pro příslušný rok. Každý rok stanoví Ministerstvo zemědělství reprezentativní výnosy, jichž musí být dosaženo pro každý druh energetické plodiny. Fond reprezentativní výnosy zveřejní do 30. června příslušného kalendářního roku nejméně v jednom celostátním deníku a způsobem umožňujícím dálkový přístup (např. internet – www.szif.cz). Množství surovin, která mají být žadatelem skutečně dodána nákupčímu nebo prvnímu zpracovateli, musí odpovídat alespoň tomuto výnosu. V případě vyšší moci nebo mimořádných okolností, kdy žadatel nebude moci doručit minimálně množství suroviny určené reprezentativním výnosem, ověří Fond tuto skutečnost a zredukuje množství, které má žadatel doručit. V roce 2007 tak došlo, díky vyšší výměře než té, která byla zaručena, ke snížení platby na cca 32 € na ha energetických plodin. V rámci tohoto dotačního titulu, ve kterém jsou zahrnuty veškeré plodiny určené pro energetické účely, byly tyto dotace čerpány převážně producenty řepky, neboť je podmínkou, aby finanční výnos části plodiny pro čerpání dotace tvořil většinu pěstované plodiny. Ostatní producenti energetické biomasy tento dotační titul takřka nečerpali. Dalším úskalím, které je nutné při pěstování energetické biomasy překlenout, je oddělení zpracovatele, případně nákupčího od výrobce biomasy. Nákupčí nebo zpracovatel pak musí uzavřít s výrobcem biomasy smlouvu a pro zajištění toho, že bude energetická plodina zpracována na konečný energetický produkt, musí podle nařízení Komise (ES) č. 1973/2004 být nákupčím, popř. prvním zpracovatelem, složena u Státního zemědělského intervenčního fondu jistota vypočtená pro každou surovinu na základě částky 60 EUR na hektar vynásobené úhrnem všech obdělávaných ploch, které jsou předmětem smlouvy, a to nejpozději v den podání žádosti. Jistota se zasílá na účet Státního zemědělského intervenčního fondu s uvedením identifikačních údajů žadatele, za kterého je jistota skládána. Tato skutečnost velmi komplikuje zemědělcům dostupnost tohoto dotačního titulu, proto v našich výpočtech s touto dotací nepočítáme. Následující tabulka č. 3 souhrnně znázorňuje výsledky ekonomického hodnocení pěstování krmného šťovíku.
23
Tab. 3. Sumární ekonomické ukazatele pěstování šťovíku krmného Uteuše No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ukazatel Předpokládaný průměrný roční výnos t.ha-1 ve standardní 85 % sušině Spotřeba práce [h.ha-1] Spotřeba nafty [l.ha-1] Mzdové náklady obsluhy [Kč.ha-1] Náklady na základní materiál bez nafty [Kč.ha-1] z toho na: osivo průmyslová hnojiva pesticidy Variabilní náklady na stroje včetně nafty a pomocného materiálu [Kč.ha-1] Celkem variabilní náklady [Kč.ha-1] Fixní náklady na stroje [Kč.ha-1] Normativní fixní náklady bez strojů [Kč.ha-1] Technologické náklady [Kč.ha-1] Cena produkce bez dotace [Kč.ha-1] Technologický příspěvek na úhradu bez dotace [Kč.ha-1] Hrubý zisk bez dotace [Kč.ha-1] Hrubý zisk včetně dotace SAPS[Kč.ha-1]
Intenzita pěstební technologie Extenzivní Standardní Intenzívní 5
7,5
10
3,43 32,3 343
3,95 36,9 395
4,56 43,1 456
1056
1516
1854
250 325 25
250 619 77
250 792 129
2043
2274
2586
3442 1683
4185 1883
4896 2115
2700
2700
2700
5125 6000
6068 9000
7011 12000
875
2932
4989
-1825 967
232 3024
2289 5081
* - jako dotace SAPS byla vzatá částka 2791,50 Kč, což je dotace EC na půdu v roce 2007 – v příštích letech táto částka bude tak jako každý rok stoupat o cca 10 %.
Především uvedeme krátké vysvětlení některých použitých termínů: Tržní produkce je počítána jako součin farmářské ceny a výnosu hlavního produktu. Variabilní náklady jsou takové složky nákladů, které bezprostředně souvisí s realizací výroby. Patří sem náklady na energii (PHM), opravy strojů, mzdy při realizaci prací, náklady na spotřebovaný základní a pomocný materiál a služby výrobní povahy. Technologické náklady jsou variabilní náklady zvětšené o fixní náklady na použité stroje. Tyto náklady jsou vhodným kritériem odlišnosti použitých pěstebních technologií. Fixní náklady jsou takové složky nákladů, které bezprostředně nesouvisí s výrobou konkrétního výrobku, ale zatěžují výrobu jako celek. Jedná se především o odpisy hmotného a nehmotného investičního majetku a režijní náklady zemědělských podniků. Fixní náklady jsou v tabulce rozděleny na dvě položky - fixní náklady na stroje (poměrně 24
přesná kalkulace dle strojů) a ostatní fixní náklady. Jelikož každý podnik bude mít tuto položku jinou, používáme průměrný odhad, což je v ČR cca 2500-3000 Kč na 1 ha (použijeme částku 2700,-Kč.ha-1). Celkové normativní náklady jsou tvořeny součtem variabilních a fixních nákladů. Technologický příspěvek na úhradu je u tržních plodin definován jako rozdíl mezi zpeněžitelnou produkcí (tržbami) a technologickými náklady. Je vždy vyšší než hrubý zisk. Tento parametr je odvozen z v zahraničí, zejména v Německu, dobře známého ukazatele „příspěvku na úhradu fixních nákladů“, od kterého odečteme fixní náklady na použité stroje, což umožňuje lépe porovnávat jednotlivé technologie rostlinné výroby (např. S, I, N). Hrubý zisk je počítán jako rozdíl mezi tržní produkcí a celkovými náklady a ve srovnání s předchozí položkou zahrnuje navíc odečet celkových fixních nákladů zemědělského podniku bez fixních nákladů na použité stroje. Jinými slovy hrubý zisk je rozdíl mezi tržní produkcí, celkovými variabilními a celkovými fixními náklady. Hodnocení výsledků modelování umožnilo zformulovat následující závěry: Extenzivní technologie s nízkými vstupy (N) bez dotační podpory je ztrátová (-1850,- Kč.ha-1) což znamená, že musíme preferovat především standardní a intenzivní postupy. Prah rentability výnosu je deklarován u hrubého zisku překročením nuly a dosažením kladných hodnot, což se stane, když celkové výrobní náklady klesnou pod hodnotu celkové tržní ceny produkce. Celková tržní cena produkce bez dotace se srovná s celkovými náklady při výnosu cca 8 t.ha-1. Z toho vyplývá, že při současné úrovni cen biomasy 1100,- Kč, je ekonomicky rentabilním minimální (prahový) výnos cca 8 tun z 1 ha. Při zvýšení ceny práh rentability výnosu bude klesat a naopak. Hrubý zisk z 1 ha bez dotace není u standardních a intenzivních technologií vysoký (u S 232,- Kč.ha-1 při výnosu 7,5 t.ha-1; u I 2289,Kč.ha-1 při výnosu 10 t.ha-1). Tyto výsledky znamenají potřebu zvýšení ceny nebo výnosů, nebo vypracování nízkonákladových technologických postupů pro pěstování této plodiny za účelem snížení nákladů. V součtu s možnými dotacemi na půdu (cca 3000,- Kč.ha-1) se pěstování šťovíku pro zemědělce stává atraktivní. Navíc, v příštích letech očekáváme mírné zvýšení výkupních cen za biomasu, což ještě více zlepší celkovou ekonomickou bilanci této energetické plodiny. 25
Ještě větší možnosti poskytuje použití zelené hmoty šťovíku pro výrobu bioplynu místo kukuřice, neboť cena 1 tuny zelené hmoty je u šťovíku cca 1,5-2,5 x nižší než u kukuřice.
8. Potenciální možnosti využití Šťovík krmný je typickou víceúčelovou plodinou a má více potenciálních způsobů využití. První z nich je ten, pro který byl šlechtěn – využití jako krmiva, a to jak v čerstvém stavu tak i pro silážování. Dále autoři odrůdy uvádějí, že tuto plodinu lze úspěšně využit jako zeleninu obdobnou špenátu, což našlo rozšíření zejména ve státech dálného východu (Korea a Čína). Nejširší možnosti využití však poskytuje pěstování šťovíku pro energetické účely. Zde jsou rovněž dvě možnosti, a to pěstování pro tzv. suché nebo mokré technologie. Nejtypičtějším příkladem suché technologie je přímé spalování biomasy a mokré fermentativní produkce bioplynu. Sklizeň šťovíku na suchou biomasu znamená obvykle sklizeň po dozrání plodů 1x do roka. Sklizeň šťovíku na zelenou hmotu znamená obvykle sklizeň 2-3x do roka. V průběhu vegetace v různých stádiích růstu šťovíku se mění nejenom výnosy a obsah sušiny, ale i biochemické a kvalitativní složení, proto optimální termín a fyziologické stádium pro sklizeň určujeme v závislosti na požadavku té či oné technologie zpracování biomasy. Např., největší krmivářskou kvalitu má tato rostlina v ranných stádiích růstu (formování listů až východ stonků), ale s ohledem na nízké výnosy a obsah sušiny jsou optimálnější pro sklizeň na krmivo, bioplyn nebo silážování pozdější stádia růstu jako kvetení a dozrávání. Tabulka č. 4 obsahuje základní výnosové a biochemické parametry biomasy šťovíku v závislosti na fyziologickém stádiu růstu (maloparcelkové pokusy, hnojení 120 kg.ha-1 NPK) . Kromě energetické biomasy pro spalování nebo fermentování na bioplyn může šťovík krmný sloužit jako cenný zdroj biochemicky aktivních látek (BAL) pro farmaceutiku, chemický průmysl nebo agrochemikálie. Hlavní skupinou BAL, kterou obsahují rostliny šťovíku, jsou tzv. antrachinony, a to jak volné tak i ve formě antrachinonových glykosidů. Jejich celkové množství je významné a dosahuje hodnot 3-4,5 % sušiny kořenů. Šťovíky obsahují i další zajímavé a perspektivní biologicky aktivní látky jako jsou třísloviny (např., tanin), flavonoidy (např., rutin, katechiny) a některé další. Nejnovější výsledky svědčí o tom, že např. některé katechiny mají přírodní herbicidní účinky a tím jsou nesmírně zajímavé pro zemědělství. 26
Jelikož šťovík krmný je potenciálním zdrojem velice zajímavého spektra biologicky aktivních látek, je tato rostlina perspektivní pro zpracování v tzv. biorafineriích, kdy se v prvním stádiu získávají biochemikálie s vyšší přidanou hodnotou, pak následuje zpracování na biopalivo, fermentování na bioplyn a v konečném stádiu spalování procesních bioodpadů nebo jejich aerobní fermentování za účelem produkce organického hnojiva. Vícestupňové zpracování biomasy zvyšuje celkovou přidanou hodnotu produktů obdržených z jednotky biomasy a tím zvyšuje jejich rentabilitu. Vysoký obsah některých vitaminů (např. kyseliny askorbové a karotinu) a organických sloučenin železa v zelené hmotě šťovíku, zejména při sklizni v ranných stádiích růstu, umožňuje jeho využití pro produkci zdravotně prospěšných potravinových a krmných doplňků (např. biologický lék na chudokrevnost nebo vitaminový doplněk atd.). Tabulka 4: Základní výnosové a biochemické parametry biomasy šťovíku v závislosti na fyziologickém stádiu růstu. Parametr
Růst listů
Růst stonků
Nasazení pupenů
Kvetení
Dozrávání
Výnos zelené hmoty, t.ha-1
20,5
33,7
40,1
41,4
46,3
Obsah sušiny v %
7,95
10,6
14,6
18,3
24,2
1,63
3,57
5,86
7,58
11,2
Surový protein, NL % sušiny BNVL - bezdusíkaté Látky výtažkové, % sušiny
38,3
36,2
30,6
26,4
18,2
35,4
34,6
36,7
38,6
40,1
Tuk, % sušiny
5,19
4,78
3,56
2,28
2,19
Surová vláknina, % sušiny
10,3
15,5
20,6
24,6
31,8
10,8
8,92
8,44
8,07
7,79
Kyselina askorbová, mg.kg sušiny
490
340
175
82
45
Karotin mg.kg-1 sušiny
53,6
55,2
51,6
34,7
24,5
Výnos sušiny, t.ha
-1
Surový popel, % sušiny -1
9. Provozní zkušenosti, rizika, problémy a doporučení Jako každá kulturní plodina, rovněž energetický šťovík vyžaduje kontinuální odrůdové obnovení alespoň jednou za 5-10 let. Proto se nový šlechtitelský kolektiv zaměřil na selekci a šlechtění nových odrůd více produktivních a odolných klimatickým výkyvům posledních let. Například, 27
v roce v roce 2005 proběhla registrace nové odrůdy šťovíku krmného pod názvem „Biekor-1“. Dle tvrzení autora je nová odrůda odolnější vůči suchu, ale v našich podmínkách tato odrůda ještě vyzkoušena nebyla, proto ji nemůžeme doporučit pro běžnou praxi. Přesto vznik nových, více produktivních a vůči suchu a plevelům odolných odrůd, je velmi vítaný, zejména s ohledem na to, že extrémně suchý rok 2003 ukázal nedostačující odolnost původní odrůdy „Rumex OK-2“ vůči suchu a následnému, porosty decimujícímu, působení plevelů (zejména z čeledi lipnicovitých), která se projevila významným poklesem výnosů i u velmi produktivních víceletých porostů. Některé méně kvalitní porosty, zejména na lehčích a kamenitých půdách, byly prakticky zlikvidovány. Škody na porostech této energetické plodiny byly ještě zesíleny tím, že zemědělci obvykle vyčleňují pro pěstování šťovíku své horší pozemky, tj. půdy podprůměrné nebo i nízké kvality. Bohužel, tímto výskytem extrémně suchého roku (2003), což připadlo na období největšího nárůstu pěstitelských ploch, bylo zaviněno nesplnění očekávaných výnosů a v konečném důsledku došlo k poklesu zájmu o tuto plodinu. Obdobná situace se zopakovala na jaře roku 2007, kdy předchozí teplá a suchá zima a následující velmi suché počasí v měsíci dubnu, ve kterém bylo zaznamenáno pouhých cca 10 % dlouhodobého měsíčního úhrnu srážek, významně snížily výnosy porostů šťovíku krmného v ČR. Příčinou je to, že šťovík je velmi rannou plodinou a čerpá konkurenční výhody své vegetace z využití zimních zásob půdní vlhkosti, což podmínky počasí v roce 2007 neumožnily. Vydatnější srážky v druhé půlce května a v červnu už situaci nezachránily, neboť do té doby šťovík již ukončil základní stádia formování nadzemní biomasy. Porosty šťovíku na polích vypadaly velmi „flekatě“, což odráželo prostorovou variabilitu hydrofyzikálních vlastností půd - čím byly půdy lehčí a tím méně zásobeny vodou, tím byly porosty řidší a výnosy nižší. Rovněž byl, ve srovnání s minulými lety, pozorován daleko intenzivnější výskyt škůdců a v některých případech i houbových chorob. Tyto zkušenosti svědčí o nutnosti pečlivého výběru vhodné lokality a pozemků pro pěstování šťovíku krmného především z hlediska dobrého a stabilního zásobení půd vodou. Na druhou stranu by se šlechtitelé měli zaměřit na selekci a šlechtění nových odrůd této plodiny více produktivních a současně více odolných vůči výkyvům počasí, působení škůdců a plevelů. Dále popsané výsledky ukázaly, že kromě šlechtění nových odrůd je jediným východiskem jak čelit rozmarům počasí posledních let zintenzivnění pěstování šťovíku, tj. zvýšení použití hnojiv a pesticidů, plné využití agrotechnických operací apod. To ale vyžaduje podporu vědecko28
výzkumné základny a provedení dalších experimentů nasměrovaných na optimalizaci pěstování této perspektivní plodiny.
10. Závěry Mezi perspektivní energetické plodiny řadíme především víceleté plodiny z důvodů nižších provozních nákladů na jejich pěstování. Výběr vhodných plodin je závislý na konečném účelu zpracování biomasy. Dlouhodobé výsledky polních pokusů VÚRV, v.v.i. svědčí o tom, že mezi perspektivní energetické plodiny lze zařadit šťovík krmný Rumex patientia L. x Rumex tianshanicus A.Los. známý v ČR jako šťovík Uteuše. Je to vysokoprodukční vytrvalá plodina, vhodná pro pěstování v podmínkách mírného klimatického pásma. Při jednorázové sklizni a běžné agrotechnice tato plodina spolehlivě poskytuje výnosy vyšší než 6 tun suché biomasy z 1 ha (a v některých případech až 12 t.ha-1). Výhodami pěstování a sklizně této plodiny je možnost využití běžné zemědělské techniky. Výsledky modelování ekonomiky pěstování šťovíku Uteuše ukázaly, že v současných ekonomických podmínkách lze se ziskem bez dotací pěstovat šťovík na suché biopalivo pouze při standardních a intenzivních technologiích a výnosech převyšujících 8 t standardně suché biomasy (85%). Větší perspektivu poskytuje možnost pěstování šťovíku na zelenou hmotu za účelem produkce bioplynu. Výsledky rovněž ukázaly perspektivy pěstování a možností využití šťovíku Uteuše jako víceúčelové nepotravinářské plodiny pro české zemědělce.
11. Literatura 1. Usťak S., 2000: Šťovík Uteuša jako jedna z nejperspektivnějších energetických plodin. In: Sborník referátů z III. mezinárodní vědecké konference Jihočeské univerzity u příležitosti 40. výročí založení zemědělské fakulty, České Budějovice, pp.205-206 2. Usťak S., Petříková V., 2002: Hybrid sorrel of Uteush as a new perspective crop for feed, food and bioenergy production. In: Proceedings of the Second international conference on sustainable agriculture for food, energy and industry. Institute of Botany, Chinese Academy of Science, volume II, p. 1390-1395. 3. Usťak S., Usťaková M., 2004: Potential for agricultural biomass to produce bioenergy in the Czech Republic. In:Biomass and Agriculture: Sustainability, Markets and Policies, OECD 2004, Paris, France, pp. 229-240. 29
4. Usťak S., Usťaková M., Rachmetov B. D., 2004: Perennial spinach-sorrel hybrid - schavnat as a new perspective multipurpose crop. In: Book of Proceedings of the "VIII ESA Congress: European Agriculture in a Global Context", 11-15 July 2004, Denmark, pp. 563-564. 5. Uteush, Y.A., 1991: New Potential Fodder Ccrops, Ukraine, Kiyev, Naukova dumka, p. 192. (in Russian).
6. Uteush, Y.A. and M.G. Pobav, 1996: Fodder Recourse of Ukrainian Flora, Ukraine, Kiyev, Naukova dumka, p. 220.
30
31
32
Autor:
Ing. Sergej Usťak, CSc.
Název:
Pěstování a využití krmného šťovíku v podmínkách České republiky
Vydal:
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Drnovská 507, 161 06 Praha 6 - Ruzyně
Redakce, sazba a tisk: EnviBio - sdružení pro rozvoj technologií trvale udržitelného života Náklad:
300 ks
Vyšlo v roce:
2007
Vydáno bez jazykové úpravy Kontakt na autora:
[email protected]
© Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 2007 ISBN 978-80-87011-26-3
Vydal Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. ve spolupráci s EnviBio - sdružení pro rozvoj technologií trvale udržitelného života 2007
