Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin
Stabilizovaná hnojiva s dusíkem a sírou ve výživě řepky ozimé Diplomová práce
Vedoucí práce:
Vypracovala:
Doc. Ing. Pavel Ryant, Ph.D.
Bc. Monika Svědirohová Brno 2014
Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Stabilizovaná hnojiva s dusíkem a sírou ve výživě řepky ozimé vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.
V Brně dne:………………………..
…………………………………………………….. podpis
Poděkování Velice ráda bych touto cestou chtěla poděkovat vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Pavlu Ryantovi, Ph.D. za odborné vedení, cenné rady a připomínky při zpracování této diplomové práce. Dále bych chtěla poděkovat své rodině za finanční a psychickou podporu při studiu.
Abstrakt Tato diplomová práce hodnotila vliv aplikovaných stabilizovaných hnojiv s dusíkem a sírou na obsah minerálního dusíku a vodorozpustné síry v půdě na dvou pokusných lokalitách. Dále byl sledován vliv jednotlivých variant hnojení na výnos a olejnatost řepky ozimé. Problematika byla řešena formou maloparcelkového polního pokusu na pokusných lokalitách Žabčice a Vatín v hospodářském roce 2012/2013. Do pokusu byly zařazeny tyto varianty hnojení: 1. nehnojeno, 2. ENSIN ve 100 % dávce, 3. ENSIN v 80 % dávce, 4. ENTEC 26 ve 100 % dávce, 5. ENTEC 26 v 80 % dávce, 6. DASA + DASA, 7. LAD + ENSIN. Hnojiva ENSIN a ENTEC 26 obsahují DASA (dusičnan amonný a síran amonný) a inhibitor nitrifikace. Na varianty 2 a 4 byla aplikována jednorázově celková dávka dusíku (194 kg/ha dusíku) a na varianty 3 a 5 byla aplikována pouze 80 % dávka (155 kg/ha dusíku) jako regenerační hnojení. Varianta 6 byla hnojena hnojivy bez inhibitoru nitrifikace. DASA byla aplikována (78 kg/ha dusíku) jako regenerační hnojení, a také jako produkčního hnojení I. (58 kg/ha dusíku). Pro produkční hnojení II. bylo použito hnojivo DAM-390 (150 kg/ha dusíku). 7. variantu kombinuje Ledek amonný (78 kg/ha dusíku) aplikovaný jako regenerační hnojení a stabilizované hnojivo ENSIN (116 kg/ha dusíku), které bylo aplikováno jako produkční hnojení I. Na pokusné lokalitě Žabčice byl obsah Nmin a Svod v půdě na počátku sloupkování nejvyšší na variantě hnojené hnojivem ENTEC 26 ve 100 % dávce. Na výnos semena řepky ozimé neměly jednotlivé varianty hnojení statisticky významný vliv. Olejnatost byla statisticky nižší u variant ENSIN 100 %, ENTEC 26 80 % a DASA + DASA. Největší ekonomickou efektivnost měla varianta hnojená LAD + ENSIN. Tato varianta na 1 korunu nákladů na hnojení vytvoří 3,63 korun ve výnosu semen. Na pokusné lokalitě Vatín byl nejvyšší obsah Nmin v půdě na počátku sloupkování na variantě hnojené hnojivem ENTEC 26 ve 100 % dávce. Ve výnosu semene řepky ozimé se statisticky liší pouze varianta nehnojeno od ostatních variant, na které bylo aplikováno hnojivo. V parametru olejnatosti se statisticky neliší jednotlivé varianta hnojení. Po zhodnocení jednotlivých variant koeficientem ekonomické efektivnosti bylo nejefektivnější hnojivo ENSIN v 80 % dávce. Tato varianta v 1 koruně nákladů na hnojení vytvoří výnos semen 7,39 Kč.
Klíčová slova: řepka ozimá, stabilizované hnojivo, inhibitor nitrifikace, dusík, síra
Abstract This thesis examined the effects of applied stabilized fertilizers with nitrogen and sulphur content of mineral nitrogen and sulfur in the soil at two experimental sites. Further, the effect of each variant of fertilizers on yield and oil content of winter oilseed rape. The problem was solved by form of small-plot field trial at the experimental sites Žabčice and Vatín in the marketing year 2012/2013. The experiment included the following variants of fertilization: 1. unfertilized, 2. ENSIN 100 % of the dose, 3. ENSIN 80 % of the dose, 4. ENTEC 26 100 % of the dose, 5. ENTEC 26 to 80 % of the dose, 6. DASA + DASA, 7. LAD (ammonium nitrate with dolomite) + ENSIN. Fertilizers ENSIN and ENTEC 26 containing DASA (ammonium nitrate and ammonium sulphate) and nitrification inhibitor. For variants 2 and 4 was applied once the total dose of nitrogen (194 kg / ha) and variants 3 and 5 was applied, only 80 % of the dose (155 kg / ha) as a stage tillering fertilization. Variant 6 was fertilised by DASA without a nitrification inhibitor. DASA was applied (78 kg / ha of nitrogen) as a regenerative fertilization, as well as the of fertilization I. (58 kg / ha of nitrogen). For the production of fertilization II. was used fertilizer DAM-390 (150 kg / ha of nitrogen). Seventh variant combines Ammonium nitrate (78 kg / ha of nitrogen) is applied as a restorative fertilization and stabilized fertilizer ENSIN (116 kg / ha of nitrogen), which was applied as fertilizer production I. The experimental area was Žabčice Nmin content and Lead in soil at the beginning of stem elongation highest in the variant fertilized fertilizer ENTEC 26 100 % dose. The seed yield of winter oilseed rape had different variants of fertilization statistically significant effect. Oiliness was statistically lower in the variant ENSIN 100 %, ENTEC 26 % 80 and DASA + DASA. The greatest economic efficiency, option fertilization LAD + ENSIN. This variant 1 crown costs fertilization produces 3.63 crowns in seed yield. The experimental area Vatín the highest content of Nmin in the soil at the beginning of stem elongation on the variant fertilizing ENTEC 26 100 % dose. The seed yield of winter oilseed rape is statistically different only from the other variant fertilized variant, which was applied fertilizer. The oil content of the parameter is statistically different each variant of fertilization. After evaluating various options coefficient of efficiency was the most effective fertilizer ENSIN 80 % of the dose. This variant 1 crown fertilizer costs creates seed yield 7.39 CZK. Key words: winter rape, stabilized fertilizer, nitrification inhibitor, nitrogen, sulphur
OBSAH 1
ÚVOD ..................................................................................................... 9
2
LITERÁRNÍ PŘEHLED.................................................................... 11 2.1
Dusík .............................................................................................. 11
2.1.1
Dusík v půdě ............................................................................................. 11
2.1.1.1 Minerální dusík .................................................................................... 12 2.1.1.2 Organický dusík.................................................................................... 13 2.1.2
Přeměny dusíku v půdě ........................................................................... 14
2.1.2.1 Mineralizace ......................................................................................... 14 2.1.2.2 Nitrifikace ............................................................................................. 15 2.1.2.3 Denitrifikace ......................................................................................... 16 2.1.2.4 Volatilizace ........................................................................................... 16 2.1.3
Dusík v rostlině ........................................................................................ 17
2.1.3.1 Využití nitrátové formy dusíku ............................................................. 17 2.1.3.2 Využití amonné formy dusíku .............................................................. 18 2.1.3.3 Asimilace močoviny .............................................................................. 19
2.2
Síra ................................................................................................. 19
2.2.1
Síra v půdě................................................................................................ 20
2.2.2
Přeměny síry v půdě ................................................................................ 21
2.2.3
Příjem síry a její přeměny v rostlině ..................................................... 22
2.2.4
Vliv síry na kvalitu a výnos řepky ozimé ............................................... 23
2.3
Řepka ozimá .................................................................................. 23
2.3.1
Pěstování řepky ozimé ............................................................................. 24
2.3.2
Hnojení řepky ozimé ............................................................................... 25
2.3.2.1 Hnojení dusíkem .................................................................................. 26 2.3.2.2 Hnojení sírou ........................................................................................ 28 2.3.2.3 Minerální dusíkatá hnojiva .................................................................. 30 2.3.2.3.1 Hnojiva s dusíkem nitrátovým......................................................... 30 2.3.2.3.2 Hnojiva s dusíkem amonným a amoniakálním ............................... 31 2.3.2.3.3 Hnojivo s dusíkem amidovým (organickým) .................................. 31 2.3.2.3.4 Hnojiva s dusíkem ve dvou a více formách ..................................... 32 2.3.2.3.5 Pozvolně působící dusíkatá hnojiva ................................................ 33 2.3.2.4 Hnojiva s inhibitory.............................................................................. 34
2.3.2.4.1 Hnojiva s inhibitorem nitrifikace ..................................................... 35 2.3.2.4.2 Hnojiva s inhibitorem ureázy .......................................................... 37
3
CÍL PRÁCE ......................................................................................... 40
4
MATERIÁL A METODIKA ............................................................. 41 4.1
Charakteristika pokusných lokalit ............................................. 41
4.1.1
Pokusné stanoviště Žabčice .................................................................... 41
4.1.2
Pokusné stanoviště Vatín ........................................................................ 43
4.2.1
Odběry a rozbory půd a stanovení obsahu živin .................................. 45
4.2.2 Založení porostu, zpracování půdy a ochrana řepky olejné v průběhu vegetace ................................................................................................................... 45 4.2.3
5
Varianty hnojení řepky ozimé ................................................................ 52
4.3
Odrůda a hnojiva s dusíkem a sírou použita v pokusu............. 52
4.4
Použité analytické metody ........................................................... 54
4.5
Použité statistické metody ............................................................ 55
VÝSLEDKY A DISKUZE ................................................................. 56 5.1
Lokalita Žabčice ........................................................................... 56
5.1.1
Obsah minerálního dusíku v půdě ......................................................... 56
5.1.2
Obsah vodorozpustné síry v půdě .......................................................... 56
5.1.3
Výnos řepky ozimé .................................................................................. 57
5.1.4
Olejnatost řepky ozimé ........................................................................... 59
5.1.5
Ekonomická efektivnost použitých hnojiv ............................................ 60
5.2
Lokalita Vatín ............................................................................... 62
5.2.1
Obsah minerálního dusíku v půdě ......................................................... 62
5.2.2
Výnos řepky ozimé .................................................................................. 63
5.2.3
Olejnatost řepky ozimé ........................................................................... 64
5.2.4
Ekonomická efektivnost použitých hnojiv ............................................ 66
6
ZÁVĚR ................................................................................................. 67
7
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ............................................... 69
9
SEZNAM GRAFŮ .............................................................................. 74
10 SEZNAM TABULEK ......................................................................... 75
1
ÚVOD Řepka olejná (Brassicanapus L. var. napus) je v našich zeměpisných
podmínkách nejvýznamnější a zároveň nejrozšířenější olejninou a větší zastoupení má pěstování formy ozimé než jarní. Produkty řepky ozimé se využívají především jako suroviny k dalšímu zpracování (v potravinářství, v technickém a palivovém průmyslu), v pícninářství ke zkrmování nebo jako organické hnojivo (zelené hnojení). Semena obsahují cca 42 % oleje, který je tvořen z 58 % kyselinou olejovou, 20 % kyselinou linolovou a 8 – 12 % kyselinou linolenovou. Ve spotřebě živin řadíme ozimou řepku k nejnáročnějším plodinám. Má 2-3 krát vyšší požadavky než obilniny a vedle tvorby a produkce energeticky náročného oleje vytváří vyšší výnosy biomasy. Ozimá řepka si snadno osvojuje živiny z půdy díky tomu, že vytváří kulovitý kořen, který je z 87 % rozprostřen v ornici. Pro dobrý růst kořene je nezbytně nutné upravit zásobu živin v půdě při základním hnojení před setím. U hybridních odrůd oproti odrůdám „00“, které se vyznačují rychlejším a mohutnějším růstem na podzim i na jaře, je potřeba dávky živin zvyšovat o 20-30 % s ohledem na dosahovaný vyšší výnos. Jedním z důležitých předpokladů vysokého a kvalitního výnosu je zajištění optimálního výživného stavu správným a vyváženým systémem hnojení. Dusík je nepostradatelnou živinou, která zabezpečuje dostatečné olistění a velikost listů, působí na intenzitu fotosyntézy a tím pozitivně ovlivňuje tvorbu výnosových prvků. Významnou živinou je také síra, na kterou je řepka poměrně náročná. Síra je intenzivně přijímána v období jarního růstu. Je nezbytná pro syntézu esenciálních aminokyselin (cystein, cystin, methionin) a tím pro tvorbu bílkovin. V rostlině je síra komponentem řady enzymů (koenzym A), acetyl - ATP sulphurylázy, vitamínů (thiamin, biotin), podporuje tvorbu glykosidů, které mají fytosanitární účinek. Její velkou předností je, že zvyšuje využití dusíku a stabilizuje obsah oleje v semeni. Je vhodné ji aplikovat samostatně při základním hnojení nebo spolu s dusíkatými hnojivy při regeneračním prvním a druhém přihnojení dusíkem. Tato diplomová práce se zabývá použitím stabilizovaných hnojiv s dusíkem a sírou ve výživě řepky ozimé. Použitá stabilizovaná hnojiva jsou založena na principu působení inhibitoru nitrifikace, který omezuje aktivitu nitrifikačních bakterií v půdě. Tyto bakterie přeměňují NH4+ na NO3-. Inhibitor nitrifikace brání bakteriím v přeměně 9
NH4+ na NO2-. NH4+ se v půdě nachází ve větší koncentraci a zvyšuje se jeho sorpce na půdní částice. Touto vazbou se výrazně omezují ztráty dusíku vyplavením a zamezuje se přeměně na nitrátovou formu, která je značně pohyblivá a může kontaminovat podzemní vodu. Mezi přednosti těchto hnojiv patří jejich šetrnost k životnímu prostředí. Po odeznění působení inhibitoru nitrifikace se stává amonný dusík mobilní a může se přeměnit na nitrátový dusík, který je lépe přístupný pro rostliny.
10
2
LITERÁRNÍ PŘEHLED
2.1 Dusík Dusík, kyslík, uhlík a vodík jsou základní biogenní prvky, které jsou základními stavebními prvky živé hmoty. Dusík je nepostradatelnou živinou pro rostliny, ale i pro půdní mikroorganismy (Fecenko a Ložek, 2000). Dusík je součástí základních sloučenin, z kterých se skládá živá hmota, např. bílkoviny nukleových kyselin, nukleotidů, nukleových kyselin, enzymů, chlorofylu a dalších sloučenin. Patří k pohyblivým prvkům, takže se jeho nedostatek projeví dříve na starších částech rostliny (Šetlík a kol., 2004). 2.1.1 Dusík v půdě Dusík je velmi pohyblivý prvek, který cirkuluje mezi půdou, atmosférou a živými organismy. Jako zdroj dusíku může rostlina považovat hnojiva minerání, organická hnojiva, půdní organickou hmotu, ale i fixaci vzdušného dusíku poutanou symbiotickými a nesymbiotickými bakteriemi (Fecenko a Ložek, 2000). Hlavním zdrojem půdního dusíku je atmosféra, která obsahuje 77,5 dílů dusíku (78,08 % objemových), kde se nachází ve formě elementárního dusíku N2. Celkový obsah dusíku v půdách je velmi rozmanitý. Nejčastěji kolísá od 0,05 – 0,5 %. V orniční vrstvě obsahuje převážná část půdy ČR 0,01 – 0,2 % veškerého dusíku. Dusík se nachází v půdě v organické (98 - 99 %) a zbytek v minerální formě (Richter, 2007a).
Obr. 1 Formy dusíku v půdě (Ivanič a kol., 1984)
11
Obsah dusíku v půdě je celkem stálý, tvoří ho sloučeniny těžce chemicky i mikrobiologicky rozložitelné. Je vázán na aromatická jádra huminových kyselin, fulvokyselin a huminů. Protože je dusík takto vázán, uvádí se jeho celkový obsah v půdě ve vztahu Cox a vyjadřuje se poměrem C:N. V našich půdách se uvádí průměrná hodnota tohoto poměru 10 – 12:1, ale za dostatečnou se považuje i poměr 15 – 18:1. Nejvyšší poměr C:N je v ornici, s hloubkou klesá, v podorniční vrstvě ho bývá 5 – 110 krát méně (Richter, 2007a). 2.1.1.1 Minerální dusík Minerální dusík zaujímá 1-2 % a skládá se z nitrátových (NO3-), amonných (NH4+) a nitritových (NO2-) iontů. Přechodně se v půdě mohou vyskytovat oxidy dusíku (N2O, NO, NO2). Meziproduktem mikrobiálního procesu může být hydrofilamin (NH2OH), nitramid (N2H2O2) které jsou nestabilní a podléhají oxidačním nebo redukčním procesům. Na konci této přeměny z nich vznikají NO3-, respektive NH4+ ionty (Fecenko a Ložek, 2000). Jako mineralizace N je označován mikrobiální rozklad organicky vázaného dusíku na NH4+. Přitom se tvoří nejdříve NH3, který ve vodném prostředí přijímá proton a přechází na NH4+. Tato forma dusíku může být rostlinami přijímána jako kationt NH4+, a tak transformována zpět do organické formy. Na tomto procesu se účastní řada fyziologicky velmi odlišných heterotrofních mikroorganismů (Černý a kol., 1997). Další možností je poutání amonného kationtu do krystalových mřížek některých minerálů (ilit, montmorillonit) nebo těkání do atmosféry ve formě NH3 (Richter, 2007a). Jak již bylo uvedeno, minerální dusík vzniká aerobním rozkladem půdní organické hmoty. Při aplikaci dusíkatého hnojiva se podíl minerálního dusíku v půdě zvyšuje, protože hnojivo podporuje vyšší intenzitu mineralizace organické hmoty (Fecenko a Ložek, 2000). Poslední možnou cestou přeměny dusíku je nitrifikace. Čím více jsou půdy biologicky činné, tím rychleji a intenzivněji tento proces probíhá. Nitrifikaci lze popsat jako bakteriální činnost, při níž bakterie získávají z amonných solí potřebnou energii pro syntézu organických látek. Nitrifikace probíhá ve dvou stupních: 1. stupeň (nitritace) dochází k oxidaci amonných solí za vzniku nitritů, vody a vodíku. To zajišťují bakterie rodu Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospiraa dalších.
12
2. stupeň (nitratace) dochází k oxidaci nitritů na kyselinu dusičnou, která disociuje na H+ a NO3-. Nitrataci zajišťují bakterie rodu Nitrobacter. Nitrifikací tak vzniká velmi mobilní forma dusíku, která může být čerpána rostlinami, ale také ztracena vyplavením. Další možnou ztrátou nitrátového dusíku může být jeho denitrifikace až na elementární dusík a únik do atmosféry (Ivaniča kol., 1984). 2.1.1.2 Organický dusík Nehydrolyzovatelný Nehydrolyzovatelný dusík tvoří zbytek tohoto prvku, který tvoří stabilnější humusové látky složitějších chemických vazeb. Tyto vazby jsou těžko rozložitelné chemicky, ale i mikroorganismy (Fecenko a Ložek, 2000). Humusové látky hrají významnou roli v udržování ekologické rovnováhy mezi rostlinou a jejím vnějším prostředím. Vznikají v procesu humifikace a vyskytují se v půdě ve velmi malých koncentracích. Společně s minerálním podílem půdy významně ovlivňují fyzikální, chemické a biologické vlastnosti prostředí růstu rostlin. Ve vazbě na jílové minerály vytvářejí humusové látky humusojílový sorpční komplex, který funguje jako zásobárna živin pro rostliny. Ze sorpčního komplexu jsou minerální prvky výměnným způsobem uvolňovány do půdního roztoku ve formě iontu. Potom jsou v přístupné formě z půdního roztoku přijímány kořeny rostlin. Je tedy zřejmé, že efektivní výživu rostlin v půdních podmínkách si nelze představit bez současného spolupůsobení humusových látek (Vrba a Huleš, 2006). Hydrolyzovatelný Hydrolyzovatelný dusík představují amidy, alfa aminokyseliny, aminocukry, purinové a pyrimidinové báze, kyselina hypurová, kyselina močová, močovina a další organické látky. Zdrojem pro tento dusík jsou rostlinné a živočišné zbytky, biomasa mikroorganismů, jejich metabolity a všechny druhy organických hnojiv (Fecenko a Ložek, 2000). Organické látky humifikované vznikají za omezeného přístupu vzduchu během procesu nazývaném humifikace v souběhu s částečnou mineralizací organické hmoty v půdě. Tyto procesy podporují spolupůsobením enzymy vylučované řadou
13
mikroorganismů. Během humifikace tak dochází k tvorbě nových, velmi složitých organických nebo organominerálních látek, jedná se o látky humusové (trvalý humus). Nově vytvořené humusové látky v půdě jsou vysokomolekulární organickominerální dusíkaté sloučeniny s řadou specifických, a pro výživu rostlin i půdní úrodnost, významných vlastností. Z celkového obsahu organických látek v půdě připadá na humifikované látky 85 – 90%. (Černý a kol., 1997). 2.1.2 Přeměny dusíku v půdě V průběhu roku dochází k značným změnám v obsahu minerálního dusíku v půdě. Významným obdobím jsou měsíce duben a květen, kdy se v důsledku oteplení půdy značně zvyšuje aktivita mikroorganismů. Díky této zvýšené činnosti dosahuje obsah minerálního dusíku maximálních hodnot, tzv. jarního maxima. Poloha vrcholu maxima úzce souvisí s časovým příjmem dusíku porostem, s hnojením a průběhem počasí. Příznivé vlhkostní a teplotní podmínky po období sucha a zimy značně urychlují mineralizaci půdního dusíku. V průběhu vegetace se postupně snižuje intenzita mineralizace a tím i klesá obsah minerálního dusíku v půdě, který klesá na stabilní hodnotu. Tato hodnota se nazývá letní minimum a zahrnuje období před a po sklizni. Pokud jsou na podzim příznivé vlhkostní a teplotní podmínky, začíná se obsah Nmin v půdě zvyšovat a vzniká podzimní maximum. Před zimou opět v důsledku snížení teploty a snížení aktivity mikroorganismů obsah dusíku klesá (Černý, 2010). Dusík v půdě podléhá mnohým přeměnám. Mezi dva základní procesy patří: 1. Mineralizace: rozklad organických sloučenin na minerální sloučeniny
Amonizace,
Nitrifikace
Denitrifikace
2. Imobilizace: zabudování minerálních sloučenin do organických sloučenin. 2.1.2.1 Mineralizace Mineralizaci můžeme popsat jako mikrobiální transformaci organického na anorganický dusík. V podstatě se jedná o uvolňování živin z organických vazeb
14
a stávají se přístupné pro rostliny. Mineralizace dusíkatých látek organického původu se nazývá amonifikace (přeměna organických sloučenin na amoniak). Celý proces začíná rozkladem bílkovin na polypeptidy, potom následuje hydrolýza, uvolnění aminokyselin, kterou způsobují katalytické peptidázy. Potom následuje deaminace, kde dochází k uvolnění NH3 který přijímá proton z vody a mění se na NH4+ (Camberato, 2001). Intenzivní mineralizace probíhá při střídání sucha a tepla, při optimální teplotě 30 °C. Pokud teplota klesá, rychlost mineralizace se snižuje až o 50 %, a při 0 °C se zastavuje (Černý, 2010). Díky mikroorganismům (houby a bakterie) a bezobratlým živočichům probíhá za anaerobních a aerobních podmínek. Půdní reakce má velmi malý vliv na rychlost mineralizace, ale její optimum je nad pH 5,5. Rychlost uvolňování dusíku ovlivňuje poměr C:N rozkládaného materiálu (Camberato, 2001). Rychlost uvolňování roste s jeho vyšší hodnotou poměru (Černý, 2010). aminizace
amonizace
Organický N
2.1.2.2 Nitrifikace Amoniak, který vznikl při mineralizaci, vstupuje hlavně do procesu nitrifikace. Tento oxidativní proces má za účel přeměnu nepohyblivého amoniaku na pohyblivý dusičnan a tím dusík zpřístupnit rostlinám. Mikroorganismy využívají energie, vytvořené při oxidaci pro svůj růst. Nebezpečí této přeměny je hrozba ztráty dusíku vyplavením nebo denitrifikací. Tato přeměna se skládá ze dvou kroků, které provádí dva odlišné a specifické organismy (Camberato, 2001). Nitrifikace vyžaduje zásobu amonných iontů v půdě, ale jejich přebytek je toxický pro baktérie rodu Nitrobacter, což může způsobit hromadění nitritů. Pokud jsou příznivé podmínky pro obě reakce, nitratace následuje bezprostředně po nitritaci a nedochází k akumulaci pro rostliny toxických nitritů. Při nitrifikaci uvolněné ionty H+ okyselují půdu. Vznikající kyselina dusičná je neutralizována bázemi sorpčního komplexu nebo půdního roztoku (Richter a Hlušek, 1999). Procesy přeměny dusíku jsou uskutečňovány dvěma různými skupinami bakterií: nitritačními (Nitrospira, Nitrosomonas, Nitrocystis a Nitrosolobus) nitratačními (Nitrobacter, Nitrospina a Nitrococcus) (Robertson a kol., 1999).
15
Nitrosomonas 1. krok amoniak
dusitan - Nitritace
Nitrobacter 2. krok dusitan
dusičnan -Nitratace
Vhodná teplota je 25 –30 °C, vlhkost 70 % MVK. Důležité je aerobní prostředí a pH 6,5 –8,5 (Černý, 2010). 2.1.2.3 Denitrifikace Denitrifikace je reakční proces, kde jsou nitráty díky přítomnosti organických látek redukovány na oxid dusíku nebo až na elementární dusík. Tento proces je anaerobní a záleží také na fyzikálních podmínkách půdy (Černý, 2010). Proces denitrifikace může pobíhat dvěma způsoby, biologicky nebo chemicky. V našich podmínkách převažuje denitrifikace biologická, způsobená fakultativně anaerobními mikroorganismy. Denitrifikační bakterie (Bacterium denitrificans) během rozkladu využívají kyslík nitrátů a energii uvolňovanou z oxidace organických látek na oxid uhličitý nebo z oxidace sulfidů (Robertson a kol., 1999). 2.1.2.4 Volatilizace Amoniakální dusík (NH4+, NH3) se v půdě nachází v různém stavu. V nepatrném množství je rozpuštěn v půdním roztoku ve formě amonných solí, odkud jej mohou rostliny bezprostředně využít, část NH4+ je ve výměnné formě a po jeho vytěsnění může být rostlinami rovněž přijímán. Část NH3 především u lehkých a alkalických půd, může volatilizovat (Richter a Hlušek, 1999). Volatilizace je proces ztráty dusíku, který má formu plynného amoniaku, do atmosféry. Tato ztráta se většinou dává do souvislosti s hydrolýzou močoviny v půdě. Po hydrolýze močoviny, pH kolem její částice prudce stoupá a dusík v amonné formě se mění na amoniak. NH4+ se pak uvolňuje do atmosféry a tím rostliny ztrácí dusík, který je měl vyživovat. Hydrolýzu močoviny a ztrátu amoniaku ovlivňuje také pufrovací kapacita půdy, což je schopnost půdy omezit zvyšování hodnot pH. Půdy, které mají vysoký obsah jílu a organické hmoty, mají vysokou kapacitu vyrovnávací schopnosti a minimalizují zvyšování pH a ztráty volatilizací čpavku. Je to způsobeno tím, že půdy s vysokou pufrační kapacitou mají obvykle vyšší schopnost výměny kationtů, a amonný iont může být tedy vázán v půdě a brání jeho vyplavení. Písčité půdy mají nízkou pufrovací schopnost, a proto se u nich 16
zvyšuje hodnota pH a odpaření amoniaku bývá vyšší (Camberato, 2001). V závislosti na půdně-klimatických podmínkách a poklesu vody se může obsah dusíku v půdě snížit o 5 až 25 %. Při zvyšující se teplotě dochází k uvolňování amoniaku. Volatilizaci také podporují anaerobní podmínky a alkalické půdy. Ke ztrátám dochází často po organickém hnojení (kejdou, močůvkou či hnojůvkou) (Černý, 2010). 2.1.3 Dusík v rostlině Obsah dusíku v sušině různých orgánů rostlin má široké rozpětí od 0,5 do 7,1 %. Na začátku vegetace je obsah N nejvyšší a v průběhu vegetace se jeho koncentrace postupně snižuje. Jeho obsah ovlivňuje růst biomasy, která pro svůj růst potřebuje dusík a tím se opět mění (zvyšuje) množství celkově přijatého dusíku. V období dozrávání je velká část dusíku transportována z vegetativních do generativních orgánu rostliny (Fecenko a Ložek, 2000). 2.1.3.1 Využití nitrátové formy dusíku Dusík přijímá rostlina v několika formách. První forma se nazývá nitrátová forma dusíku. Pro rostliny má největší význam, i když musí být před zabudováním do rostlinných pletiv pomocí nitrit a nitrátreduktáz redukována na amonný dusík (Marschner, 2011). Nitrát je přijímán aktivně kořeny ve směru elektrochemického gradientu, oproti tomu je ale jeho výdej pasivní (Richter, 2004a). Jeho absorbci ovlivňují podmínky prostředí, jako je například pH a teplota. Příjem NO3- převládá na kyselejších půdách a při vyšších teplotách. Při nízkých teplotách je totiž snížená redukce nitrátů v rostlinách (Fecenko a Ložek, 2000). Rostlina přijímá NO3- kořeny a nadzemní části rostlin jsou místem jejich redukce. Translokaci NO3- pozitivně ovlivňuje draslík a redukce se zvyšuje s teplotou a stářím rostliny (Richter, 2004a). Nezbytný proces redukce nitrátu probíhá ve dvou po sobě následujících reakcích: 1) redukce NO3- na NO22) redukce NO2- na NO3 (Richter, 2004a). Při této redukci jsou důležité dva enzymy, nitrátreduktáza a nitritreduktáza. K syntéze nitrátreduktázy dochází jen tehdy, pokud je v cytoplazmě přítomen nitrát (Richter, 2004a).
17
Účinek nitrát a nitritreduktázy vyjádřen souhrnně v reakcích: NO3- +8 H++ 8 e --------> NH3+ 2 H2O+ OHOH- ionty vzniklé při redukci nitrátu v rostlinách mohou být také převedeny do půdního prostředí a tak zvyšovat pH (Fecenko a Ložek, 2000). Bylo dokázáno, že při teplotách okolo 30 °C je příjem NO3- větší, ale aktivita nitrátreduktázy se snižuje (Richter, 2004a). Redukci nitrátu na amoniak, ovlivňuje vedle již zmíněné teploty a světla výrazně také minerální výživa (Richter a Hlušek, 1999). Při deficienci molybdenu se kumulují nitráty a dochází k poklesu aktivity nitrátreduktázy. Mangan je velmi důležitou složkou fotosystému II, protože ovlivňuje tok elektronů z vody přes feredoxin na nitritreduktázu. Výraznou předností nitrátové formy dusíku je její pohyblivost, neváže se na půdní sorpční komplex a dostává se rychle ke kořenům (Richter, 2004a). 2.1.3.2 Využití amonné formy dusíku Často se vedou diskuze, zda je N přijímán jako NH4+ kationt nebo jako NH3 molekula. Amonný iont má schopnost se zabudovat do organických sloučenin už v kořenech (Marschner, 2011). Při neutrálním až zásaditém pH je NH4+ dusík přijímán přednostně před nitrátovou formou. Nitrátová forma se výrazně inhibičně podílí na příjmu amonného iontu. Důvodem je nasycení míst jeho příjmu vysokou koncentrací NO3-, který se nachází v roztoku (Procházka a kol. 1998). Při příjmu NH4+ iontu dusíku rostlinou a po zabudování do neutrální organické molekuly způsobuje vzniklý H+ iont okyselení (Fecenko a Ložek, 2000). Amoniakální dusík také snižuje příjem kationtů (Ca2+, Mg2+, K+). Výhodou je, že pro metabolické zabudování NH4+ není spotřebovávána energie (Richter, 2004a). NH4+
NH3 + H+
Vzniklé H+ ionty jsou vylučovány do vnějšího prostředí a tím okyselují půdu. Amoniak také snižuje oxidoredukci a respiraci. Již při nižší koncentraci NH3 může ohrožovat rostlinu toxicita, která je vázaná v živném prostředí. Negativně působí hlavně zásadité pH, které zvyšuje toxicitu a kořeny jsou již při nízké koncentraci poškozeny (Richter, 2004a).
18
2.1.3.3 Asimilace močoviny Molekula močoviny může být rostlinou přijímána ve formě celých molekul, při foliární výživě, nebo rozkladem v půdě enzymem ureázou. Příjem celých molekul močoviny, přes kořeny rostlin, je hodně omezený, protože dochází k rychlému enzymatickému rozkladu v půdě (Fecenko a Ložek, 2000). V půdních podmínkách je močovina hydrolyzována extracelulárním enzymem ureasou na uhličitan amonný a vzniklý amonný iont může být dále nitrifikován pomocí mikroorganismů na NO3(Watson, 2005). CO (NH2)2 + 2 H2O enzym ureáza ˃ (NH4)2CO3→ 2 NH3 + CO2 + H2O
Močovinu přijímanou kořeny, může rostlina následně ve svých pletivech pomocí enzymu ureázy přeměnit na amoniak (Richter, 2004a). močovina
á
Schopnost rozložit močovinu nemají všechny rostliny, a ty které tuto schopnost mají, ji ztrácí s vyšší vývojovou fází (Richter, 2004a). Asimilaci močoviny můžeme označit jako aktivní metabolický proces, který je zdrojem dusíku a uhlíku. Hnojení močovinou se může projevovat růstovou depresí a způsobovat ,,fytotoxicitu močoviny“. Způsobuje ji vysoký obsah biuretu, který vzniká jako meziprodukt přeměny močoviny v půdě nebo v rostlinách. Také může být tato toxicita způsobena účinkem samotné močoviny. Obsah biuretu (H2N-CO-NH-CO-NH2) je nutné znát především v hnojivu, protože typickým projevem jeho toxicity je mezižeberné žloutnutí a zasychání listů od špiček, a také deformace (Fecenko a Ložek, 2000). Biruet je totiž velmi toxický pro Krebsův cyklus, kde blokuje fixaci amoniaku a brzdí tím syntézu bílkovin v listech. Také působí toxicky velké množství amoniaku, který vznikl aktivitou ureázy. V tomto případě pak není rostlina schopna, z důvodu nedostatku sacharidů, zabudovat amoniak do organických sloučenin. Jako preventivní opatření proti tomuto poškození, je neaplikovat vyšší dávky močoviny než 100 kg/ha (Richter, 2004a).
2.2 Síra Řepka je plodina s vysokou spotřebou síry, která spotřebuje při výnosu 5t/ha 40 kg síry na hektar. Síra plní v rostlině velmi důležité funkce a při jejím nedostatku procesy nemohou probíhat dostatečně. V buňkách síra působí jako stavební kámen pro 19
výrobu bílkovin, uhlohydrátů a také je nepostradatelná při tvorbě vitamínů a růstových enzymů (Alpmann a kol., 2009). Síra je v rostlinách především ve formě aminokyselin cysteinu a methioninu součástí všech bílkovin. Dále je součástí glutationu a bílkovin se sírou vázaným železem (např. feredoxinů). Další z významných látek obsahujících síru jsou koenzym A, lipoové kyseliny, thiamin pyrofosfáta biotin (Šetlík a kol., 2004). 2.2.1 Síra v půdě Obsah síry v půdě je ovlivněn půdním typem a druhem, obsahem humusu, antropogenní činností a dalšími faktory. Obsah organických a anorganických sloučenin síry v půdě se pohybují mezi 0,01 – 0,5 %. V půdách, které jsou bohaté na humus, se nachází větší množství celkové, ale i organicky vázané síry oproti půdám minerálním. Množství minerálně vázané síry je 80 – 90 % a 10 – 20 % anorganické síry ve formě síranů draslíku, vápníku, hořčíku a sodíku (Fecenko a Ložek, 2000). Organická síra Organické sloučeniny síry se podílí z 40 – 90 % na celkovém obsahu síry v půdě. Tato forma síry se nachází v rostlinách, živočiších a mikroorganismech ve formě bílkovin, polypeptidů a aminokyselin (Richter, 2007c). Obsah organické síry se těžko určuje, protože mineralizace organických sloučenin a jejich přechod z anorganických na organické sloučeniny je větší než u dusíku. Podíl organické síry na celkovém obsahu v půdě se za rok značně mění (Fecenko a Ložek, 2000). Anorganická síra Anorganické sloučeniny síry se na celkovém obsahu v půdě podílejí z 10 – 60 % a nachází se v ní ve formě síranů, sulfidů a sulfátů. Sulfidy vznikají při zvětrávání mateřské horniny, mineralizací organických látek a při redukci síranů. Sulfan a sulfidy se tvoří v procesu mineralizace organických látek, dále se poměrně rychle oxidují na elementární síru a potom na síranovou síru (Richter, 2007b). Všeobecně se uvádí, že se sulfidy v půdě nehromadí. Obsah síranů v průběhu vegetace značně kolísá a jeho dynamika v půdě může do značné míry korespondovat s dynamikou dusičnanů (Fecenko a Ložek, 2000).
20
2.2.2 Přeměny síry v půdě Síra se v půdě přeměňuje čtyřmi základními fázemi: oxidací, redukcí, mineralizací organických sloučenin a zabudováváním síry do organických sloučenin. Rostlinné a živočišné bílkoviny se rozkládají v půdě aerobně a anaerobně bakteriemi, aktinomycetami, houbami a aminokyselinami. Při rozkladu síry na aminokyseliny vzniká sirovodík, který v anaerobních podmínkách může v půdě působit toxicky na rostliny a mikroorganismy. H2S se postupně oxiduje na sírany. Mezi přeměny síry v půdě patří: sulfurikace, desulfurikace a imobilizace síry (Richter, 2007b). Sulfurikace je mikrobiální proces postupné oxidace redukované formy síry na síran, při které se uvolňuje energie. Tuto přeměnu způsobují sirné bakterie (Fecenko a Ložek, 2000). Desulfurikace je proces redukce síranů, siřičitanů a síranů na H2S, který probíhá působením desulfurikačních bakterií. Imobilizace síry způsobují mikroorganismy, které síru využívají jako organické a anorganické sloučeniny síry na syntézu protoplazmy. Z organických jsou to především sirné aminokyseliny, z anorganických jsou to sírany, hydrogensiřičitany a peroxosírany. Dále také využívají elementární síru a sulfidy. K imobilizaci síry může také docházet při tvorbě humusových kyselin a humusu. Sorpce a vyplavení síry Základní způsoby sorpce S v půdě jsou: fyzikálně-chemická, chemická a biologická. Fyzikálně chemická sorpce probíhá v neutrálních půdách. Chemická probíhá v kyselých půdách, se snižujícím se pH se zvyšuje chemická sorpce a podílí se na ní zejména Fe a Al (Fecenko a Ložek, 2000). Vyplavování síry ve formě síranů je také značně podporováno aplikací průmyslových hnojiv. V literatuře se uvádí, že se může z půdy vyplavit až 40-630 kg/ha síry v závislosti na půdním druhu, jejím obsahu v půdě a další faktorech (Fecenko a Ložek, 2000).
21
2.2.3 Příjem síry a její přeměny v rostlině Vstup síry do rostliny ve formě síranových iontů a jeho další osudy jsou velmi podobné tomu, co se děje s nitrátem (Šetlík a kol., 2004). Rostlina přijímá síru ve formě SO42- hlavně z půdy. Její asimilace se velice podobá asimilaci nitrátů. Dostupnost síry není ovlivňována jinými ionty, ale pouze obsahem v půdě. Mezi zdroje síry patří hlavně hnojiva, spád z ovzduší a půda, kde je postupně uvolňována z půdních zásob a oxidována na síran. Při nedostatku SO42- může rostlina čerpat z ovzduší až 30 % SO2. Předností síry je její dobrá pohyblivost a často bývá transportovaná do mladých listů a redukována na H2S se následně zabudovávána do organických sloučenin (Vaněk a kol., 2007). Příjem sulfátu do buněk se děje pomocí aktivního přenašeče. První krokem asimilace je redukce sulfátu, a k té dochází buď v chloroplastech listu, nebo už v protoplastech kořenových buněk. Pokud se v rostlině nachází neredukovaný síran a přebývá, je aniontovými kanály odváděn do vakuol (Šetlík a kol., 2004). Nejčastější forma, jak síra vstupuje do metabolismu buňky, je cystein a methionin, kde jsou tyto aminokyseliny využity jako prekurzory dalších sloučenin. Dobře rozpustný glutation je pro rostliny důležitý antioxidant. Významnou roli hraje při detoxikaci kyslíkových radikálů a H2O2 (Hell a Rennenberg, 1998). Při zabudování se musí aktivovat ATP za účasti enzymu ATP – sulfátadenyltransferásy, který způsobí reakci sulfátu s ATP. Výsledkem této reakce je APS (adenosinfosfosulfát) a odštěpený pyrofosfát. Tento výsledný produkt je zabudován do organických sloučenin. Redukce síranu probíhá v chloroplastech po aktivaci světlem. Musí se přenést sulfátová skupina na nosič glutation z adenosinfosfátu. Dalším krokem je navázání nosičem na SH skupinu tím, že H je nahrazeno SO3H (sulfurylová skupina). Pomocí feredoxinu se může již zmíněná skupina redukovat na SH skupinu. Acetylserin reaguje s SH skupinou a výsledkem je cystein. Tento proces probíhá hlavně v mladých listech. Další možnost je symbióza síranových esterů. Nejprve musí být aktivován ATP, při jehož štěpení na ADP se uvolňuje H3PO4, která se váže na OH cukernou částí adeninu a vzniká
PAPS fosfoadenosinfosfosulfát, který se váže jako SO3H na
organické sloučeniny (polysacharidy, lipidy). Síra, vázaná především v sulfolipidech ve formě esteru, je často součástí biologických membrán. Ovlivňuje transport iontů a také jejich hladinu, ionty také ovlivňují citlivost ke koncentraci solí (Vaněk a kol., 2007).
22
2.2.4 Vliv síry na kvalitu a výnos řepky ozimé Více než 70 % síry se v rostlině nachází ve formě proteinů. Velký význam má síra jako strukturní, konformační a funkční složka především v cyseinu a metioninu, které následně tvoří bílkoviny. Síra také významně ovlivňuje kvalitu potravin a produkci fytofarmak. Důležitý kvalitativní parametr semena řepky ozimé je jeho olejnatost, která může být zvýšena dobrou zásobeností síry. Nárůst olejnatosti je spojován s nárůstem aktivity acetyl-CoA karboxylázy, jehož syntézu podporuje právě síra (De Kok a kol., 2002). Naopak při vyšších dávkách dusíku se obsah tuků snižuje, ale pokud je dodáváno dostatečné množství síry, může se této hrozbě předejít. Sirná výživa má také vliv na konečnou koncentraci glykosinolátů v semeni. Tento fakt není překvapivý, protože každá molekula glukosinolátů obsahuje dva až tři atomy síry a aminokyseliny jsou prekurzory jejich biosyntézy (Zhao a kol., 1991).
2.3 Řepka ozimá Řepka ozimá, jak už by uvedeno, je nejpěstovanější olejnina v našich klimatických podmínkách. V roce 2013 bylo oseto 383 093 ha. Průměrný republikový výnos řepky ozimé byl 3,52 t/ha a celková produkce byla 1 347 596 tun.
Obr. 2 Výnos ozimé řepky dle regionů 2013
23
401 319 343 004
337 571 313 025
356 924 354 826
368 824 373 386
383 093
292 247 267 160
plocha (ha)
250 959 259 460
2 001 2 002 2 003 2 004 2 005 2 006 2 007 2 008 2 009 2 010 2 011 2 012 2 013
rok
Graf 1 Vývoj ploch řepky v letech 2001 až 2012 (ČSÚ 2013) 2.3.1 Pěstování řepky ozimé Mezi dva, z ekologického hlediska, limitující faktory, omezující pěstování řepky ozimé patří dostatek vláhy v letním období pro založení porostů a vhodný průběh počasí v zimním období, který umožní přezimování porostu. Ideální podmínky pro pěstování ozimé řepky jsou v přímořských oblastech Atlantického oceánu, Severního moře nebo Baltského moře. Vhodné jsou také pozemky v povodí velkých západoevropských řek Rýna, Seiny a Labe. Čím více se oblasti pěstování řepky ozimé posunují na východ, tím se snižuje jistota pěstování vlivem vyzimování, nízké vzdušné vlhkosti a především suchého letního počasí (Baranyk a Fábry, 2007). Pro ozimou řepku jsou nejvhodnější nejkvalitnější půdy, biologicky činné s neutrální až mírně alkalickou reakcí (pH 6,0-7,2) a s dobrou zásobou přístupných živin. Výběr vhodného stanoviště, který splňuje požadavky řepky ozimé je začátek, který následně ovlivní výnos, zdravotní stav a kvalitativní parametry. Kyselá půdní reakce například silně snižuje výnos. Dalším problémem se stává vedle pH i obsah přístupných živin. Nerespektování skutečného stavu obsahu přístupných živin v půdě a jednostranné hnojení pouze náhodně vybranou živinou vede k nižším výnosům a ke zhoršení kvality semene. Důsledkem toho je i pokles přístupných forem živin v půdě tak, jak se to začíná projevovat v případě draslíku a fosforu (Richter, 2005). Při zakládání porostu je velmi důležitý termín setí. Včas a správně založený porost je základem pro dobré přezimování, uspokojivý zdravotní stav a uplatnění výnosové schopnosti řepky. Nejčastěji se uvádí, že se řepka ozimá seje od poloviny do 24
konce srpna. Mezi nejdůležitější faktory ovlivňující stav porostu před zimou, jeho přezimování a hektarový výnos je právě výsevek a termín setí. Při výpočtu výsevku je důležité se řídit HTS. Obecně lze uvést rozmezí výsevku 2,5 – 4 kg/ha, tj. 40 – 60 semen na m2. Hloubka setí se pohybuje od 1,5 do 2 cm. Řepka ozimá se dá zaset do meziřádkové vzdálenosti 12,5 cm, 25 cm a výjimečně do 45 cm. I při větší meziřádkové vzdálenosti dosahují výnosy stejných hodnot jako u úzkých řádků (Bečka, 2007). Tab. 1 Doporučené termíny výsevů a výsevky podle výrobních oblastí (dříve výrobních typů). Výrobní oblast Kukuřičná a řepařská Bramborářská (kromě oves. subtypu) Bramborářská (ovesný subtyp) Horská
Termín výsevu 25. 8. - 5. 9. 20. - 25. 8. 15. - 20. 8. 10. - 15. 8.
Výsevek kg/ha 2,4 - 4 2,4 - 4 3-5 3-5
Výnosotvorné prvky řepky ozimé Hlavní výnosotvorné prvky, které ovlivňují výnos řepky ozimé jsou:
Hmotnost tisíce semen (HTS)
Počet šešulí na 1 m2
Počet šešulí na jednu rostlinu
Počet semen v šešuli
Úroveň výnosotvorných prvků je podmíněna genotypem odrůdy, často má však větší vliv ročník, ekologické podmínky a agrotechnika. Výnosotvorné prvky jsou v daných podmínkách z velké části limitovány výživou, světelnými podmínkami a reakci odrůd na faktory, které redukují výnos (Baranyk a Fábry, 2007). 2.3.2 Hnojení řepky ozimé Ve spotřebě živi se řepka řadí mezi velmi náročné plodiny, protože pro výnos 4t/ha semen odebere nadzemní biomasa z jednoho hektaru 208-236 kg N, 160-200 kg K, 120-452 kg Ca, 44-72 kg P, 16-24 kg Mg a 48-64 kg S. Velký podíl odebraných živin se zpět do půdy vrací opadem listů a zaorávkou řepkové slámy. Řepka má značnou osvojovací schopnost pro živiny, když má velikost kořenového systému pouze
25
střední v poměru k nadzemní hmotě. Přestože křenový aparát není tak mohutný je značně výkonný a převyšuje ostatní běžné plodiny (Baranyk a Fábry, 2007). Tab. 2 Odběrový normativ živin na výnos 1 t semene řepky a odpovídající množství slámy (Balík a kol., 2007). kg/t
g/t
N P K Ca Mg S Fe Zn Mn Cu 52 - 59 11 - 18 40 - 50 30 - 38 4 - 6 12 - 16 140 - 170 60 - 80 60 - 100 18 - 25
Mo 2-6
B 75 - 110
2.3.2.1 Hnojení dusíkem Základní hnojení Důležitou hodnotou, podle které se rozhoduje, zda je vhodná aplikace N hnojiv, je obsah Nmin v půdě před založením porostu. Aplikace dusíkatého hnojiva se před setím ozimé řepky doporučuje, pokud je obsah Nminv půdě do 15 mg/kg. Pokud je zásoba dusíku v půdě nedostatečná, doporučuje se nepřesahovat dávku 30 kg/ha dusíku. Mezi vhodná hnojiva k základnímu hnojení před setím patří Síran amonný, Amofos, NPK. Případně se dá použít i močovina, která byla aplikována na slámu při její zaorávce (Černý a kol., 2013). Hnojení v průběhu podzimní vegetace Slabé porosty se doporučuje přihnojit v termínu od konce září do začátku října dávkou 20-30 kg/ha dusíku. Při této dávce se doporučují tato hnojiva: LAV, LV, DA, DAM-390, DASA, SAM. Při aplikaci N hnojiv v průběhu podzimní vegetace se nemusíme obávat vyplavení N, protože biomasa řepky v sobě akumuluje 40-70 kg/ha dusíku. Pozdější termín aplikace hnojiv se nedoporučuje, protože by narušila přirozený rytmus růstu a vývoje porostu. Je nežádoucí stimulovat růst listové růžice řepky, protože oddaluje přenesení asimilátů do kořenového systému, který musí zesílit pro odolnost porostu k překonání nepříznivého průběhu zimy (Baranyk a Fábry, 2007). Jarní hnojení Jarní dávka dusíku je klíčová pro rychlé nastartování růstu ozimé řepky a pro dosažení jejího solidního výnosu. U liniových i hybridních odrůd je základem systém dělení dávek dusíku (Baranyk a Fábry, 2007). Efektivní dávku dusíku se doporučuje stanovovat podle chemického rozboru rostlin, který je proveden na podzim těsně před zámrzem nebo okamžitě po zamrznutí. Při datu aplikace regeneračního hnojení je 26
důležité si uvědomit, že k regeneraci a růstu kořenového systému dochází již při teplotě + 1.9 °C (Richter, 2005). První jarní dávka dusíku Tato dávka je klíčová k regeneraci kořenového systému a listové růžice řepky. Dávka dusíku činí 60-100 kg/ha a s ohledem na nebezpečí návratu zimy a ztrátu zimovzdornosti ji dělíme na: 1a, kde aplikujeme 30-40 kg/ha dusíku v tuhých dusíkatých hnojivech 1b, kde aplikujeme 30-60 kg/ha dusíku 10-14 dnů po dávce 1a v tuhých i kapalných hnojivech jako je DAM-390, SAM, AGROSAM. Druhá dávka dusíku Touto dávkou dusíkatého hnojiva podporujeme tvorbu nadzemní biomasy a rostlina ji využívá na počátku prodlužovacího růstu při tvorbě větví a mohutného listového aparátu. Termín této dávky následuje 2-3 týdny po 1b a má za úkol doplnit celkovou dávku dusíku na úroveň 150 kg. Pro určení přesnosti dávky se doporučuje i při tomto hnojení odběr vzorku rostlin, který odebíráme s odstupem od posledního hnojení dusíkem alespoň 10-14 dní. Aplikaci hnojiva můžeme spojit s ošetřením insekticidy a hnojením stopovými prvky především borem a zinkem (Richter, 2005). Třetí dávka dusíku-(fáze žlutých poupat) Poslední dávka dusíku má za úkol podporovat funkčnost a trvanlivost listového aparátu a také má vliv na nasazení a počet šešulí. Pokud má porost dobrý zdravotní stav, je schopná tato dávka prodloužit jeho vegetaci. Dusík se doporučuje aplikovat na sušších půdách a v oblastech s nízkým obsahem N v půdě (Baranyk a Fábry, 2007). Tuto dávku by měly hlavně dostat odrůdy typu hybridů a řepky nehnojené organickým hnojením na podzim nebo během jarní vegetace. Rozmezí dávky činí 30-50 kg/ha dusíku, protože vysoká dávka může v tomto období negativně ovlivnit průběh dozrávání a zvýšit podíl zelených semen v šešulích. Hnojiva jsou doporučovaná stejná jako jsou uvedena u druhé dávky (Richter, 2005).
27
Nedostatek dusíku Nedostatek dusíku se projevuje jako chloróza v důsledku rozpadu a špatnou obnovou, či limitovanou tvorbu chlorofylu. Následkem porušení tvorby chlorofylu se snižuje asimilační plocha a také intenzita fotosyntézy, a tím je omezenatvorba nadzemních orgánů a tvorba kořenů. Rostliny s takto málo vyvinutými kořeny nemohou přijímat živiny z půdy, tím se jim zkracuje vegetační doba, a proto dozrávají dříve a mají velký úbytek na výnosu. Při velkém nedostatku dusíku se dostavuje až žloutnutí částí rostlin, které se projevuje dle stupně nedostatku odstínem barvy listu od bledě zelené do žluté(Richter, 2004a). Deficitem podstatně více trpí spodní listy v důsledku nedostatku stavebních a energetických prvků. Deficience se projevují deformací plodů a zastavením růstu vegetačních vrcholů (Vaněk a kol., 2007).
Obr. 3 Fenologická stupnice BBCH u řepky ozimé (Alpmann a kol., 2009) 2.3.2.2 Hnojení sírou Řepka jako olejnina patří mezi plodiny náročné na výživu sírou. Důležitá je její zvýšená schopnost uvolňovat živiny i z méně mobilních forem v půdě díky zvýšené aktivitě enzymu arylsulfatazy, který síru mobilizuje z organických sloučenin. Také díky tomu, že vylučuje H+ ionty je schopna rozpouštět i chemicky sorbovanou síru jako je CaSO4. Hnojení řepky ozimé sírou by mělo v dnešní pěstební technologii být samozřejmostí (Baranyk a Fábry, 2007). Základní hnojení Přijatelné formy síry jsou v půdě značně pohyblivé a hnojení sírou se doporučuje uskutečňovat v průběhu celého roku. Při stanovení této dávky síry je důležité stanovení množství vodorozpustné síry Svod, který se stanovuje ze stejného vzorku půdy 28
odebraného na stanovení obsahu Nmin. Hnojivo se doporučuje aplikovat při obsahu Svod nižším než 10 mg/kg v ornici. Síra se aplikuje s dusíkatými nebo hořečnatými hnojivy (Černý a kol., 2013). Dávka by neměla přesáhnout 20 kg/ha síry v podobě hnojiva jako je: Síran amonný, DASA, Kiserit, jednoduchý Superfosfát a Síran draselný (Černý a kol., 2013). Podzimní hnojení Tato dávka se doporučuje aplikovat na porost koncem září až začátkem října a má význam pouze u porostů s viditelným nedostatkem síry. Také tady můžeme použít Kieserit, Hořkou sůl a listové hnojivo se sírou. Jarní aplikace Pro určení správné dávky se využívá opět údaje o obsahu minerální síry v ornici určených z půdních vzorků odebraných na počátku března. Jarní dávka S lze aplikovat společně dusíkatým hnojivem ve formě jako je DASA, Kiserit, Agrosan, SAM v dávce 20-40 kg/ha síry. Hnojení sírou se doporučuje v období časného jara v měsíci březnu, kdy je využití síry z hnojiva nejvyšší a také deficit S v půdě nejzřetelnější (Baranyk a Fábry, 2007). Neúměrně vysoká dávka hnojiva s dusíkem a sírou způsobuje snižování obsahu oleje a zhoršování kvality semena tím, že v něm zvyšuje obsah glukosinolátů (Vašák, 2000). Dále lze dávku hnojiva upravovat podle anorganického rozboru rostlin (Baranyk a Fábry, 2007). Nedostatek síry Nedostatek síry výrazně inhibuje vznik bílkovin a enzymů, například nitrátreduktázy, která redukuje přeměnu nitrátu na amoniak, a proto nevzniká prvotní zdroj organických látek pro rostliny. Pokles obsahu síry není přímo viditelný, ale projevuje se poklesem biosyntézy proteinů a hromaděním většího množství volných aminokyselin (Richter, 2004b). Důsledkem špatné funkce biosyntézy a inhibování tvorby bílkovin je snížená aktivita fotosyntézy a tedy i nižší produkce cukrů. Vizuálním pohledem se deficience projevuje žloutnutím od nejmladších listů s následným přechodem na spodní lity (Vaněk a kol., 2007).
29
Graf 2 Dynamika odběru makroelementů u ozimé řepky (Balík a kol., 2007) 2.3.2.3 Minerální dusíkatá hnojiva Dusíkatá hnojiva jsou výrobky chemického průmyslu, v kterých je zaručený a normou stanovený obsah dusíku (Fecenko a Ložek, 2000). Do skupiny těchto hnojiv zařazujeme všechny dusíkaté sloučeniny v minerální i organické formě, v tuhém i kapalném skupenství, které poskytují rostlinám dusík jako nezbytnou živinu (Hlušek, 2004). Dusíkatá hnojiva se dělí dle formy dusíku na: 1. s dusíkem nitrátovým, 2. s dusíkem amonným a amoniakálním, 3. s dusíkem amidovým (organickým), 4. s dusíkem ve dvou a více formách, 5. pomalu působící, 2.3.2.3.1 Hnojiva s dusíkem nitrátovým Ledek vápenatý Základním hnojivem, s ledkovou formou, je dusičnan vápenatý Ca (NO3)2.4 H2O. Toho hnojivo je dodáváno ve formě bílých granulí velikých asi 1-5 mm. Ledek vápenatý je silně hydroskopický a vyžaduje skladování v uzavřených obalech, v suchých prostorech, s co nejmenší výměnou vzduchu. Dusičnan vápenatý obsažený v tomto hnojivu může ohrozit zdraví. Jeho prach působí dráždivě až leptavě na pokožku 30
a sliznici, a proto musí mít pracovníci při manipulaci ochranné pomůcky. Toto hnojivo je fyziologicky zásadité a jeho aplikace se doporučuje na půdy kyselé, kde příznivě působí na kyselost půdy a je i zdrojem vápníku. Pro tyto důvody je ledek vápenatý doporučován pro regenerační přihnojení na ozimy, na pozdní (kvalitativní) přihnojení obilnin. Na jaře se doporučuje k přihnojení cukrovky, brambor, řepky a kukuřice. Výhodou je, že se nemusí zapravovat do půdy. Ledek vápenatý obsahuje 15,5 % N, 20 % Ca, 1,5 % N-NH4+ (Hlušek, 2004; Fecenko a Ložek, 2000). 2.3.2.3.2 Hnojiva s dusíkem amonným a amoniakálním Síran amonný Síran amonný (NH4)2SO4 je vyráběn ve formě krystalků, které jsou bezbarvé nebo zbarvené podle nečistot. Síran amonný se zapravuje do půdy, kde se díky půdní vláze rychle rozpustí a vstupuje do výměnných reakcí s kationty v kapalné i pevné fázi půdy. Díky vazbě NH4+na sorpční komplex se omezuje jeho pohyblivost, a tím se zvyšuje jeho odolnost proti vyplavení. Síran amonný je fyziologicky i chemicky kyselý a proto je vhodný ke všem plodinám na neutrálních půdách. Rychlost nitrifikace NH4+pro hnojení síranem amonným je mnohem pomalejší oproti jiným hnojivům. Díky této vlastnosti se doporučuje k základnímu hnojení k jařinám a ozimům. Také se hodí k plodinám, které snáší kyselou reakci, jako jsou brambory, oves a pohanka. Díky obsahu síry je vhodným hnojivem pro brukvovité (řepka, hořčice) a siličnaté rostliny (chmel, cibule, česnek) (Hlušek, 2004; Fecenko a Ložek, 2000). 2.3.2.3.3 Hnojivo s dusíkem amidovým (organickým) Močovina Močovina CO(NH2)2 je amid kyseliny uhličité a obsahuje 46 % dusíku. Je nejkoncentrovanější tuhé dusíkaté hnojivo. Prodává se ve formě lesklých bílých granulek. Amidovou formou dusíku mohou rostliny přijímat kořeny i listy. V půdě podléhá rychlé mineralizaci vlivem enzymu ureázy a přeměňuje se na uhličitan amonný. Její způsob působení se dá přirovnat k formě amonné. Aplikace močoviny se i tak doporučuje na půdách s dostatečnou zásobou vápníku. Rychlost působení močoviny je závislá na teplotních a vlhkostních podmínkách. Močovinu také můžeme použít jako kapalné hnojivo. Často nahrazuje DAM-390, pokud není k dispozici. Při aplikaci
31
močoviny, bez jejího zapravení za suchých a teplých podmínek, dochází ke ztrátám dusíku únikem do ovzduší (volatilizací) (Hlušek, 2004; Fecenko a Ložek, 2000). 2.3.2.3.4 Hnojiva s dusíkem ve dvou a více formách DAM-390 Je označován jako beztlaké dusíkaté hnojivo. Tento vodný roztok se skládá z dusičnanu amonného a močoviny, s průměrným obsahem 30 % hmotnostních dusíku. Jedna čtvrtina je ve formě nitrátového N a druhá čtvrtina ve formě amonného. Zbylá polovina je ve formě amidové. 100 l tohoto hnojiva obsahuje 39 kg dusíku. DAM-390 je silně agresivní na měď. Odolný materiál je nerezová ocel, polyetylen, PVC a sklolaminát. Toto hnojivo je dodáváno jako čirá kapalina, která netěká a nevyžaduje speciální takové nádoby. Může se jako nezředěný roztok používat k základnímu hnojení před setím, aplikací na půdu společně s herbicidy. O hnojivu DAM-390 je známá jeho nebezpečnost popálení porostu, proto se ho nedoporučuje aplikovat jako jarní přihnojení, a ani po vymetání obilnin. U cukrovky, vojtěšky a jetele se nedoporučuje jeho aplikace během vegetace, jinak dochází k popálení listů (Hlušek, 2004; Fecenko a Ložek, 2000). Ledek amonný Dusičnan amonný obsahuje 3-35% dusíku. Polovina dusíku je ve formě nitrátové a druhá ve formě amonné, proto ho také můžeme označit za univerzální hnojivo. Jeho výhoda je, že se dá použít k základnímu hnojení, ale i během vegetace. Dusičnan amonný je dodáván ve formě bílých krystalků nebo granulí. Také je ve vodě rozpustný a značně hydroskopický. Je náročný na skladování a manipulaci, protože je výbušný. Je důležité dodržovat bezpečnostní podmínky jeho skladování (Hlušek, 2004; Fecenko a Ložek, 2000). Ledek amonný s vápencem (LAV) LAV je dusíkaté hnojivo, které obsahuje 27 % N, z toho jedna polovina je v amonné a druhá v nitrátové formě. Vyrábí se z dusičnanu amonného a jemně mletého vápence. Výhodou je, že se dá použít na všech půdách a hlavně na těch, které jsou biologicky méně činné, těžší s nižší hodnotou pH. Mezi přednosti LAV patří možnost
32
aplikovat vyšší dávky, a tím omezit vstupy do porostu. Díky všem pozitivům je to nejprodávanější hnojivo (Vaněk a kol., 2007). Ledek amonný s dolomitem (LAD) LAD oproti LAV obsahuje 2,9 % MgO. Obsah dusíku a poměr mezi amonnou a nitrátovou formou je stejný jako u LAD. Granule mají skořicovou barvu a využívá se na půdách s deficitem hořčíku. Především se doporučuje jeho aplikace na půdách s nižší zásobou hořčíku (Hlušek, 2004). Dusičnan amonný a síran amonný (DASA) DASA je hnojivo, které se skládá z ledku amonného a síranu amonného. Obsahuje 26 % dusíku a 13 % síry. Toto hnojivo může být použito k základnímu hnojení a přihnojení většiny zemědělských a zahradnických plodin. Její aplikace se doporučuje u plodin s vysokým požadavkem na síru jako je řepka, hořčice, slunečnice, zelí, cibule, česnek, pícniny a brambory (Hlušek, 2004). Tab. 3 Vybraná minerální hnojiva s obsahem síry Název hnojiva
Obsah S (hmotnostní %)
Název hnojiva
Obsah S (hmotnostních %)
Superfosfát jednod.
10
LAS
4
Síran draselný
18
Lovosan
12
Kamex
4
Síran amonný
24
Magnesia-kainit
8-10
Agrosam-J-240
6
Kieserit
21
SAM 240 S
6
Hořká sůl
13
DASA
13
Hydrosulfan
5,6
Elementární síra
80-90
2.3.2.3.5 Pozvolně působící dusíkatá hnojiva Jsou popsány dva základní principy, jak lze zpomalit rozpuštění aplikovaného hnojiva. Toto zpomalení má zajistit rozložení účinku živin do celého vegetačního období. Pozvolna působící hnojiva se dělí: 1) pozvolna rozpustné sloučeniny, 2) obalovaná hnojiva. Ad 1) Uvolňování živin z hnojiv (pozvolna rozpustných sloučenin) je výsledkem biologického rozkladu, hydrolýzy, rozpouštění a iontové výměny. Rychlost uvolňování 33
živin ovlivňují fyzikálně-chemické vlastnosti půdy, především teplota, vlhkost, aktivita a složení půdní mikroflóry. Hlavními představiteli této skupiny jsou hlavně produkty kondenzace močoviny s některými aldehydy. Můžeme dále takto vyrábět jednosložková nebo vícesložková dusíkatá hnojiva. Dalším cílem výzkumu je vyvinout pozvolna rozpustné materiály na bázi izoměničů, rašeliny, lignátů, celulosy, kde se dá využít organických odpadů (Lošáková, 2008). Příklady hnojiv s pozvolnou rozpustností: o Močovinoformaldehyd, o Isobutylidendimočovina, o Krotonylidendimočovina, o Oxamid, o Močovinoacetaldehyd, o Difulfurylmočovina, Ad 2) Další způsob, jak omezit a zpomalit rozpustnost granulí u konvečních hnojiv, lze dosáhnout obalením granulek hnojiva ochranným filmem, který plní funkci postupného rozpouštěče živin. Nanesený film má funkci membrány, kterou do granulky proniká voda a rozpouští živiny. Živiny se pak osmotickým tlakem uvolňují přes membránu do okolí granulky. Jako ochranné filmy mohou být použity anorganické materiály jako elementární síra, silikáty, perlin, betonit, sádra, cement atd. Ochranným filmem mohou také být organické látky, jako parafín, různé oleje, vosky a pryskyřice (Růžek a Pišanová, 2007). Výhodou této technologie je jednoduchá a účinná regulace uvolňování dusíku, která se dá regulovat úpravou mocnosti vrstvy materiálu naneseného na samotné hnojivo (Tlustoš a kol., 2007). 2.3.2.4 Hnojiva s inhibitory Inhibitory mikrobiologických procesů se nejčastěji spojují s močovinou. Je to díky jejímu vysokému obsahu dusíku (46 %) a poměrně nízkým výrobním nákladům. Samotná močovina, pokud není zapravena mechanicky či deštěm do půdy, podléhá vysokým ztrátám dusíku volatilizací (Trenkel, 1997). Močovina se totiž na povrchu půdy hydrolyticky rozkládá pomocí enzymu ureasy na uhličitan amonný, který se dále mění na oxid uhličitý a amoniak. Vzhledem k tomu, že při hydrolýze močoviny pH v jejím okolí roste, podíl dusíku ve formě amonného iontu se mění na amoniak 34
(Píšanová a Růžek, 2006). Také je močovina pro svoje přednosti nejpoužívanější dusíkaté hnojivo. Pro všechny tyto důvody je močovina takto upravována (Trenkel,1997). 2.3.2.4.1 Hnojiva s inhibitorem nitrifikace Alzon®46 Toto hnojivo na bázi močoviny obsahuje 46 % N, inhibitor nitrifikace (směs dikyanodiamidu a 1H-1,2,4 triazolu) a biuret do 1,2 %. Alzon 46 má formu granulí a je popisován jako moderní hnojivo pro intenzivní výživu rostlin s vyšším ekologickým efektem.
Inhibitor nitrifikace zpomaluje přeměnu stabilního amonného dusíku na
pohyblivou formu dusičnanového dusíku, a tím umožňuje lepší využití dodaných živin a snížení dávky dusíku o 20 % při zachování stabilních výnosů (Afrofert Holding, a.s., 2013). ENSIN® Hnojivo, které výrobce popisuje jako dusíkato-sirné s obsahem inhibitoru nitrifikace (směs dikyanodiamidu a 1H-1,2,4 triazolu), je inovací hnojiva DASA 26/13. ENSIN obsahuje 26 % celkového dusíku, z toho 18,5 % amonného, 7,5 % nitrátového a 13 % vodorozpustné síry.
Má formu granulí a je moderní hnojivo, které splňuje
nejvyšší nároky na kvalitu a současnou intenzivní výživu rostlin dusíkem a sírou. Předností hnojiva ENSIN je jeho šetrnost k životnímu prostředí, přispívá k ochraně vod, protože snižuje vyplavování dusičnanů a zároveň omezuje denitrifikaci a tím snižuje riziko emisí oxidů dusíku (Agrofert Holding, a.s., 2013). Entec®26 Dusíkaté hnojivo Entec 26 s inhibitorem nitrifikace má složení stejné jako hnojivo ENSIN. Stejně jako ENSIN umožňuje s vyšší účinností využití dodaného dusíku a omezuje zatížení životního prostředí snížením rizika vyplavením nitrátů. Díky těmto přednostem umožňuje častější termín hnojení při vyšší jednorázové dávce (AgroEfekt, s. r. o., 2013).
35
NovaTecclassic 12-8-16 + 3 + ME I toto hnojivo obsahuje NPK s inhibitorem nitrifikace. Celkový obsah dusíku je 12 %, z toho 5 % (NO3 – N) nitrátového a 7 % (NH4 – N) amoniakálního dusíku.8 % P2O5,z toho 6,4 % vodorozpustného P2O5, 16 % K2O, 3 % MgO, z toho vodorozputného 2,4 %, celkový obsah síry je 10 %, z toho vodorozpustné 8 %, bóru 0,02 %, železa 0,06 % zinku 0,01%, 0,056 DMPP (3,4-dimethylpyazolfosfát), a také obsahuje nízký obsah chloridů. NovaTecclassic má stejné přednosti jako ostatní hnojiva s inhibitorem nitrifikace a navíc obsahuje mikroelementy. Dá se tedy charakterizovat jako komplexní balíček základních živin (AgroEfekt, s. r. o., 2013). NovaTec N-Max 24-5-5+2+ME NovaTec N-Max se skládá z 24 % dusíku 11 % v nitrátové a 13 % v amoniakální formě. 4 % vodorozpustný P2O5, 5 % K2O, 2 % MgO, z toho rozpustného ve vodě 1,6 %, 4 % vodorozpustné síry, 0,02 % bóru, 0,06 % železa, 0,01% zinku, 0,104 DMPP (3,4-dimethylpyazolfosfát). Dále obsahuje nízký obsah chloridů (AgroEfekt, s. r. o., 2013). Inhibitor nitrifikace Účinek inhibitoru nitrifikace je založen na omezení aktivity nitrifikačních bakterií v půdě, které přeměňují NH4+ na NO3-. Tato přeměna má dvě fáze: nitritaci a nitrataci. Inhibitor nitrifikace brání bakteriím Nitrosomonas v nitritaci, tedy přeměně NH4+ na NO2- (Frey, 2005). Díky zabránění přeměny NH4+ a tím zvýšení jeho koncentrace, je podporována jeho sorpce na půdní částice. Při vyšší koncentraci NH4+ mohou vznikat agronomicky nežádoucí projevy. Pokud množství NH4+na povrchu půdy překročí sorpční schopnost půdního prostředí, hrozí ztráty unikem amoniaku. Dále vazba na sorpční komplex komplikuje postup N ke kořenům. Tato vazba zvýrazňuje efekt pozvolného hnojiva až do odeznění účinku inhibitoru a vznikem mobilní NO3formy dusíku. Působení inhibitoru trvá několik týdnů (Mráz, 2013). Jako nejúčinnější inhibitor nitrifikace se uvádí dicyandiamid (DCD), objevený na začátku dvacátých let dvacátého století. Je zdrojem pomalu působícího dusíku. Se svým složením C2N4H4 obsahuje přinejmenším 65 % dusíku (Frey, 2005). DCD je organický amid, který je nejvhodnější inhibitor nitrifikace, protože není těkavý, hydroskopický a je relativně vodorozpustný a chemicky a fyzikálně stabilní. Inhibitor 36
DCD působí tak, že blokuje místa, kde je amonný ion přeměňován na nitrit, který působí na enzym (amonia monooxygenasa). Tento enzym obsahují bakterie rodu Nitrosomonas (Di a Cameron, 2004). Přibližně 10 až 50 mg inhibitoru na kilogram hnojiva je běžně vyžadováno pro inhibici nitrifikace a její účinek trvá čtyři až osm týdnů, v závislosti na teplotě a pH půdy, obsahu vody a obsahu organické hmoty v půdě (Frye, 2005). 2.3.2.4.2 Hnojiva s inhibitorem ureázy StabilureN® Tato látka se dá charakterizovat jako kapalná složka hnojiva, která obsahuje inhibitor ureázy a skládá se z inhibitoru NBPT s patentovanou formulací. Tato látka se může míchat s kapalnými dusíkatými hnojivy, jako je SAM nebo DAM a roztoky močoviny nebo se může rovnoměrně nanášet na povrch granulí tuhých dusíkatých hnojiv. Inhibitor plní svoji funkci spolehlivě pouze tam, kde je močovinový dusík. Pokud není přítomen, probíhá rozklad močoviny se všemi důsledky. Inhibitor pracuje na principu látky NBPT, která je charakterizovaná jako ve vodě nerozpustná látka s konzistencí včelího vosku a díky speciálnímu složení je převedena do roztoku (Agra Group, a.s., 2013). UREAstabil Je dusíkaté hnojivo na bázi močoviny s obsahem inhibitoru ureázy. Hnojivo se skládá z 46 % N a inhibitoru ureázy NBTB a má formu granulí. Toto hnojivo funguje na dočasném zablokování inhibitoru ureázy a díky tomu dochází k rychlejšímu průniku dusíku do kořenové zóny, a tím je zaručena jeho lepší dostupnost pro rostliny. Tímto postupem se eliminuje pomalý účinek močoviny a je zajištěn rychlejší účinek aplikovaného dusíku. Inhibitor ureázy eliminuje ztráty dusíku únikem amoniaku do ovzduší. Toto hnojivo je doporučováno používat na suchých půdách (Agra Group, a.s., 2013). Inhibitor ureázy Močovina je hlavním zdrojem dusíku pro rostliny, používaným v zemědělství po celém světě. Její podíl na trhu se zvyšuje, protože má relativně nízké výrobní náklady a vysoký obsah dusíku (46 %). Problém nastává poté, co se močovina hydrolyzuje na 37
povrchu půdy při reakci s enzymem ureázou a dusík vytěká do ovzduší. Takto vzniklé ztráty mohou představovat až 47 % močoviny. Vlivem těchto ztrát zemědělci raději používají hnojiva jako je dusičnan amonný a dusičnan amonný s vápencem. Jedním z nejvhodnějších způsobů, jak zlepšit účinnost močoviny, je použít inhibitor ureázy (Watson, 2005). Tento inhibitor snižuje aktivitu enzymu ureázy v místě, kde hnojivo přichází do kontaktu s půdou nebo rostlinou. Jeho cílem je zabránit rozkladu močoviny až do větších srážek. Pro správnou funkci inhibitoru je důležité, aby se srážky dostavily do 14 dnů. Po dostatečném množství srážek se močovina dostává do půdního profilu ve formě nepolární molekuly CO(NH2)2. Pohybem v půdě se inhibitor ureázy od močoviny odděluje a močovina je enzymem ureázou rozkládána na NH4+. Vzniklý amonný dusík je vázán na sorpční komplex a díky této vazbě je omezeno jeho vyplavení. Inhibitor má vlastně za úkol omezit vlastnosti močoviny, které jsou z hlediska agronoma nevhodné. Prodlužuje dobu, po kterou si hnojivo ponechává své vlastnosti, zabraňuje nežádoucím ztrátám a umožňuje schopnost počkat určitou dobu na déšť (Mráz, 2013). Mezi nejúčinnější inhibitory ureázy patří N-(n-butyl) thiophosphorictriamide (NBPT). Svojí strukturu má obdobnou jako močovina a je také vhodný pro snížení míry hydrolýzy močoviny a ztráty volatilizací z půdy. Jeho další výhodou je, že působí i při nízkých koncentracích pro zpomalení hydrolýzy močoviny. Také omezuje ztrátu amoniaku z aplikovaného hnojiva, tím zvyšuje příjem dusíku a výnos plodiny. Výhodou tohoto inhibitoru je, že je netoxický, stabilní, poměrně levný a slučitelný s močovinou. NBPT
inhibitor ureázy dokáže také předcházet negativnímu dopadu toxicity amoniaku a nitritů na klíčivost semen a následné vzcházení, ke kterému může docházet v případě rychlé hydrolýzy močoviny aplikované při setí (Watson, 2005). O inhibiční aktivitě různých látek je rozhodující porozumět koordinaci mechanizmu mezi aktivním místem enzymu ve vztahu k inhibitoru a močovině. Princip působení NBPT je takový, že se váže na enzym ureázu v přirozeném vazebním místě močoviny, a to mnohem silnější vazbou. Vytvořený komplex NBPT s ureázou je velmi stabilní, a díky této vazbě už dále nereaguje s vodou (Musiant, 2001). Inhibitor NBPT patří mezi nejúčinnější inhibitory enzymu ureázy, a to po jeho přeměně na oxidovou formu v půdě. NBPT není tedy sám o sobě aktivní inhibitor ureázy, ale jeho aktivita inhibující enzym ureázy v půdě je spojena s aktivitou jeho derivátu, oxidového analogu N-(n-butyl) phosphorictriamidu – NBPTO (Watson a kol., 2008).
38
Imobilizace Inhibitor ureázy Hydrolýza NH4+
NH3
Inhibitor nitrifikace
Nitritace (Nitrosomonas)
NO2-
Nitratace (Nitrobacter)
NO3-
Vyplavení
N2, N2O, NO Denitrifikace
Obr. 4 Transformace močoviny v půdě
39
3
CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo zhodnotit vliv aplikovaných stabilizovaných hnojiv
s dusíkem a sírou na obsah minerálního dusíku a vodorozpustné síry v půdě na dvou pokusných lokalitách. Dále byl také sledován vliv jednotlivých variant dávkovaných hnojiv na výnos a olejnatost ozimé řepky. Diplomová práce také hodnotila ekonomickou efektivnost jednotlivých variant hnojení. V pokusu byla použita stabilizovaná dusíkatá hnojiva s inhibitorem nitrifikace, která byla porovnávána s variantami, kde byla dávkována hnojiva bez inhibitoru. V diplomové práci byly stanoveny tyto hypotézy:
Po aplikaci stabilizovaného hnojiva s dusíkem a sírou, by měla oproti klasickým dusíkatým hnojivům, větší část minerálního dusíku v půdě zůstávat v amonné formě a postupně se během vegetace měnit na nitrátovou formu.
Dále byl porovnáván výnos po aplikaci stabilizovaných hnojiv s dusíkem a sírou (ENSIN, ENTEC 26) ve 100 % a 80 % dávce. Následně byl výnos těchto hnojiv porovnáván s aplikací klasického hnojiva (DASA+DASA+DAM-390). Podle výsledku pokusu lze pozorovat zda snížená dávka stabilizovaného hnojiva s dusíkem a sírou je schopna dosáhnout stejného výnosu, a nebo je levnější aplikovat klasická hnojiva, kde po jejich aplikaci dosáhne řepka stejného výnosu jako při hnojení stabilizovanými hnojivy.
40
4 4.1
MATERIÁL A METODIKA Charakteristika pokusných lokalit
4.1.1 Pokusné stanoviště Žabčice Pokus byl řešen na pozemcích pokusné stanice v Žabčicích, která se nachází asi 25 km od Brna. Pozemek je převážně rovinatý a patří do kukuřičné výrobní oblasti, podoblasti K2. Nadmořská výška pokusné stanice je 184 metrů nad mořem. Stanoviště ovlivňuje také jeho poloha v povodí řeky Dyje. Díky již zmíněnému umístění je tato oblast převážně teplá, přiměřeně suchá s mírnou zimou. Půdním typem pokusné stanice je fluvizem glejová a půdním druhem je jílovitohlinitá až jílovitá půda, převážně těžká až středně těžká. Stanice je pod stálým vlivem podzemních vod s hladinou 180 cm pod povrchem. Vliv na zásobenost vodou má také množství srážek a roční období. Ornice je mocná 35 cm s obsahem humusu 2,44 % a půdní reakcí v celém profilu převážně neutrální (pH = 7,16). Graf číslo 3 popisuje průběh srážek a teplot na začátku vegetace zaseté řepky ozimé, na které byl hodnocen vliv hnojení v pokusu. Z grafu je zřejmé, že řepka měla po zasetí dostatek vláhy a nástup zimy z pohledu teplot byl pozvolný. Nejteplejším měsícem v roce 2012 byl srpen a naopak nejchladnější byl únor. V tomto roce spadlo celkově 432 mm a nejvíce v měsíci červnu.
40
120
ŽABČICE 184 m n. m. 2012
35 30
srážky (mm) teplota (°C)
105 90
25
75
20
60
15
45
10
30
5
15
0
-5
0 1
2
3
4
5
6
7
měsíce
Graf 3 Průběh teplot a srážek v roce 2012 41
8
9
10
11
12
-15
Graf číslo 4 také popisuje průběh počasí a srážek. V roce 2013 se odehrávala převážná část vegetace řepky ozimé. Co se týče srážek, tento rok nebyl moc vyrovnaný. Srážkově nejchudší byl červenec a nejbohatší červen. Celkově za rok 2013 spadlo na pokusné lokalitě 553 mm. Teplota se na lokalitě Žabčice pohybovala od minima -1 °C v lednu do maxima 21,9 °C, které bylo naměřený v červenci.
40,0
35,0 30,0
120
147 mm
Žabčice 184 m n. m. 2013
°C mm
105 90
25,0
75
20,0
60
15,0
45
10,0
30
5,0
15
0,0
0 1
-5,0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
měsíce
-15
Graf 4 Průběh teplot a srážek v roce 2013 Stanice patří v ČR mezi nejteplejší. Vyplývá to z dlouhodobého normálu (graf 5, 1961 – 1990). Průměrná teplota tohoto normálu je 9,2 °C a úhrn srážek je 480 mm. 40
120
Žabčice 184 m n. m. 1961-1990
35
30
teplota (°C) srážky (mm)
105
90
25
75
20
60
15
45
10
30
5
15
0
0 1
2
3
4
5
-5
6
7
měsíce
Graf 5 Dlouhodobý normál 1961 – 1990
42
8
9
10
11
12 -15
4.1.2 Pokusné stanoviště Vatín Pokusná stanice ve Vatíně se nachází na Českomoravské vrchovině v nadmořské výšce 560 m nad mořem, a proto patří do bramborářské výrobní oblasti. Roční průměrné srážky dosahují 617 mm a průměrná roční teplota je 6,9 °C. Půdním typem lokality Vatín je kambizem, písčitohlinitá, která patří do půd středních. Ap 0- Hnědý, středně vyvinutá drobtová struktura, 6 – 8 % skeletu, vlahá, drobivá, střední oživení Bv- Šedohnědý, bez zřetelné struktury, hlinitopísčitý, výjimečně oblé valouny 7 cm, vlahá slabě zhutnělá, výjimečně chodby žížal BC- rezavohnědý, jemnozem hlinitopísčitá, s hloubkou roste obsah skeletu . Cn- zvětralá biotická ortorula
Obr. 5 Půdní profil ve Vatíně Graf číslo 6 charakterizuje průběh počasí a teplot v roce 2012, kdy byla řepka naseta na pokusné parcelky v lokalitě Vatín. Po zasetí spadlo dostatek srážek důležitých pro nastartování růstu. Teplotně nejteplejší měsíc v této lokalitě byl červenec a naopak nejchladnější byl únor. Na srážky byl nejbohatší měsíc červenec kdy, spadlo 132 mm, a chudý na srážky byl březen s 21 mm srážek. Za rok 2012 spadlo celkově 685 mm srážek. 40
120 °C
35
105
mm
30
90
25
75
20
60
15
45
10
30
5
15
0
-5
0 1
2
3
4
5
6
Graf 6 Průběh teplot a srážek 2012
43
7
8
9
10
11
12
-15
Průběh počasí a teplot v roce 2013 popisuje graf č. 7. Větší část vegetace řepky ozimé se odehrává právě v tomto roce. Nejteplejším měsícem tohoto roku byl zase měsíc červenec a nejchladnější byl měsíc leden. Nejvíce srážek spadlo v měsíci červnu, a to 119 mm. Nejsušší měsíc byl listopad, kdy spadlo 25 mm srážek. Celkově v roce 2013 spadlo 705 mm srážek.
40
120
Vatín 2013
35 30
°C
105
mm
90
25
75
20
60
15
45
10
30
5
15
0
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
-5
-15
měsíce
Graf 7 Průběh teplot a srážek v roce 2013 Na dlouhodobém normálu (graf 8), který popisuje roky 1971-2000, je vidět průběh počasí a srážek za 29 let. 40
120
°C
35
105 mm
30
90
25
75
20
60
15
45
10
30
5
15
0
0 1
-5
2
3
4
5
6
7
měsíce
Graf 8 Dlouhodobý normál 1971 - 2000
44
8
9
10
11
12 -15
4.2
Metodika polního pokusu
4.2.1 Odběry a rozbory půd a stanovení obsahu živin Před založením pokusu byly odebrány vzorky půd z obou pokusných lokalit, z kterých se v laboratoři zjistil obsah živin. Tab. 4 Agrochemické vlastnosti půdy před založením pokusu 7. 10. 2013 N-NH4+ N-NO3- Nmin
Svodorzp,
P
K
Ca
Mg
Lokalita pH/CaCl2 (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) Žabčice
6,30
2,00
2,29
4,29
5,86
161
354
2 630
212
Vatín
5,21
4,43
2,10
6,53
10,20
74
236
1 196
120
Lokalita Žabčice Tato lokalita má pH slabě kyselé. Obsah vodorozpustné síry je na obou lokalitách nízký. Obsah přístupného fosforu je vysoký, obsah přístupného draslíku je také vysoký a obsah přístupného hořčíku je dobrý. Obsah přístupného vápníku je na těžkých až středně těžkých půdách této lokality vyhovující (Škarpa, 2010). Lokalita Vatín Na druhé pokusné lokalitě je pH kyselé. Obsah přístupného fosforu je vyhovující, obsah přístupného draslíku je dobrý a obsah přístupného hořčíku je vyhovující. Obsah přístupného vápníku je na středních půdách lokality Vatín vyhovující (Škarpa, 2010). 4.2.2 Založení porostu, zpracování půdy a ochrana řepky olejné v průběhu vegetace Žabčice Předplodinou ozimé řepky na pokusné lokalitě Žabčice byla pšenice ozimá. Po její sklizni následovala podmítky (5. 8. 2012), kypření a následná příprava půdy před setím (21. 8. 2012). Řepka byla zaseta 22. 8. 2012 maloparcelkovým secím strojem Wintersteiger ve výsevním množství 4 kg/ha. Po zasetí následovalo válení zasetého pozemku. Jako osivo použité v pokusu byla vybrána jako odrůda DK Exquisite. Ošetření porostu v průběhu vegetace zaznamenává tab. 5.
45
Tab. 5 Ošetření porostu během vegetace Datum
Přípravek BRASAN
Pesticid Dávky l/ha herbicid 1,5
23.8.2012
TERIDOX
herbicid
0,5
22.4.2013
BISCAYA
fungicid
0,15
28.5.2013
DECIS MEGA
insekticid
0,15
fungicid
1
28.5.2013 ORNAMENT 250 EW
Před sklizní byl porost řepky desikován přípravkem Reglone v dávce 3 l/ha. Porost ozimé řepky byl sklizen 22. 7. 2013 maloparcelkovou sklízecí mlátičkou SAMPO. Po sklizni byl výnos vyjádřen v t/ha. Ve sklizeném semeni byla stanovena olejnatost.
Obr. 6 Pokus s řepkou pod jarním sněhem (31. 3. 2013) – Žabčice
46
Obr. 7 Rostlina řepky na začátku prodlužování (16. 4. 2013) – Žabčice
Obr. 8 Konec květu řepky (10. 5. 2013) – Žabčice
47
Obr. 9 Řepka po odkvětu – nalévání šešulí (6. 6. 2013) – Žabčice
Obr. 10 Sklizeň řepky (22. 7. 2013) – Žabčice
48
Vatín Problematika
stabilizovaných
dusíkatých
hnojiv
byla
řešena
formou
maloparcelkového pokusu ve vegetačním období 2012/2013. Pokus probíhal na Výzkumné pícninářské stanici Vatín u Žďáru nad Sázavou. Řepka ozimá byla zaseta 21. 8. 2012 a pozemek byl následně uválen. Stejně jako na lokalitě Žabčice i tady byla zaseta odrůda DK Exquisite a její výsevek byl 5 kg/ha. Ošetření porostu řepky ozimé během vegetace je popsáno v tab. 6. Tab. 6 Ošetření porostu během vegetace Datum 17.9.
26.9. 26.9. 23.10. 11.3. 2.5. 9.5. 13.6.
Přípravek Galera Bór Garland forte Bór Lynx Stutox Stutox Nurelle D Nurelle D Bumper
Pesticid Herbicid Hnojivo
Dávka l/ha 0,3 1
Herbicid Hnojivo Fungicid Rodenticid Rodenticid Insekticid Insekticid Fungicid
1,5 1 1,5 do děr do děr 0,6 0,6 0,5
31. 7. proběhla desikace porostu přípravkem Roundup 3l /ha a lepení šešulí proti výdrolu přípravkem Agrovital 0,7 l. Sklizeň porostu řepky ozimé proběhla 6. 8. 2013.
Obr. 11 Porost řepky ozimé při odběru vzorků půdy pro stanovení Nmin (5. 2. 2013) – Vatín 49
Obr. 12 Rostlina řepky ozimé při regeneračním hnojení (17. 4. 2013) – Vatín
Obr. 13 Řepka při polním dni MendelGrass (23. 5. 2013) – Vatín
50
Obr. 14 Porost řepky ozimé před sklizní (6. 8. 2013) – Vatín
Obr. 15 Sklizeň řepky ozimé (6. 8. 2013) – Vatín 51
4.2.3
Varianty hnojení řepky ozimé V pokusu byla použita stabilizovaná dusíkatá hnojiva s inhibitorem nitrifikace
a běžně používaná hnojiva s dusíkem. U hnojiv ENSIN a ENTEC 26 byly aplikovány 80 % a 100 % dávky hnojiv. Dále byla zkoušena varianta hnojení hnojivem DASA a DAM-390. Poslední varianta kombinovala hnojivo LAD a stabilizované dusíkaté hnojivo ENSIN. Dávky hnojiv na obou lokalitách byly stejné, lišily se pouze datem aplikace. Tab. 7 Data aplikace variant hnojení a obou pokusných lokalitách
Hnojení Lokalita Žabčice Vatín Regenerační hnojení 6.3.2013 17.4.2013 Produkční hnojení I. 18.4.2013 2.5.2013 Produkční hnojení II. 24.4.2013 13.5.2013 Tab. 8 Schéma hnojení řepky ozimé
Varianta hnojení nehnojeno ENSIN 100% ENSIN 80 % ENTEC 26 100% ENTEC 26 80% DASA + DASA LAD + ENSIN
Regenerační hnojení
Produkční hnojení I.
N (kg/ha)
hnojivo
N (kg/ha) hnojivo N (l/ha)
194 155 194 155 78 78
ENSIN ENSIN ENTEC 26 ENTEC 26 DASA LAD
58 116
DASA ENSIN
Produkční hnojení II.
150
hnojivo
Dávka dusíku celkem kg/ha
DAM-390
4.3 Odrůda a hnojiva s dusíkem a sírou použita v pokusu DK EXQUISITE Tato polopozdní hybridní odrůda má vysokou rostlinu, která je odolná proti polehání. Hmotnost tisíce semen je středně vysoká a obsah oleje v semeni je středně vysoký až vysoký. Mezi přednosti této odrůdy patří vysoký výnos semene a odolnost proti polehání. Tato odrůda byla zaregistrovaná v roce 2009.
52
194 155 194 155 286 194
ENSIN® Hnojivo lze označit za stabilizované hnojivo DASA. ENSIN je granulované dusíkaté hnojivo obsahující síru, a protože se řadí mezi stabilizovaná dusíkatá hnojiva, musí obsahovat inhibitor nitrifikace (DCD a 1,24 - TZ). Inhibitor nitrifikace obsažený ve hnojivu inhibuje biologickou oxidaci amonného dusíku na dusík nitrátový. Hlavní výhodou tohoto hnojiva je možnost aplikovat celkové dávky dusíku v jedné dávce, díky čemž se snižují počty přejezdů a spotřeba pohonných hmot. Je také šetrnější k životnímu prostředí, protože snižuje vyplavování nitrátového dusíku do podzemních vod. Obsahuje 26 % N a 13 % S. Entec®26 Dusíkaté hnojivo Entec 26 s inhibitorem nitrifikace má složení stejné jako hnojivo ENSIN a také umožňuje vyšší využití dodaného dusíku. Dále také omezuje zatížení životního prostředí snížením rizika vyplavením nitrátů. Díky těmto přednostem umožňuje častější termín hnojení a vyšší jednorázovou dávku. DASA Základní složkou hnojiva DASA je ledek amonný se síranem amonným. Obsahuje 26 % N a 13 % S a uplatnění najde především v hnojení před setím a výsadbou nebo v průběhu vegetace. Zvýšený obsah síry upřednostňuje toto hnojivo použít u plodin náročných na síru. LAD Ledek amonný s dolomitem vzniká granulací směsi NH4NO3 s dolomitickým vápencem za přidání aditiv [FeSO4 a (NH4)2SO4]. Obsahuje 27,5% N, polovinu amonného, polovinu nitrátového a navíc obsahuje 2,9 % MgO. Dodává se v granulích skořicové barvy, balený i volně ložený. V půdě působí alkalicky, a proto by se měl předně aplikovat na půdy s hodnotou pH pod 6 a na půdy s deficiencí hořčíku. Používá se k základnímu hnojení i k přihnojování během vegetace a je vhodný pro všechny plodiny i půdy.
53
DAM-390 Tento vodný roztok se skládá z dusičnanu amonného a močoviny, s průměrným obsahem 30 % hmotnostních dusíku. První čtvrtina je ve formě nitrátového N a druhá čtvrtina ve formě amonného. Zbylá polovina je ve formě amidové. 100 l tohoto hnojiva obsahuje 39 kg dusíku. DAM 390 se vyznačuje silně korozivními účinky na měď, beton, uhlíkatou ocel. Proto je vhodné dam skladovat v PVC nádobách nebo sklolaminátu. Je to čirá kapalina, která netěká a nevyžaduje tlakové nádoby. Využití najde v základním hnojení nebo v hnojení v průběhu vegetace. Používá se ke hnojení obilnin, kukuřice, brambor, řepky.
4.4 Použité analytické metody Stanovení výměnné půdní reakce pH/CaCl2 Výměnná půdní reakce (pH) byla stanoveno potenciometrickým měřením. Toto měření sleduje aktivitu vodíkových iontů ve výluhu zeminy pomocí 0,01mol/l CaCl 2 na pH metru MS 22 (Zbíral, 2002). Stanovení obsahu přístupných živin v zemině dle Melicha III Touto metodou byl stanoven obsahu draslíku, fosforu, vápníku a hořčíku ze zeminy vyluhováním v extrakčním roztoku Melich III. Obsah přístupného fosforu ze vzorku byl stanoven spektrometrickou metodou UV/VIS z výluhu půdy pomocí přístroje UNICAM 8625. Množství přístupného vápníku a hořčíku byl stanoven metodou atomové absorpční spektrofotometrie, který se stanovuje v plamenu acetylenvzduch s deuteriovou korekcí pozadí na přístroji Phipips PU 9200X.K zjištění obsahu přístupného draslíku byla využita metoda atomové emisní spektrofotometrie, která byla provedena přístrojem AAS 30 (Carl ZeissJena, Německo) (Zbíral, 2002). Stanovení obsahu minerálního dusíku v půdě Obsah minerálního dusíku byl stanoven jako součet obsahu amonného a nitrátového dusíku. Celkový obsah amonného dusíku byl stanoven kolorimetrickou metodou za použití Nesslerova činidla. K určení obsahu nitrátového dusíku byla využita iontově selektivní metoda (Richter a kol. 1993).
54
Stanovení vodorozpustné síry Stanovení vodorozpustné síry se provádí z filtrátu vodného výluhu zeminy. Při tomto stanovení je důležité dodržovat předepsaný poměr zemina : voda (1 : 5). Metoda měření se nazývá ICP-OES a je prováděna na spektrometru (Zbíral, 2002).
Stanovení celkového obsahu tuku v semenech řepky ozimé Celkový obsah tuku v semenech byl zjištěn pomocí gravimetrie po trojnásobné extrakci n-hexanem (Novotný, 2006).
4.5 Použité statistické metody Parametry olejnatosti a výnosu na obou pokusných lokalitách byly zhodnoceny jednofaktorovou analýzou rozptylu pomocí softwaru STATISTICA version 12. Následné testování bylo provedeno testem významnosti rozdílů podle Duncana.
55
5 5.1
VÝSLEDKY A DISKUZE Lokalita Žabčice
5.1.1 Obsah minerálního dusíku v půdě Graf 9 popisuje obsah Nminv půdě, který se skládá z obou forem dusíku (NH4+, NO3-) u jednotlivých variant hnojiv. Podle grafu č. 9 je zřejmé, že největší obsah pozvolna působícího amonného dusíku bylo zjištěno na parcelce hnojené hnojivem ENTEC 26 v 100 % dávce a ENSIN v 100 % dávce. Podle grafu 9 je zřejmé, že u stabilizovaných hnojiv dobře zapůsobil inhibitor nitrifikace, protože většina dusíku se v půdě nachází v amonné formě. Inhibitor nitrifikace zabránil nitrifikačním bakteriím v přeměně NH4+ na NO2- (Frey, 2005). NH4+ se díky tomu mohl sorpčně poutat na půdní částice. Tato vazba zvýrazňuje efekt pozvolna působícího hnojiva až do odeznění účinku inhibitoru nitrifikace (Mráz, 2013)
Obsah minerálního dusíku v půdě na jaře (18. 4. 2013) 70 60 6,07 50 nitrátový N
5,01 40
5,58
3,38
amonný N
30 51,35 41,56
20
37,08
36,9 3,33
2,17 9,25
10 0
1,61 3 nehnojeno
ENSIN 100%
ENSIN 80 ENTEC 26 ENTEC 26 % 100% 80%
DASA + DASA
13,05 LAD
Varianty hnojení
Graf 9 Obsah minerálního dusíku v půdě 5.1.2 Obsah vodorozpustné síry v půdě Graf 10 ukazuje obsah Svod v půdě v dubnu. Nejvíce vodorozpustné síry zanechala varianta pokusu hnojená hnojivem ENTEC 26 v 100 % dávce. Podle kritéria hodnocení vodorozpustné síry je nízký obsah do 20 mg/kg. Tento obsah vodorozpustné síry mají varianty DASA a LAD. Vyhovující obsah je v rozmezí 21-30 mg/kg, toto 56
rozmezí splňují varianty ENSIN 100 %, ESIN 80 % a ENTEC 26 80 %. Vysoký obsah vodorozpustné síry nad 40 mg/kg splnila pouze varianta hnojená hnojivem ENTEC 26 100 % (Richter a Hřivna, 2001).
60
Obsah vodorozpusné síry v půdě na jaře (18.4. 2013)
50
mg/kg
40 30
55,9
20 26,7
10
23,5
23,3 13,9
12,9 0 nehnojeno ENSIN 100 ENSIN 80% ENTEC 26 ENTEC 26 % 100 % 80 %
DASA
6,7 LAD
Varianty hnojení Graf 10 Obsah vodorozpustné síry v půdě 5.1.3 Výnos řepky ozimé Na hodnoty výnosu semene řepky ozimé neměla aplikace hnojiv žádný statisticky prokazatelný vliv, jak je vidět v tabulce č. 9. Tab. 9 Analýza variance hodnot výnosu zrna řepky ozimé faktor s.v. SČ PČ Testované kritérium F Vliv faktoru 2,3 6 0,38 1,33 NS varianta 6,06 21 0,29 chyba 8,36 27 celkem Pozn.: s.v. - stupně volnosti, SČ- součet čtverců, PČ - průměrný čtverec, Vliv faktoru: NS – neprůkazný vliv
57
Tab. 10 Průměrné hodnoty výnosu (t/ha) zrna řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana Varianty
n
Průměr ± sx
Statistická průkaznost rozdílu
Vyjádření v relativních %
nehnojeno
4
3,82 ± 1,02
a
100
ENSIN 100 %
4
4,25 ± 0,34
a
111,26
ENSIN 80%
4
4,40 ± 0,65
a
115,18
ENTEC 26 100 %
4
4,04 ± 0,11
a
105,76
ENTEC 26 80 %
4
3,99 ± 0,40
a
104,45
DASA + DASA
4
4,60 ± 0,34
a
120,42
4 4,61 ± 0,38 a 120,68 LAD + ENSIN Pozn.: n – počet pozorování; sx – směrodatná odchylka; Průměry jednotlivých variant se (P>0,95) neliší, pokud je u nich uvedeno shodné písmenko.
Průměrné hodnoty výnosu řepky ozimé se pohybovaly v rozmezí od 2,5 t/ha do 5,13 t/ha. Mezi jednotlivými variantami hnojení nebyl prokázán žádný statisticky významný rozdíl. Republikový průměrný výnos řepky olejky ve sklizni v roce 2013 byl 3,52 t/ha (Volf a Zeman, 2013). Z tabulky č. 10 je zřejmé, že výnos všech variant přesáhl republikový průměrný výnos. Graf 11 ukazuje rozdíly mezi variantami hnojení. Statisticky neprůkazně se liší varianta LAD + ENSIN o 20,6 % od varianty nehnojeno. 5,4 5,2 5,0 4,8
Výnos (t/ha)
4,6 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 3,0 nehnojeno ENSIN 80% ENT EC 26 80 % LAD + ENSIN ENSIN 100 % ENT EC 26 100 % DASA + DASA Varianta hnojení
Graf 11Výnos semene řepky ozimé
58
5.1.4 Olejnatost řepky ozimé Varianty hnojení mají statisticky významný vliv na olejnatost řepky ozimé. Tab. 11 Analýza variance hodnot olejnatosti zrna řepky ozimé faktor s.v. SČ PČ Testované kritérium F Vliv faktoru 4,33 6 0,72 3,4 * varianta 4,39 21 0,21 chyba 8,72 27 celkem Pozn.: s.v. - stupně volnosti, SČ- součet čtverců, PČ - průměrný čtverec, Vliv faktoru: * – průkazný vliv
Tab. 12 Průměrné hodnoty olejnatosti (%) semene řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana Varianty
n
Průměr ± sx
Statistická průkaznost rozdílu
Vyjádření v relativních %
nehnojeno
4
42,45 ± 0,37
a
100
ENSIN 100 %
4
41,40 ± 0,64
b
97,53
ENSIN 80%
4
42,43 ± 0,33
a
99,95
ENTEC 26 100 %
4
41,78 ± 0,56
ab
98,42
ENTEC 26 80 %
4
41,60 ± 0,52
b
98
DASA + DASA
4
41,52 ± 0,31
b
97,81
4 42,00 ± 0,37 ab 98,94 LAD + ENSIN Pozn.: n – počet pozorování; sx – směrodatná odchylka; Průměry jednotlivých variant se (P>0,95) neliší, pokud je u nich uvedeno shodné písmenko.
V parametru olejnatosti se statisticky liší varianty nehnojeno, ENSIN 80 % dávka, s variantami ENSIN 100 % dávka, ENTEC 26 100 % dávka a DASA + DASA. Olejnatost řepky se pohybovala od 40,8 % do 42,9 %. Při výkupu řepky olejky jsou přísně sledovány kvalitativní parametry semen, které se řídí ČSN 462300-2. Podle této normy musí mít semeno řepky minimální olejnatost 42 %, maximální vlhkost 8 %, maximální obsah 2 % kyseliny erukové. Požadovanou olejnatost 42 % nesplnily varianty ENSIN 100 %, ENTEC 26 100 %, ENTEC 26 80 %, a DASA + DASA. Statisticky průkazné rozdíly mezi jednotlivými variantami hnojení znázorňuje graf 12.
59
43,5
43,0
Olejnatost (%)
42,5
42,0
41,5
41,0
40,5 nehnojeno ENSIN 80% ENTEC 26 80 % LAD + ENSIN ENSIN 100 % ENTEC 26 100 % DASA + DASA Varianta hnojení
Graf 12 Hodnoty olejnatosti semene řepky ozimé
5.1.5 Ekonomická efektivnost použitých hnojiv Koeficient ekonomické efektivnosti popisuje, kolik Kč výnosu přinese 1 Kč nákladů investovaných v hnojivech. Čím je koeficient vyšší, tím je investice do hnojiva výhodnější. Tab. 13 Ekonomická efektivnost použitých hnojiv
Varianta hnojení Kontrola ENSIN 100% ENSIN 80 % ENTEC 26 100% ENTEC 26 80% DASA + DASA + DAM-390 LAD + ENSIN
Cena hnojiva Kč/ha 0 1 649 1 318 2949 2356
Cena aplikace Kč/ha 0 220 220 220 220
1 755 1 516
765 440
Přírůstek výnosu v Celkem Průměrný výnos Kč Kč/ha (t/ha) Při ceně 8 880 Kč/t 0 3,82 0 1 869 4,25 4150 1 538 5501 4,39 3 169 2123 4,04 2 576 1641 3,99 2 520 1 956
4,60 4,62
7527 7720
Podle výsledku koeficientu ekonomické efektivnosti (graf 13) je zřejmé, že nejefektivnější byla varianta hnojená kombinací LAD + ENSIN. Tato varianta hnojení 60
na 1 Kč nákladů dodaných ve hnojivech vytvoří výnos 3,63 Kč. Výhodou této varianty hnojení je kombinace levnějšího hnojiva LAD a dražšího hnojiva ENSIN. Hnojivo ENTEC 26 má nejnižší ekonomickou efektivnost kvůli své vysoké ceně. Z grafu 13 je zřejmé, že po aplikaci hnojiva ENTEC v 80 % dávce byl sklizen vyšší výnos než z varianty hnojené hnojivem ENTEC ve 100 % dávce.
4,00
3,63 3,29
3,50
2,75
Kč/ha
3,00
2,50
2,04
2,00 1,50 1,00
0,62
0,59
0,50 0,00 ENSIN 100%
ENSIN 80 % ENTEC 26 100%
Graf 13 Koeficient ekonomické efektivnosti
61
ENTEC 26 80%
DASA + DASA + DAM-390
LAD + ENSIN
5.2 Lokalita Vatín 5.2.1 Obsah minerálního dusíku v půdě Graf 14 stejně jako u lokality Žabčice popisuje obsah Nminv půdě, který se skládá z obou forem dusíku (NH4+, NO3-) u jednotlivých variant hnojiv. Podle grafu je zřejmé, že největší obsah pozvolna působícího amonného dusíku má ENTEC 26 v 100 % dávce a ENTEC 26 v 80 % dávce. Hodnoty grafu 14 znázorňují, že u stabilizovaných hnojiv dobře zapůsobil inhibitor nitrifikace, protože většina dusíku se v půdě nachází v amonné formě. Inhibitor nitrifikace zabránil nitrifikačním bakteriím v přeměně NH4+ na NO2- (Frey, 2005). Obsah minerálního dusíku v půdě na jaře (17.4.2013) 70 nitrátový N
60 8,41 50
mg/kg
40
6,64
amonný N
5,39
15,55
4,51
30 50,19 20
35,97
49,67
33,45
30,13
10 0
2,75 8,77
1,45 4,19 nehnojeno ENSIN 100 ENSIN 80 % ENTEC 26 ENTEC 26 % 100 % 80 %
Varianty hnojení
Graf 14 Obsah minerálního dusíku
62
DASA
LAD
5.2.2 Výnos řepky ozimé Na hodnoty výnosu semene řepky ozimé neměla aplikace hnojiv žádný prokazatelný vliv. Tab. 14 Analýza variance hodnot výnosu zrna řepky ozimé faktor s.v. SČ PČ Testované kritérium F Vliv faktoru 6,56 6 1,09 2,07 NS varianta 11,1 21 0,52 chyba 17,66 27 celkem Pozn.: s.v. - stupně volnosti, SČ- součet čtverců, PČ - průměrný čtverec, Vliv faktoru: NS – neprůkazný vliv
Tab. 15 Průměrné hodnoty výnosu (t/ha) zrna řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana Varianty
n
Průměr ± sx
Statistická průkaznost rozdílu
Vyjádření v relativních %
nehnojeno
4
2,58 ± 0,58
a
100
ENSIN 100 %
4
4,00 ± 0,81
b
155,04
ENSIN 80%
4
3,67 ± 0,93
b
142,25
ENTEC 26 100 %
4
3,63 ± 0,49
b
140,7
ENTEC 26 80 %
4
3,91 ± 1,11
b
151,55
DASA + DASA
4
3,96 ± 0,38
b
153,49
4 4,10 ± 0,46 b 158,91 LAD + ENSIN Pozn.: n – počet pozorování; sx – směrodatná odchylka; Průměry jednotlivých variant se (P>0,95) neliší, pokud je u nich uvedeno shodné písmenko.
Průkazně se liší varianta nehnojeno od variant ENSIN 100 %, ENSIN 80 %, ENTEC 26 100%, ENTEC 26 80 %, DASA + DASA a LAD + ENSIN. Z tabulky 16 vyplivá, že mezi jednotlivými variantami, kde bylo aplikováno hnojivo, není statisticky průkazný vliv. Hodnoty výnosu se pohybovaly od 1,75 t/ha po maximum 4,81 t/ha. Průměrné výnosy jednotlivých variant kromě varianty nehnojeno, převyšují průměrný republikový výnos (3,52 t/ha) řepky ozimé. (Volf a Zeman, 2013). Graf 15 znázorňuje intervaly jednotlivých variant.
63
5,5
5,0
4,5
Výnos (t/ha)
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5 nehnojeno ENSIN 80% ENTEC 26 80 % LAD + ENSIN ENSIN 100 % ENTEC 26 100 % DASA + DASA Varianta hnojení
Graf 15 Výnos semene řepky ozimé
5.2.3 Olejnatost řepky ozimé V tabulce č. 16 je vidět, že jednotlivé varianty hnojení neměli statisticky významný vliv na olejnatost semen řepky ozimé. Tab. 16 Analýza variance hodnot olejnatosti semene řepky ozimé faktor s.v. SČ PČ Testované kritérium F Vliv faktoru 6,44 6 1,07 1,11 NS varianta 20,23 21 0,96 chyba 26,67 27 celkem Pozn.: s.v. - stupně volnosti, SČ- součet čtverců, PČ - průměrný čtverec, Vliv faktoru: NS – neprůkazný vliv
64
Tab. 17 Průměrné hodnoty olejnatosti (%) zrna řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana Statistická průkaznost Vyjádření rozdílu v relativních %
Varianty
n
Průměr ± sx
nehnojeno
4
44,40 ± 1,31
a
100
ENSIN 100 %
4
45,00 ± 0,42
a
101,35
ENSIN 80%
4
43,78 ± 1,10
a
98,6
ENTEC 26 100 %
4
44,18 ± 1,32
a
99,5
ENTEC 26 80 %
4
43,43 ± 0,28
a
97,82
DASA + DASA
4
44,50 ± 0,96
a
100,23
4 43,95 ± 0,93 a 98,99 LAD + ENSIN Pozn.: n – počet pozorování; sx – směrodatná odchylka; Průměry jednotlivých variant se (P>0,95) neliší, pokud je u nich uvedeno shodné písmenko.
Tabulka č. 17 neprokázala statisticky významný rozdíl mezi jednotlivými variantami hnojení. Olejnatost se pohybovala od minimální hodnoty 42,2 % do maximální hodnoty 45,6 %. Na lokalitě Vatín splnily všechny varianty požadovanou hodnotu olejnatosti pro výkup 42 % podle ČSN 462300-2.
46,5 46,0 45,5
Olejnatost (%)
45,0 44,5 44,0 43,5 43,0 42,5 42,0 nehnojeno ENSIN 80% ENTEC 26 80 % LAD + ENSIN ENSIN 100 % ENTEC 26 100 % DASA + DASA Varianta hnojení
Graf 16 Olejnatost semene řepky ozimé
65
5.2.4 Ekonomická efektivnost použitých hnojiv Koeficient ekonomické efektivnosti popisuje, kolik Kč výnosu přinese 1 Kč nákladů investovaných v hnojivech. Čím je koeficient vyšší, tím je investice do hnojiva výhodnější. Tab. 18 Ekonomická efektivnost použitých hnojiv
Varianta hnojení Kontrola ENSIN 100% ENSIN 80 % ENTEC 26 100% ENTEC 26 80%
Cena hnojiva Kč/ha 0 1 649 1 318 2949 2356
Cena aplikce Kč/ha 0 220 220 220 220
DASA + DASA + DAM-390 LAD + ENSIN
1 755 1 516
765 440
Přírůstek výnosu v Celkem Prům.výnos Kč Kč/ha (t/ha) Při ceně 8 880 Kč/t 0 2,58 0 1 869 4,00 12610 1 538 11366 3,86 3 169 9235 3,62 2 576 11810 3,91 2 520 1 956
12254 13409
3,96 4,09
Podle výsledku koeficientu ekonomické efektivnosti (graf 17) je zřejmé, že nejefektivnější byla varianta hnojená hnojivem ENSIN v 80 % dávce. Tato varianta hnojení na 1 Kč nákladů dodaných ve hnojivech vytvoří výnos 7,39 Kč. Na lokalitě Vatín jsou koeficienty ekonomické efektivnosti u variant hnojených hnojivy ENSIN v 100 % dávce, 80 % dávce a LAD + ENSIN celkem vyrovnané. Varianta hnojená hnojivem ENETC 26 má nejnižší koeficient ekonomické efektivnosti kvůli své vysoké ceně. 8,00 7,00
7,39
6,86
6,75
6,00
4,58
Kč/ha
5,00
4,86
4,00
2,91
3,00 2,00 1,00 0,00 ENSIN 100% ENSIN 80 %
ENTEC 26 100%
ENTEC 26 80%
Varianty hnojení
Graf 17 Koeficient ekonomické efektivnosti 66
DASA + DASA + DAM-390
LAD + ENSIN
ZÁVĚR
6
Výsledky na lokalitách Žabčice a Vatín je možné shrnout do následujících závěrů:
Nejvyšší obsah Nmin v dubnovém rozboru půdy měla na obou pokusných lokalitách varianta s aplikací hnojiva ENTEC 26 ve 100 % dávce. Po aplikaci tohoto hnojiva zůstal v půdě nejvyšší obsah pozvolna působícího amonného dusíku. Lze tedy konstatovat, že u tohoto hnojiva inhibitor nitrifikace zabránil přeměně amonného na nitrátový dusík s největším efektem.
Nejvyšší obsah Svod v půdě v dubnu na pokusné lokalitě Žabčice zanechala varianta pokusu hnojená hnojivem ENTEC 26 ve 100 % dávce.
Na výnos semena řepky ozimé neměly na lokalitě Žabčice jednotlivé varianty hnojení statisticky průkazný vliv. Na lokalitě Vatín se statisticky liší pouze varianta nehnojeno od všech variant, na které bylo hnojivo aplikováno. Jednotlivá aplikovaná hnojiva neměla statisticky významný vliv na výnos.
Jednotlivé varianty hnojení měly na lokalitě Žabčice statisticky průkazný vliv na olejnatost semen řepky ozimé. Olejnatost byla statisticky nižší u variant ENSIN 100 % dávka, ENTEC 26 80 % dávka a DASA + DASA. Na lokalitě Vatín se statisticky neliší jednotlivé varianty hnojení.
Po zhodnocení jednotlivých variant hnojení koeficientem ekonomické efektivnosti na lokalitě Žabčice byla zjištěna největší efektivnost u varianty hnojené kombinací hnojiv LAD + ENSIN. Tato varianta hnojení na 1 Kč nákladů dodaných ve hnojivech vytvoří 3,63 Kč výnosu. Na pokusné lokalitě Vatín po zhodnocení jednotlivých variant koeficientem ekonomické efektivnosti bylo zjištěno, že nejefektivnější byla varianta hnojená hnojivem ENSIN v 80 % dávce. Tato varianta hnojení na 1 Kč nákladů dodaných ve hnojivech vytvoří výnos 7,39 Kč.
Na lokalitě Žabčice byly mezi výnosy variant hnojení ENSIN 100 % a 80 % vetší rozdíly než na lokalitě Vatín. Na obou lokalitách byla ekonomicky efektivnější varianta hnojená hnojivem ENSIN v 80 % dávce než ENSIN ve 100 % dávce. Kombinace klasického hnojiva a stabilizovaného dusíkatého hnojiva (LAD + ENSIN) měla na lokalitě Žabčice nejvyšší ekonomickou efektivnost a na lokalitě Vatín měla druhou nejvyšší ekonomickou efektivnost.
67
Stabilizovaná dusíkatá hnojiva jsou pro širokou veřejnost pořád velká neznámá. Jejich přednosti by měly být podrobněji popsány, především jejich pozitivní vliv na životní prostředí a možnost aplikace celkové dávky dusíku pouze v jedné dávce. Problém těchto hnojiv je jejich vysoká cena a také jejich částečná závislost správného působení na počasí. Většina agronomů se drží osvědčených hnojiv, s kterými mají dobrou a dlouholetou zkušenost. Stabilizovaná hnojiva bohužel kvůli své vysoké ceně nedostala zatím příležitost.
68
7
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
Agrofert Holding, a. s. (2013): Hnojiva s řízeným uvolňováním živin. Agronom, Profi Press, 9, 30 s. AgroEfekt, s. r. o. (2013): Hnojiva s řízeným uvolňováním živin. Agronom, Profi Press, 9, 30-31 s. Agra Group, a. s. (2013): Hnojiva s řízeným uvolňováním živin. Agronom, Profi Press, 9, 31 s. ALPMANN, L. a kol.(2009): Řepka – plodina s budoucností. BASF, Praha, 180 s. BARANYK P., FÁBRY A. (2007): Řepka: pěstování, využití, ekonomika. 1. vyd. Praha. Profi Press, 208 s. BEČKA D. (2007): Řepka ozimá: pěstitelský rádce. Vyd. 1. České Budějovice, Kurent, 56 s. CAMBERATO J. J. (2001): Nitrogen in soil and fertilizers. First published in the SC Turfgrass Foundation News, January-March 2001, (8), 1: 6-10 s. ČERNÝ J., BALÍK J., TLUSTOŠ P., NĚMEČEK R. (1997): Minerální a organický dusík v půdě. [on-line ], [citováno dne 25. 11. 2013]. Dostupné z: http://www.agris.cz/clanek/118821 ČERNÝ J. (2010): Principy hnojení dusíkem v závislosti na podmínkách prostředí. ČZU v Praze, Praha, Databáze [on-line] [citováno dne 15. 2. 2012]. Dostupné na: http://www.odbornevzdelavani.cz/Principy_hnojeni_dusikem_v_zavislosti_na_podmink ach_prostredi.pdf / ČERNÝ J., PEKLOVÁ L., SHEJBALOVÁ Š., PEKLOVÁ Z. (2013): Základní hnojení ozimé řepky. Květy olejnin, Svaz pěstitelů a zpracovatelů olejnin, Praha, 8, 3-4 s. DI H. J., CAMERON K. C. (2004): Effects of temperature and application rate of a nitrification inhibitor, dicyandiamide (DCD), on nitrification rate and microbial biomass in a grazed pasture soil. Aus. J. Soil Res. (42), 927 – 932 s. DE KOK L. J., a kol. (2002): Sulphur in Plant Physiology. in Proceedings No 500, IFS, York, 26 s
69
FECENKO J., LOŽEK O. (2000): Výživa a hnojenie poľných plodin. SPU, Nitra, 452 s. FRYE W. (2005): Nitrification inhibition for nitrogen efficiency and environment protection. IFA International Workshop on Enhanced-Efficiency Fertilizers, Frankfurt, Germany, 28-30 June, 8 s. HELL R., RENNENBERG H. (1998): The plant sulphurcycle. Sulphur in Agroecosystem, In: Schnug E (ed.). Kluwer Academic Publishers, 135-173s. HLUŠEK J. (2004): Minerální hnojiva-dusíkatá. In: Ryant P. (ed.) a kol. Multimediální texty výživy rostlin, [on-line], [citováno dne 30. 11. 2013]. Dostupné z: http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/vyziva_rostlin/html/hnojiva/a_index_hnojiva. hm IVANIČ, J., HAVELKA B., KNOP K. (1984): Výživa a hnojenie rastlín. Prieroda, Bratislava, 487 s. LOŠÁKOVÁ J. (2008): Možnosti používání (dusíkatých) minerálních hnojiv v koncepci udržitelného rozvoje. Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, Odbor hnojiv a půdy, Brno, 45 s. MARSCHNER H. (2011): Mineral Nutrition of Higher Plants. 3.edition. Academic Press, London, 672 s. MUSIANI F., ARNOFI E., CASADIO R., CIURLI S. (2001): Structure-based computational study of the catalyc and inhibition mechanisms of urease. Journal of Biological Inorganic Chemistry ,6, 300 – 314 s. MRÁZ J. (2013): Močovina a vliv inhibitorů na její uplatnění. Agrární obzor, 9, 8-9 s. NOVOTNÝ F.(2006): Metodiky chemických rozborů pro hodnocení kvality odrůd II. (Jednoleté pracovní postupy). Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, Brno, 206 s. PÍŠANOVÁ J., RŮŽEK P. (2006): Uplatnění inhibitorů ureázy a nitrifikace při používání dusíkatých hnojiv. Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha, 47 s PROCHÁZKA S., MACHÁČKOVÁ I., KREKULE J., ŠEBÁNEK J. (1998): Fyziologie rostlin. Academia, Praha, 484 s. RICHTER R. (1993): Výživa a hnojení rostlin: praktická cvičení. MZLU v Brně, Brno, 187 s. 70
RICHTER R. (2004a): Síra. In: Ryant P. (ed) a kol. Multimediální texty výživy a hnojení polních plodin, [on-line], [citováno dne 14. 3. 2014]. Dostupné z: http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/vyziva_rostlin/html/biogenni_prvky/a_index_ biogen.htm RICHTER R. (2004b): Dusík. In: Ryant P. (ed) a kol. Multimediální texty výživy rostlin, [on-line], [citováno dne 15. 11. 2013]. Dostupné z: http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/vyziva_rostlin/html/biogenni_prvky/a_index_ biogen.htm RICHTER R. (2005): Řepka ozimá. In: Ryant P. (ed) a kol. Multimediální texty výživy a hnojení polních plodin, [on-line], [citováno dne 12. 1. 2014]. Dostupné z:http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/hnojeni_plodin/html/olejniny/a_index_olejn iny.htm RICHTER R. (2007a): Živný režim půdy. In: Ryant P. (ed) a kol. Multimediální texty výživy rostlin, [on-line], [citováno dne 23. 11. 2013]. Dostupné z: http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/vyziva_rostlin/html/agrochemie_pudy/a_inde x_agrochem.htm RICHTER R. (2007b): Síra v půdě. In: Ryant P. (ed) a kol. Multimediální texty výživy rostlin, [on-line], [citováno dne 10. 1. 2014]. Dostupné z:http://web2.mendelu.cz/af_221_multitext/vyziva_rostlin/html/agrochemie_pudy/a_ind ex_agrochem.htm RICHTER R., HLUŠEK J. (1999): Výživa a hnojení rostlin. MZLU v Brně, Brno, 187 s. RICHTER R., HŘIVNA L. (2001): Výživa a hnojení řepky ozimé. MZLU v Brně, Brno, 41 s ROBERTSON G. P., WEDIN D., GROFFMAN P. M., BLAIR J. M., HOLLAND E. A., NEDELHOFFER K. J., HARRIS, D. (1999): Soilcarbon and nitrogen availabilit: Nitrogen mineralization, nitrification and soil respiration potentials. Oxford University Press, 258-271 s. RŮŽEK P., PIŠANOVÁ J. (2007): Možnosti usměrnění přeměn dusíku v půdě s využitím inhibitorů ureázy a nitrifikace. Sborník z konference: Racionální používání hnojiv, ČZU Praha, 56 s.
71
ŠETLÍK I., SEIDLOVÁ F., Šantrůček J. (2004): Fyziologie rostlin. [on-line], [citováno dne 10. 1. 2014]. Dostupné z: http://web.natur.cuni.cz/biochem/kucera/rostliny/is/fyzros.html ŠKARPA, P. (2009): Multimediální texty „Laboratorní výuka z výživy rostlin“. [on-line], [citováno dne 3. 3. 2014]. Dostupné z: web2.mendelu.cz/af_221_multitext/laborator/ TRENKEL M. E. (1997): Improving fertilizer use efficiency-controlled-release and stabilized fertilizers in agriculture. Ed. by IFA, Paris, 156 s. TLUSTOŠ P., PAVLÍKOVÁ D., ČABELKOVÁ L., SVOBODA L., NAJMANOV J. (2007): Vývoj nových dusíkatých hnojiv a jejich uplatnění. Sborník z konference: Racionální používání hnojiv, ČZU Praha, 15-20 s. VANĚK V., BALÍK J., PAVLÍKOVÁ D., TLUSTOŠ P. (2007):Výživa polních a zahradních plodin. Profi Press, Praha, 176 s. VAŠÁK J. (2000): Řepka. Agrospoj, Praha, 321 s. VRBA V., HULEŠ L. (2006): Humus - půda - rostlina (1) Funkce humusu v ekosystému. Biom.cz [on-line], [citováno dne 20. 11. 2013]. Dostupné z: www: http://biom.cz/cz/odborne-clanky/humus-puda-rostlina-1-funkce-humusu-v-ekosystemu VOLF M., ZEMAN J. (2013): Výsledky pěstování řepky v České republice v roce 2012/13. Svaz pěstitelů a zpracovatelů olejnin, Praha, 288 s. WATSON C. (2005): Urease Inhibitors. IFA International Workshop on En hancedEfficiency Fertilizers, 16 s. WATSON C., Akhonzada N. A., Hamilton J. T. G., Matthews D. I. (2008): Rate and mode of application of the urease inhibitor NBPT on amonia volatilization from surface-applied urea. Soil Use and Management (24): 246 – 253 s. ZBÍRAL J. (1999): Agrochemické zkoušení půd: Mehlich III. UKZÚZ, Brno, 100 s. ZBÍRAL J. (2002): Analýza půd I. ÚKZÚZ Brno, 197 s. ZHAO F. J. a kol. (1991): Sulphur Agric., 15: 13-16 s.
72
8
SEZNAM OBRÁZKŮ
Obr. 1 Formy dusíku v půdě (Ivanič a kol., 1984) .......................................................... 11 Obr. 2 Výnos ozimé řepky dle regionů 2013 ................................................................... 23 Obr. 3 Fenologická stupnice BBCH u řepky ozimé (Alpmann a kol., 2009) .................. 28 Obr. 4 Transformace močoviny v půdě ........................................................................... 39 Obr. 5 Půdní profil ve Vatíně.......................................................................................... 43 Obr. 6 Pokus s řepkou pod jarním sněhem (31. 3. 2013) – Žabčice............................... 46 Obr. 7 Rostlina řepky na začátku prodlužování (16. 4. 2013) – Žabčice ....................... 47 Obr. 8 Konec květu řepky (10. 5. 2013) – Žabčice ......................................................... 47 Obr. 9 Řepka po odkvětu – nalévání šešulí (6. 6. 2013) – Žabčice ................................ 48 Obr. 10 Sklizeň řepky (22. 7. 2013) – Žabčice ............................................................... 48 Obr. 11 Porost řepky ozimé při odběru vzorků půdy pro stanovení Nmin (5. 2. 2013) – Vatín ................................................................................................................................ 49 Obr. 12 Rostlina řepky ozimé při regeneračním hnojení (17. 4. 2013) – Vatín ............. 50 Obr. 13 Řepka při polním dni MendelGrass (23. 5. 2013) – Vatín ................................ 50 Obr. 14 Porost řepky ozimé před sklizní (6. 8. 2013) – Vatín ........................................ 51 Obr. 15 Sklizeň řepky ozimé (6. 8. 2013) – Vatín ........................................................... 51
73
9
SEZNAM GRAFŮ
Graf 1 Vývoj ploch řepky v letech 2001 až 2012 (ČSÚ 2013) ........................................ 24 Graf 2 Dynamika odběru makroelementů u ozimé řepky (Balík a kol., 2007) ............... 30 Graf 3 Průběh teplot a srážek v roce 2012 ..................................................................... 41 Graf 4 Průběh teplot a srážek v roce 2013 ..................................................................... 42 Graf 5 Dlouhodobý normál 1961 – 1990........................................................................ 42 Graf 6 Průběh teplot a srážek 2012 ................................................................................ 43 Graf 7 Průběh teplot a srážek v roce 2013 ..................................................................... 44 Graf 8 Dlouhodobý normál 1971 – 2000………………………………………………….....44 Graf 9 Obsah minerálního dusíku v půdě ....................................................................... 56 Graf 10 Obsah vodorozpustné síry v půdě...................................................................... 57 Graf 11Výnos semene řepky ozimé ................................................................................. 58 Graf 12 Hodnoty olejnatosti semene řepky ozimé .......................................................... 60 Graf 13 Koeficient ekonomické efektivnosti ................................................................... 61 Graf 14 Obsah minerálního dusíku ................................................................................ 62 Graf 15 Výnos semene řepky ozimé ................................................................................ 64 Graf 16 Olejnatost semene řepky ozimé ......................................................................... 65 Graf 17 Koeficient ekonomické efektivnosti ................................................................... 66
74
10 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Doporučené termíny výsevů a výsevky podle výrobních oblastí (dříve výrobních typů). ............................................................................................................................... 25 Tab. 2 Odběrový normativ živin na výnos 1 t semene řepky a odpovídající množství slámy (Balík a kol., 2007). .............................................................................................. 26 Tab. 3 Vybraná minerální hnojiva s obsahem síry ......................................................... 33 Tab. 4 Agrochemické vlastnosti půdy před založením pokusu 7. 10. 2013..................... 45 Tab. 5 Ošetření porostu během vegetace ........................................................................ 46 Tab. 6 Ošetření porostu během vegetace ........................................................................ 49 Tab. 7 Data aplikace variant hnojení a obou pokusných lokalitách .............................. 52 Tab. 8 Schéma hnojení řepky ozimé................................................................................ 52 Tab. 9 Analýza variance hodnot výnosu zrna řepky ozimé ............................................. 57 Tab. 10 Průměrné hodnoty výnosu (t/ha) zrna řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana .......................................................................................................................... 58 Tab. 11 Analýza variance hodnot olejnatosti zrna řepky ozimé ..................................... 59 Tab. 12 Průměrné hodnoty olejnatosti (%) semene řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana ................................................................................................................ 59 Tab. 13 Ekonomická efektivnost použitých hnojiv .......................................................... 60 Tab. 14 Analýza variance hodnot výnosu zrna řepky ozimé ........................................... 63 Tab. 15 Průměrné hodnoty výnosu (t/ha) zrna řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana .......................................................................................................................... 63 Tab. 16 Analýza variance hodnot olejnatosti semene řepky ozimé ................................ 64 Tab. 17 Průměrné hodnoty olejnatosti (%) zrna řepky a průkaznost jejich rozdílu podle Duncana .......................................................................................................................... 65 Tab. 18 Ekonomická efektivnost použitých hnojiv .......................................................... 66
75
