Učební texty k předmětům Obecná fytotechnika a Zemědělské systémy I. Autoři: doc. Ing. Miloslav Zitta, CSc. (editor) prof.Ing. Vladimír Táborský, CSc., prof. Ing. Václav Kohout, DrSc.
Tato skripta jsou určena pro studenty provozně ekonomické a lesnické fakulty České zemědělské univerzity ke studiu předmětu „Obecná fytotechnika“ a „Zemědělské systémy I“. Podle současného studijního programu se náplň tohoto předmětu skládá ze tří částí - části ochrana zemědělských plodin proti chorobám a škůdcům, z části agroekologie a z části výţiva rostlin a hnojení. Výuka tohoto předmětu je plánována na dobu jednoho semestru. Úkolem této discipliny je poskytnout studentům základní teoretické a praktické informace o agronomii a systémech zemědělství, s převáţnou orientací na rostlinnou výrobu. Předkládaná skripta pojednávají o velmi rozsáhlé problematice. Při jejich studiu je třeba vycházet z jiţ dříve získaných znalostí., a to zejména fyziky, chemie, biologie, ekologie, meteorologie, geologie a pedologie. Předmět má téţ četné vazby na ostatní látku vyučovanou jinými
katedrami naší školy, např. na mikrobiologii, genetiku, na speciální produkci
rostlinnou, zahradnictví , pícninářství, mechanizaci rostlinné výroby,
statistiku,
na
ekonomickou problematiku aj. Studenti
přicházejí na naši školu po absolvování různých typů středních škol a
následkem toho téţ s různou úrovní vědomostí z fyziky, chemie a biologie. Je nezbytně nutné, aby si kaţdý student uvědomil, ve kterých z těchto předmětů má nedostatky a samostatným studiem tyto mezery ve svém vzdělání doplnil. Předmět „Obecná fytotechnika“ pro svoji velmi bohatou obsahovou náplň nemůţe být v plné šíři probrán během pouze jednoho semestru. Problematika této discipliny se studentům plně ujasní aţ po získání vědomostí i z ostatních navazujících předmětů. Předpokládáme rovněţ, ţe studenti budou vyuţívat
ke studiu téţ odbornou literaturu, zemědělský tisk, sborníky z
vědeckých a
odborných konferencí apod. Při studiu je třeba věnovat pozornost jak zapamatování si rozsáhlého faktografického materiálu a důkladnému promyšlení vzájemných souvislostí mezi jednotlivými partiemi předmětu, tak i širších souvislostí vůči předmětům ostatním a společenské praxi.
Oddíl ochrany zemědělských plodin zpracoval prof. ing. Vladimír Táborský, CSc., oddíl hnojení a výţivy rostlin prof. ing. Josef Vostal, DrSc. Oddíl obecné produkce rostlinné byl napsán pracovníky katedry obecné produkce rostlinné a agrometeorologie, a to : kapitola Zpracování a kultivace půdy prof. ing. Vítězslavem Škodou, CSc., kapitola Polní plevele a jejich regulace prof. ing. Václavem Kohoutem, DrSc. Ostatní kapitoly napsal doc. ing. Miloslav Zitta, CSc.
Ve studiu tohoto velmi rozsáhlého předmětu Vám přejeme hodně trpělivosti a houţevnatosti.
Autoři
ODDÍL 1 OCHRANA ZEMĚDĚLSKÝCH PLODIN
HOSPODÁŘSKÝ A SPOLEČENSKÝ VÝZNAM ROSTLINOLÉKAŘSKÉ PÉČE A JEJÍ ZÁKLADY Pěstování rostlin od samého počátku bylo vystaveno riziku, ţe v průběhu vegetačního období dojde k postupnému zamoření semen, sadbového materiálu, roubů a podnoţí a v těch horších případech i půdy, které je vţdy nezbytným předpokladem k rozvoji choroby v porostech a výsadbách. Společenské postavení fytopatologů je tudíţ více oceňováno při produkci osiva a sadbového materiálu, ale i u porostů a výsadeb určených pro běţný trh je činnost fytopatologů ceněna jako nezbytný stabilizační výrobní faktor. Práce fytopatologů je soustředěna v poradenské sluţbě, ve sluţbě státního dozoru, ale také přímo na velkých farmách a ve zpracovatelských podnicích, jako je agronomická sluţba cukrovarů, konzerváren, ve
šlechtitelských stanicích, u producentů osiva,
sadby a jiného
rozmnoţovacího materiálu a ve výzkumu. Rostlinná výroba se stala významnou součástí společensko - ekonomických vztahů kaţdého prosperujícího státu a pro svoji nezastupitelnou roli, v níţ společně s lesnictvím realizuje transformaci sluneční energie do svých produktů (přímá potrava pro člověka nebo zprostředkovaně píce pro hospodářské zvířectvo, dřevo, textilní vlákna, suroviny pro výrobu léků, koření, silic pro potravinářský a kosmetický průmysl a jiný průmysl), čímţ přispívá ke koloběhu látek v přírodě a současně umoţňuje lidstvu přeţití na planetě Země. Prvořadou funkcí rostlinné výroby zůstává produkce dostatku potravy pro veškeré lidstvo, které přesáhne na přelomu tisíciletí více neţ 6 miliard. V současnosti se pěstuje asi 300 druhů uţitkových rostlin, ale mezi nejdůleţitější patří: pšenice, rýţe, kukuřice, brambory, batáty, maniok, fazole, sója, cukrová třtina, kokosová palma, banánovník a citrusy. V důsledku zavedení nových kultivarů pšenice, rýţe, kukuřice,
manioku a v důsledku
ozdravování došlo ke zvýšení produkce potravin v zemích, kde v minulosti byly hladomory z nedostatku domácí produkce potravin (Indie, Čína, Mexiko aj.). Přesto však existuje základní rozpor mezi zeměmi severu, kde převládá nadprodukce potravin, a zeměmi jihu, hlavně v
subsaharské
oblasti, ale i jinde v Africe, kde obyvatelé všeobecně trpí
pravidelně se opakujícími hladomory. Výnosové
podvýţivou a
ztráty způsobené chorobami, škůdci a
zaplevelením se pohybují v zemích, kde ochrana je na výši, kolem 23 %, kdeţto v některých zemích východní a jihovýchodní Asie, v Latinské Americe a také v Africe, kde celková kultura je daleko niţší, dosahují ztráty kolem 50 %. Fytopatologie svým poznáním přispívá ke zmírnění výskytu chorob a jejich škodlivosti. Komerční farmy v tropech a subtropech jsou schopny zajistit vysokou produkci, kdeţto drobní farmáři jen obtíţně získávají potřebné „know how“ a techniku pro aplikaci účinných fungicidů a insekticidů.
1. Fytopatologická terminologie Fytopatologie jako kaţdá vědní disciplina má svoji terminologii a definice. Pro čtenáře je nezbytné, aby získal jiţ v samotném úvodu vysvětlení základních pojmů, termínů a definic pro rychlou orientaci a pro správné pochopení významu vzájemných vztahů. Přes veškerou snahu o vysvětlení jednotlivých pojmů, termínů a definic je však nutno konstatovat, ţe v řadě případů neexistuje jediný výklad významu pojmu nebo definice. Adekvátní vysvětlení závisí na hloubce poznání příčinných souvislostí a charakteru zúčastněných organismů, a mimo jiné i na existenci přechodných forem. Vysvětlení základního pojmu choroba - „ochoření“ rostliny bylo jiţ naznačeno v úvodu. Přesto bychom měli nejdříve
umět vysvětlit pojem patogen (organismus, způsobující
onemocnění rostliny). Pod pojem patogen zahrnujeme všechny organismy včetně virů a viroidů, které nemůţeme označit za mikroorganismy. Avšak pod tento termín nespadají jiní, neţiví škodliví činitelé, kteří způsobují poruchy u rostlin - v případě nedostatečné výţivy mluvíme o karenci, která bývá často označována za fyziologickou chorobu. Mezi neţivé, „abiotické“ faktory zahrnujeme nepříznivé podmínky povětrnostní, vliv cizorodých látek, vliv imisí aj. Tyto činitele nezahrnujeme pod pojem patogen, i kdyţ způsobují příznaky podobné chorobám. Na přítomnost patogena celá rostlina zpravidla reaguje vţdy osobitým a tedy mnohotvárným způsobem. V případě, ţe následkem napadení je dostatečně náhlá a silná reakce, dochází v některých případech i ke zvýšené odolnosti napadené rostliny, coţ je paradoxní a zcela v protikladu u poţerů od škůdců. Mylná je zjednodušená představa, ţe jedinou příčinou ochoření je přítomnost patogena (škodlivého organismu). V zásadě vţdy platí, ţe vznik choroby a její výsledné poškození je závislé na vzájemných vztazích mezi patogenem, hostitelskou rostlinou a vlivem vnějších
podmínek, tedy souhra tří podmínek - tzv. trojúhelník vzájemných vztahů, případně triangl. Výše uvedené vztahy uvnitř trojúhelníku patogennosti jsou závislé na vlastnostech patogena (agresivita, virulence), hostitelské rostliny, tj. odrůdy (odolnost či náchylnost k patogenu) a na vnějších podmínkách, to znamená, jak jsou příznivé pro hostitelskou rostlinu a patogena nebo nepříznivé pro oba nebo jen pro rostlinu či patogena. Jako saprofyty označujeme ty organismy, které k ţivotu vyuţívají organické látky buď rostlinného
nebo ţivočišného původu. Jsou to nekrotrofové, neboť ţijí na neţivém
podkladu, aniţ by sami před tím způsobili jeho odumření. Tato skupina jen zdánlivě leţí mimo přímý zájem fytopatologů, neboť zmíněné neostré hranice ve způsobu výţivy zaměřují pozornost k perthotrofům. Ty jsou schopny napadnout ţivé pletivo nebo celý organismus tehdy, jestliţe je buď místně poškozen (mrazem, poraněním) nebo celkově oslaben (výţivou). Zpravidla působí pomocí toxinů - určitou část pletiva usmrtí, v ní se dále rozrůstají a obdobným způsobem pronikají dále do ţivých pletiv hostitele. Jsou to perthofyty. Ve fytopatologii musíme uvaţovat i o příleţitostných (fakultativních) saprofytech a naopak i o příleţitostných parazitech. Příleţitostní saprofyti, někdy téţ nazýváni saproparaziti, tvoří ohromnou skupinu např. mezi houbami. V určitém úseku ţivota parazitují, mohutně se mnoţí a poškozují dokončují
pletiva hostitele, avšak svůj ţivotní cyklus
na odumřelých částech hostitele nebo i mimo jeho tělo jako saprofyti (např.
původce strupovitosti jabloně - Venturia inaequalis) nebo moniliózy. Saprofyti se obvykle dají snadno pěstovat na umělých půdách. Příleţitostnými parazity jsou obvykle nazývány saprofyty na odumřelých částech rostlin nebo v půdě a jen za příhodných okolností (např. oslabení hostitele nebo mikroklima aj.) napadnou ţivá pletiva. Proto také neohroţují jen zcela určité druhy nebo rody rostlin, nýbrţ jakéhokoliv vhodného hostitele (např. hlízenka obecná Sclerotinia sclerotiorum). Nejdokonaleji je vytvořen vztah mezi hostitelem a patogenem u
biotrofních -
„závazných“ nebo „obligátních“ parazitů. K nim počítáme velké systematické skupiny hub, např. perenospory - „plísně“, padlí, rzi, viry a viroidy a fytofágní háďátka. Mohou existovat a rozmnoţovat se jedině v ţivém organismu, nebo v jeho ţivých pletivech a buňkách; prakticky se nedají pěstovat na běţných umělých půdách. Obligátní parazit neusmrcuje pletivo či buňky hostitele a nezpůsobují jeho rychlé odumření. V některých případech dochází k velmi rychlému rozšíření, neboť jejich cyklus rozmnoţování za určitých podmínek trvá 4 - 7 dnů (padlí, plísně a rzi) a tak se významně podílejí na sníţení výnosu pěstovaných plodin (brambory, chmel, réva vinná, obilniny, ovoce, zeleniny aj.). V případě souţití, tj. při
symbióze, jako je tomu u lišejníků, kde existuje souţití mezi řasami (sinice) a houbami, nebo mezi hlízkovými bakteriemi Rhizobium spp. a vikvovitými rostlinami, parazit není definován jako patogen. Patogenita je geneticky zaloţená schopnost jednoho organismu ţít na úkor druhého a vyvolat u něj syndrom choroby. Kaţdé chorobě předchází fáze zamoření (infestace), při které se rostlina (její určitá část) dostává do styku (kontaktu)
s patogenem (výtrusem nebo
myceliem u hub, bakteriálními buňkami, virovou částicí. Celý průběh choroby začíná infekcí, kde rozlišujeme fázi pronikání patogena do rostliny, fázi zaloţení infekce a fázi rozmnoţování patogena a konečný výsledek nazýváme chorobou. Někteří autoři (Urban, 1982) hovoří o patogenezi i v případě, ţe škodlivým činitelem je např. vliv znečištění ovzduší. Podle mého názoru v případě znečištěného ovzduší jde o vyvolání zvýšené dispozice k chorobě, tj. o sníţení obranné schopnosti před pronikáním patogena nebo o přímé narušení fyziologických funkcí rostliny; pak lze toto působení povaţovat za poruchu. Odolnost a náchylnost jsou velmi časté pojmy, které je nutné si osvětlit. Odolnost (rezistence) je schopnost rostliny nebo celé populace (odrůdy) více či méně potlačit nebo zpomalit škodlivé působení organismu (patogena, škůdce, imisí a jiných abiotických faktorů). Převáţně se jedná o vlastnost
dědičnou, bez ohledu na to, jaký je charakter jejího
mechanismu působení. Stupeň odolnosti zpravidla pozorujeme vizuálně, podle vnějších projevů (symptomů), a v poslední době i nepřímo podle změn v metabolismu na úrovni biochemických změn nebo fyziologických projevů. Přesto často neznáme řadu vzájemných souvislostí mezi vnějším prostředím nebo vlastním stavem rostliny - predispozicí, které mohou příznivě nebo opačně ovlivnit vlastní odolnost (např. tepelné nebo jiné abiotické stresy, UV záření), aniţ by byla dotčena dědičně zaloţená odolnost. Podle genetického způsobu zaloţení odolnosti rozeznáváme různé úrovně odolnosti (kvalitativní a kvantitativní, specifickou nebo nespecifickou, krátkodobého nebo dlouhodobého působení, monogenně nebo polygenně zaloţenou a jiné formy). Náchylnost je protikladem odolnosti a je moţno říci, ţe čím více se sniţuje hladina odolnosti, tím se zvyšuje náchylnost. Mezi nejvyšším stupněm odolnosti (imunity) a náchylností existuje přetrţitá řada mezistupňů. Imunita je termín, který se pouţívá pro nejvyšší stupeň odolnosti; uvnitř imunity naopak neexistují mezistupně. Přestoţe existují námitky pro pouţívání tohoto termínu u rostlin, je moţné jej pouţívat, i kdyţ u rostlin princip indukované rezistence není tak dobře objasněn, jako je objasněn imunitní systém u ţivočichů a člověka.
Afinita mezi parazitem a jeho hostitelem určuje schopnost přizpůsobit se svému hostiteli, který můţe být prezentován pouze jediným botanickým druhem nebo jednotlivými druhy jednoho rodu či čeledi. Jestliţe celá populace určitého druhu rostliny (její odrůdy) se nemůţe stát hostitelem vzhledem k výskytu nejrůznějších ras patogena, pak mezi daným hostitelem a parazitem není afinita. Jinak řečeno: oba organismy existují souběţně, ale nikdy nemohou vytvořit vztah patogen / hostitel, jehoţ výsledkem je choroba. S pojmem afinita se mnohem častěji setkáváme u obligátních (závazných) patogenů neţ u saproparazitů, kde je ve formě niţší vzájemné přizpůsobenosti. Pojem odolnosti v sobě vyjadřuje určitou dynamičnost, hostitele proti cizímu organismu.
tj. určitou aktivní obranu
Pokud se hlavně u patogenů závazných (obligátních)
setkáváme s nepřítomností afinity, kde je stav patogeneze vyloučen, neměli bychom pouţívat termín odolnost, protoţe hostitelská rostlina je nepohostinná (axenie). Pojem agresivita se odlišuje od pojmu patogenita v tom, ţe agresivní patogen je schopen napadnout a překonat obranné reakce hostitele a vyuţít jej ke své výţivě. Pokud patogen není dostatečně agresivní, sice pronikne do hostitelské rostliny, ale není schopen trvale překonávat její obranné reakce a zůstává spíše v latentním vztahu nebo v symbióze. Pojem virulence je spjat s patogenitou a v podstatě vyjadřuje míru (stupeň) patogenity, tj. jak rychle proběhne patogenní proces. Jinými slovy vyjadřuje rychlost průběhu infekce (nízká nebo vysoká virulence patogena nebo jeho rasy).
V současnosti
se pouţívá ke
kvalitativně-kvantitativnímu vyjádření stupně patogenity určité rasy vůči určitým druhům nebo kultivarům (odrůdám) hostitele, ale i k vyjádření intenzity (angl. „severity“) choroby, to znamená, jak rychle se objeví symptomy, jaká je rychlost šíření v pletivu (např. systémový projev virové infekce), časnost tvorby a mnoţství výtrusů u hub a pod. V pouţívání pojmů agresivita a virulence panuje značná nejednotnost a proto je nutno se ve fytopatologii této nejednotnosti pokud moţno vyvarovat. Pojem inokulum vyjadřuje nakaţlivé částice patogena, pomocí nichţ se můţe šířit a způsobit infekci. Rozlišujeme inokulum prvotní - tzv. přezimující; druhotné inokulum je pak to, pomocí něhoţ se patogen opakovaně šíří během vegetace a způsobuje druhotné infekce. Cyklus choroby má fázi, kdy patogen proniká do hostitele (penetrace), a to buď přirozenými otvory nebo přímo přes kutikulu (některé houby, háďátka) a ranami. Další významnou fází cyklu choroby je fáze zaloţení infekce, tj. vytvoření trvalého vztahu mezi patogenem a hostitelem. V této fázi se patogen rozvíjí v hostiteli; označujeme ji jako tzv.
infekční dobu, během níţ zpravidla nepozorujeme ţádné viditelné projevy choroby. Ty se objeví mnohem později jako symptomy (příznaky). Celková doba od proniknutí patogena do projevu prvních příznaků se nazývá inkubační doba. Poslední fází choroby je další časový úsek, v němţ se tvoří rozmnoţovací částice patogena - doba fruktifikační (fáze fruktifikační). Předpokladem kaţdé infekce je kontakt patogena s hostitelskou rostlinou a tuto fázi označujeme jako první fázi choroby - „fáze kontaminace“.
2. 2.1.
Choroby a ţivočišní škůdci Choroby Virozy Viry a viroidy lze charakterizovat jako obligátní parazity submikroskopických rozměrů,
pod 200 nm, přičemţ jejich ohebná vlákna mohou dosahovat délky aţ 2000 nm. Viry a viroidy pro své mnoţení potřebují ţivou buňku. Enzymy buněčného metabolického aparátu jsou vyuţívány pro syntézu
specifických enzymů, nezbytných pro mnoţení (replikaci)
virionů (virových částic). V současné době je popsáno asi kolem 500 fytovirů. Sloţení virů tvoří nukleová kyselina RNA a jen výjimečně DNA, která nese genetickou informaci o komponentách enzymů, které jsou nezbytné pro replikaci viru v buňce. Další součástí virů je bílkovinný obal, který
poskytuje nukleové kyselině ochranu před vlivem enzymatické
činnosti buněk. Taxonomie virů je zaloţena na druhu molekuly nukleové kyseliny, na její struktuře (jednovláknová nebo dvouvláknová), na tvaru virových částic, na sérologické příbuznosti a také podle toho, který vektor virus přenáší: jsou viry přenosné hmyzem (mšicemi, křísy, merami, červci, brouky, třásněnkami, molicemi, plošticemi), roztoči, háďátky, houbami, nebo jsou přenosné semeny, pylem, parazitickými rostlinami a mechanicky dotykem. Ochrana proti šíření virů je zaloţena na certifikaci zdravotního stavu osiva, sadby, matečnic roubů a oček, podnoţového materiálu. Významné je meristémové a termální ozdravování. Dále se vyuţívají metody hubení vektorů, metody šlechtění na odolnost a v poslední době také metody geneticky modifikovaných rostlin, kde ochrana (rezistence) je zaloţena na přítomnosti genu pro syntézu bílkovinného obalu viru. Vedle toho existují agrotechnické postupy pro produkci bezvirózního mnoţitelského materiálu, např. prostorová izolace, negativní výběry, předčasná sklizeň (desikace) a další vhodná opatření. Fytoplazmózy Fytoplazmózy (dříve mykoplazmózy) jsou choroby způsobené
prokaryontními
škodlivými jednobuněčnými organismy, vědecky zařazenými do třídy Mollicutes a řádu Fycoplasmatales (dříve Mycoplasmatales). Přestoţe jsou podobné L-formám bakterií, jsou bez pevné blány buněčné, která je nahrazena trojvrstevnou membránou, takţe jejich tvar se mění podle působení vnějších tlaků.
Základní reprodukční jednotkou je kondenzované
tělísko, většinou sférické, 100 - 200 nm velké; ostatní větší pleomorfní buňky jsou kapkovité nebo protáhlé, různě tvarované dospělé buňky. Rozmnoţují se tak, ţe z elementárního tělíska vypučením a odškrcením vzniká dceřinná buňka. U rostlin byly objeveny v roce 1967 v pletivech svazků
cévních na příčných
ultratenkých řezech pozorovaných v elektronovém mikroskopu. Původně byly označeny jako mykoplazmám podobné organizmy (mycoplasma like organisms - MLO). Protoţe MLO ve vztahu k rostlinám se chovaly jako viry (příznaky fytoplazmóz se projevují ţloutenkou, metlovitostí, zakrslostí
a četnými květními abnormalitami), bylo onemocnění dlouho
povaţováno za virového původu. K významným chorobám fytoplazmatického původu patří stolbur u lilkovitých rostlin, ţloutenka
astry, metlovitost brambor, ţlutá zakrslost rýţe,
fylodie jetele, proliferace jabloně, zlaté ţloutnutí révy vinné, příznaky virescence u různých rostlin, chřadnutí hrušně a mnoho dalších projevů (u rostlin v tropech a subtropech jsou častější). Jsou vnitrobuněčnými parazity ve floémových a xylémových buňkách svazků cévních. Přenášeny jsou roubováním, kokoticí, hmyzem s bodavě savým ústním ústrojím (křísy a merami). Fytoplazmata přeţívají ve vektorech a v hostitelských rostlinách. Některé fytoplazmózy způsobují dosti značný pokles výnosů nebo znehodnocují sklizeň či rozmnoţovací orgány u vegetativně rozmnoţovaných rostlin. Mnohé z nich jsou velmi přísně posuzovány v rámci fytosanitárních opatření v obchodní činnosti (GATT, EPPO, EU). Ochrana je ztíţena, neboť tetracyklinová chemoterapie a termoterapie spolu s meristémovým ozdravováním mají omezenou působnost, jsou nákladné a tak účinnou
ochranou proti
fytoplazmózám zůstává především výběr zdravé sadby. Spiroplazmózy Jsou způsobeny prokaryontními mikroorganismy vláknitého tvaru, často spirálovitě svinutého kolem své podélné osy, a jsou také bez blány buněčné. Vzhledem ke tvaru se srovnávají se spirochetami. U rostlin byly zjištěny v roce 1972 u kukuřice, kde jsou původci zakrslosti; u citrusů jsou původci choroby zvané zezelenání (Citrus Greening). Přenášeny jsou křísy - zakrslost kukuřice, roubováním a merami (Trioza
erytrea v Jiţní Africe,
Diaphorina citri v Indii) - zezelenání na citrusech. Rickettsiózy Rickettsie jsou tyčinkovité obligátní mikroorganismy podobné gramnegativním bakteriím, napadajícím členovce a obratlovce včetně člověka. Rickettsiová buňka nemá bičíky, nedá se běţně kultivovat na syntetických půdách a je citlivá k penicilinu. Poprvé byly
u rostlin popsány v roce 1972 a to při studiu etiologie ţloutenkového onemocnění jetele nachového
(inkarnátu), přenosného křísky, a při onemocnění révy vinné
a vojtěšky s
příznaky tzv. Piercovy choroby, popsané jiţ v roce 1882. V současnosti je patogen označen jako bakterie Xyllela fascidiosa. Bakteriózy Význam škodlivosti bakterióz je v mírném pásmu sice podstatně menší neţ v tropech a subtropech, ale protoţe mnohé z nich se přenášejí sadbou, rouby, očky a semeny, čímţ se stávají vysoce nebezpečné, jsou mnohé zařazeny mezi karanténní fytopatogeny. Bakterie jsou jednobuněčné prokaryotické organismy, viditelné v optickém mikroskopu (velké 1-3 µm), které se rozmnoţují asexuálně, jednoduchým buněčným dělením. Jaderná DNA je difuzně rozptýlena v cytoplazmě. Fytopatogenní bakterie nevytvářejí perzistentní spory; funkci spor jako ochrany před nepříznivými vlivy přejímá slizovitá kapsule, ne však na dlouhou dobu. Pohyblivost bakterií umoţňují bičíky, které jsou uspořádány buď na celém povrchu, nebo na obou pólech, nebo na jednom z nich. Také jejich počet je charakteristický podle rodů. Fytopatogenní druhy jsou vesměs tyčinkovité a podle druhu hostitelské rostliny tvoří patovary. Např. Pseudomonas syringae podle hostitelských rostlin tvoří asi 120 patovarů. K jejich přesné identifikaci jiţ nestačí morfologické zvláštnosti, barvení, přítomnost nebo absence kyslíku, ale je nutno sledovat řadu jiných ukazatelů, jako jsou např. fyziologické a biochemické reakce, citlivost k antibiotikům, k bakteriocidům , vztah k bakteriofágům, sérologické reakce, monoklonní protilátky, hostitelský okruh při umělé infekci, jejich vztah k mastným kyselinám a bílkovinám a hybridizace jaderné DNA jako součást diagnostiky na molekulární úrovni Hlavní charakteristické znaky fytobakterií a příznaky na hostitelských rostlinách Tab. 1 Rod a tvar
Hlavní charakteristika
Typické symptomy
Agrobacterium
tyčinka 0,8 x 1,5-3 µm, peritrichní umístění 1-4 bičíků, pokud je 1 bičík přítomen, pak je v laterální poloze; růst na uhlíkatém org. substrátu; tvoří sliz a kolonie jsou bez pigmentů, rhizosférní bakterie
hálky, nádory
Clavibacter (Co-
rovná aţ mírně zakřivená tyčinka 0,5-0,9 x 1,5-4 krouţkovitost brambor,
ryne bacterium)
µm, převáţně nepohyblivá nebo se 2 bičíky, G+ vadnutí rajčat, fasciace
Erwinia
rovná 0,5-1 x 1,0-3 µm tyčinka, peritrichní umístění bičíků, fakultativně anaerobní, tvoří buď pekto- lytické enzymy (carotovora) nebo je netvoří (amylovora) - spála (tvoří pouze nekrózy pletiva) rovná aţ mírně zakřivená tyčinka 0,5-1,0 x 1,5-4 µm, mající 1 aţ více bičíků polárních, napadají rostliny a některé ţivočichy nebo člověka, mnohé tvoří fluorescentní pigmenty, např. Ps. syringae, jiné netvoří - Ps. solanacearum rovné 0,4-1,0 x 1,2-4 µm tyčinky s 1 polárním bičíkem, napadají pouze rostliny jednotlivé 0,3 x 1,0-4 µm tyčinky s vlnitým povrchem bez bičíků, aerobní, kolonizuje xylémové buňky, pro kultivaci speciální substrát vláknité bakterie, aerobní, G+, produkují antibiotika
Pseudomonas
Xanthomonas Xylella
Streptomyces
černá noha, mokrá hniloba brambor, spála růţovitých
listové skvrnitosti, vadnutí, hálky
listové skvrnitosti, nekrózy kořenů zakrslost vojtěšky, réva vinná
obecná
Mykózy Houby (Fungi, Mycophyta, Mycetes) mají ze všech patogenů rostlin největší význam a mnohé z nich patří k nejnebezpečnějším patogenům vůbec. Jejich podíl na ztrátách způsobených fytopatogeny dosahuje aţ 60 %. Houby jsou eukaryontní thalofyty s nediferenciovanou stélkou (stélka přehrádkovaná a nepřehrádkovaná). Nemají chlorofyl a jsou proto odkázány na heterotrofní výţivu. Existují od pohyblivých forem jednobuněčných organismů aţ
k mnohobuněčným stélkám sloţitější
struktury se značnou rozmanitostí nejen ve výstavbě vegetativního těla, ale především v jejich nepohlavním (vegetativní forma zvaná anamorfa) a sexuálním (pohlavní forma zvaná teleomorfa) rozmnoţování. Blána buněčná u hub obsahuje hlavně chitin nebo hemicelulózu a jen u některých skupin (taxonů), např. u Oomycetes, celulózu. Ţijí buď na odumřelém nebo neţivém organickém materiálu, nebo jako parazité rostlin, ţivočichů a člověka. Jen malá skupina hub (rzi, padlí a některé houby ze třídy Oomycetes) patří mezi obligátní patogeny, ale velká většina patogenů rostlin patří mezi saproparazity. Vegetativní tělo hub je mnohojaderné (homokaryotické nebo heterokaryotické), zpravidla haploidní. Diploidní stadia (fáze) mají ohraničené trvání; pro určitá vývojová stadia
existuje dikaryotická fáze. Stélka u nejniţších zástupců
(Plasmodiophoromycetes)
představuje plazmodiální amoeboid, proto jsou některými biology tito zástupci zařazováni do samostatné skupiny, nazývané hlenky (Myxomycetes), zatímco u pravých hub (Eumycota) je stélka vláknitá, a to buď jednobuněčná nedělená hyfa (tzv. houby niţší) nebo dělená, vícebuněčná přehrádkovaná hyfa (houby vyšší). Houby nevytvářejí
pravá pletiva, ale
plektenchymy nebo dokonalejší paraplektenchymy. Jako zásobní energetický zdroj houby ve svých buňkách
nikdy netvoří škrob, ale glykogen, tuky, ergosterol, popřípadě manit.
Rozmnoţují se pohlavními i nepohlavními sporami a hyfami, přičemţ pohlavní spory slouţí k udrţení druhu
(k překonávání nepříznivých podmínek, např. mrazu, sucha), zatímco
nepohlavní spory slouţí k rozšiřování během vegetace.
2.1.1. Taxonomie hub a přehled fytopatogenů Taxonomické třídění hub podléhá jednak postupnému poznání vzájemných souvislostí mezi jednotlivými v minulosti popsanými druhy, ale i subjektivním názorům systematiků (mykologů). Polyfyletický původ hub jejich taxonomii velice ztěţuje, a tak z historie známe mnoho studií a revizních stanovisek, která jsou charakteristická pro jednotlivé školy taxonomických studií. Pro potřeby praktické fytopatologie je důleţité poznání z hlediska diagnostiky druhu, formy specialis, fyziologické rasy a poznání o přítomnosti genů agresivity a virulence/avirulence. Proto z pragmatických a didaktických důvodů se v tomto textu pouţívá v současné době převládající taxonomické zařazení s odkazem na autora nebo se uvádí v závorce starší vţité zařazení. Oddělení : MYXOMYCOTA - HLENKY Pododdělení : Myxomycotina Třída : Myxomycetes Řád : Plasmodiophorales Čeleď : Plasmodiophoraceae Rod : Plasmodiophora Druh : Plasmodiophora brassicae Fytopatologicky významný druh je Plasmodiophora brassicae - původce nádorovitosti brukvovitých rostlin, u nichţ
způsobuje nádory na kořenech. Jde o vnitrobuněčného
patogena, který pomocí trvalých spor zamořuje půdu na delší dobu; pokud se brukvovité plodiny pěstují na stejném pozemku s odstupem 5-6 let, nedochází jiţ ke škodlivosti. Naopak
u zelinářů, kde
brukvovité plodiny se pěstují prakticky kaţdým rokem, dochází
k
postupnému zamořování půdy hlavně přesazováním zamořených sazenic brukvovité zeleniny; dochází k podstatnému sníţení výnosu, často aţ k úplnému znemoţnění pěstování těchto druhů zeleniny. Zásaditá půdní reakce potlačuje patogena, vápnění tudíţ sniţuje aktivitu hlenky kapustové. Také dusíkaté vápno má velmi silný potlačující účinek. U některých půd byl zjištěn supresivní vliv na patogena; v těchto půdách nedochází k rozšíření hlenky. Princip tohoto jevu však se dosud nepodařilo objasnit. Určitý úspěch přináší šlechtění odrůd brukvovité zeleniny na odolnost vůči hlence kapustové. EUMYCOTA (HOUBY PRAVÉ) MASTIGOMYCOTINA - (tvoří pohyblivé spory - zoospory) Tř. Chytridiomycetes - netvoří pravé mycelium (zakrnělé), tvoří trvalé spory, které zamořují půdu na
8
- 10 roků. Patří sem např. původce rakoviny bramboru
Synchytrium
endobioticum. Tř. Oomycetes - tvoří nedělené mycelium, nepohlavní spory - pohyblivé zoospory nebo sporangia a pohlavní oospory, slouţící k přezimování. Patří sem např. původce plísně bramborové Phytophthora infestans, plíseň révy vinné, plíseň chmelová, plíseň okurková a jiné. ZYGOMYCOTINA - (netvoří pohyblivé spory), ale mají nedělené mycelium. Při pohlavním rozmnoţování se tvoří zygospora. Patří sem např. Rhizopus spp., která způsobuje hnití semen v půdě po setí a je původcem skládkových chorob zeleniny a ovocných plodů. ASCOMYCOTINA (HOUBY VŘECKATÉ) - mají mycelium vţdy dělené a tvoří jak nepohlavní konidie, tak i pohlavní tzv. askospory, které jsou tvořeny ve vřeckách. Uloţení vřecek aţ na výjimku u Taphrinales je v plodničkách (kleistothecie, perithecie a apothecie). Nepohlavní forma se nazývá anamorpha a pohlavní teleomorfa. V důsledku postupného poznání obě formy mají často odlišný vědecký název. Tř. Hemiascomycetes - patří sem např. Taphrina deformans, způsobující kadeřavost broskvoňových listů. Tř. Plectomycetes zahrnuje hospodářsky významné obligátní Erysiphales (na obilninách, révě vinné, jabloních, růţích a dalších).
patogeny padlí
Tř. Pyrenomycetes mají vřecka s pohlavními výtrusy uloţena plodničkách - peritheciích. Patří sem
v lahvicovitých
např. původce černání pat stébel obilovin
Gaeumannomyces graminis. Tř. Discomycetes mají vřecka s askosporami uloţena na
plochých plodničkách -
apotheciích. Patří sem např. Sclerotinia sclerotiorum. Tř. Loculoascomycetes tvoří plodničky - tzv. pseudothecie,
které jsou podobné
peritheciím a jsou uloţeny v dutinách (loculus). Patří sem houby Dothideales, např. Mycosphaerella brassicola, Venturia inaequalis s konidiovým stadiem Fusicladium dendriticum, způsobující strupovitost jablek. BASIDIOMYCOTINA - HOUBY STOPKOVÝTRUSNÉ tvoří pohlavní sporu basidiosporu na basidii. Patří sem sněti
Ustilaginales, rzi Uredinales a houby rouškaté
Hymenomycetes. Rzi a sněti patří k hospodářsky nejvýznamnějším patogenům při pěstování obilnin. Mořením osiva lze úspěšně eliminovat
škodlivost snětí a šlechtěním odrůd na
odolnost lze docílit ochranu proti rzím. Poslední umělou skupinou hub jsou tak zvané houby nedokonalé (nedokonale známé) DEUTEROMYCOTINA (FUNGI IMPERFECTI), u kterých je znám nepohlavní způsob rozmnoţování. Do této skupiny
patří
jen jejich
např. původci antraknóz,
Verticillium, Fusarium a mnoho dalších.
2.2.
ŢIVOČIŠNÍ ŠKŮDCI Ţivočišní škůdci představují heterotrofní skupinu škodlivých organismů, zoologicky
patřících do různých systémů podříše Protozoa, Metazoa a jejich kmenů - např. kmeny Nemathelminthes - hlístice, Mollusca - měkkýši, Arthropoda - členovci, Chordata - strunatci. Kmen Nemathelminthes je zastoupen třídou Nematoda háďátka - fytofágní hlístice, měkkýši (mlţi a plţi) jsou zastoupeni zástupci ze třídy Gastropoda. Kmen členovců Arthropoda má nejpočetnější zastoupení; z nich menší skupinu tvoří významní škodliví roztoči Acarina a větší
skupinu tvoří nejpočetnější skupina škůdců ze třídy hmyzu Insecta. Menší počet
ţivočišných škůdců patří mezi obratlovce z kmene Chordata a to ze třídy ptáků Aves, a ze třídy savců Mammalia jsou to škodliví hlodavci, řazení do řádu Rodentia.
Hlístice („háďátka“) jako paraziti rostlin jsou mikroskopického rozměru 0,3 - 1,5 mm. Z praktického hlediska tvoří skupiny : cystotvorná háďátka - rody Heterodera, Globodera, kořenová háďátka - rod Meloidogyne, háďátka volně ţijící v půdě, sající na kořenech rostlin rod Pratylenchus a jiné rody, háďátka stonková - rod Ditylenchus dipsaci (háďátko zhoubné), listová - rod Aphelenchoides a semenná - rod Anguina.
Členovci mají tělo sloţené z článků, které je členěno na hlavu (cephalon), hruď (thorax) a zadeček (abdomen). Fytofágní roztoči (Acari) mají tělo členěno na méně zřetelné části těla - gnathosoma, propodosoma, metapodosoma a optisthosoma. Mezi významné roztoče z řádu Acari patří zoofágní draví roztoči Phytoseiidae, roztočíkovití Tarsonemidae, svilušky Tetranychidae a hálkotvorní roztoči „hálčivci“ Eriophyidae a Phyllocoptidae. Hmyz má velmi zřetelné členění těla na hlavu, hruď a zadeček. Hlava nese tykadla, oči sloţené (facetové) a jednoduché (oceli) a ústní ústrojí. Ústní ústrojí tvoří: horní
pysk
(labrum), mandibuly, kusadla (maxily), spodní pysk (labium). Hruď je tvořena třemi články (proto-, meso- a metathorax); kaţdý z nich nese jeden pár končetin a u okřídleného hmyzu je na druhém a třetím páru po páru křídel, tj. přední a zadní pár. Vývoj hmyzu (metamorfóza) neboli metabolie (proměna) probíhá formou hemimetabolie nebo holometabolie. Neúplná metabolie probíhá z vajíčka přes jednotlivé larvální (nymfální) instary (L1,L2, L3 a další) aţ po imago bez klidového stadia kukly. Nedokonalá metabolie probíhá u ploštic Heteroptera, stejnokřídlého hmyzu Homoptera a třásněnek Thysanoptera. Úplná metabolie probíhá z vajíčka přes larvální instary, klidové stadium kukly aţ po dospělce - imago. Úplná (dokonalá) proměna probíhá u brouků Coleoptera, u blanokřídlého hmyzu Hymenoptera, u dvoukřídlého hmyzu Diptera a motýlů Lepidoptera. Ploštice škodí sáním a k významným patří sítěnka řepná Piesma quadrata, kněţice škodící na obilninách Eurygaster spp., Aelia spp. a polyfágní klopušky Lygus. Stejnokřídlý hmyz Homoptera je zastoupen křísy Cicadina, škodícími přenosem virů, mšicemi Aphidina škodícími sáním a přenosem virů, merami Psyllina škodícími sáním a přenosem patogenů, červci Coccinea škodícími sáním a přenosem patogenů a molicemi Aleyrodina škodícími sáním a přenosem virů. Třásněnky Thysanoptera škodí sáním a přenosem virů.
Brouci Coleoptera patří k nejpočetnější skupině hmyzích škůdců; škodí ţírem brouků a larev a přenosem patogenů (viry, bakterie a houby). Z blanokřídlého hmyzu ke škůdcům patří např. bodruška obilná a pilatky (řepková, jablečná, švestková). Z dvoukřídlého hmyzu škodí larvy bzunky, zelenušky, bejlomorky, plodomorky, květilky, vrtule, muchnice a tiplice. U motýlů škodí jejich larvy (housenky) - zejména obalečů, zavíječů, můr, bělásků a píďalek.
Problémy spojené s ochranou proti přemnoţení škůdce v plodině je nutné sledovat z mnohem širšího hlediska vzájemných vztahů, které ovlivňují chování škůdce a jeho schopnost se škodlivě rozmnoţit; na základě toho je třeba volit adekvátní metody ochrany. Často je třeba sledovat škůdce mimo porost (místa přezimování), dále sledovat faktory ovlivňující abundanci škůdce. Volba adekvátní ochrany je spojena jednak s agrotechnickými způsoby ochrany (osevní postup, stav výţivy, volba odrůdy a její ranost, odolnost, prostorová vzdálenost od místa stejného porostu v minulém roce), dále s biologickými způsoby ochrany a s výběrem vhodných insekticidů.
Faktory vnějšího prostředí ovlivňující změny v abundanci škůdců v porostech:
na mortalitu - jako je mráz, blesk přímo na natalitu - jako je plodnost, rozmnoţovací koeficient KLIMA - POČASÍ nepřímo
růst hostitelských rostlin
na mortalitu rozdílným působením organismů a jejich ochránci na natalitu KOMPETICE VZÁJEMNÉ OVLIVŇOVÁNÍ
s přirozenými ochránci pro vlastní přeţití pomocí ostatních druhů uvnitř druhu (přemnoţení, hladovění)
ODDÍL 2 Oddíl Agroekologie
1.
Charakteristiky zemědělské výroby Zemědělská prvovýroba je ve své podstatě vázána na půdu. Nejdůleţitější vlastností
půdy
pro
zemědělskou
produkci
je
půdní
úrodnost.
Správným
vyuţíváním
a
obhospodařováním půdy její úrodnost roste, nebo alespoň neklesá. V průmyslu naopak hodnota stroje jeho pouţíváním se zpravidla zmenšuje. Další vlastností půdy (ve smyslu pozemku) je její nepřemístitelnost v terénu. Půda je pro celou biosféru nenahraditelným, a tudíţ drahocenným zdrojem obţivy. Půda je pouze slabou vrstvičkou zemského povrchu. Budeme-li počítat hloubku půdní vrstvy 30 cm, pak vzhledem k rovníkovému poloměru Země 6378 km její mocnost činí pouze 47.10-7 % .Přesto na ní závisí existence veškerého ţivota na souši. Výrobní pochody v zemědělství jsou ve své podstatě procesy biologické. Tyto procesy jsou ovlivňovány ostatními přírodními faktory, zejména podnebím a počasím. Úroveň výnosů plodin během let kolísá, a to zejména z důvodu odlišného průběhu počasí v jednotlivých letech. Kaţdá z pěstovaných plodin či jejích odrůd má speciální poţadavky na pro ni optimální průběh počasí. Tyto poţadavky plodin jsou v kaţdém roce v různé míře uspokojovány. Některým plodinám či odrůdám vyhovuje průběh počasí konkrétního roku lépe, ty plodiny či odrůdy poskytnou vyšší výnos; jiným vyhovuje méně, ty pak dají výnos menší. Závislosti úrovně výnosů na počasí v jednotlivých letech se říká vliv ročníku. Zemědělská výroba tedy probíhá v úzké vazbě na vývoji počasí, výroba průmyslová probíhá často na pracovištích v uzavřených prostorách s regulovanou teplotou, osvětlením apod. Zemědělská výroba je oproti průmyslu charakterizována mnohdy delším výrobním cyklem. V rostlinné výrobě jsou výrobní cykly často jednoleté, v ţivočišné výrobě jsou některé cykly kratší (např. produkce jatečných kuřat), některé delší (např. produkce plemenného materiálu skotu, koní apod.). Zvláštností zemědělství je rovněţ to, ţe na rozdíl od průmyslu jednotlivé operace nemohou být konány současně, ale následně po sobě. Tím je v zemědělství určitým
způsobem omezena i dělba práce. V zemědělské výrobě, a to zvláště ve výrobě rostlinné, se projevuje sezónnost práce. Potřeba práce není během roku rovnoměrně rozloţena. Jsou období pracovně klidnější (např. zimní období), a naopak jsou období pracovně vypjatá (senoseč, ţně apod.). V ţivočišné výrobě je potřeba práce během roku vyrovnanější neţ je tomu ve výrobě rostlinné. Práce v zemědělství je pestrá, v průmyslové výrobě mnohdy jednotvárná (např. u výrobního pásu). Příjmy za produkty vyrobené v rostlinné výrobě mají rovněţ charakter často sezónní, naproti tomu příjmy plynoucí ze ţivočišné produkce jsou většinou plynulejší. V dřívějších dobách bylo zemědělství velmi konzervativní. Jakým způsobem hospodařil děd, tak hospodařil i otec a syn. V současné době zemědělství se velmi rychle mění, a to jak po stránce vyuţívání nových vědeckých, biologických a technických poznatků, tak i v pouţívání nových technologií, v organizaci práce, a u nás rovněţ ve změnách vlastnických a ve změnách v myšlení lidí. Snahou člověka je poznat principy vývoje ţivých organismů a poznat moţnosti aktivně do tohoto procesu zasahovat. Cílem je dosáhnout ţádoucích vlastností kulturních rostlin, např. vysokých a stabilních výnosů, kvalitních produktů, vyššího obsahu bílkovin či některých esenciálních aminokyselin, vitamínů, alkaloidů či jiných speciálních látek, ranosti, nepoléhavosti, schopnosti rostlin vyuţívat vyšší dávky minerálních hnojiv, odolnosti proti chorobám a škůdcům, mrazuvzdornosti apod. Rostlinná výroba klade rovněţ poţadavky na šlechtitele v oblasti mechanizace. Tyto poţadavky jsou směrovány na získání odrůd umoţňujících pěstování rostlin bez ruční práce nebo s jednoduššími způsoby obdělávání. Důleţitým poţadavkem je rovněţ omezení sklizňových ztrát. Toho je moţno dosáhnout genetickou změnou architektury a morfologie rostlin (sníţení výšky stébla obilnin z důvodu zvýšení odolnosti vůči poléhání, zvýšení odolnosti klasu vůči výdrolu při sklizni a odolnosti zrn proti mechanickému poškození apod.). V některých případech se jedná o úplnou změnu habitu rostliny. Jako příklad zde mohou slouţit odrůdy rajčat, která díky silné nepoléhavé lodyze, menšímu počtu listů, současně dozrávajícím a třesením se oddělujícím plodům umoţňují provádět jejich mechanizovanou sklizeň. Jiným příkladem je vyšlechtění odrůd jahod se současným dozráváním, coţ umoţňuje provést jejich ruční sklizeň jednorázově. V ţivočišné výrobě se jedná o zvýšení produkce mléka, o obsah bílkovin v něm obsaţených, o produkci kvalitního masa, o vyšší snůšku vajec, odolnost hospodářských zvířat proti chorobám aj. Těchto poţadovaných vlastností se dosahuje šlechtěním pomocí šlechtitelských metod (vyuţití spontánních a ionizujícím zářením či chemomutageny indukovaných mutací,
pozitivní a negativní výběr, kříţení, heterózní efekt, polyploidie, explantátové šlechtění aj). Tzv. novošlechtěním vznikají u rostlin nové odrůdy čili kultivary (kulturní variety), u zvířat nová plemena či rázy. Termín odrůda se pouţívá v zemědělství v rostlinné výrobě, kultivar je termín přírodovědecký. V ţivočišné výrobě je pouţíván na obdobné úrovni termín ráz či plemeno. Aby nově vyšlechtěné odrůdy rostlin neztratily získané dobré vlastnosti, provádí se průběţně jejich tzv. udrţovací šlechtění s následným mnoţením osiva či sadby. Pro vytváření nových odrůd je důleţitý dostatek kvalitního výchozího materiálu (genových zdrojů). Z toho důvodu jsou vytvářeny genové banky na úrovni států nebo úrovni mezinárodní. Ve šlechtění se vychází z objevů v genetice, cytologii, biologii, biochemii a biofyzice. Vyuţívá se poznatků vycházejících z molekulární genetiky a provádějí se zásahy v genetické výbavě buňky, tzv. genové manipulace. K pokroku v genetice a šlechtění přispělo rovněţ v podstatné míře pouţití teorie pravděpodobnosti a statistických metod. Z produktů vytvářených pěstovanými rostlinami je vhodná pro lidskou výţivu přibliţně jedna čtvrtina. Zbývající produkty jsou z největší části zuţitkovány v ţivočišné výrobě jako krmiva a steliva, menší část jako průmyslové suroviny a asi 10 aţ 20 % biomasy ve formě posklizňových zbytků obohacuje půdu organickými látkami. Kulturní rostliny jsou člověkem zušlechtěné původně divoce rostoucí rostliny. Díky tomu kulturní rostliny mají jiţ jiné vlastnosti neţ tomu je u rostlin téhoţ druhu rostoucích planě. Šlechtěním se hospodářské plodiny staly pro člověka výkonnějšími. Obdobně je tomu i u hospodářských zvířat. Soustavnou prací šlechtitelů bylo u většiny kulturních plodin v rámci jejich jednotlivých druhů vyšlechtěno velké mnoţství odrůd, z nichţ kaţdá má své hospodářské vlastnosti a nároky na přírodní podmínky a na podmínky pěstování vyvinuty v různém stupni a směru. Sortimenty plodin a sortimenty uznaných odrůd umoţňují pro různé výrobní oblasti i pro různé pěstitelské účely vybrat z "Listiny povolených odrůd" vhodné druhy i odrůdy. Výkonnost i nároky zemědělských plodin a jejich odrůd se zkouší ve výzkumných zemědělských ústavech, šlechtitelských stanicích, odrůdových zkušebnách i v Ústředním kontrolním a zkušebním ústavu zemědělském (ÚKZÚZ). V současné době se uplatňují snahy o rozšíření sortimentu pěstovaných rostlin v zemědělství. V drtivé většině se pěstují vyšší autotrofní fotosyntetizující rostliny. Jednou z těchto nově zaváděných rostlin je praskavec ledencový (Psophocarpus tetragonolobus) z čeledi bobovitých jako důleţitý zdroj bílkovin ve výţivě obyvatelstva tropických oblastí. Bohatým zdrojem nových a zejména biochemicky neprobádaných druhů jsou rostliny brazilského deštného pralesa, vhodné zejména k farmakologickému vyuţití. Je moţno rovněţ
pěstovat zelené řasy, rozsivky, kvasinky i vyšší houby jako důleţité zdroje biologicky hodnotných látek vhodných k potravinářským, krmivářským či farmakologickým účelům. Tyto niţší organismy je moţno téţ vyuţít jako zdroje potravy v podmínkách pro běţné zemědělství nevhodných. Jsou to například pouště, polární oblasti, kosmické stanice apod. Z hub se u nás pěstuje ţampion zahradní (Agaricus hortensis) a hlíva ústřičná (Pleurotus ostereatus).
Zemědělství je jedno ze základních a nejstarších odvětví materiální výroby. Jeho úkolem je: 1) zajistit výrobu potravin v dostatečném mnoţství a kvalitě 2) vyrobit dostatek kvalitních krmiv a steliv pro ţivočišnou výrobu 3) vyprodukovat v dostatečném mnoţství a kvalitě suroviny pro průmysl potravinářský, krmivářský, textilní, koţedělný, chemický, energetický, farmaceutický, kosmetický aj. 4) vytvářet a chránit krajinu 5) plnit na venkově svoji sociální a osidlovací funkci Před rokem 1989 bylo hlavním úkolem zemědělství v rostlinné výrobě zajistit produkci pomocí maximálních hektarových výnosů. Tyto výnosy byly dosahovány zejména pouţíváním vysokých dávek minerálních hnojiv a pesticidů. Pesticidy jsou chemické látky, které slouţí k ochraně porostů rostlin, k ochraně zvířat, produktů organického původu, popřípadě i člověka, před chorobami a škůdci je napadajícími. Pouţívání těchto hnojiv a chemikálií se dělo často bez ohledu na škody, které tyto látky ve vysokých dávkách mohou způsobit. V současné době se razí filozofie - dosahovat výnosy ekonomicky a ekologicky únosné v rámci trvale udrţitelného zemědělství. Zemědělství se provozuje v zemědělské krajině. Je úsekem národního hospodářství, které ovlivňuje tuto krajinu v maximální míře. Úkolem zemědělství je zde provozovat činnost v co největší moţné míře vůči přírodě šetrně, v souladu s přírodou. Kaţdý zásah v krajině je třeba posuzovat jiţ před provedením z pohledu jeho ekologických důsledků, jak to zdůrazňuje např. systém tzv. integrované rostlinné výroby. Z hlediska tvorby krajiny je důleţité správně rozvrhnout například rozloţení zemědělské, orné či lesní půdy v okrese, zejména pokud se týče svaţitosti či kvality půd.
Sociální a osidlovací funkce zemědělství spočívá zejména v zajišťování výdělků venkovského obyvatelstva. Tím je omezováno vylidňování venkova, zejména z vyšších horských a méně úrodných poloh. V této citlivé oblasti je důleţitá i role státu v jeho dotační, úvěrové a daňové politice. Jen tak je moţno zajistit, aby zemědělec v těchto chudších podmínkách se mohl uţivit a současně se mohl starat o krajinu v jeho okolí i z ekologického hlediska.
2. Ekologické faktory Ekologie je věda o vztazích mezi ţivými organizmy a jejich prostředím. Termín ekologie je odvozen od řeckého oikos - dům a logia (řec.) - slovo, nauka. Ţivé organizmy jsou ovlivňovány okolní přírodou, to znamená jak prostředím neţivým, tak i ostatními ţivými organizmy. Ţivé organizmy naopak ovlivňují své okolí. Na kaţdý organizmus tedy působí okolní prostředí svými ekologickými činiteli čili ekologickými faktory. Tyto činitele dělíme na jednoduché a komplexní. Jednoduchými činiteli jsou například vzdušná vlhkost, vítr, intenzita globálního záření, teplota vzduchu, teplota půdy a další faktory; komplexními činiteli jsou například půdní úrodnost, počasí, vliv stanoviště apod. Intenzita působení kaţdého faktoru na jednotlivý organizmus či celé společenstvo organizmů se odráţí v jejich vitalitě - ţivotnosti, u zemědělských porostů také ve výši vyprodukované biomasy. Tento vliv je moţno zobrazit jednovrcholovou křivkou, do jisté míry podobnou křivce Gaussově, kde na vodorovné ose jsou vynášeny hodnoty intenzity faktoru a na ose pořadnic vitalita, popřípadě výnos. V okolí hodnoty intenzity faktoru odpovídající maximální vitalitě jsou pro organismy ţivotní (výnosové) podmínky optimální, v okolí nejníţe poloţených bodů podmínky málo vhodné aţ nevhodné, tj. podmínky pesimální. Tam, kde se křivka dotýká vodorovné osy, je pro organismus dolní a horní letální bod. V intervalu mezi letálními body mohou organismy ţít, ve směru od optima k letálním bodům organismy v letálních bodech umírají. Interval mezi letálními body se nazývá interval tolerance či ekologická amplituda. Nauka o obecných biologických zákonitostech uplatňujících se v zemědělství je nazývána agrobiologií. Agroekologie je součást ekologie, která si všímá vztahů mezi rostlinami, ţivočichy, mikroorganizmy a obhospodařovanými pozemky a vztahy těchto organizmů ke krajině. Studuje vliv agrotechniky na ekosystémy pozemků a krajiny. Provádí analýzu a syntézu zemědělských a ekologických hledisek. Účelem je optimalizovat způsob hospodaření v podniku i zemědělské krajině. Agrobiocenoza je společenstvo kulturních a
plevelných rostlin, ţivočichů a mikroorganizmů, vyskytujících se na zemědělsky vyuţívané půdě. Při řešení četných problémů v přírodních, technických a ekonomických vědách, jakoţ i na úseku řízení a organizace práce, se jiţ po delší dobu uplatňuje systémový přístup s pouţitím metod teorie systémů. Nejinak je tomu v zemědělství, ekologii apod. Při výzkumu reálných systémů často dochází k situacím, kdy provedení pokusu by bylo z časových, finančních, organisačních a jiných důvodů nereálné. V takových případech je vhodné sestavit matematický model reálného systému a experimentovat s tímto modelem. Činnosti vytváření modelů se říká modelování. Jedním z problémů řešených v zemědělských vědách je stanovení závislosti výnosů jednotlivých plodin na hodnotách vegetačních faktorů. Načrtněme zde v jednoduchosti matematický popis tohoto problému. Mnoţství Y sklízené biomasy závisí na velkém počtu různých faktorů xi, (i = 1,2, ..., n), kde např. x1 je mnoţství vody v půdě, x2 teplota vzduchu ve stupních Celsia, x3 teplota půdy v určité hloubce, x4 obsah přístupného dusíku v půdě, x5 obsah přístupného fosforu v půdě, x6 půdní kyselost (pH) atd. Výnos je tedy funkcí n nezávisle proměnných Y = f(x1,x2, ..., xn) ,
(1)
coţ lze formálně zapsat rovnicí Y = f(x) ,
(2)
přičemţ x = (x1, x2, ... , xn)
(3)
je vektor proměnných xi a (2) je skalární funkce vektorové proměnné x. Během vývoje a růstu rostlin dochází ke změnám jak v nárocích rostliny, tak i v hodnotách jednotlivých faktorů. Tyto faktory jsou tedy obecně funkcemi času xi = xi(t). Uvaţujeme-li působení všech faktorů na rostlinu či porost současně, jsou v kaţdém okamţiku tk jednoznačně určeny hodnoty jednotlivých faktorů xi i funkce Y. Takovýto model se nazývá deterministický, neboť na podkladě znalosti hodnot xi v daném časovém okamţiku je
jednoznačně dána hodnota Y. Mnohé z veličin xi však ve skutečnosti nejsou veličiny deterministické, ale veličiny stochastické (náhodné). Jejich hodnoty nejsou dány jednoznačně předem, jsou dány předem pouze s určitou pravděpodobností. Stochastickými veličinami jsou například teplota vzduchu, vlhkost vzduchu, mnoţství sráţek, čili jednotlivé meteorologické prvky. Takové modely se nazývají stochastické. Tyto modely lépe vystihují danou problematiku, i kdyţ jejich řešení je jak z věcného, tak i z matematického hlediska zpravidla obtíţné. Jiným okruhem problémů modelovaných v rámci ekologie jsou modely ekosystémů. V kaţdém okamţiku se ekosystém nachází v nějakém stavu. Stav systému je charakterizován stavovými proměnnými vi. Řídící proměnné Fi jsou pro systém pouze zdrojem informací a zobrazují prvky, které k systému nepatří. Dynamiku systému lze popsat soustavou diferenčních nebo diferenciálních rovnic. Řešením soustavy např. diferenciálních rovnic dvi /dt = fi ( v1,v2, ... ,vn , F1, F2, ... , Fk ),
( kde i = 1,2, ... ,n),
nalezneme funkce vi jakoţto funkce času. Vektor v = (v1 ,v2 , ... ., vn) pro konkretní hodnoty času t pak vyjadřuje stav systému v tomto čase. Zvolíme-li pro kaţdou ze stavových proměnných vi jednu osu kartézského souřadného systému, je tím dán n-rozměrný prostor, ve kterém vektor v je polohovým vektorem bodů vyjadřujících stavy modelovaného systému v jednotlivých časech. Mnoţina všech těchto bodů vytváří tedy křivku v n-rozměrném prostoru, která zobrazuje dynamiku vývoje modelovaného ekosystému. Pod pojmem nika se rozumí soubor všech faktorů prostředí, které organizmus nebo populace vyuţívá pro svoje ţivotní funkce. Tyto faktory ukazují na zapojení organizmu (populace) v ekosystému do toků hmoty (geochemických cyklů) a toků energie, jeho adaptaci na konkrétní prostředí. Ukazují tedy celkově chování organismu (populace) v ekosystému. Ekologičtí činitelé působící na rostliny, na vegetaci, jsou vegetační činitelé, vegetační faktory. Ve starší odborné literatuře se uvádí jako nejdůleţitější vegetační faktory světlo, teplo, voda, vzduch a ţiviny. Světlo je definováno jako záření elektromagnetické povahy, které vyvolává v oku člověka vjem vidění. Poněvadţ rostliny nevidí, není vhodné tento pojem ve vztahu k rostlinám pouţívat. S pojmem teplo je úzce spjata teplota. Teplo je energie a vyjadřuje se v joulech (J), kdeţto teplota je veličina, která charakterizuje "teplost" tělesa a udává se ve stupních Celsia (oC), Fahrenheita (oF) nebo v Kelvinech (K). Poněvadţ kořeny
rostlin rostou v půdě a nacházejí se tedy v pedosféře, mají výše uvedené vegetační faktory vztah k pedologii (pedón, řec. půda) a rovněţ se v tomto oboru probírají. Nadzemní části rostlin se nacházejí v atmosféře, a proto tyto faktory jsou rovněţ probírány v meteorologii a klimatologii. Vegetační faktory ovlivňují stanoviště (biotop) rostlin i celou krajinu, a z toho důvodu patří také do ekologie a krajinné ekologie. Tyto faktory ovlivňují ţivotní procesy samotných rostlin, a proto je jim věnována pozornost téţ v rostlinné fyziologii, biofyzice a biochemii. Obecný základ problematiky vegetačních faktorů spočívá ve fyzice a chemii. Rovněţ člověk svými zásahy do přírody bezprostředně ovlivňuje vnější prostředí rostlin, a tak působí i na vegetační faktory v zemědělství, lesnictví, rybářství atp. Sluneční záření je jednak povahy vlnové (undulární), jednak částicové (korpuskulární). Pro fotosyntézu má význam jeho vlnová sloţka, která z fyzikálního hlediska je vlněním elektromagnetickým. Ovlivňovat hlavní vegetační faktory v zemědělství je moţno různými způsoby. Mnoţství dopadajícího slunečního záření, tzv. globálního záření, na porosty rostlin je moţno ovlivňovat hustotou porostu (výsevním mnoţstvím, velikostí sponu, u obilnin podporou odnoţování či redukcí počtu jedinců vláčením). Úhrn energie dopadajícího globálního záření na plodiny pěstované v řádcích lze rovněţ ovlivnit směrem řádků vůči světovým stranám. Jsou-li řádky vedeny ve směru sever - jih, jsou ozařovány při pohybu Slunce od východu na západ po celý den z boku, takţe mnoţství dopadající energie na porost je větší neţ by tomu bylo při orientaci řádků východ - západ. Při tomto směru ozařuje Slunce všechny řádky pouze shora, takţe velikost ozařované plochy rostlin je v tomto případě menší. Volba směru řádků závisí ovšem i na svaţitosti a tvaru pozemku. Na svaţitém poli je daleko důleţitější vést řádky po vrstevnicích, aby nebezpečí vodní eroze bylo zmenšeno. Mnoţství procházejícího slunečního záření sklem skleníků či pařenišť je moţno redukovat pokládáním rohoţí. Rovněţ natíráním skel bílou barvou se zvětší odraz slunečních paprsků, takţe do uzavřených prostor skleníků a pařenišť projde méně energie. Botanické druhy rostlin je moţno podle fotoperiodických poţadavků dělit na druhy fotoperiodicky citlivé a fotoperiodicky necitlivé, zvané neutrální. K citlivým patří rostliny dlouhodenní, krátkodenní a intermediární. Rostliny dlouhodenní kvetou za dlouhého dne, popřípadě i při nepřetrţitém osvětlení. Za kratšího dne kvetou méně nebo rostou trvale jen vegetativně. Do této skupiny patří ze zemědělských plodin obilniny, řepa, brambory, jetel,vojtěška, bob, mák, mrkev, cibule, špenát, květák a většina na konci jara nebo začátkem léta kvetoucích plodin mírného pásma. Rostliny krátkodenní kvetou při krátkém dni, v dlouhém dni zůstávají trvale ve vegetativním stavu. Do této skupiny patří konopí, rýţe, třtina,
bavlník, soja, topinambur, jiřina, chryzantéma aj. Rostliny intermediární vyţadují zvláštní fotoperiodu, např. osmihodinový den. Jsou však velmi vzácné. Patří sem např. madie. Rostliny neutrální začínají kvést, aţ se u nich vytvořil určitý počet listů. K rostlinám této skupiny patří rajče, okurka, pohanka tatarská, fazol obecný, bob obecný, starček obecný, růţe, některé druhy tabáku, slunečnice roční a další. Na rovníku trvá den i noc po celý rok po 12-ti hodinách. Zhruba od 21. prosince do 21. června se den na severní polokouli prodluţuje, na jiţní zkracuje. V tomto období rovněţ s narůstající zeměpisnou šířkou se den na severní polokouli prodluţuje, na jiţní zkracuje. S tím souvisí i rozšíření rostlin dlouhodenních a krátkodenních na zeměkouli. Rostliny mající zelené barvivo chlorofyl dokáţí v procesu fotosyntézy dopadající a na to absorbovanou energii vlnové sloţky slunečního záření transformovat v chemickou energii organických látek tvořících jejich tělo. Tato energie je uloţena ve vazbách mezi atomy, tvořícími
molekuly
vyprodukované
v
rámci
procesu
fotosyntézy.
Z
pohlcené
elektromagnetické energie rostliny ukládají ve formě chemické energie pouze asi 0,5 aţ výjimečně maximálně 10 % .Rostliny pro tuto chemickou reakci vyuţívají tzv. fotosynteticky aktivní radiaci (FAR). Tato radiace či záření je elektromagnetické povahy o vlnových délkách 380 aţ 750 nm, nebo 400 aţ 760 nm. Hranice tohoto intervalu jsou různými autory uváděny mnohdy mírně odlišně. Tato energie je ukládána v cukrech (glycidech čili sacharidech), bílkovinách, tucích, celuloze, hemicelulózách, ligninu, pektinech, silicích, aldehydech a ketonech, esterech, terpenech, pryskyřicích, gumách a klejích, alkaloidech, glykosidech, saponinech, organických kyselinách včetně kyselin nukleových, organických barvivech, enzymech, vitaminech, rostlinných hormonech aj. Tyto skupiny látek nejsou od sebe ostře odděleny, ale mnohde se překrývají. Rostliny v procesu fotosyntézy získávají ze vzduchu oxid uhličitý a do atmosféry současně uvolňují molekulární kyslík. V procesu dýchání získávají z atmosféry naopak kyslík a do atmosféry uvolňují oxid uhličitý. V daleko menší míře neţ ze vzduchu mohou rostliny získávat uhlík téţ z půdy ve formě anionu HCO3-. Na počátku fotosyntetické reakce je výchozími látkami šest molekul oxidu uhličitého, šest molekul vody a energie záření, primárním produktem je jedna molekula glukozy a šest molekul kyslíku, tedy 6 CO2 + 6 H2O + 2 857 kJ = C6 H12 O6 + 6 O2 . Proces fotosyntézy je po biochemické stránce velmi sloţitý, výše uvedená rovnice je pouze sumární a uvádí jen látky do procesu vstupující a na závěr v globálu látky z procesu vystupující.
Teplo je energie neuspořádaného pohybu molekul, vyjadřuje se v joulech (J) či jeho násobcích, dříve v kaloriích (cal). Rozhodujícím zdrojem tepla pro všechny organizmy je Slunce. Teplo spolu s vodou jsou nejdůleţitější vegetační faktory. Teplo se šíří v prostředí vedením (kondukcí), prouděním (konvekcí), zářením (sáláním) a fázovými změnami (změna skupenství). V půdě vzniká zejména dopadem slunečního záření na povrch půdy s jeho následnou absorpcí a mikrobiálním rozkladem organické hmoty v půdě. Teplo se rovněţ uvolňuje či absorbuje při skupenských změnách vody, ať jiţ v půdě či atmosféře. Vhodná teplota je první podmínkou vývoje rostlin (růstu a diferenciace buněk). Pro vývoj rostlin je důleţitá teplota jak vzduchu, tak půdy. Vhodná teplota je nutná pro klíčení semen rostlin, neboť rychlost enzymatických pochodů v semenech při klíčení je na této teplotě úzce závislá. Na teplotě závisí i ostatní ţivotní pochody rostlin, jako je fotosyntéza, dýchání, příjem vody a ţivin, vývoj aj. Teplota půdy je rozhodujícím faktorem pro nástup jarních prací a počátek vegetace. Teplotu půdy v polních podmínkách je moţno regulovat zejména prostřednictvím půdního vodního reţimu. Voda se vyznačuje vysokou tepelnou kapacitou, coţ znamená, ţe k ohřátí určitého mnoţství vody o 1 oC je třeba dodat značné mnoţství tepelné energie. Je-li v půdě zejména na jaře větší mnoţství vody, půda se dlouho neohřívá. Nakypřením půdy se podpoří neproduktivní výpar (evaporace), takţe následně se půda dříve zahřeje. Tímto způsobem se připraví vhodnější půdní podmínky po stránce půdní vlhkosti a půdní teploty pro časnější setí na jaře. Teplotu vzduchu je moţno téţ regulovat nepřímo volbou termínu výsevu či výsadby. Později na jaře, kdy je jiţ tepleji, vyséváme či vysazujeme rostliny teplomilnější, např. kukuřici, okurky, rajčata, papriky apod. Čím jsou půdy tmavší, tím více absorbují dopadající sluneční záření a tím více se ohřívají. Rovněţ čím více obsahují organické hmoty při optimálních podmínkách pro rozvoj mikroorganizmů, tím více se v nich tepla uvolňuje. Teplotní půdní poměry můţeme tedy ovlivňovat animálním hnojením (t.j. hnojením hnojem), aplikací kompostů, případně mulčováním. Teplotní podmínky pro rostliny jsou rovněţ ovlivňovány výběrem vhodné lokality. Studený vzduch v okolí mrazové kotliny stéká díky své větší hustotě do kotliny a vytlačuje řidší teplý vzduch vzhůru. V kotlině se pak udrţují niţší teploty, i kdyţ ve vyšších polohách v okolí je tepleji (tzv. teplotní inverze). Teplotu pro plodiny je rovněţ moţno ovlivnit předem výběrem vhodného pozemku podle jeho expozice, tj. podle natočení svaţitého pozemku vůči světovým stranám. Jiţní svahy na severní polokouli se vyznačují větší ozářeností, vyššími teplotami a dřívějším nástupem jara vzhledem ke svahům severním. Ochranou před pozdními jarními mrazíky, ledovými muţi
(pro rané brambory, květy meruněk, broskvoní aj.) můţe být téţ v omezených lokalitách zakuřování. Tímto způsobem je moţno omezit ztráty energie vyzařováním a tím zmenšit riziko následného prudkého ochlazování prostředí. Rovněţ je moţno provádět za tímto účelem závlahy. Voda díky své vysoké tepelné kapacitě má tendenci udrţovat teplotu okolí na stálé výši. Geografické rozšíření rozličných druhů rostlin na Zemi souvisí s geografickým rozdělením teplot vzduchu v závislosti na zeměpisné šířce, nadmořské výšce a na vlivu kontinentality či oceanity. Díky předpokládanému oteplování Země se budou posunovat i hranice pěstování některých rostlin do vyšších zeměpisných šířek. Je v zájmu lidské společnosti rozšiřovat pěstební areály rostlin i do chladnějších oblastí - směrem k pólům a do vyšších nadmořských výšek. K tomu účelu je třeba vybrat vhodné genotypy rostlin odolných vůči niţším teplotám a z nich vyšlechtit nové výkonné odrůdy. Podle nároků na průměrnou roční teplotu vzduchu jsou rostliny tříděny do skupin : a) megatermy - průměrná roční teplota vzduchu je vyšší neţ 20 oC; patří sem tropické rostliny a rostliny termálních pramenů b) mesotermy - průměrná roční teplota vzduchu je 15 oC aţ 20 oC; jedná se o rostliny subtropické c) mikrotermy - průměrná roční teplota vzduchu je 0 oC aţ 14 oC; jsou to rostliny mírného pásu d) hekistotermy - průměrná roční teplota vzduchu je niţší neţ
0 oC; patří sem rostliny
subarktické, subantarktické a vysokohorské Průměrné teploty vzduchu roční, měsíční a denní nejsou však pro ţivot rostlin vţdy dostatečně representativní. Mnohdy stačí krátkodobé působení nízkých teplot, které teplomilné rostliny či květy (u nás např. květy meruněk, broskvoní) nepřeţijí, přesto průměrné teploty mají hodnoty pro rostliny vyhovující. Určitou charakteristikou potřeby teplot pro jednotlivé druhy rostlin je tzv. vegetační teplotní konstanta. Její hodnota se získá sečtením průměrných denních teplot vzduchu za vegetační dobu rostliny, tj. od zasetí do jejího uzrání (sklizně). Tato konstanta se pohybuje u brambor v rozmezí od 1300 do 3000, u ječmene od 1700 do 2500, u pšenice 2560 aţ 3080, u lnu 1600 aţ 1850, u cukrovky 2400 aţ 2700, révy vinné 2900 aţ 3000. Teplotní konstanta závisí tedy na druhu rostliny, mnohdy i na odrůdě, ale téţ na metodice jejího stanovení (mohou být např. načítány pouze průměrné denní teploty
vzduchu vyšší neţ 5 0C nebo 10 0C). Pro posuzování teplotních nároků rostlin má jen orientační význam. Nízké teploty (mrazy) jsou důleţitým faktorem zvětrávání hornin, při kterém se uplatňuje mechanické působení většího objemu ledu oproti objemu vody téţe hmotnosti ve fázi kapalné. Tento jev je rovněţ důleţitý při rozpadu vlhkých hrud naoraných podzimní orbou. Po jejich přemrznutí a následném zvýšení teplot vzduchu se hroudy rozpadnou. Proběhne-li však v zimním období pouze mírná zima, kdy teploty nepoklesnou pod bod mrazu, hrudovitost zůstane nezměněná a hroudy je pak nutno mechanicky rozrušit aţ na jaře. V uzavřených prostorách, jako jsou skleníky, pařeniště a folníky je teplota snadněji regulovatelná. Ve sklenících lze přitápět uhlím, dřívím či lehkými topnými oleji (LTO). Problémem je zde ale rentabilita produkce zeleniny, květin, popřípadě ovoce, neboť ceny poţadované za energii neustále rostou. Pro vytápění skleníků či dodávání tepla sušárnám ovoce a zeleniny je moţno rovněţ vyuţít odpadního tepla vznikajícího v přečerpávacích stanicích ropovodů a kompresorových stanicích umístěných u plynovodů zemního plynu. Nadbytek odpadního tepla vzniká rovněţ u atomových elektráren. Při vypouštění teplé vody z těchto elektráren do řek dochází k tzv. tepelnému znečištění vodních toků. V pařeništích je vyuţíván jako zdroj tepla hnůj. K tomu účelu byl v době početných stavů koní nejvhodnější hnůj koňský. V uzavřených prostorách se teplota rovněţ reguluje větráním. Při niţších teplotách se provádí otuţování sadby zelenin i květin. Voda je jedním z nejdůleţitějších vegetačních faktorů. Vyskytuje se v půdě, ţivých organismech i atmosféře. Vodou v půdě se zabývá hydropedologie, z hlediska geologického hydrogeologie, v atmosféře meteorologie a klimatologie, v krajině hydrologie, vodami moří oceánologie (oceánografie), z hlediska její stavby a vlastností molekulární fyzika a fyzikální chemie, z hlediska technického vyuţití vody hydrodynamika a hydraulika. Molekuly vody ve skupenství kapalném a pevném jsou k sobě poutány silami, které způsobují, ţe chování vody je po stránce fyzikální a chemické mezi ostatními kapalinami zcela jedinečné. Voda má v rostlině různé funkce. Je stavební hmotou rostlinného těla (v průměru obsahuje rostlina 70 aţ 80 % vody), je součástí sloučenin tvořících některé stavební sloţky rostlinného těla, zajišťuje určitý stupeň nasycení pletiv (hydratura), takţe vyztuţuje tělo (turgor buněk) a propůjčuje mu pevnost, poskytuje vodík k redukčním dějům pro fotosyntézu, podmiňuje hydrolysu četných sloučenin při disimilaci, má důleţitý význam termoregulační, umoţňuje v rostlinném těle transport roztoků, je universálním rozpouštědlem, ve fotosyntéze
se zúčastňuje syntézy organických látek, je zdrojem ve fotosyntéze vznikajícího volného kyslíku. Na příjmu vody kořeny rostlin úzce závisí i příjem minerálních ţivin, výţiva rostlin. Výdej vody rostlinami se děje jednak vypařováním, zejména z průduchů umístěných převáţně na listech, tzv. transpirací, jednak gutací ve formě kapek. Pro některé organismy tvoří voda jejich ţivotní prostředí. Vodní prostředí má výhodu ve větší homogennosti, ve vyrovnanějších teplotách a koncentracích rozpuštěných látek. Z dalších vegetačních činitelů zde přistupuje tlak a salinita. Voda je významným činitelem modifikujícím ostatní faktory stanoviště, jako je teplota, mnoţství vzduchu v půdě, obsah CO2, intenzita a spektrální sloţení dopadajícího slunečního záření, ovlivňuje hodnotu albeda u suchých a vlhkých povrchů aj. Důleţitým pojmem pro charakterizaci vodního reţimu rostlin či půdy je vodní potenciál. Vodní potenciál je projevem všech sil, které se podílejí na příjmu a výdeji vody z těchto prostředí. Ovlivňovat obsah vody v půdě je moţno agrotechnicky a melioračními způsoby. Z agrotechnických způsobů je důleţitá např. podmítka. Jedním z jejích hlavních úkolů je omezit ztráty vody z půdy výparem, tzv. evaporací. Podstatou je nakypření povrchu půdy, přičemţ vznikne tenká a suchá isolační vrstva půdy. Nakypřením půdy se přeruší kapiláry vedoucí vzlínající vodu k povrchu, takţe voda je jimi vedena pouze ke spodní hranici nakypřené půdy. Nakypřením půdy se rovněţ zvětšuje zasakovací schopnost půdy pro vodu ze sráţek a ze závlah. V nakypřené půdě dochází k intenzivnější evaporaci, neboť v takovéto půdě se zvětšuje její vnitřní povrch. Písčité půdy trpí malou schopností zadrţovat vodu, mají malou vododrţnost. Voda ze sráţek či závlah profiltruje pod vlivem gravitační síly půdním profilem, takţe rostliny na takovýchto půdách trpí nedostatkem vláhy. Gravitační vodu v půdě nemohou rostliny prakticky vyuţívat. Z hlediska příjmu vody rostlinami je pro ně nejdůleţitější voda kapilární. U písčitých půd je třeba zvýšit jejich vododrţnost, coţ je moţno provést dodáváním organické hmoty do půdního profilu, ať jiţ hnojem nebo zeleným hnojením, a téţ slínováním. Půdy těţké a s utuţeným povrchem mají zasakovací schopnost omezenou. Jedná-li se přitom o půdy na svazích, jsou tyto půdy navíc ohroţeny vodní erozí. Zasakovací schopnost těţkých půd je moţno zvýšit kromě vytváření půdní drobtovité struktury pěstováním zejména víceletých pícnin téţ naváţením hrubého písku, příp. popela. Neproduktivní výpar z půdy (evaporaci) lze omezovat téţ hustším porostem. Při větším počtu rostlin na určité ploše současně ale vzroste výdej vody rostlinami z této plochy prostřednictvím transpirace. Obsah vody v půdě závisí téţ na druzích pěstovaných rostlin, které spotřebovávají různá mnoţství vody z půdní zásoby. Vysoké nároky na potřebu vody projevuje například vojtěška, ale i cukrovka. Vysokou potřebu má ze stromů například vrba,
topol, z cizích blahovičník (Eucalyptus) aj. Potřeba vody jednotlivých druhů rostlin se často charakterizuje tzv. transpiračním koeficientem. Je to poměr hmotnosti vody potřebné pro konkrétní rostlinný druh za jeho vegetační dobu a hmotnosti sušiny tímto druhem vyprodukované. Vodu je moţno porostům dodávat téţ formou závlahy. Závlahy se dělí na závlahy povrchové a podpovrchové. Povrchové závlahy se provádějí různými způsoby. Při závlaze výtopou se pozemek během vegetační doby plodiny několikrát zatopí (rýţe). U závlahy přeronem voda přepadá přes bok kanálu a na široko se rozlévá po vedlejším poli vyrovnaném do mírně nakloněné roviny. Tento typ závlahy se provádí u porostů, kde voda nemůţe způsobit škody (např. porosty víceletých pícnin). Při závlaze brázdovým podmokem je voda napouštěna z kanálu otevřenými stavítky či pomocí násosek do jednotlivých brázd. Na vrcholu hrůbků jsou vysazeny rostliny - např. košťáloviny (kedlubny, květák, zelí, kapusta), k jejichţ kořenům voda z brázd infiltruje. U nás nejběţnějším typem závlahy je závlaha postřikem. Při budování velkoplošných závlahových soustav se zprvu pouţívaly tzv. přenosné soupravy, kde na rozebíratelné potrubí vedené po povrchu pole se montovaly rotační postřikovače. Tento způsob postřiku byl značně pracný. Pracovní náročnost se podstatně sníţila zavedením pásových zavlaţovačů. Nejmenší nároky na práci spojenou s obsluhou mají velkoplošné zavlaţovače. V naší republice byl vyráběn velkoplošný zavlaţovač Sigmatic. Závlahu lze také provádět formou kapkové závlahy. Z umělohmotného potrubí padají kapky vody přímo k jednotlivým rostlinám - k ovocným stromům, keřům vinné révy, ke chmelu apod. Při této formě závlahy se šetří vodou, neboť pozemek se nezavlaţuje celoplošně, ale zavlaţují se pouze jednotlivé rostliny. Podpovrchovou formu závlahy je moţno provádět regulací výšky hladiny podzemní vody. Tento typ závlahy se pouţívá v USA, např. v Kalifornii v rovinatých oblastech. V blízkosti vodního toku je výška hladiny podzemní vody stejná jako výška hladiny toku, dále od toku tato výška klesá. Při nedostatku dešťových sráţek se výška hladiny v toku stavidly zvedne, a tím se zvedne i hladina podzemní vody v okolí toku. Půdní kapilaritou se pak dostane voda i do rhizosféry rostlin. Podpovrchovou závlahu je moţno provádět i pomocí drenáţního systému, kdy voda je napouštěna do systému v jeho nejvyšším místě a gravitačně je rozváděna celým systémem. Kapilaritou se pak voda dostává z drenáţního systému do kořenové vrstvy pěstovaných rostlin. Drenáţní systémy jsou však budovány především za účelem odvodnění. Při pouţití závlah je nutné pro jednotlivé plodiny stanovit tzv. závlahový reţim. Tím se rozumí stanovení pro kaţdou plodinu velikosti závlahové dávky, termínu jejího provedení, stanovení počtu závlahových dávek a celkového
závlahového mnoţství k plodině za celou její vegetační dobu. Velikost závlahové dávky, dešťových sráţek, výparu z půdy a rostlin (tzv. evapotranspirace), jakoţ i obsahu vody v půdě je moţno vyjádřit společnou jednotkou - milimetr sloupce. Díky tomu lze provádět bilancování vody v půdě v závislosti na hodnotách výše uvedených veličin. Ke stanovení závlahových reţimů plodin existuje velký výběr různých metod. Vzduch je směs plynů zemského ovzduší, atmosféry. Jeho stálou sloţkou je N2 (78 %), O2 (21 % ), CO2 (0,03 %), vzácné (netečné, inertní) plyny argon Ar, helium He, neon Ne, krypton Kr, xenon Xe, radon Rn a vodík H2 . Hodnoty koncentrací jsou uvedeny v objemových procentech. Další přirozenou sloţkou jsou oxidy dusíku, ozon O3, vodní pára (asi 0,4 %), metan CH4 a čpavek NH3 , případně plyny unikající ze soptících vulkánů. V atmosféře se rovněţ vyskytují díky člověku oxidy síry, fluor, sirovodík, chlor, oxidy dusíku a další znečišťující látky. Ze vzduchu získávají rostliny pro fotosyntézu CO2 a pro dýchání O2 . Vzduch se rovněţ vyskytuje v půdě, kde je důleţitý pro rozvoj aerobních mikroorganismů a pro dýchání ţivých kořenů. Je nezbytný téţ pro dýchání klíčících semen. Je-li v půdě vzduchu nedostatek, klíčící semena musí přejít na anaerobní dýchání, které je energeticky méně výhodné a při kterém vzniká v buňkách etylalkohol. Při značném nedostatku vzduchu v půdě rostlina aţ hyne. Při nedostatku vzduchu v půdě se na úkor mikroorganismů aerobních rozvíjejí mikroorganismy anaerobní. Dostatek vzduchu v půdě má rovněţ význam pro pochody zvětrávací a půdotvorné, dostatek kyslíku pro pochody oxidační jak půdní hmoty anorganické, tak hmoty organické. Oxid uhličitý v půdě spolu s vodou vytváří slabou kyselinu uhličitou, která se podílí na zvětrávání hornin a na tvorbě půdního pH. Oxid uhličitý v půdě vzniká dýcháním půdního edafonu, dýcháním kořenů a rozkladem organických látek. V půdě je obsaţen asi z 0,3 % obj. s výkyvy závislými zejména na aktivitě mikroorganismů a mnoţství organické hmoty v půdě. Pomocí radioaktivního izotopu C 14 bylo potvrzeno, ţe rostliny mohou uhlík získávat nejen z atmosféry ve formě CO2 , ale rovněţ kořeny z půdního roztoku ve formě aniontu HCO3- . Příjem uhlíku z ovzduší je ale podstatně vyšší neţ příjem z půdy. Aerace půdy má rovněţ význam pro rychlejší odbourávání reziduí v půdě, pro rychlejší odbourávání inhibičních látek produkovaných kořeny některých rostlin či vznikajících jako produkty rozkladu posklizňových zbytků. Z výše uvedených důvodů je nezbytné zajistit pro pěstované rostliny dostatečné provzdušení půd různými agrotechnickými opatřeními (orbou, podmítkou, hloubkovým kypřením, vláčením, plečkováním, podrýváním aj.). Kypřením půdy se zvětšuje objem půdních pórů (tzv. pórovitost) a současně klesá objemová hmotnost půdy. V půdních pórech
je buď voda nebo vzduch. Je-li v nich více vody, je tam méně vzduchu a naopak. Při větším počtu jízd zemědělské techniky po poli dochází ke značnějšímu utuţení půd, coţ vede ke sníţení pórovitosti půdy a sníţení obsahu vzduchu v půdě. Zařazováním hlubokokořenících rostlin do osevních postupů (víceletých pícnin na orné půdě, zejména vojtěšek) dochází k prokořenění i hlubších půdních horizontů. Po odumření kořenů a jejich následném mikrobiálním rozkladu zbyde v půdě soustava kanálků, tzv. biologická drenáţ. Těmito kanálky se i do větších hloubek snadno dostává voda a vzduch, coţ vede k oţivení i těchto vrstev. Dodávání organické hmoty do půdy zaoráváním posklizňových zbytků, animálním či zeleným hnojením se vytváří vhodné podmínky pro rozvoj mikrobiálního půdního ţivota i ostatního půdního edafonu, coţ vede ke zvyšování obsahu CO2 v půdním vzduchu a ke zvyšování kyprosti půd. Ţiviny. Rostliny pěstované v zemědělských podnicích patří v drtivé většině k rostlinám autotrofním, vyuţívajícím sluneční záření v procesu fotosyntézy. Kromě těchto rostlin zemědělské podniky mohou pěstovat z říše hub například ţampiony, hlívu ústřičnou, z niţších hub kvasinky. Ve výţivě lidí a zvířat je moţno vyuţívat i řasy. Ve sklizené biomase pěstovaných rostlin a v produkci chovaných zvířat jsou při prodeji odváţeny za hranice podniku ţiviny obsaţené v těchto produktech. Tyto ţiviny musí být pro další produkci v prostředí znovu obnoveny. Ţiviny pro rostliny se v půdě uvolňují zvětráváním půdního tělesa, mineralizací organické půdní hmoty, do půdy se rovněţ dostávají některé prvky spadem z atmosféry (např. síra ve formě SO2) i jejím vymýváním (např. N ve formě NH3 nebo HNO3), pomocí nitrogenních bakterií (zejména rod Rhizobium a Azotobacter). Nejdůleţitějším obohacováním půd ţivinami je ale v zemědělství záměrné dodávání ţivin ve formě anorganických a organických hnojiv. Anorganickými hnojivy se dodávají dusík N, fosfor P, draslík K, vápník Ca, popřípadě hořčík Mg. Kromě těchto základních ţivin je moţno dodávat i stopové prvky - bor B, mangan Mn aj. Ke hnojivům organickým patří chlévská mrva, chlévský hnůj, kejda, močůvka, zelené hnojení, sláma, rašelina, komposty. Pro rostliny jsou důleţité především ţiviny ve snadno přístupné formě. Podrobněji je problematika výţivy rostlin a hnojení probírána v agrochemické části těchto skript. Rostliny nemusí být pěstovány pouze na půdě. Je moţno pěstovat je rovněţ na ţivných roztocích. Tento způsob (tzv. hydroponie) se pouţívá zejména ve sklenících, a to jak z důvodů produkčních, tak šlechtitelských či výzkumných. K výzkumným účelům se rovněţ
pouţívají tzv. fytotrony. Jsou různých velikostí, od boxů aţ po celé místnosti. V těchto prostorách je moţno automaticky regulovat nebo programově řídit hodnoty různých meteorologických prvků - teplotu vzduchu a půdy, intenzitu a spektrální sloţení dopadajícího fotosynteticky aktivního záření, vzdušnou a půdní vlhkost, závlahu, salinitu půdy aj. Dají se zde studovat různé biorytmy, např. vliv střídání dne a noci apod. Automaticky měřené hodnoty jednotlivých veličin jsou průběţně ukládány na paměťová media. Získané hodnoty jsou statisticky vyhodnocovány a pouţívány i k tvorbě a studiu matematických modelů. Tato zařízení je moţné rovněţ pouţívat ke studiu vlivu škodlivých činitelů na rostliny (chladové podněty, vliv vyšších koncentrací SO2 v atmosféře, vliv chorob apod.) a ke zjišťování odolnosti rostlin vůči těmto faktorům. Výzkum je zde moţno vést v různých oblastech, např. na úseku fyziologie rostlin, ekologie, genetiky, šlechtění aj. Velké fytotrony jsou vybudovány např. v Pasadeně (USA) a v Lutychu (Liége) v Belgii.
3. Teorie systémů je důleţitou teorií, mající svoje uplatnění prakticky ve všech oblastech lidské činnosti. Systém je pojem značně mnohoznačný, jeho obsah se vyvíjel od antického Řecka aţ po současnost. Význam termínu systém je dvojí. Jednak je chápán jako objektivní realita, jednak pouze jako obraz objektivní reality. Termíny systém a soustava se pouţívají ve stejném významu. Systémem jakoţto objektivní realitou je například dopravní systém hlavního města Prahy. Jeho podsystémy jsou metro, tramvajová doprava, autobusová doprava, taxi sluţba, lanovka na Petřín, lodní doprava na Vltavě, z části ţelezniční doprava. Jiným systémem je elektrorozvodná soustava České republiky, ale také Mendělejevova soustava chemických prvků, taxonomický systém rostlin, systém ţivočichů, bakterií i virů. Systémem je rovněţ buňka, rostlina, ţivočich, člověk, ale také rybník, les, louka, sad. Mezi systémy patří rovněţ zdravotní systém ČR, školský systém, informační systém, systém pojištění, daňový systém, sociální systém, systém fyzikálních jednotek, elektrický obvod, počítač, počítačová síť aj. Podnik zemědělské prvovýroby je rovněţ systém (soustava). Tento podnik se skládá z podsystémů : půda (P) obhospodařovaná podnikem , jeho rostlinná výroba (RV), ţivočišná výroba (ŢV), zemědělský průmysl pracující v rámci podniku (ZP) a ostatní výdělečné nezemědělské aktivity (NZA) podniku. Tento podnik je vůči svému okolí (okolí systému) ohraničen hranicí (hranice systému). Tato hranice podniku je dána v našem případě vlastnickými nebo nájemními vztahy vůči obhospodařované půdě, lihovaru, podnikovým jatkám, mlékárně apod. Mezi podsystémy tohoto systému existují vazby. Vazba (a) - půda
ovlivňuje svojí úrodností naturální výnosy jednotlivých plodin rostlinné výroby podniku. Tyto plodiny z hlediska teorie systémů jsou jednotlivými prvky subsystému rostlinné výroby (RV). Vazba (b) - porosty plodin ovlivňují půdu (P). Vazba (c) - produkty rostlinné výroby podniku putují ve formě krmiv a steliv do subsystému ţivočišné výroby (ŢV) podniku. Vazba (d) - produkty rostlinné výroby podniku jsou dodávány k průmyslovému zpracování v rámci téhoţ podniku (ZP) (např. brambory na výrobu bramborových lupínků, oves na ovesné vločky apod.). Vazba (e) - organická hnojiva produkovaná ţivočišnou výrobou jsou dodávána do půdy. Vazba (f) - ţivočišná výroba podniku poskytuje svoje produkty ke zpracování ve svém průmyslovém závodu. Vazba (g) - zemědělský průmysl poskytuje ţivočišné výrobě průmyslově vyráběná krmiva. Vazba (h) - zemědělský průmysl dodává půdě kompostované odpady organické hmoty vznikající při průmyslové výrobě. Vazba (i) - produkty rostlinné výroby jsou zpracovávány na spotřební zboţí (např. košíkářské výrobky ). Vazba (j) produkty ţivočišné výroby jsou zpracovávány na umělecké výrobky (např. malování kraslic, koţené výrobky apod.). Některé vazby z vazeb zde uvedených mohou v konkrétním podniku chybět (např. vazby spojené s průmyslovým závodem zemědělského podniku). Do systému z okolí vstupují tzv.vstupy (inputy). Jedním z nejdůleţitějších vstupů do zde popisovaného systému je energie slunečního záření (E), díky níţ podnik můţe vyrábět organickou hmotu (např. potraviny) a díky níţ na Zemi vůbec ţivot existuje. Z okolí do podniku přes jeho hranici vstupují další vstupy (V), a to jednak ve formě energie (elektrická, případně tepelná aj.), jednak jako hmota (průmyslová hnojiva, pesticidy, krmiva, stroje, pohonné hmoty apod.). Naopak ze systému do okolí vystupují výstupy (outputy W), konkrétně např.z podniku vystupují do okolí jeho produkty.
Schema systému podnik zemědělské prvovýroby E
V
W
i hranice RV a
c b d
ŢV e
j
systému NZA
f
g
P
h
ZP
okolí
O rozvoj systémové teorie se významně zaslouţil Ludwig von Bertalanffy svojí obecnou teorií systémů. V této teorii se rozumí pod pojmem systém obraz objektivní reality, ne tedy realita sama. Tak například objektivní realitou je výše popisovaný zemědělský podnik. Ten je ovšem natolik sloţitý, ţe vyjádřit všechny jeho prvky a vazby mezi těmito prvky by bylo velmi komplikované a pro studovaný problém většinou i zbytečné. Při vytváření systému, tj. v tomto pojetí obrazu tohoto podniku, je nutno abstrahovat od prvků, jejich vlastností i vazeb nepodstatných a zabývat se v závislosti na účelu zkoumání jen věcmi podstatnými. Na popisovaném podniku jakoţto objektivní realitě můţeme vytvořit celou řadu systémů z pohledu přírodovědného, technického, ekonomického apod. Z hlediska přírodovědného nás mohou zajímat přírodní podmínky, v nichţ podnik pracuje a jejich odraz na výši produkce, z technického pohledu vybavenost podniku zemědělskou technikou atp.
Poněvadţ mezi
odborníky není jednoty v chápání pojmu systém, existuje pro tento pojem celá řada definic. Systém lze definovat například jako konečnou skupinu prvků a skupinu vazeb mezi nimi. Prvek systému je při dané rozlišovací úrovni dále nedělitelnou částí celku. Celek jakoţto systém je moţno dělit (je-li to účelné) na subsystémy, a ty pak na jednotlivé prvky. Systémy je moţno třídit z mnoha hledisek, a to například: (1)- podle vazby k okolí. Uzavřený systém nemá vstup ani výstup vůči okolí, otevřený systém má alespoň jeden vstup nebo výstup vůči okolí, relativně uzavřený systém má menší počet vazeb vůči okolí neţ je počet vazeb mezi prvky systému, otevřený systém má větší počet vazeb vůči okolí. (2)- podle vztahu vůči času. Statické systémy nezávisejí na čase, dynamické systémy mají stav v čase proměnný; stacionární systém je systém, jehoţ stav se můţe měnit, ale ne v závislosti na čase. (3)- podle sloţitosti. Jednoduché systémy mají malý počet prvků a vazeb, sloţité systémy větší počet prvků a vazeb, velké čili rozlehlé systémy ještě větší počty prvků a vazeb, špatně průhledné aţ neprůhledné systémy velmi velký počet prvků a vazeb. Posledně jmenovaný typ systémů má navíc vazby natolik propletené, ţe orientace v systému je nepřehledná. (4)- podle povahy realizace systému. Jsou to například systémy fyzikální (mechanické, regulační apod.), chemické, technické, biologické, fyziologické, technické aj.
(5)- systémy termodynamické. U těchto systémů se rozeznávají systémy izolované (s okolím nevyměňují ani energii, ani hmotu), systémy uzavřené (s okolím mohou vyměňovat pouze energii) a otevřené (s okolím mohou vyměňovat jak energii, tak hmotu). Zemědělský podnik je tedy podle výše uvedeného třídění systémů systémem otevřeným, neboť má hodně vazeb na okolí. Prodává svoje produkty, které jsou odváţeny za hranice podniku, nakupuje osiva, hnojiva v okolí a přes jeho hranici putují tyto hmoty opačným směrem opět do podniku. Je dále systémem dynamickým, neboť jeho stav se v čase mění, je systémem sloţitým a povahou biologicko - technickým. 3.2.
Ekosystémy Zemědělská výroba se provádí v zemědělsky vyuţívané krajině. Má-li být toto vyuţití
pro společnost optimální, je nutno vycházet při výrobě, ale i tvorbě krajiny ze znalosti poţadavků organismů na okolní prostředí. Problematikou vzájemných vztahů mezi organismy a jejich vztahů vůči prostředí se zabývá vědní disciplina ekologie. Tento termín pochází z řeckých slov oikos (dům) a logos (slovo, nauka). Základním pojmem v ekologii je pojem ekosystém. Ekosystém je systém, v němţ jsou ve vzájemných vztazích všechna společenstva organismů spolu s komplexem všech fyzikálních a chemických faktorů, které vytvářejí prostředí těchto organismů. Termín biogeocenoza či geobiocenoza (řec. bios - ţivot, řec. gé - země) je často pouţíván jako synonymum termínu ekosystém. Ekosystém je společenstvo organismů ţijících v určitém prostoru spolu s jejich abiotickým prostředím. Přitom mezi prvky tohoto systému jsou vytvořeny četné vzájemné vazby. V ekosystému neustále existuje tok energie, který vede k vytváření trofické struktury systému (řec. trofé - výţiva), jeho biotické rozmanitosti a umoţňuje koloběhy látek v systému. V ekosystému se nacházejí tyto sloţky : (1) - látky anorganické ( oxid uhličitý, siřičitý, oxidy dusíku,
voda, uhličitany, sírany,
dusičnany, fosforečnany aj.). (2) - látky organické existující vně ţivých organismů ( glycidy, tuky, bílkoviny, celulózy, pektiny, alkaloidy, lignin aj.). (3) - fyzikální a chemické faktory prostředí (teplota, intenzita a doba ozáření, vlhkost, acidita půd, koncentrace látek aj.
(4) - producenti čili autotrofní organismy ( řec. autos - sám, autotrofní - sebeţivící), které mají schopnost vytvářet organické ţiviny z jednoduchých látek anorganických. Patří sem zejména zelené rostliny. (5) - konzumenti, makrokonzumenti ( řec. makros - veliký) nebo také fagotrofové (řec. fagó jím), coţ jsou heterotrofové (řec. heteros - jiný, různý). Jsou to zejména ţivočichové, kteří se ţiví jinými ţivými organismy. Do této kategorie patří i člověk. (6) -reducenti, mikrokonzumenti (řec. mikros - malý), saprofyti
(řec. sapros - shnilý),
dekompozitory, rozkladači. Jsou to organismy rovněţ heterotrofní, které ale rozkládají sloţité organické látky mrtvých organismů. Produkty rozkladu mohou slouţit k výţivě jim samým nebo jiným autotrofním organismům, mohou působit téţ na jiné biotické sloţky ekosystému stimulačně či inhibičně. Do této kategorie patří hlavně mikroby a houby. Heterotrofní organismy je tedy moţno dělit do dvou skupin: a) organismy ţivící se jinými ţivými organismy, tzv.biofágové b) organismy ţivící se ústrojnou mrtvou hmotou, tzv. saprofágové Při studiu ekosystémů je často vhodné tyto systémy rozdělit na jednotlivé subsystémy půdní subsystém, subsystém vegetace, popřípadě subsystém atmosféry (zejména u uzavřených prostorů - skleníky, pařeniště, folníky). Rostlinná část biocenozy představuje tzv. fytocenozu (řec. fyton - rostlina), ţivočišná zoocenozu (řec. zoon - ţivočich) a půdní mikroby tvoří mikrobní cenozu (společenstvo). Na kaţdý organismus patřící do ekosystému působí jak abiotická sloţka prostředí, tak i sloţka biotická, tj. ostatní ţivé organismy ekosystému. Přirozený ekosystém je systém neovlivněný činností člověka, umělý ekosystém je vytvořený člověkem. V současné době málokterý ekosystém na Zemi lze však povaţovat za čistě přirozený. Činnost člověka je do těchto systémů promítnuta v různém stupni. Nejrozsáhlejším ekosystémem na Zemi je její celá biosféra. Ekosystémem je ale také konkrétní rybník, jezero, tropický les, rašeliniště, téţ město či továrna, městský park, pokud jsou v tomto systému zahrnuty všechny ţijící organismy včetně člověka a abiotického prostředí ve vzájemných vztazích. Patří sem tedy jak ekosystémy suchozemské čili terestrické (lat. terra - země, souše), tak sladkovodní a mořské. Mezi ekosystémy jsou řazeny téţ zemědělsky vyuţívané plochy - pole, louky, apod. Čistě umělým ekosystémem je např. oţivený prostor akvária nebo i laboratorní kultura mikroorganismů v Petriho misce.
Ţivá organická hmota a v ní obsaţená energie primárních producentů je konzumována posloupností následných heterotrofních organismů. V této spojitosti se mluví o potravních řetězcích. Nejdříve producenty vyuţijí k potravě býloţravci, ty konzumuje heterotrofní organismus, který sám se stane kořistí dalšího heterotrofa. Při kaţdém přenosu energie z jednoho stupně řetězce (jedné trofické hladiny) na další stupeň se ztrácí značná část energie (80 aţ 90 %) ve formě tepla. Počet článků v řetězci je výše uvedenými ztrátami energie omezen na 4 aţ 5. Rozeznávají se dva typy potravních řetězců. Řetězec pastevní začíná zelenými rostlinami a vede přes býloţravce - herbivora (lat. herba - rostlina, lat. vorare poţírat) k masoţravcům - karnivora (lat. caro, carnis - maso), popřípadě všeţravcům omnivora (lat. omnis - všechen). Druhý typ řetězce, řetězec detritový (lat. detergere opotřebovávati) začíná mrtvou ústrojnou hmotou, opadem, který není zpočátku rozloţen a postupně se z něj stává detritus. Detritus je soubor všech částeček ústrojné hmoty tvořící součást rozkladu mrtvých částí či celých těl organismů. Rozklad realizují v prvním stupni tohoto řetězce půdní bakterie, aktinomycety, houby, na ně navazují v dalších stupních organismy půdního edafonu. Organismy ţivící se detritem se nazývají detritovora, detritovorové, detritofágové. Ty jsou dále konzumovány půdními predátory (lat. praedator kořistník). Do detritu se dále postupně dostávají mrtvá těla primárních producentů, ale také heterotrofů z pastevního řetězce, jejich výkaly a organický odpad produkovaný civilizací. Tak detritový řetězec je propojen s řetězcem pastevním. Ekosystémy, právě tak jako populace, organismy i ţivé buňky mají schopnost samy se regulovat a udrţovat ve stacionárním stavu. Ekosystémy z hlediska třídění systémů je moţno zařadit mezi sloţité, otevřené dynamické a strukturované hierarchické systémy. Tyto systémy mají schopnost udrţovat dynamickou rovnováhu pomocí regulací a řízení na různých úrovních a mohou tak reagovat na změny vnějšího prostředí, popřípadě přizpůsobit se četným vlastním aktivitám systému. K označení stability některých dynamických veličin biologických systémů se pouţívá termín homeostása (řec. homoios - stejný, stasis - stav). Vzájemné vztahy mezi organismy tvoří v ekosystému sloţitou síť ovládanou principem zpětné vazby. Ekosystém je charakterizován výměnou hmot a energií jednak mezi jeho sloţkami, jednak mezi ním a jeho okolím. Vyznačuje se různým stupněm autoregulace, schopností autoreprodukce a evoluce. V ekologii se pouţívá řada dalších důleţitých pojmů. Pojmem biotop se rozumí prostředí určité biocenozy, populace či jedince, které je vytvářeno vzájemným působením
abiotických a biotických faktorů. Termíny biotop a stanoviště je moţno chápat jako synonyma. Termínem ekotop se označuje často abiotická sloţka prostředí. 3.3. Agroekosystémy Pod pojmem agroekosystém se rozumí ekosystém, který je ovlivňován zemědělskou činností člověka. Takovým agroekosystémem je např. pole s pěstovanou plodinou, louka, pastvina, sad, chmelnice, vinice, z uzavřených prostor prostor skleníků, pařenišť a folníků. Působení člověka na agroekosystém můţe být samozřejmě jak positivní, tak ale také negativní. V těchto systémech se vyskytují společenstva rostlin, ţivočichů a mikrobní společenstva. Zásahy zemědělce do vývoje agroekosystému jsou většinou velmi radikální a provádějí se v krátkém časovém intervalu. Jako příklad zásahů do agroekosystému uveďme činnost zemědělce při pěstování plodin na poli. Před zaloţením porostu se provede na poli minerální, popřípadě animální hnojení, čímţ se radikálně změní obsah ţivin v půdě. Při klasicky provedené předseťové přípravě současně ničíme plevelné rostliny (zásah do fytocenózy). Předseťovou přípravou rovněţ ovlivníme v půdě její vodní, vzdušný a tepelný reţim. Dojde ke změně poměru mezi aerobními a anaerobními mikroorganismy. Po zasetí vzejde porost, který aţ na plevele je většinou monokulturou ( z prostorového hlediska), tzv. monocenozou. Porost jetelovin se během vegetace několikrát seče. Kaţdá seč, kdy je odstraněna většina nadzemní fytomasy porostu, je samozřejmě radikálním zásahem do celé biocenozy, vývojové cykly četných organismů jsou tím přerušeny nebo přinejmenším narušeny. Náhlým odstraněním nadzemní fytomasy sluneční záření dopadá aţ na povrch půdy, čímţ jsou ovlivněny prvky energetické bilance tohoto povrchu, náhle jsou změněny prvky vodní bilance půdy a dojde naráz ke změně porostového mikroklimatu. Při aplikacích pesticidů jsou výběrově (mělo by to být vţdy aţ po překročení tzv. prahů škodlivosti choroby, škůdce nebo plevelů) ničeny některé druhy citlivých organismů (např. plísní, larev brouků, plevelů), jejichţ místo často nahradí organismy vůči těmto pesticidům odolné. Dalším radikálním zásahem na poli je případná podmítka a orba. Nevhodným způsobem hospodaření na svaţitých pozemcích můţe dojít díky vodní erozi aţ ke splavení veškeré ornice s pole, coţ má za následek zničení půdní úrodnosti na tomto pozemku. Zemědělec si musí být vědom všech následků, které kaţdý jím provedený zásah bude mít jak na jeho poli, tak i v okolní krajině. Na podkladě těchto znalostí se musí v krajině chovat tak, aby ji co nejméně zemědělskou činností poškozoval, tak jak to vyplývá např. ze zásad integrované rostlinné výroby.
4.
Rozdělení výrobního území České republiky ze zemědělského hlediska Pro území České republiky je charakteristická značná rozmanitost terénních podmínek,
ale také podmínek klimatických a půdních. Na území naší republiky se vyskytují níţiny i hory. Nejvyšším bodem naší republiky je Sněţka (1602 m n.m.), nejniţším je výtok Labe u Hřenska (115 m n.m.). K 31.12.1994 rozloha státu činila 78 870 km2. Výměra půdního fondu ČR k 1.1.1996 je 78 860 km2, z toho zemědělské půdy 42 800 km2, lesní půdy 26 300 km2, vodních ploch 1590 km2 , zastavěné plochy 1 290 km2 , ostatních ploch 6880 km2 . Ze zemědělské půdy činila orná půda 31 430 km2, chmelnice 110 km2, vinice 160 km2, louky 300 km2 a pastviny 2 720 km2. Do zemědělské půdy dále patří zahrady na 1590 km2 a ovocné sady na 500 km2 . Celková výměra zemědělské půdy trvale mírně klesá. Výměra zemědělské půdy leţící ladem se v letech 1994 a 1995 ustálila přibliţně na výměře 580 km2 . Podle údajů ministerstva zemědělství a Výzkumného ústavu zemědělské ekonomiky byla v roce 1996 průměrná velikost zemědělského podniku v ČR 131 ha. Státní statky hospodařily v průměru na 498 ha, zemědělská druţstva na 1 430 ha a průměrná velikost hospodářství soukromě hospodařících rolníků byla 34 ha zemědělské půdy. Náš stát se nachází na přechodu mezi vlivy klimatu oceánického a kontinentálního. Směrem k východu přibývá v našem státě kontinentality. Rovněţ zastoupení půd, a to jak po stránce druhové, tak typové je velmi pestré. Z toho pak plynou velmi rozdílné stanovištní podmínky pro uspokojování nároků pěstovaných plodin. Vhodné rozmístění zemědělské výroby z hlediska přírodních podmínek je proto velmi důleţitým předpokladem pro moţnost optimálního vyuţití půdního fondu. Snahy o charakterizaci zemědělského výrobního území mají dlouholetou tradici. Jiţ za Rakousko - Uherska byla hodnocena kvalita půd. Později se toto hodnocení začalo zpracovávat rovněţ kartograficky. Pouţitá klasifikace půd pak odráţela vývoj tehdejších vědeckých poznatků o půdě a vývoj moţností jejich aplikací v praxi. Způsoby hodnocení se dále prohlubovaly. Ukázala se totiţ potřeba získat objektivní podklady pro oceňování půdy za účelem jejího prodeje, koupě, projednávání dědictví či vyměřování daní. Postupně toto hodnocení půd přerůstalo v hodnocení produkční schopnosti stanoviště a nakonec bylo dovedeno aţ k hodnocení potenciálně moţných produkčních a ekonomických výsledků podniků zemědělské prvovýroby.
Často pouţívaný termín „výrobní oblast“ se vztahuje k různým etapám vývoje těchto hodnocení. Pouţití tohoto termínu bez udání roku, ze kterého tento termín pochází, nevymezuje výrobní oblast územně jednoznačně. Nové zemědělské výrobní oblasti a podoblasti (ZVO) byly zpracovány v roce 1996 na základě výsledků bonitace zemědělských půd ČR , jejich ocenění podle vyhlášky MF č. 178 / 94 Sb. a vyhlášky MZe ČR č. 215 / 95 Sb. Při vymezení ZVO bylo přihlíţeno i k současným restrukturalizačním změnám, ke kterým došlo v zemědělství v období 1991 aţ 1995. Nové zemědělské výrobní oblasti a podoblasti nahrazují staré zemědělské výrobní oblasti z roku 1959, které do konce roku 1966 slouţily pro rozvrţení sazeb zemědělské daně a do současnosti (r.1997) slouţí pro účely statistické kategorizace zemědělského území. Soustava nových zemědělských výrobních oblastí a podoblastí člení zemědělsky vyuţívané území České republiky do 5 výrobních oblastí a do 21 podoblastí. Z hlediska agroekologických a ekonomických charakteristik území jsou vymezeny
následující
zemědělské výrobní oblasti : 1) zemědělská výrobní oblast kukuřičná (s označením K), typ kukuřično-řepařsko-obilnářský, 2) zemědělská výrobní oblast řepařská (s označením Ř), typ řepařsko-obilnářský, 3) zemědělská výrobní oblast obilnářská (s označením O), typ obilnářsko-krmivářský, 4) zemědělská výrobní oblast bramborářská (s označením B), typ bramborářsko-obilnářský, 5) zemědělská výrobní oblast pícninářská (s označením P), typ pícninářský s rozhodujícím zaměřením na chov skotu. Agroekologická a ekonomická charakteristika zemědělských výrobních podoblastí Zemědělské výrobní podoblasti kukuřičné : K1 - zahrnuje území ve velmi teplém a suchém klimatu s jednoznačnou převahou nejproduktivnějších půd (černozemní a luţní půdy) v rovinném terénu (sklonitost do 3
0
)s
nejvyšším stupněm zornění (nad 89 %) v nadmořské výšce do 200 m. Vyznačuje se optimálními produkčními předpoklady pro pěstování kukuřice na zrno (osivo), cukrovky, velmi kvalitních pekařských pšenic, sladovnických ječmenů a většiny teplomilných plodin. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků větších neţ 9 Kč / m2. Produkční schopnost půd je vyšší neţ 82 bodů. Rozhodující zastoupení je v okresech Břeclav a Znojmo. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 2,6 % .
K2 - zahrnuje území ve velmi teplém a suchém klimatu s velmi výraznou převahou nejproduktivnějších půd (černozemní a luţní půdy), ještě v rovinném terénu (sklonitost 0 - 3 0 ) a vysokým stupněm zornění (nad 85 % ) v nadmořské výšce do 230 m. Vyznačuje se velmi dobrými produkčními předpoklady pro většinu plodin kukuřičné výrobní oblasti při vysoké kvalitě. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 8 aţ 9 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 76 aţ 82 bodů. Rozhodující zastoupení
je v okrese Břeclav, Znojmo a Hodonín. Na celkové výměřě
zemědělských půd ČR se podílí 1,9 % . K3 - zahrnuje území ve velmi teplém a suchém klimatu s průměrně produkčními půdami (černozemě, hnědozemě či slabě oglejené a nivní půdy glejové) s převahou rovinného terénu, ještě s vysokým podílem zornění nad 85 % v nadmořské výšce do 230 m. Jsou zde průměrné podmínky pro většinu plodin pěstovaných v kukuřičné oblasti, ještě při vysoké kvalitě produkce. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 7 aţ 8 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 68 aţ 76 bodů. Rozhodující zastoupení je v okrese Znojmo, Hodonín a Břeclav. Na celkové výměře zemědělských půd ČR se podílí 1,3 % . K4 - zahrnuje území ve velmi teplém a suchém klimatu s mírnou převahou méně produkčních půd (hnědé půdy, rendziny a nivní půdy na píscích), obvykle s vyšším podílem svaţitějších území (do 7 0 ). Stupeň zornění je kolem 81 % v nadmořské výšce do 250 m. Pro plodiny na orné půdě jsou podmínky slabě podprůměrné aţ průměrné. Svaţitější území bývá zpravidla vyuţíváno speciálními kulturami - vinicemi i intenzivními ovocnými sady (meruňky, broskve). Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 6 aţ 7 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 62 aţ 68 bodů. Je zastoupena v okresech Brno-město, Brno-venkov, Břeclav, Hodonín, Vyškov a Znojmo. Na celkové výměře zemědělských půd ČR se podílí 0,8 % . K5 - zahrnuje území buď ve velmi teplém a teplém klimatu s výraznou převahou málo produkčních půd nebo s vysokou svaţitostí. Stupeň zornění je kolem 80 %. Téměř pro všechny zemědělské plodiny kukuřičné oblasti jsou málo příznivé produkční předpoklady. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků niţší neţ 6 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je niţší neţ 62 bodů. Je zastoupena v okresech Břeclav, Hodonín a Znojmo. Na celkové výměře zemědělských půd ČR se podílí 0,1 % .
Zemědělské výrobní podoblasti řepařské Ř1 - zahrnuje území v teplém mírně vlhkém klimatu
s převahou nejproduktivnějších
řepařských půd - černozemního a hnědozemního charakteru na spraši a sprašových pokryvech v rovinném terénu (sklonitost do 3 0 ) s nejvyšším stupněm zornění (nad 90 % ), v nadmořské výšce do 250 m. Vyznačuje se optimálními předpoklady pro pěstování cukrovky, kvalitní potravinářské pšenice a sladovnického ječmene a všech druhů polní zeleniny. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou pozemku v rozmezí 9 aţ 13,40 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je nejvyšší v celé ČR v rozmezí 84 aţ 100 bodů. Rozhodující zastoupení je v okrese Prostějov, Olomouc, Přerov a Hradec Králové. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 8,4 % . Ř2 - zahrnuje území v teplém a vlhkém klimatu s výraznou převahou nejproduktivnějších řepařských půd - černozemního a hnědozemního charakteru v rovinném terénu (sklonitost do 3
0
) s nejvyšším stupněm zornění (nad 90 % ), v nadmořské výšce do 250 m. Pěstitelské
předpoklady jsou obdobné jako v podoblasti Ř1. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 8 aţ 9 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 76 aţ 84 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Kolín, Nymburk, Chrudim a Hradec Králové. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 3,1 %. Ř3 - zahrnuje území v teplém, mírně suchém aţ mírně teplém klimatu s průměrným zastoupením nejproduktivnějších řepařských půd se stupněm zornění kolem 87 % s převahou rovinného terénu , v nadmořské výšce do 300 m. Pěstitelské předpoklady jsou průměrné pro většinu plodin pěstovaných v řepařské oblasti, ještě při vysoké kvalitě produkce. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků 7 aţ 8 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 68 aţ 76 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Nymburk, Litoměřice a Louny. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 3,9 % . Ř4 - zahrnuje území ve všech typech
teplého klimatu, často s mírnou převahou méně
produkčních půd, místy s vyšším podílem svaţitějších území (nad 3 0 sklonitosti ), se stupněm zornění často pod 85 % , v nadmořské výšce do 350 m. Jsou zde průměrné aţ slabě podprůměrné podmínky pro pěstování cukrovky. Dobré podmínky jsou pro pěstování řepky olejné, ve specializovaných oblastech pro pěstování chmele. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 6 aţ 7 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 62 aţ 68 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech
Mělník, Nymburk, Litoměřice, Louny a Opava Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 4,7 % . Ř5 - zahrnuje území ve všech typech teplého klimatu s převahou málo produkčních půd nebo půd s vyšší svaţitostí (do 7
0
sklonitosti ), se stupněm zornění kolem 81 % , v nadmořské
výšce do 350 m. Pěstitelské předpoklady pro intenzivní pěstování zemědělských plodin, zejména cukrovky, jsou často podprůměrné. Dobré podmínky jsou zde pro pěstování řepky olejné, ve specializovaných oblastech pro pěstování chmele. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků niţší neţ 6 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 48 aţ 56 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Kladno, Mělník, Mladá Boleslav, Litoměřice a Louny. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 4,2 % . Zemědělské výrobní podoblasti obilnářské O1 - zahrnuje území v mírně teplém, suchém aţ mírně vlhkém klimatu (MT1 a MT2 ), v nadmořské výšce 300 aţ 450 m. Významně jsou zastoupeny půdy na sprašových hlínách a svahovinách s převahou hnědozemních illimerizovaných a illimerizovaných půd, zrnitostně středně těţkých v rovinném aţ mírně zvlněném terénu (sklonitost do 7 0 ). Stupeň zornění je nejvyšší z obilnářské výrobní oblasti, převáţně nad 80 % . Pěstitelské předpoklady jsou velmi dobré pro pěstování obilovin, krmných plodin, luskovin a řepky olejné. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků nad 5 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je nad 56 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Rakovník, Plzeň-jih, Svitavy, Ústí nad Orlicí, Brno-venkov, Třebíč a Uherské Hradiště. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 7,7 % . O2 - zahrnuje území v mírně teplých klimatických regionech (MT1, MT2, MT3 ), v nadmořské výšce 350 aţ 500 m. Terénní podmínky jsou ještě příznivé - mírně zvlněný aţ svaţitý terén ( sklonitost přesahuje 7 0 ). Převáţně jsou zastoupeny půdy na svahovinách a středně těţké, hluboké půdy. Hnědozemě a illimerizované půdy se vyskytují ostrůvkovitě. Stupeň zornění je kolem 76 % . Pěstitelské podmínky jsou průměrné pro pěstování obilnin, krmných a technických plodin, především řepky olejné. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 4 aţ 5 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 48 aţ 56 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Písek, Tábor, Louny, Rakovník, Náchod a Svitavy. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 9,7 %.
O3 - zahrnuje území s výraznou klimatickou heterogenitou (od MT2 do MCH ), v nadmořské výšce 400 aţ 550 m. Terénní podmínky
jsou s vyšší členitostí a svaţitostí (do 12
sklonitosti). Stupeň zornění je kolem 70 % . Převáţně jsou zastoupeny
0
půdy s vyšší
skeletovitostí a půdy mělké na svahovinách. Pěstitelské podmínky jsou průměrné aţ podprůměrné pro pěstování obilnin, krmných plodin a řepky olejné. Ve vyšších polohách jsou podmínky vhodné pro len. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 3 aţ 4 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je podprůměrná v rozmezí 42 aţ 48 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Beroun, České Budějovice, Jindřichův Hradec, Cheb, Karlovy Vary, Plzeň-sever, Tachov, Trutnov, Frýdek-Místek a Jeseník. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 13,8 % . O4 - zahrnuje území klimaticky heterogenní (od MT3 do MCH ) v nadmořské výšce 400 aţ 600 m. Charakteristickým rysem je výrazná členitost a svaţitost území (aţ do 17 0 sklonitosti ). Stupeň zornění je obvykle pod 60 % . Je zde vysoké zastoupení produkčně nejhorších půd, převáţně na břidlicích, s vysokou skeletovitostí a mělkých půd. Pěstitelské podmínky jsou podprůměrné pro většinu zemědělských plodin. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků niţší neţ 3 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je podprůměrná aţ nízká pod 42 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Semily, Šumperk, Jeseník, Bruntál a Zlín. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 9,3 % . Zemědělské výrobní podoblasti bramborářské B1 - zahrnuje území v mírně teplém a vlhčím klimatu (MT2 a MT3 ), převáţně v nadmořské výšce 400 aţ 550 m. Terén je převáţně mírně zvlněný s malou horizontální a vertikální členitostí (sklonitost do 5 0 ) . Stupeň zornění je větší neţ 80 % , půdy jsou převáţně hluboké aţ středně hluboké, písčitohlinité aţ hlinité, s malou skeletovitostí. Zpravidla se vyskytují hnědé půdy na svahovinách. Převaţují půdy s průměrnou produkční schopností, vhodné pro pěstování obilnin, krmných plodin a řepky olejné. Nejvhodnější jsou však pro pěstování konzumních brambor. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků vyšší neţ 5 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je průměrná nad 50 bodů. Je výrazně zastoupena v okresech Havlíčkův Brod, Třebíč a Pelhřimov. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 1,9 % . B2 - zahrnuje území převáţně v mírně teplém, vlhkém a mírně chladném klimatu (MT3, MT4 a MCH ), v nadmořské výšce 400 aţ 550 m. Terén je převáţně mírně zvlněný a členitý, s poměrně nízkým zastoupením svaţitých půd (do 7 0 sklonitosti ) . Stupeň zornění je poměrně
vysoký, kolem 80 % . Půdy jsou převáţně hluboké aţ středně hluboké, slabě aţ středně skeletovité, hlinitopísčité aţ písčitohlinité. Vesměs jde o hnědé půdy na krystaliniku. Pěstební podmínky jsou ještě nadprůměrné pro pěstování konzumních a sadbových brambor a s průměrnými aţ slabě podprůměrnými podmínkami pro pěstování obilnin, krmných plodin a řepky olejné. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 4 aţ 5 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 44 aţ 50 bodů. Je výrazně zastoupena v okresech Benešov u Prahy, Pelhřimov, Jindřichův Hradec, Tábor, Havlíčkův Brod, Uherské Hradiště a Ţďár nad Sázavou. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 6,0 % . B3 - zahrnuje území převáţně v mírně teplém, vlhkém a mírně chladném klimatu (MT4 a MCH ), v nadmořské výšce 400 aţ 600 m. Terén je výrazně členitý, s vyšším zastoupením výrazně svaţitých půd (do 12 0 sklonitosti ). Stupeň zornění je obvykle pod 70 % . Převaţují půdy středně hluboké, často středně skeletovité aţ mělké, hlinitopísčité aţ písčitohlinité. Vesměs se vyskytují hnědé půdy. Pěstební podmínky pro pěstování brambor jsou ještě dobré, ve svaţitých polohách z technologických
důvodů méně vhodné. Pro pěstování obilnin,
krmných plodin a řepky jsou podmínky aţ podprůměrné, ve vyšších polohách vhodné i pro len.
Jsou v ní zastoupena katastrální území
s průměrnou úřední cenou zemědělských
pozemků v rozmezí 3 aţ 4 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 36 aţ 44 bodů. Je zastoupena v okresech
Příbram, Strakonice, Pelhřimov, Klatovy, Jihlava a Třebíč.
Na
celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 6,2 % . B4 - zahrnuje území v mírně teplém, vlhkém aţ mírně chladném klimatu (MT4 a MCH ), v nadmořské výšce 500 aţ 650 m. Charakteristickým rysem je výrazná členitost a svaţitost území (aţ nad 12
0
sklonitosti ). Stupeň zornění je kolem 60 % . Převaţují půdy středně
hluboké aţ mělké, středně aţ silně skeletovité aţ kamenité, hlinitopísčité aţ písčitohlinité. Převáţně jsou zde hnědé půdy kyselé a hnědé půdy kyselé na všech horninách (ţulách, rulách, svorech i břidlicích ). Pěstební podmínky pro většinu zemědělských plodin i pro brambory jsou podprůměrné aţ nevhodné. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků niţší neţ 3 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je podprůměrná aţ nízká pod 36 bodů. Je zastoupena v okresech Příbram, Klatovy, Havlíčkův Brod, Jihlava a Ţďár nad Sázavou. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 4,4 % . Zemědělská výrobní podoblast pícninářská
P1 - zahrnuje nejproduktivnější část pícninářské oblasti v mírně chladném aţ chladném klimatu (MCH a CH ), v nadmořské výšce nad 600 m. Terén je členitý se střední svaţitostí (sklonitost aţ do 12
0
). Stupeň zornění je výrazně pod 50 % . Půdy jsou středně hluboké aţ
mělké, méně skeletovité. Převaţují hnědé půdy kyselé. Pěstitelské podmínky pro většinu zemědělských plodin jsou podprůměrné, poměrně příznivé jsou podmínky pro pěstování sadbových brambor a lnu. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků větší neţ 1,50 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je větší neţ 34 bodů.
Charakteristika zemědělských výrobních oblastí a podoblastí Zemědělské výrobní oblasti (ZVO )
Charakteristika
kukuřičná (K ) Relief terénu
řepařská (Ř )
rovinný aţ méně zvlněný
Nadmořská výška
rovinný a mírně zvlněný
do 250 m
Klimatický region
250-350 m
velmi teplý suchý (VT )
teplý suchý (T1 ) teplý mírně suchý (T2 ) teplý mírně vlhký (T3 )
Průměrná roční teplota
9 - 10 0 C
8-90C
Průměrná roční sráţka
500 - 600 mm
500 - 650 mm
2800 - 3100
2400 - 2800
30 - 50 %
10 - 60 %
Hlavní půdní jednotky
převládají černozemní a luţní typy, nivní půdy na píscích, drnové půdy
převládají černozemní a hnědozemní půdy na spraších a sprašových hlínách, nivní půdy na nivních uloţeninách
Zrnitostní sloţení
převaţují půdy písčito-hlinité
0
Suma teplot nad 10 C Výskyt suchých veget.období
Stupeň zornění
větší neţ 80 %
10 - 15 %
6-9%
velmi nízká
nízká
kukuřice na zrno, cukrovka, teplomilné ovoce, vinná réva, teplomilné zeleniny, kvalitní pekařská pšenice, sladovnický ječmen
cukrovka, kvalitní pšenice,sladovnický ječmen, kořenová zele-nina, v některých oblastech chmel, rané brambory
Lesnatost
Podoblast
K1
Průměrná cena zemědělských půd Kč / m2
9
Produkční schopnost - body
82
Stupeň zornění v %
a převaţují půdy hlinité hluboké aluviální písčitohlinité
větší neţ 80 %
Zastoupení trvalých kultur Hlavní zemědělské plodiny
hlinité
89
K2
K3
K4
8-9 7-8 6-7 7682
6876
6268
85
85
81
K5
Ř1
6
9
62
84
80
90
Ř2
Ř3
Ř4
8-9 7-8 6-7 7684
6876
6268
87
87
85
Ř5 6 62 81
Zastoupení v % na
2,6
1,9
zemědělském půdním fondu
1,3
0,8
0,1
8,4
3,1
3,9
6,7
4,7
4,2
24,3
Charakteristika zemědělských výrobních oblastí a podoblastí Zemědělské výrobní oblasti obilnářská ( O )
bramborářská (B )
mírně zvlněný aţ svaţitý
pícninářská (P )
středně zvlněný aţ silně svaţitý
horizontálně členitý s vy - sokou svaţitostí 300 - 600 m 400 - 650 m nad 600 m teplý mírně vlhký (T3 ) mírně teplý vlhký (MT2 ) mírně chladný vlhký mírně teplý suchý (MT1 ) mírně teplý značně vlhký (MT3 ) (MCH ) mírně teplý vlhký (MT2 ) mírně teplý vlhký (MT4 ) chladný vlhký (CH ) mírně teplý značně vlhký (MT3 ) mírně chladný vlhký (MCH ) mírně teplý vlhký (MT4 ) mírně chladný vlhký (MCH ) 5 - 8,5 0 C 5 - 8 0C 5 - 6 0C 550 - 700 mm 550 - 900 mm více neţ 700 mm 2000 - 2800 5 - 40 %
2000 - 2600 5 - 30 %
pod 2200 0-5%
různorodé půdy od hnědozemí a illimerizovaných půd aţ po glejo-vé půdy
převaţují hnědé půdy, hnědé půdy podzolové a hnědé půdy kyselé
převáţná část půd jsou hnědé půdy oglejené a glejové, svaţité půdy na všech horninách
hlinitopísčité aţ jílovité s různým stupněm skeletovitosti
většinou hlinitopísčité aţ písčitohlinité, s niţším podílem mělkých a silně skeletovitých půd
převáţně písčitohlinité, středně hluboké aţ mělké štěrkovité aţ kamenité
větší neţ 60 %
větší neţ 60 %
obvykle méně neţ 50 %
4,5 - 6,5 % nízká aţ střední
2,5 - 3 % střední aţ vysoká
2,5 - 3 % vysoká aţ velmi vysoká
pěstování konzumních, průmyslo - vých a sadbových brambor, převáţně krmné obilniny, v niţších polohách řepka, ve vyšších len
méně příznivé pro rostli - nou výrobu,vysoké zas - toupení luk a pastvin, oje-dinělé podmínky pro pěs-tování sadbových bram-bor a lnu
převaţuje pěstování obilnin, někte-ré technické plodiny, řepka, pěsto-vání cukrovky i brambor je méně vhodné aţ nevhodné O1 5 56
O2 4-5
O3 3-4
48 - 56 42 - 48
O4
B1
3
5
42
50
B2 4-5
B3 3-4
44 - 50 36 - 44
B4
P1
3
1,5
P2 1- 1,5
36
34
26 - 34
P3 1 26
81 7,7
76 9,7
70 13,8
60 9,3
81 1,9
40,5
80 6,0
74 6,2
66 4,4
48 5,4
18,5
33 3,4
19 1,2
10,0
Převáţně je zastoupena v okresech Český Krumlov, Klatovy, Ústí nad Orlicí, Bruntál, Šumperk a Frýdek-Místek. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 5,4 % . P2 - zahrnuje území převáţně v mírně chladném a chladném klimatu (MCH a CH ), v nadmořské výšce nad 600 m. Terén je zpravidla se střední vertikální a horizontální členitostí (sklonitost aţ do 17 0 ) . Stupeň zornění je kolem 33 % . Převaţují půdy skeletovité, často mělké. Pěstitelské podmínky pro většinu zemědělských plodin jsou podprůměrné aţ nevhodné. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských pozemků v rozmezí 1 aţ 1,50 Kč / m2 . Produkční schopnost půd je v rozmezí 26 aţ 34 bodů. Převáţně jsou zastoupeny v okresech Prachatice, Šumperk a Vsetín. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 3,4 %. P3 - zahrnuje území v mírně chladném a chladném klimatu (MCH a CH ), v nadmořské výšce nad 650 m. Terén je s výraznou členitostí a svaţitostí (často i nad 17
0
sklonitosti ) . Stupeň
zornění je pod 20 % . Převaţují půdy mělké a kamenité. Pěstitelské podmínky s výjimkou nejpříznivějších poloh jsou pro pěstování zemědělských plodin nevhodné. Jsou v ní zastoupena katastrální území s průměrnou úřední cenou zemědělských půd niţší neţ 1,- Kč / m2 . Produkční schopnost půd je niţší neţ 26 bodů. Převáţně je zastoupena v okresech Klatovy, Jablonec nad Nisou, Semily, Trutnov, Bruntál a Vsetín. Na celkové výměře zemědělské půdy ČR se podílí 1,2 %. -------------------Pod pojmem - procento zornění - se rozumí vyjádření podílu orné půdy z půdy zemědělské na určitém území v procentech.
Popis zemědělských výrobních podoblastí, tabulka „Charakteristika zemědělských výrobních oblastí a podoblastí “, jakoţ i tabulka na následující stránce „ Charakteristika klimatických regionů České republiky“ byly v těchto skriptech pouţity ze Situační a výhledové zprávy 1996.
„ Půda“ , vydané Ministerstvem zemědělství ČR v Agrospoji v srpnu
V popisu zemědělských výrobních podoblastí se mimo jiné vychází z charakteristik klimatických regionů České republiky.
Charakteristika klimatických regiónů České republiky
2800 - 3100
průměrná roční teplota ( 0 C ) 9 - 10
průměrný roční úhrn sráţek v mm 500 - 600
2600 - 2800 2600 - 2800
8-9 8-9
500 500 - 600
2500 - 2800
(7)8 - 9
550 - 650(700)
2400 - 2600
7 - 8,5
450 - 550
2200 - 2500
7-8
550 - 650(700)
2500 - 2700
7,5 - 8,5
700 - 900
2200 - 2400
6-7
650 - 750
2000 - 2200
5-6
700 - 800
symbol regiónů
charakteristika regiónů
suma teplot nad 10 0 C
VT
velmi teplý, suchý teplý, suchý teplý, mírně suchý teplý, mírně vlhký mírně teplý, suchý mírně teplý, mírně vlhký mírně teplý (aţ teplý) mírně teplý, vlhký mírně chladný, vlhký chladný, vlhký
T1 T2 T3 MT 1 MT 2 MT 3 MT 4 MCH CH
pod 2000
5
800
V poválečných letech po provedení rozsáhlého průzkumu přírodních podmínek a se zohledněním podmínek ekonomických (byly vzaty v úvahu například příměstské oblasti velkých měst) bylo území tehdejšího Československa rozděleno z hlediska zemědělské výroby do 4 výrobních typů s 12 podtypy (subtypy). Jednotlivé typy byly charakterizovány reliéfem terénu, polohou, nadmořskou výškou, průměrnou roční teplotou vzduchu, průměrným ročním úhrnem sráţek a genetickým půdním typem. Výrobní typy byly pojmenovány podle hlavní okopaniny, která v nich měla nejlepší podmínky pro pěstování. Byly to výrobní typ kukuřičný, řepařský a bramborářský. Kromě těchto tří typů byl vymezen jako čtvrtý typ horský. Kaţdý z těchto výrobních typů byl dělen na podtypy čili subtypy, které byly pojmenovány podle obilnin. V kukuřičném a řepařském výrobním typu byly tyto tři podtypy : podtyp ţitný, ječný a pšeničný. Ve výrobním typu bramborářském kromě tří předchozích subtypů byl navíc podtyp ovesný. O vhodnosti podtypu pro pěstovanou obilninu rozhoduje zejména půdní druh. Ţitný subtyp byl vymezen na půdách lehkých (písčitých a hlinitopísčitých), propustných, mělkých půdách všech druhů, snadno zpracovatelných; ječný
subtyp na půdách středně těţkých (písčitohlinitých a hlinitých) s příznivými fyzikálními vlastnostmi, hlubokých a středně hlubokých, dobře zpracovatelných; pšeničný subtyp na půdách těţkých (jílovitohlinitých a jílovitých), těţko propustných, hlubokých a středně hlubokých, obtíţněji zpracovatelných. Ovesný subtyp se nacházel na půdách silněji vyluhovaných, kamenitých nebo na půdách z jiných důvodů méně vhodných aţ nevhodných a o různých hloubkách . Horský výrobní typ byl dělen na dva subtypy rozlišené hloubkou půdy. Byl to podtyp jednak na mělčích půdách (do 15 cm), jednak na půdách hlubších (do 20 cm). Pro většinu plodin byly dále stanoveny tzv. zony vhodnosti. Ty vyjadřovaly vhodnost území pro pěstování té které plodiny. První zona byla nejvhodnější, druhá vhodná, třetí méně vhodná a čtvrtá nevhodná. Tato kategorizace území na výrobní typy a podtypy se v současné době jiţ prakticky nepouţívá.
5. Úvod do osevních postupů 5.1. Monokultury Monokultury rozlišujeme dvou typů, a to jednak z hlediska prostorového, jednak z hlediska časového. Monokultura (monos, řec. - jeden) z prostorového hlediska znamená, ţe na poli je pěstován chtěně pouze jeden rostlinný druh, např. ozimá pšenice. Kromě tohoto druhu jsou tam ještě rostliny nechtěné, plevele, které v této souvislosti neuvaţujeme. Oproti prostorové monokultuře stojí pojem kultury sdruţené nebo téţ polykultury, směsky, porosty s přísevem či přístřikem, porosty s podsevy. Monokultura z časového hlediska znamená opakované pěstování plodiny spojitě řadu let po sobě na témţe pozemku s celou pěstební technologií. To znamená, ţe u jednoletých plodin je kaţdým rokem tato plodina vysévána (vysazována) a kaţdým rokem je její porost zrušen. Tento celý cyklus se provádí řadu let po sobě opakovaně. Víceleté plodiny jsou na poli pěstovány více let, nejsou ale monokulturami z časového hlediska, neboť jsou vysévány (vysázeny) pouze jednou a aţ po několika letech je jejich porost teprve zrušen. Je tomu tak u víceletých pícnin, kdy např. vojtěška je v jednom roce vyseta do krycí plodiny, pak následují např. její 3 roky vyuţití, a teprve pak v tomto 3.roce je její porost zrušen. Monokulturou by
tato vojtěška mohla vzhledem k definici být, kdyby po její zaorávce byla znovu opět vyseta. To však s ohledem na únavu půdy nelze realizovat. U vytrvalých kultur jako jsou chmelnice, vinice, ovocné sady, plantáţe bobulovin (rybízu, angreštu, malin) se rovněţ nejedná o časové monokultury, neboť výsadba se provede jen jednou a aţ po řadě let se daná kultura ruší. Doba trvání u chmelnic a vinic se počítá na 20 let, ovocných sadů 10 aţ 15 let, plantáţí bobulovin na 8 aţ 10 let. Opakování téţe pěstované kultury, popřípadě rostliny, se děje zpravidla aţ po určitém odstupu let. U jednoletých plodin se rovněţ pouţívá pojmu monokultura (z časového hlediska) pro monokulturu jednoho druhu a pro monokulturu skupiny plodin, např. obilovin. Poněvadţ v polních osevních postupech bývá obilovin mnohdy více neţ 50 %, nutně v těchto případech musí následovat obilnina po obilnině. V této spojitosti pak se pouţívá termínu monokultura obilovin, přičemţ tyto obiloviny mohou být různých druhů. Podle doby trvání monokultur jednoletých plodin rozdělujeme monokultury na krátkodobé (3 aţ 5 let) a na dlouhodobé (více neţ 5 let). V dalším textu většinou pod termínem monokultura budeme rozumět monokulturu z hlediska časového. 5.1.1. Význam monokultur Jedním z hlavních důvodů pouţití monokultur v podnicích zemědělské prvovýroby je moţnost úzké specializace na menší počet plodin, v cizině i na plodinu jednu .To umoţňuje vyuţívat draţší vysoce výkonnou moderní techniku, jejíţ sortiment díky malému počtu pěstovaných plodin můţe být úspornější a vyuţití této techniky vyšší. Tím je dosahováno vysoké produktivity práce a niţších výrobních nákladů. Menší počet pěstovaných plodin umoţňuje zemědělci soustředit se zejména na ně a získat tak hlubší zkušenosti s jejich pěstováním. Jedním z důvodů monokulturního pěstování rostlinných druhů můţe být rovněţ zájem o vyšší koncentraci těchto rostlin v příhodných stanovištních podmínkách. Je to významné zejména u těch rostlinných druhů, u nichţ nároky na stanoviště převládají nad nároky na vhodnou předplodinu. V zahraničí je opakované pěstování plodin vyuţíváno zejména u rýţe, bavlníku a tabáku. U nás se opakované pěstování vyuţívá zejména u kukuřice na siláţ. Monokulturní pěstování této plodiny má zejména svůj význam v pícninářských osevních postupech, kdy tato plodina je soustředěna kolem center ţivočišné výroby. To má za následek sníţení dopravních nákladů na převoz velkého mnoţství sklízené biomasy. Monokulturní pěstování a zúţení sortimentu pěstovaných plodin v podniku je v podstatě jevem jdoucím proti duchu přírody, proti poţadavkům druhové diverzity. Z toho důvodu musí
člověk v takových případech vkládat do tohoto způsobu pěstování více energie, ať jiţ ve formě hnojiv nebo prostředků na ochranu rostlin proti chorobám, škůdcům či plevelům. To následně můţe vést k větší zátěţi přírody z ekologického hlediska. 5.1.2. Vliv monokultur na výnosy O tomto vlivu nás informují tzv. „věčné“ nebo také „stoleté“ stacionární pokusy. Nejznámější a nejstarší takový pokus na světě byl zaloţen v roce 1843 v anglické výzkumné stanici Rothamsted (Harpenden, Herts) severně od Londýna, a to s monokulturou ozimé pšenice a jarního ječmene. Druhým nejstarším pracovištěm s „věčnou“ pšenicí je vysoká škola zemědělská v Grignonu jiţně od Paříţe. Dalším místem těchto pokusů je univerzita Martina Luthera v Halle, kde je „věčné“ ţito pěstováno monokulturně od roku 1878. V Rusku je nejstarším „věčným“ pokusem pokus s monokulturně pěstovaným ţitem, ovsem, lnem, jetelem, brambory a úhorem na Timirjazevově akademii v Moskvě, zaloţeným v roce 1912. Z dalších známých pokusů je moţno uvést „věčnou“ kukuřici ve městě Ames ve státě Iowa v USA. U nás bylo sledováno rovněţ několik monokultur ozimé pšenice a jarního ječmene, které však nepřesáhly dobu 20-ti let. Výsledky těchto pokusů ukazují, ţe u monokulturně pěstovaných a nehnojených plodin dochází zpravidla k prudkému poklesu výnosů. Tento nízký výnos se v dalších letech stabilizuje. Organické hnojení tento pokles výnosů zmírňuje, u mála plodin dochází dokonce ke zvýšení výnosů. U monokulturně pěstované kukuřice se vyskytují ale ve větším rozsahu z čeledi trav tzv. prosovité plevele - béry (rod Setaria) a jeţatka kuří noha (Echinochloa crus-galli). Na nejlepších stanovištích snáší po kratší dobu opakované pěstování i ječmen jarní, na lehkých půdách ţito. Většinou však plodiny reagují na opakované pěstování, a to i při vysoké úrovni hnojení a agrotechniky, niţšími výnosy a vyšším výskytem chorob a škůdců. Opakované pěstování nesnášejí zejména cukrovka, len, košťálová zelenina, z čeledi bobovitých jetel, hrachy, vojtěška, vikve. Na opakované pěstování po sobě jsou velmi citlivé meruňky, broskvoně, ale i třešně a jabloně. Pěstování monokultur (z časového hlediska) se u nás pouţívá celkem výjimečně, neboť dochází většinou ke sniţování půdní úrodnosti, obsahu humusu v půdě, ke sniţování výnosů a zvyšování výrobních nákladů. V našich podmínkách se někdy pěstuje jako kratší monokultura pouze kukuřice.
5.2. Důvody střídání plodin Plodiny byly střídány na polích jiţ ve starověku. Střídání plodin pak prostupuje v podstatě všemi epochami aţ do současnosti. Zavedením pěstování nových plodin - jetele a
organicky hnojených okopanin, jejich střídání s obilninami, vedlo v první polovině 19.stol. aţ k dvojnásobnému zvýšení výnosů obilovin bez jakýchkoli dalších nákladů. Občas se objevují názory, ţe osevní postupy nejsou důleţité a ţe v podstatě jsou věcí jiţ překonanou. Je nutno konstatovat, ţe člověk díky pokroku ve znalostech, technice apod. se stává méně závislým na přírodě. Svoji menší závislost si ovšem vykupuje za cenu většího objemu vstupů, které v našem případě musí do pěstování plodin vloţit (hnojiva, intenzivní obdělávání, ochrana proti chorobám, škůdcům, plevelům). Tímto způsobem se ale člověk podílí téţ na ekologickém zatěţování přírody. Pěstování plodin je nutno provádět v souladu s přírodou, a správně sestavené osevní postupy z přírodních podmínek právě vycházejí. Pouţití osevních postupů je v podstatě organisační opatření v rámci rostlinné výroby podniku, které si neklade ţádné finanční poţadavky, je tedy zadarmo a znamená tolik, co technologický způsob výroby v podniku průmyslovém. Z hlediska poţadavků na kaţdoroční stabilitu ekonomických výsledků rostlinné výroby i z hlediska poţadavků na diverzitu rostlin se dnes doporučuje pěstovat v kaţdém podniku nejméně 4 aţ 5 plodin. Uţší specializace nese s sebou jiţ určité riziko, avšak znamená lepší vyuţití strojů, nářadí apod. Ke zvýšení diverzity - pestrosti osevních postupů - přispějí i v současné době zaváděné tzv. energetické a průmyslové rostliny, jejichţ umístění v osevních postupech je třeba zohlednit. Je nanejvýš účelné se moţnosti vyuţití vhodných osevních postupů nevzdávat. Důvodem pro střídání plodin je nevyčerpávat jednostranně jejich prostředí opakovaným pěstováním jedné a téţe plodiny. Z toho plyne, ţe v osevním postupu bychom po sobě měli řadit plodiny, které se pokud moţno co nejvíce ve svých nárocích na stanoviště liší. Tyto nároky se projevují zejména v následujících bodech : 5.2.1. vztah plodin k vodě Plodiny se liší svými nároky na vodu. Vysoké poţadavky má zejména vojtěška i ostatní jeteloviny, ale i cukrovka, husté porosty směsek, zejména se slunečnicí. Dostatek vláhy rozhoduje vůbec o reálnosti pěstování letních meziplodin. 5.2.2. vztah plodin k ţivinám Plodiny na jedné straně z půdy odčerpávají ţiviny, na druhé straně zanechávají na poli posklizňové zbytky. Po jejich mineralizaci jsou tímto procesem uvolněné ţiviny k dispozici dalším plodinám. Jednotlivé druhy rostlin se vzájemně mezi sebou liší svojí resorpční
schopností, tj. schopností osvojovat si ţiviny poutané v půdě v různě pevných vazbách. Např. vojtěška má schopnost osvojovat si fosfor (P) z pevnějších vazeb. Na kořenech rostlin z čeledi bobovitých (Fabaceae) ţijí v symbióze nitrogenní bakterie rodu Rhizobium, které mají schopnost poutat vzdušný dusík. Hlízkové bakterie získávají od rostliny cukry (glycidy), organické kyseliny jako zdroj ţivin a energii potřebnou ke svému ţivotu a k poutání a zpracování vzdušného dusíku. Rostlina naopak odebírá bakteriemi vyrobené dusíkaté látky. 5.2.3. vliv plodin na strukturu půdy Kaţdá z pěstovaných plodin má tendenci zlepšovat strukturu půdy, ne kaţdá má však moţnost tuto schopnost realizovat. Rostliny působí na půdu jednak přímo, jednak nepřímo. a) přímý (aktivní) vliv rostlin na tvorbu půdní struktury spočívá v mechanickém působení rostoucích kořenů na půdní zrna. Zrna jsou vyvolávaným tlakem k sobě přibliţována, biologicky kořenovým vlášením k sobě „sešívána“ a biochemicky kořenovými výměsky „slepována“. Toto mechanické a biologické působení se projevuje na tvarování půdních agregátů, kořenové výměsky a působení mikroorganizmů se odráţí ve stabilizaci půdních agregátů v návaznosti na chemický vliv koloidních humínových látek a jílových minerálů. Humínové kyseliny nasycené dvojmocným vápníkem a hořčíkem vytváří humát vápenatý a hořečnatý. Tyto sloučeniny se podílejí na vodostálosti půdní struktury, tj. odolnosti půdy vůči rozplavování půdních drobtů. Dvojmocné kationty chrání půdní koloidy před peptizací, způsobují naopak jejich koagulaci. b) nepřímý vliv plodin na půdní strukturu spočívá v ochraně povrchu půdy (půdního garé, zralosti) nadzemní biomasou (porostem) před mechanickým účinkem prudkých dešťů a před vysycháním. To znamená, ţe porost svojí nadzemní hmotou omezuje neproduktivní výpar (evaporaci). Na rozrušování půdní struktury se nepřímo podílejí i různé plodiny tím, ţe kaţdá z nich je během vegetace ošetřována jinými stroji a v odlišné intenzitě. Pouţívání těţkých strojů a četné jejich přejezdy po poli vedou k rozrušování půdní struktury. 5.2.4. vliv plodin na hloubku prokořenění půdy Z tohoto hlediska rozlišujeme plodiny mělkokořenící, kořenící středně hluboko a hlubokokořenící. Hlavní masa kořenů obilnin se nachází v půdě do hloubky 30 cm, proto tyto plodiny patří k rostlinám mělkokořenícím. Některé kořeny obilnin však pronikají do větších hloubek. Hlavní kořenová hmota brambor je rozloţena do hloubky 30 aţ 40 cm. Kořeny však
ojediněle pronikají i hlouběji. Hlavní kůlový kořen konopí dosahuje hloubky 1,5 aţ 2 m i více, kůlový kořen hrachu aţ 1 m. K plodinám hlubokokořenícím patří zejména víceleté pícniny, kdy např. vojtěška koncem 1. roku jiţ koření do hloubky 0.5-1 m, na konci 2. roku 1.5-2 m, 3. roku aţ 2-4 m, koncem 4. roku 3-4 m. Středně hluboko koření seradela, vikev, hrách, čočka, soja, nejmělčeji fazol. Hloubka kořenového systému je kromě genetického základu rostliny ovlivněna půdní úrodností, druhem a hloubkou půdy, stupněm jejího utuţení, půdní vlhkostí a teplotou, výškou hladiny podzemní vody. Podle hloubky hlavní masy kořenů jednotlivých plodin se volí pro stanovení závlahových dávek účinná hloubka provlaţení. U obilnin, cukrovky, krmné řepy je to 60-80 cm, u raných brambor 40-60 cm, u ostatních brambor 60-80 cm, u zeleniny 20-50 cm, u sadů 70 cm a více, vinic 60-80 cm. V osevních postupech se snaţíme prostřídat po sobě plodiny mělkokořenící s plodinami hlubokokořenícími. 5.2.5. vztah plodin k plevelům Podle Klečky je moţno rozdělit polní plodiny podle hustoty porostu do 3 skupin, a to : a) plodiny vytvářející hustě zapojené porosty s ranou sklizní Do této skupiny patří vojtěška, jetele, jetelotravní směsky, víceleté trávy na hmotu, luskovinoobilné směsky, obilniny pěstované na zelenou hmotu (např. oves na zeleno) b) plodiny vytvářející střední zápoj Jsou to například obilniny pěstované na zrno. Ty umoţňují částečné vysemenění plevelů ještě před nebo po sklizni. Jedná se zejména o plevele z čeledi lipnicovitých pýr plazivý, oves hluchý, chundelka metlice c) plodiny vytvářející řídký zápoj Do této skupiny náleţí zejména okopaniny a částečně luskoviny, neboť ty zapojují porosty většinou později. V takových porostech mají plevele dostatek prostoru pro svůj růst a vývoj. S některými skupinami plodin jsou svázány ve větší míře specifické plevele. Jsou to například v ozimých plodinách (obiloviny, olejniny) jednoleté ozimé plevele (chundelka metlice, svízel přítula, heřmánkovec přímořský, mák vlčí aj.), v plodinách vysévaných časně na jaře jednoleté časné jarní plevele (hořčice rolní, ředkev ohnice, pohanka svlačcovitá, konopice polní, oves hluchý), v pozdnějších jarních plodinách (okopaniny, zeleniny) plevele jednoleté pozdní jarní (merlík bílý, jeţatka kuří noha, rdesno blešník, pěťoury aj.). V porostech víceletých pícnin se často vyskytují plevele vytrvalé, rozmnoţující se převáţně
generativně (smetanka lékařská, šťovíky, kostival lékařský, jitrocele aj.) a plevele vytrvalé, rozmnoţující se převáţně vegetativně (pýr plazivý, podběl obecný, svlačec rolní, pcháč oset aj.). Posledně jmenovaná skupina plevelů se můţe vyskytovat i u jednoletých plodin. Z uvedeného je zřejmé, ţe střídání různých skupin plodin v osevním postupu po sobě povede k tlumení rozvoje výše uvedených skupin plevelů, pěstování stejných plodin po sobě bude mít za následek rozvoj odpovídajících skupin plevelů. 5.2.6. vztah plodin k rozvoji specifických chorob a škůdců Opakované, ale i časté zařazování téţe plodiny v osevním postupu podporuje rozvoj specifických chorob a škůdců. K rozvoji těchto škodlivých činitelů často stačí opakované či častější pěstování plodin i ze stejné botanické čeledi. Tak např. vyšší procento zastoupení obilnin ve struktuře pěstovaných plodin vede k rozvoji chorob pat stébel. Pod tímto označením se rozumí onemocnění podzemních a z části nadzemních úseků stébla obilnin a ostatních trav. Toto onemocnění vyvolává celá řada patogenů, jako jsou: z nedokonalých hub Cercosporella
herpotrichoides,
vyvolávající
pravý
stéblolam,
z
vřeckatých
hub
Gaeumannomyces graminis (synonymum Ophiobolus graminis) způsobující černání pat stébel, označované jako nepravý stéblolam. Dalšími původci chorob pat stébel jsou Fusarium culmorum, Rhizoctonia solani, Colletotrichum graminicola aj. U rostlin z čeledi brukvovitých je důleţitá choroba nádorovitost brukvovitých, kterou způsobuje houba Plasmodiophora brassicae. Vytváří na kořenovém systému řepky ozimé, košťálové zeleniny i plevelů téţe čeledi nádorky. Tyto nádorky je moţné snadno zaměnit s hálkami vytvořenými larvami brouka krytonosce zelného. Na zamořených pozemcích sporami houby nelze pěstovat brukvovité po dobu 6-ti let. Současně je důleţité ničit plevele z této čeledi. Při častém pěstování cukrovky se zvyšuje nebezpečí rozšíření houby kořenomorky fialové (Helicobasidium purpureum (imperfektní stadium Rhizoctonia violacea), která kromě škod na cukrovce škodí i na vojtěšce a ostatních jetelovinách, bramborech a mnoha dalších plodinách. Polyfágní houba Rhizoctonia solani způsobuje suchou hnilobu řepy. Tato houba napadá více neţ 200 druhů hostitelských rostlin. Jedinou ochranou je správné střídání plodin a ničení hostitelských rostlin a plevelů. Rovněţ proti dalším chorobám, jako je např. cerkosporióza řepy, působená houbou Cercospora beticola, antraknóza lnu, způsobovaná houbou Colletotrichum linicola, fuzarióza lnu, jejímţ původcem je houba Fusarium oxysporum, bakteriální
vadnutí
vojtěšky,
způsobované
bakterií
Corynebacterium
insidiosum,
verticiliové vadnutí vojtěšky (verticilióza) vyvolávané houbou Verticillium albo-atrum, je
důleţité z preventivních opatření dodrţovat vhodný osevní postup a dostatečný časový odstup v dalším pěstování. Ze ţivočišných škůdců jsou důleţití zejména ti, kteří mají omezený pohyb a jejichţ vývoj je vázán na půdu. Mezi takové patří např. háďátka, v ţivočišném systému řazená do kmene hlístů, oblovců (Nemathelminthes), třídy hlístice (Nematoda), řádu háďátka (Tylenchata). Jejich tělo je protáhle nitkovité, dlouhé 0,5 aţ 1,5 mm. Mezi háďátka patří druhy fytofágní, druhy saprofytické a druhy parazitické. Z ekologického hlediska se dělí fytofágní háďátka na háďátka poškozující kořeny rostlin a na háďátka parazitující převáţně na nadzemních částech rostlin. Do kořenových háďátek patří nepohyblivá cystotvorná háďátka (rody Heterodera a Globodera), nepohyblivá hálkotvorná háďátka (rod Meloidogyne) a pohyblivá (volně ţijící) háďátka z čeledí Tylenchidae a Pratylenchidae. Převáţně na nadzemních částech rostlin parazitují háďátka osní, listová a květní. Z cystotvorných háďátek je především pro zemědělství významné háďátko řepné (Heterodera schachtii), háďátko bramborové (Globodera rostochiensis), háďátko ovesné (Heterodera avenae) a háďátko chmelové (Heterodera humuli). Pro háďátko řepné je hostitelskou rostlinou zejména cukrovka, ale i ostatní merlíkovité rostliny včetně některých rostlin z čeledi brukvovitých. Mezi rostliny tomuto háďátku nepřátelské, t.j. rostliny omezující vývoj tohoto háďátka, patří např. čekanka. Její kořenové výměsky vylákají larvy háďátka z cyst. Larvy pak díky nedostatku pro ně vhodné potravy hynou. Podobně jako čekanka se takto chovají odrůdy ředkve olejné, jako je „Pegletta“ nebo „Ultimo“. Ty je vhodné pouţívat jako strniskové meziplodiny, např. pěstované před cukrovkou. Nepřátelským vlivem na larvy se projevují i jiné rostliny, jako je jetel, vojtěška, vikev, cibule, ţito a kukuřice. Na ostatní plodiny, nevykazující ţádný vztah vůči háďátkům, se z hlediska působení na jejich larvy nahlíţí jako na rostliny indiferentní. K háďátkům osním patří polyfágní druhy háďátko zhoubné (Ditylenchus dipsaci) a háďátko ničivé (Ditylen. destructor), k háďátkům listovým háďátko obilné (Aphelenchus avenae) a háďátko jahodníkové (Aphelenchoides fragariae). Mezi háďátka květní patří např. háďátko pšeničné (Anguina tritici). Významným škůdcem brambor jsou háďátko bramborové a háďátko ničivé. Široce polyfágní volně ţijící háďátko zhoubné, vytvářející řadu biologických ras, škodí na obilninách, na bobovitých plodinách, na cibulovinách, rovněţ u brambor a cukrovky. Cystotvorné háďátko chmelové (Heterodera humuli) škodí na chmelu. Důleţitým opatřením v boji proti háďátkům je zde vhodné střídání plodin s jejich dostatečným odstupem, minimálně čtyř aţ pětiletým.
5.2.7. vztah plodin ke hnojení statkovými hnojivy Nejnáročnějšími plodinami na hnojení kvalitním chlévským hnojem (tzv. animální hnojení) jsou okopaniny (cukrovka, krmná řepa, brambory, kukuřice na siláţ i na zrno). Chlévským hnojem se někdy.hnojí olejniny, zejména řepka, z jednoletých krmných plodin krmná kapusta. Je rovněţ moţno animálně hnojit ozimé a jarní luskovinoobilní směsky, na chudších půdách při dostatku hnoje i některé obilniny. Z luskovin je moţno hnojit animálně bob. Přímé hnojení hnojem se provádí rovněţ u košťálové zeleniny (květák, zelí, kedlubny, kapusta) a u plodové zeleniny (rajčata, okurky, papriky, lilek, tykve, melouny). Animální hnojení je nutné rovněţ provádět u vytrvalých plodin, jako je chmel a vinná réva. Plodiny, k nimţ se přímo animálně hnojí, se nazývají plodinami první trati. Tyto rostliny v závislosti na průběhu počasí a půdním druhu vyuţijí z hnoje zpravidla 30 aţ 60 % ţivin. Zbytek zůstává v půdě v tzv. staré půdní síle. O plodinách pěstovaných po plodinách první trati se mluví jako o plodinách druhé trati, dalším následujícím se říká plodiny třetí trati. Poněvadţ v osevních postupech se má hnojit alespoň jednou za 3 aţ 4 roky, je při bilancování ţivin v půdě často vyuţití ţivin z jednoho animálního hnojení rozpočítáváno na 4 roky schematicky 40 %, 30 %, 20 % a 10%, na 3 roky 60 %, 30 % a 10 % . Kejda skotu je vhodným hnojivem zejména pro okopaniny, jednoleté pícniny (kukuřice na siláţ či na zeleno) a travní porosty. Při aplikaci kejdy je nutné ale dbát na ochranu ţivotního prostředí. Zeleným hnojením se rozumí takový způsob organického hnojení, při kterém se organická hmota do půdy dodává zaoráním porostu plodiny. Tento způsob hnojení dobře vyuţívají brambory, ale i cukrovka, krmná řepa a kukuřice.
5.2.8. vztah plodin a posklizňových zbytků Posklizňové zbytky jsou důleţitým zdrojem organické hmoty v půdě. Jsou tvořeny podzemní a nadzemní fytomasou rostlin, zbylou po sklizni rostlin na poli. Produkce posklizňových zbytků se liší v mnoţství vyprodukované biomasy, v kvalitě, rychlosti rozkladu a ve specifickém působení. Poněvadţ různé plodiny produkují odlišná mnoţství i kvalitu posklizňových zbytků, je třeba zajistit rovnoměrný přísun organické hmoty do půdy střídáním těchto plodin. Plodinami s vysokou produkcí posklizňových zbytků jsou víceleté
pícniny, se střední obilniny, luskoviny, řepka a luskovinoobilní směsky, s malou produkcí okopaniny. Podle Kvěcha zanechávají plodiny následující mnoţství zbytků v suché hmotě : vojtěška *
8 aţ 9 t / ha
cukrovka, brambory
1 t / ha
jetel luční
5 aţ 6 t / ha
řepka oz., hořčice
2 t / ha
svazenka
2 t / ha
oz. pšenice, ţito
3 t / ha
ječmen j., oz., oves
2,5 t / ha
jetel plazivý, jílek
3,5 aţ 4 t / ha
* po 2 uţitkových letech Kvalita posklizňových zbytků je dána poměrem prvků uhlíku a dusíku, obsaţených ve fytomase těchto zbytků. Příznivý poměr je 15:1 aţ 23:1 (obvykle po jetelovinách a luskovinách), u ostatních plodin je tento poměr širší a hraniční je 30:1. U zaorávané slámy nebo slamnatého hnoje můţe tento poměr činit 80:1 aţ 100:1. V těchto případech dochází k tzv. dusíkové depresi, kdy dusík uvolněný při rozkladu této biomasy nestačí na tvorbu těl mnoţících se mikrobů a ti jej odnímají z okolní půdy. Následkem toho pak chybí pěstovaným plodinám. Rychlost rozkladu posklizňových zbytků závisí jednak na jejich chemickém sloţení, jednak na aktivitě a mnoţství přítomných mikroorganismů. Specifický vliv posklizňových zbytků spočívá jednak ve tvorbě inhibičních látek vznikajících rozkladem těchto zbytků, jednak vede ke vzniku tzv. fytosanitárního účinku. K tvorbě inhibičních látek dochází např. při rozkladu zbytků jarního ječmene. I proto je snaha v obilním sledu dávat dříve pšenici ozimou a po ní teprve ječmen jarní, ne naopak. Inhibiční vliv se zmírňuje aerací (provzdušněním) půdy. Tím se podpoří rozvoj aerobních mikroorganismů, které tyto inhibiční látky dokáţí rozloţit. Rozkladem řepkoviny dochází naopak ke tvorbě látek, působících fytosanitárně. Tento vliv mají sláma řepky, hořčice i sláma ostatních brukvovitých rostlin pěstovaných jako strniskové meziplodiny. 5.2.9. vztah k délce meziporostního období Meziporostní období je období od sklizně hlavní plodiny do zasetí následující hlavní plodiny na témţe honu. Meziporostní období jsou dvou typů. U prvního typu toto období probíhá v jednom kalendářním roce. Meziporostní období druhého typu, jeho první část, začíná po sklizni hlavní plodiny v létě a probíhá aţ do konce vegetačního období, čili do nástupu vegetačního klidu téhoţ kalendářního roku. Druhá část meziporostního období 2. typu má počátek na začátku vegetačního období následujícího kalendářního roku a trvá do
zasetí (vysázení) následující hlavní plodiny. V meziporostním období se provádí zpracování půdy, hnojení statkovými a průmyslovými hnojivy, vápnění, hubení polních plevelů (např. pýru plazivého). Vyuţívá se rovněţ k pěstování meziplodin ozimých, letních i podsevových. Za konec meziporostního období prvního typu nebo první části období 2.typu se povaţuje datum, ke kterému poklesne průměrná denní teplota vzduchu trvale pod 8 oC. Délka meziporostního období se oproti dřívějším dobám zkracuje, neboť vegetační doby současně pěstovaných výkonných odrůd plodin se prodluţují. To má za následek omezování pěstování zejména strniskových meziplodin, neboť ty pak nemají k disposici dostatečný počet vegetačních dnů pro svůj růst. Správné střídání plodin má vytvářet dostatečně dlouhá meziporostní období pro moţnost jejich účelného vyuţití a omezovat tvorbu pracovních špiček. Rovněţ má umoţnit včasné plnění agrotechnických lhůt, coţ je jednou ze sloţek dodrţování tzv. technologické kázně. 5.2.10. plodiny a únava půdy Podle charakteru a příčin vzniku je moţno půdní únavu rozdělit na únavu všeobecnou (tzv. vyčerpanost) a únavu pravou (klasickou nebo akutní). Všeobecná únava není vázána speciálně na konkrétní plodiny, ale můţe se projevit na některých polích podniku obecně. Půda je „unavená“ pro pěstování jakékoliv plodiny. V podstatě se jedná v tomto případě o všeobecnou vyčerpanost půdy. Správnou agrotechnikou, hnojením a ochranou porostů před chorobami, škůdci, plevely je moţné tuto únavu odstranit. Je-li půda jakoby „unavená“ pro opakované nebo i jen časté pěstování jednoho konkrétního rostlinného druhu, popřípadě botanicky příbuzné plodiny, ne však pro plodiny jiné, jedná se o půdní únavu pravou. Pravou únavu zlepšenou agrotechnikou, hnojením a ochranou rostlin před škodlivými činiteli odstranit nelze. Půdní únava je jev komplexního charakteru. Vznik půdní ůnavy je vysvětlován celou řadou příčin, a to : 1) nedostatek některé z hlavních ţivin (např. hořčíku Mg) 2) nedostatek některého z mikroelementů (relativně častá příčina) 3) zhoršení fyzikálního stavu půdy, zejména půdní struktury a zhutnění půdy 4) porušení biologické rovnováhy v půdě, zvláště mezi různými typy mikroorganismů 5) rozšíření patogenních mikroorganismů 6) rozšíření specifických škůdců, zejména háďátek
7) dočasná intoxikace („otrávení“) půdy kořenovými výměšky čili exsudáty vylučovanými kořeny, meziprodukty rozkladu
posklizňových zbytků nebo produkty
metabolismu
mikroorganismů nacházejících se v půdě. Všeobecná půdní únava je vyvolávána v podstatě prvními třemi výše uváděnými příčinami. Zlepšenou agrotechnikou a hnojením je moţno jejich negativní vliv napravit. První dvě příčiny lze odstranit minerálním hnojením velmi rychle. Ostatní příčiny vyvolávají půdní únavu pravou. Tu výše uvedenými zákroky odstranit nelze, zde zbývá řešení pouze v dodrţování časového odstupu v opakovaném pěstování plodiny jednoho druhu, popřípadě opakovaném pěstování plodin patřícím do jedné čeledi. Velmi tolerantní na opakované nebo časté pěstování na témţe pozemku je kukuřice, bavlník a zavlaţovaná rýţe, v některých podmínkách i tabák. Středně tolerantní na úrodných půdách je jarní ječmen, na lehkých půdách ozimé ţito, luskovinoobilné pícní směsky a obilniny pěstované na hmotu. K plodinám nesnášejícím opakované pěstování téţe plodiny po sobě patří len, který vyţaduje minimálně šestiletý odstup, jetel luční alespoň pětiletý, hrách a vikve na zrno čtyřletý, vojtěška i cukrovka čtyřletý, konzumní a průmyslové brambory čtyřletý, sadbové brambory pětiletý, rané brambory tříletý. Vznik půdní únavy je moţno souhrnně vysvětlit v podstatě třemi teoriemi : teorie nedostatková vysvětluje vznik půdní únavy nedostatkem něčeho, nejčastěji ţivin, popřípadě příznivých půdních vlastností teorie toxinová vysvětluje vznik pravé půdní únavy pomocí toxického působení produktů rozkladu organické hmoty v půdě a pomocí inhibičních látek, vznikajících v půdě metabolickou činností mikroorganismů. Zpracováním půdy a animálním hnojením je moţné proces odbourávání těchto látek v půdě urychlit. Předpoklad otrávení půdy kořenovými výměšky rostlin se v odborných kruzích postupně opouští. teorie organismová vysvětluje vznik pravé únavy porušením rovnováhy organismů v půdě, zejména rovnováhy mikrobiální a přemnoţením původců chorob a škůdců ( tj. patogenů). Tato teorie vzniku pravé půdní únavy se v současnosti povaţuje za nejlépe vystihující podstatu tohoto jevu. 5.3. Zařazení polních plodin do osevních postupů Polní plodiny jsou do osevních postupů zařazovány podle jejich nároků na stanoviště a na vhodnou předplodinu.
5.3.1. Obilniny zaujímají v polních osevních postupech svojí osevní plochou většinou 50 %, ale i více. Jsou řazeny k plodinám zhoršujícím, neboť odebírají z půdy značné mnoţství pohotových ţivin, zanechávají po sobě střední mnoţství méně kvalitních posklizňových zbytků, umoţňují větší zaplevelení (z lipnicovitých např. pýrem plazivým, ovsem hluchým, metlicí chundelkou, z dvouděloţných zejména pcháčem, svízelem, rmeny, heřmánkovcem aj.). Organicky se zpravidla nehnojí. Pšenice ozimá je u nás z obilnin nejdůleţitější plodinou a její zastoupení na orné půdě dosahuje na nejlepších půdách aţ 35 % i více. Na dobrou předplodinu je z našich obilnin nejnáročnější. V osevních postupech je řazena zpravidla na nejlepší místa. Přichází proto v úvahu ve vláhově dobrých podmínkách po vojtěšce, dále po jeteli, včas sklizených okopaninách, luskovinách, po kukuřici na siláţ, řepce, máku, hořčici, některých zeleninách. Je účelné, aby následovala po včas sklizených animálně hnojených okopaninách. Jako krycí plodina pro setí podsevů není vhodná. Pšenice jarní má rovněţ nejlepší předplodiny v animálně hnojených plodinách. Lépe toleruje obilnou předplodinu neţ pšenice ozimá a hůře neţ ječmen jarní. Jako krycí plodina pro podsevy jetelovin je vhodná. O výnosu jarní pšenice rozhoduje především brzský termín setí. Ječmen jarní má výborné předplodiny v animálně hnojených okopaninách, sladovnický ječmen zejména v cukrovce, případně i kukuřici na zrno i na siláţ. Můţe rovněţ následovat po obilnině, například po pšenici za předpokladu úpravy dávek minerálních hnojiv. Čím jsou stanovištní podmínky horší, tím více jarní ječmen reaguje na
hodnotu přeplodiny.
Sladovnický ječmen nelze pěstovat po plodinách obohacujících půdu dusíkem, proto jej není moţno dávat po jetelovinách ani po luskovinách. Vyšší obsah dusíku v půdě má za následek vyšší obsah dusíkatých látek v zrnu, z čehoţ vyplývá jeho niţší sladovnická hodnota. Nejvyšší hranicí pro obsah veškerých dusíkatých látek v zrnu je pro sladovnický ječmen 11 %. Tato obilnina je téţ pouţívána jako vhodná krycí plodina pro podsevy jetelovin. Ječmen ozimý je méně náročný na předplodinu, proto je často řazen po obilnině (pšenici) a můţe se k němu na méně úrodných půdách hnojit chlévským hnojem. Jeho sklizní většinou začínají obilní ţně. Raná sklizeň této obiloviny umoţňuje včasnou přípravu půdy a setí ozimé řepky nebo letní meziplodiny s delší dobou růstu. Ozimý ječmen je moţno téţ v chladnějších oblastech pouţít jako krycí plodinu pro zakládání porostů jetelovin.
Ţito ozimé je často pěstováno ve středních a vyšších polohách na méně úrodných půdách, v níţinách na půdách písčitých. Vhodnou předplodinou jsou téţ polorané brambory, při lepších stanovištních podmínkách můţe následovat po obilnině při současném uplatnění kompensačních opatření. Ţito je téţ výbornou předplodinou pro len. Oves byl dříve povaţován za doběrnou plodinu. Většinou je i ve vyšších polohách zařazován po obilninách, i kdyţ po dobré předplodině dává vysoké výnosy. Je odolný proti chorobám pat stébel obilnin. Při vyšším zastoupení obilnin ve struktuře pěstovaných plodin se uplatňuje jeho fytosanitární význam. Po lepších předplodinách by měl být pěstován především pro potravinářské účely zvláště nahý oves.. Jeho zrno je důleţité pro svůj obsah vitamínu E. Oves je rovněţ pouţíván jako krycí plodina podsevů jetelovin. 5.3.2. Luskoviny jsou v osevních postupech řazeny k plodinám zlepšujícím. Díky nitrogenním bakteriím rodu Rhizobium, které s rostlinami čeledi bobovitých ţijí v symbioze, obohacují půdu dusíkem. Luskoviny mají rovněţ vyšší schopnost osvojovat si ţiviny z pevnějších půdních vazeb, coţ se týká zejména fosforu (P). Rovněţ se podílejí na zlepšování půdní struktury. Svojí nadzemní biomasou chrání půdu před nadměrným vysycháním, před mechanickým účinkem prudkých dešťů a vytvářejí tzv. stínovou zralost půdy (půdní garé). Posklizňové zbytky luskovin mají příznivý poměr C:N, čímţ pozitivně ovlivňují výnosy ozimých obilovin. Nadzemní hmota luskovin se zpočátku vyvíjí pomalu, z čehoţ vyplývá jejich citlivost na zaplevelení. Hrách má nejlepší předplodiny v animálně hnojených a nezaplevelených okopaninách. Tyto sledy se vyuţívají převáţně na územích s horšími stanovištními podmínkami, zejména v bramborářské výrobní oblasti a u mnoţitelských porostů. V dobrých podmínkách řepařské výrobní oblasti je zařazován většinou po obilninách. Po sobě by hrách měl následovat nejdříve po čtyřech letech. Odrůdy intermediárních hrachů pěstovaných v širších řádcích jsou i vhodnými krycími plodinami pro podsevy jetelovin. Bob snáší přímé animální hnojení. Hnůj je však potřebnější pouţít k jiným plodinám. Na předplodinu je nenáročný, můţe se pěstovat po jakékoli předplodině kromě luskovin. Sám po sobě je nesnášenlivý, vyţaduje tříletý odstup. Nejlepší výnosy poskytuje po animálně hnojených okopaninách, čehoţ se vyuţívá zejména u mnoţitelských porostů. V osevním postupu následuje nejčastěji po obilninách. Bob, pěstovaný zejména na zeleno, je vhodnou krycí plodinou pro podsevy jetelovin. 5.3.3. Okopaniny
organicky hnojené (hnojem, kejdou, zeleným hnojením, slámou, kompostem) a ošetřované jsou řazeny mezi plodiny zlepšující. V klasické agrotechnice díky prováděné mechanické kultivaci intenzivně půdu odplevelovaly. V současné době tento účinek okopanin závisí na míře pouţití herbicidů. Cukrovka patří k plodinám hlouběji kořenícím, proto se k ní provádí hluboká orba. V osevním postupu následuje většinou po obilninách, sama je vhodnou předplodinou pro jařiny, zvláště sladovnický ječmen. Pro cukrovku je vojtěška předplodinou nevhodnou. Vojtěška odčerpává z půdy hodně vláhy; po zrušení jejího porostu zůstává v půdě velké mnoţství tíţeji rozloţitelných kořenů, coţ znemoţňuje provést pečlivou přípravu půdy a přesné setí osiva cukrovky. Cukrovka a vojtěška mají téţ některé patogeny společné (např. houbu kořenomorku fialovou). Poněvadţ většina našich řepných půd je zamořena háďátkem řepným i dalšími patogeny, je třeba opětovně pěstovat cukrovku na témţe poli nejdříve po čtyřech letech. Během této doby nemají být pěstovány ani jiné hostitelské rostliny háďátka z čeledi merlíkovitých a brukvovitých. Plevele, zejména z těchto čeledí, mají být důsledně ničeny. Krmná řepa má na předplodinu podobné nároky jako cukrovka. Koření mělčeji, proto se k ní oře středně hluboko. Dosahuje vysokých výnosů i ve vyšších, chladnějších a vlhčích oblastech. Je dobrou předplodinou pro obilniny. Krmná mrkev se pěstuje jako hlavní plodina mezi dvěma obilninami, nebo jako podplodina podsevem do luskovinoobilné směsky, obilniny na hmotu či do máku. Brambory se daří na lehkých aţ středních půdách dostatečně zásobených humusem. Hnojí se statkovými hnojivy, zeleným hnojením, slámou nebo kompostem. Rané brambory v raně bramborářských oblastech uvolňují pole do 10.července, v ostatních oblastech do konce července. Umoţňují pěstovat ještě druhou plodinu nebo letní meziplodinu. Opakovaně mohou být pěstovány na témţe poli rané brambory minimálně po třech letech, konzumní a průmyslové nejdříve po čtyřech letech, sadbové brambory minimálně po pěti letech. Byl-li na poli zjištěn výskyt cystotvorného háďátka bramborového (Globodera rostochiensis), popřípadě karanténní choroba rakovina brambor, je nutno se pro další zamýšlené pěstování řídit platnými předpisy. Posledně jmenovanou chorobu způsobuje prahouba Synchytrium endobioticum. Kukuřice na zrno nebo na siláţ patří z hlediska kultivace do okopanin. V osevním postupu je nejčastěji řazena po obilnině. V sušších oblastech, kde ozimá pšenice trpí po jetelovinách suchem, můţe být zařazena po vojtěšce. Kukuřice snáší dobře i opakované pěstování po sobě.
Organicky hnojená kukuřice patří k zlepšujícím plodinám. Kukuřice na siláţ a kukuřice na zeleno patří mezi jednoleté pícniny, důleţité zejména pro skot. 5.3.4. Olejniny patří ke zlepšujícím plodinám, neboť se většinou animálně hnojí. Některé z nich lépe vyuţívají ţiviny ze staré půdní síly. Řepka ozimá je naší nejdůleţitější olejninou. Je zejména velmi náročná na včasnou sklizeň předplodiny. Podle FÁBRYHO a VAŠÁKA (1990) má být zaseta do 20. aţ 31.8. Její zastoupení na orné půdě by nemělo překročit 12,5 %. Předplodiny řepky je moţno dělit do dvou skupin, a to : a)
nejvhodnější předplodiny, uvolňující pole do konce července. Do této skupiny patří
luskovinoobilné směsky na hmotu, jetel nebo jetelotráva zaoraná po první seči, ozimý ječmen, luskoviny a obilniny pěstované na zelenou hmotu (nikoli jako krycí plodiny) a rané brambory. Po těchto předplodinách je moţno porosty řepky zakládat tradičním způsobem (střední orba s následným přirozeným slehnutím ornice). Nejčastěji pouţívanou předplodinou bývá dnes ozimý ječmen. b) pouţitelné předplodiny, sklízené v první polovině srpna. Po těchto předplodinách je třeba pouţít zjednodušených způsobů zakládání porostů. V posledních letech se často animálně hnojí jiţ k ozimému ječmeni. To umoţňuje urychlit práce pro včasné zaloţení porostů následné ozimé řepky. Raná sklizeň řepky umoţňuje včasnou přípravu půdy pro ozimou pšenici. Řepka působí jako výborný přerušovač obilních sledů. Řepka je rovněţ pěstována jako ozimá meziplodina na zelené krmení, popřípadě zelené hnojení. V současné době jsou vyšlechtěny téţ odrůdy řepky bez kyseliny erukové (tzv. jednonulka), ale i odrůdy jak bez této kyseliny, tak s velmi nízkým obsahem glukosinolátů (tzv. dvounulka). Řepka je v poslední době rovněţ pouţívána k výrobě bionafty, kde obsah kyseliny erukové a glukosinolátů nevadí. Poněvadţ řepka je cizosprašná (entomofilní), nelze pěstovat tyto vyšlechtěné různé typy bez nebezpečí vzájemného pokříţení pohromadě v jedné oblasti. Jarní řepka má význam jen jako náhradní olejnina, neboť poskytuje niţší výnosy. Mák je jarní olejnina, vyţadující půdy hlubší, pokud moţno nezaplevelené, s dobrou zásobou pohotových ţivin. Mák je velmi citlivý na půdní škraloup. K nejlepším předplodinám patří animálně hnojené a nezaplevelené okopaniny, luskoviny, luskovinoobilní směsky. Mák je
rovněţ velmi citlivý na vliv perzistentních herbicidů, zejména triazinů. Nezávadnou makovinu je moţno vyuţít pro výrobu léčiv, obsahujících alkaloidy jako je morfin, kodein, papaverin, narkotin a mnoho jiných. Tím lze zlepšit ekonomiku pěstování této plodiny. Slunečnice roční je důleţitou olejninou našich teplejších oblastí. Pouţívá se rovněţ do směsek na zelené krmení s kukuřicí, na siláţování, na zelené hnojení, i jako energetická plodina. V osevním postupu se zařazuje zpravidla mezi obilniny. Sama po sobě nemá jít dříve neţ za 6 let. V posledních letech se její osevní plochy značně rozšířily (v ČR aţ na 20 000 ha), neboť poskytuje kvalitní stolní olej. Hořčice bílá má význam zejména jako náhradní jarní olejnina za vyzimovanou ozimou řepku, pouţívá se téţ jako strnisková meziplodina na zelené krmení nebo hnojení. Je zařazována většinou po obilninách nebo animálně hnojených předplodinách.
5.3.5. Přadné rostliny jsou pěstovány za účelem získání textilních vláken. Patří mezi ně více neţ 2000 druhů, v mírném pásu mají význam len a konopí. Len setý se pěstuje ve vyšších polohách, má menší resorpční schopnost a díky pomalému počátečnímu růstu je velmi citlivý na zaplevelení. Pokud je pěstován na méně úrodných půdách, vhodnými předplodinami jsou pro něj jetelotravní směsky a animálně hnojené brambory. Na úrodnějších půdách přichází v úvahu zejména po obilninách, následujících po jeteli či jetelotravní směsce. Z obilovin je pro něj nejvhodnější předplodinou ozimé ţito. Díky známé lnové půdní únavě je třeba zařazovat len po sobě nejdříve za 6 aţ 8 let. Konopí seté je jedním ze tří druhů rodu konopí. Některé typy konopí mají na teplo malé poţadavky. Na zařazení do osevního postupu je poměrně málo náročné. Nejlepší předplodinou jsou okopaniny, hrách, bob, jeteloviny. Často se zařazuje mezi dvě obilniny. Následuje-li po obilnině, je třeba ke konopí animálně hnojit. Kromě pěstování na vlákno a na semeno je moţné pouţít jej rovněţ k energetickým účelům (topení), protoţe poskytuje vysoký výnos sušiny. 5.3.6. Víceleté pícniny na orné půdě Do této skupiny plodin patří vojtěška setá, jetel luční, jetelotravní směsky a jetel plazivý. Vojtěškotravní směsky se nepouţívají. Pouţití víceletých pícnin v osevních postupech má nezastupitelnou pozitivní úlohu. Příznivě ovlivňují výnosy následných plodin,
zejména obilovin. Vojtěška a jetel patří do čeledi bobovitých. Díky symbioze s nitrogenními hlízkovými bakteriemi rodu Rhizobium obohacují půdu dusíkem. Posklizňové zbytky víceletých pícnin jsou velmi kvalitní, neboť mají úzký poměr C:N a rychle se rozkládají. Po zrušení porostu poskytují značné mnoţství kořenové a strništní hmoty pro tvorbu humusu. Kořenový systém je mohutný a hluboký. Zejména vojtěška koření hlouběji (v závislosti na počtu let pěstování). Hloubka zakořenění můţe být 4 m i více. Víceleté pícniny vytvářejí půdní drobtovitou a vodostálou strukturu, která je pro plodiny strukturou optimální. Tyto plodiny mají značnou resorpční schopnost, tj. schopnost osvojovat si i pevně poutané ţiviny z půdy. To se týká zejména fosforu. Tento prvek si jetelovina osvojí, po zrušení porostu a následné mineralizaci kořenových zbytků je pak tato ţivina v jiţ přístupné formě následnou plodinou snadno přijata. Jeteloviny mají rovněţ schopnost vynášet ţiviny. Díky hlubokým kořenům si osvojují ionty ţivin i v těchto hloubkách, rozvedou je po svém těle, tedy i do hloubek při povrchu půdy. Po zrušení porostu a rozkladu kořenových zbytků jsou pak tyto ţiviny přístupné i mělkokořenícím rostlinám. Po rozkladu kořenů zbude v půdě soustava kanálků vedoucí i do značných hloubek. Touto soustavou se dostává do půdy snadno voda a vzduch. Tak dochází k oţivení, zejména mikroby, i těchto hlubších vrstev. Tímto biologickým způsobem vzniklé soustavě kanálků v půdě se říká biologická drenáţ. Poněvadţ jeteloviny mají schopnost půdu zpracovávat i mechanicky, nazývají se rovněţ melioračními plodinami. Meziprodukty rozkladu posklizňových zbytků i kořenové výměšky jetelovin ovlivňují pozitivně rozvoj půdní mikroflory. Víceleté pícniny působí rovněţ proti některým patogenům v půdě fytosanitárně, např. proti původcům chorob pat stébel obilnin, proti fuzarioze lnu i proti háďátkům. Tímto způsobem pozitivně ovlivňují tzv. antifytopatogenní potenciál půdy. Dobře zapojené porosty jetelovin mají schopnost potlačovat plevele. Naopak v porostech prořídlých se rozšiřují víceleté plevele - smetánka lékařská, jitrocele, šťovíky aj. Jeteloviny mají značné nároky na vodu, zejména vojtěška. V oblastech, kde v létě a na podzim málo prší, není moţno po vojtěšce z tohoto důvodu dávat ozimou pšenici. Na toto místo pak zpravidla přijde pšenice jarní nebo kukuřice. Vojtěška poskytuje v roce běţně tři seče, jetelotráva a jetel seče dvě. V zavlaţovaných podmínkách vojtěška 4 aţ 5 sečí, jetelotráva a jetel 3 seče. Víceleté pícniny je moţno v osevních postupech zakládat formou podsevu do krycí plodiny nebo přímým výsevem na pole bez krycí plodiny. Klasickým způsobem zakládání porostů víceletých pícnin byly řídčeji seté obilniny pěstované na zrno (ječmen jarní, pšenice jarní, oves, na lehčích půdách ţito, v chladnějších podmínkách i ječmen ozimý). Intenzifikace
výroby obilnin přinesla zvýšení jejich konkurenční schopnosti. Výkonné odrůdy více odnoţovaly, jejich porosty byly husté, vegetační doba byla delší. Z těchto důvodů přestaly být obilniny pěstované na zrno vhodnými krycími plodinami. Proto se začaly zavádět a v současnosti se téţ pouţívají tzv. pícní krycí plodiny, jako je oves na zeleno nebo na senáţ, bob na zeleno, bob s peluškou nebo hrachem na zeleno, luskovinoobilné směsky na zeleno, intermediární odrůdy hrachu na hmotu, peluška, popřípadě i siláţní kukuřice, jarní pšenice na hmotu, ječmen ozimý, jílek jednoletý. Při opatrném hnojení dusíkem je moţné obilniny na zrno jako krycí plodiny i nadále pouţívat, zvláště na méně úrodných půdách vyšších oblastí. Přímý výsev jetelovin se provádí jako výsev jarní, popřípadě letní. Letní výsev je ale jiţ rizikový a je moţno jej realizovat spíše v oblastech s moţností závlahy, a to nejpozději do 10. srpna. 5.3.7. Meziplodiny jsou znakem moderní intenzivní rostlinné výroby, neboť jsou pěstovány v meziporostním období. Umoţňují intenzivnější vyuţití půdního fondu („ozelenění půdy“). Kromě sklizně hlavní plodiny se na poli získá ještě sklizeň meziplodiny. Meziplodiny zvyšují diverzitu (pestrost) strukturální skladby rostlinné výroby, zvyšují vyuţití dopadajícího globálního záření za vegetační období, udrţují půdní strukturu, obohacují krmivovou základnu podniku objemovou pící, uvolňují ţiviny z hůře přístupných forem, omezují ztráty ţivin z půdy vyplavováním, na svaţitých pozemcích omezují škodlivé účinky vodní eroze, sniţují zaplevelenost půd; vylepšují bilanci organické hmoty v půdě, zejména pokud jsou pěstovány na zelené hnojení. V osevních postupech s větším zastoupením obilnin působí jako přerušovací plodiny obilních sledů, jako tzv. přerušovače. Nadzemní hmota meziplodin zastiňuje půdu a vytváří tak stínovou zralost půdy. Meziplodiny se rozdělují do tří skupin, a to na meziplodiny ozimé, letní a podsevové. Meziplodiny ozimé se sejí koncem léta a jsou sklízeny na hmotu na jaře příštího roku. Vyuţívají tedy konce léta a podzimní části meziporostního období a po projití zimy vyuţívají pak časné jarní období roku následujícího. Jejich výnosy jsou poměrně jisté. Na jaře poskytují první zelenou píci v roce. Pěstují se především ozimá řepka a ozimá řepice, ozimé ţito, ozimá pšenice nebo její směsky s vikví huňatou nebo panonskou, landsberská směska (směska jílku mnohokvětého, vikve ozimé a jetele nachového) a směsky jílku s vikví huňatou. Ozimé meziplodiny jsou v podstatě na předplodinu nenáročné, pouze poţadují včasný výsev. Následnými plodinami mohou být kukuřice na zeleno, v teplejších podmínkách i na siláţ, luskovinoobilné směsky, krmná kapusta, slunečnicové směsky na hmotu aj.
Letní meziplodiny jsou vysévány po sklizni hlavní plodiny v létě a jsou sklízeny nebo zaorávány na zelené hnojení ještě v podzimu téhoţ kalendářního roku. Úspěšný výsledek jejich pěstování je limitován dostatečnou délkou meziporostního období, dostatečnou zásobou půdní vláhy a včasným zaloţením porostu. Doba trvání meziporostního období je ohraničena na začátku dnem sklizně hlavní plodiny a na konci datem trvalého nástupu průměrných denních teplot vzduchu niţších neţ 8 oC. Rané letní meziplodiny s delší dobou růstu jsou pro produkci zelené hmoty jistější, neboť mají k dispozici delší část vegetačního období. K těmto plodinám patří kukuřice s potřebnou vegetační dobou 10 aţ 12 týdnů, slunečnice 12 aţ 14 týdnů, bob i lupina 11 aţ 14 týdnů, hrách i peluška 10 aţ 11 týdnů, vikve i oves 10 aţ 11 týdnů. V osevním postupu přicházejí v úvahu po raných bramborách, ozimých a jarních luskovinoobilních směskách na zeleno, rané zelenině, popř. po řepce ; to znamená po těch plodinách, které uvolňují pole v době od konce června aţ do poloviny července. Strniskové letní meziplodiny jsou zakládány v druhé polovině července a v srpnu. V tomto případě jsou pouţívány zejména rostliny z čeledi brukvovitých, jako je hořčice bílá s potřebnou vegetační dobou 5 aţ 7 týdnů, řepka 6 aţ 8 týdnů, jarní a ozimá řepice, ředkev Pegletta a z čeledi struţkovcovitých svazenka vratičolistá. Tyto meziplodiny se sejí po později sklízených plodinách, zejména obilninách. Výnosově jistější neţ monokultury těchto plodin jsou jejich směsky. V poslední době se začínají uplatňovat tzv. vymrzající meziplodiny seté koncem léta, které po vymrznutí na jaře umoţňují přímé setí bez předseťového zpracování půdy. Pěstování letních směsek je poměrně riskantní, neboť v letním období zpravidla chybí dostatečné mnoţství sráţek. Potřeba vláhy se pro jejich zdárný růst uvádí obecně hodnotou 60 mm pro období jednoho měsíce. Důleţité je rychle po sklizni hlavní plodiny omezit z půdy neproduktivní výpar, po sklizni obilnin a urychleném úklidu slámy hned provést podmítku. Optimální situací je moţnost vyuţití závlah. Podsevové meziplodiny se podsévají na jaře do krycí plodiny a sklízejí se nebo spásají, popřípadě zaorávají na zelené hnojení ještě na podzim téhoţ kalendářního roku. Krycími plodinami jsou zpravidla obilniny. Jako podsevové meziplodiny jsou zejména vhodné trávy a jeteloviny. Z trav je to především jílek mnohokvětý (italský), čistý nebo ve směsi s jetelem plazivým, z jetelů jetel plazivý a jetel zvrhlý (švédský). Jetele zde přispívají i k zúrodňování půd. Na zelené hnojení je moţno dále podsévat komonici bílou a tolici dětelovou. Jako podplodinu lze pěstovat krmnou mrkev v ozimém ječmenu, luskovinoobilné směsce či méně zapojeném ţitě nebo v máku.
6. Osevní postupy Osevní postup znamená konkrétní realizaci určité strukturální skladby rostlinné výroby v podniku a podle širší definice můţeme jej definovat jako stálý způsob střídání pěstovaných plodin či skupin plodin během n let na n honech. Základní jednotkou střídání je jedna plodina či skupina plodin pěstovaných na jednom honu. V rámci konkrétního osevního postupu jednotlivé hony mají stejnou výměru. Podnik zemědělské prvovýroby můţe mít jeden, ale i více osevních postupů v závislosti na počtu různých půdních druhů v jeho pozemkové drţbě, v závislosti na rozmístění center ţivočišné výroby apod. Úkolem osevních postupů je vhodným střídáním plodin a tedy vyuţitím samotnách rostlin 1) zvyšovat nebo alespoň udrţovat optimální hektarové výnosy 2) poloţit předpoklady k dosaţení vysoké kvality sklízených produktů 3) zvyšovat nebo alespoň stabilizovat vysokou půdní úrodnost 4) vytvářet optimální organizační strukturu rostlinné výroby podniku 5) umoţnit provádění a organizaci takových pracovních operací na honech osevního postupu, aby
tato činnost byla v maximálním souladu s ekologickými poţadavky
6) pokrýt v poţadované míře poţadavky ţivočišné výroby zemědělského podniku
6.1.
Přehled pouţívaných termínů Sled plodin je časová posloupnost pěstovaných plodin na jednom určitém pozemku.
Podle uvaţovaného počtu plodin na pozemku po sobě následujících mluvíme o dvoučlenných, tříčlenných aţ obecně n-členných sledech. Uzavřený sled plodin je sled, ve kterém všechny střídané plodiny byly právě 1x na uvaţovaném pozemku prostřídány. Při pokračujícím střídání v nezměněném pořadí by se jiţ jejich posloupnost opakovala. Osevní postup podle uţší definice má tentýţ význam jako uzavřený sled plodin.
Rotace plodin ve smyslu časovém je počet let, během nichţ se všechny plodiny osevního postupu (uzavřeného sledu) vystřídají právě 1x na kaţdém z honů osevního postupu (na pozemku uzavřeného sledu). Rotace plodin ve smyslu prostorovém je počet let, během nichţ kaţdá plodina osevního postupu (osevní postup podle definice širší) se vyskytne na kaţdém z jeho honů právě 1x. Z uvedeného vyplývá, ţe rotace ve smyslu časovém i prostorovém jsou charakterizovány tímtéţ počtem let a ţe n-honný osevní postup má n-letou rotaci. Hon má v osevních postupech dvojí význam. Za prvé je to „jednotka sledu plodin", čili je to to, co střídáme. Střídáme např. jednu plodinu, ale také celou skupinu plodin, která pro toto střídání vystupuje zde jako neměnný jednotný celek. Je to např. hon jetelový, ale také hon smíšený apod. Ve druhém významu je hon část plochy osevního postupu. Hon je celistvý, není-li tvořen ze dvou nebo většího počtu oddělených pozemků. Hon je dělený (sloţený), jeli tvořen několika oddělenými pozemky (částmi). V rámci osevního postupu by všechny jeho hony měly mít stejnou výměru s dovolenou tolerancí 5 % vzhledem k průměrné výměře honu tohoto osevního postupu. Mluvíme-li např. o sedmihonném osevním postupu, vyjadřuje počet honů i délku rotace v letech. Struktura plodin osevního postupu (podniku, okresu, regionu apod.) je soubor všech osevních ploch pěstovaných plodin v rámci osevního postupu (podniku, okresu, regionu apod.). Vyjadřuje se výměrami těchto plodin v hektarech nebo procentech, kdy celková výměra osevního postupu (výměra orné půdy podniku, okresu, regionu apod.) je 100 % . Mimohonová půda je orná půda, která není zařazena do honů osevního postupu a střídání plodin se tam nemusí řídit principy osevních postupů. Hlavní plodina je plodina pěstovaná na honu po převáţnou část vegetačního období. Předplodina je hlavní plodina, pěstovaná před uvaţovanou hlavní plodinou. Následná plodina je hlavní plodina, pěstovaná po uvaţované hlavní plodině. Plodina zlepšující zlepšuje stav půdy, působí příznivě na reprodukci půdní úrodnosti. Stav půdy po zrušení porostu této plodiny je lepší, neţ v jakém stavu půdu zanechala její předplodina. Plodina zhoršující zhoršuje stav půdy. Stav půdy po zrušení porostu této plodiny je horší, neţ v jakém stavu půdu zanechala její předplodina.
Luskovinoobilné směsky budeme v osevních postupech zkráceně zapisovat
LOS,
smíšený hon SH, zelené hnojení ZH, animální hnojení slabou dávkou x, střední dávkou xx a silnou dávkou xxx, podsev víceleté pícniny do krycí plodiny 6.2.
, aplikaci herbicidů H.
Činitelé rozhodující o následném působení plodin Následný vliv jednotlivých plodin vyplývá z řady činitelů, z nichţ nejdůleţitější jsou
(KVĚCH, 1976) : 1) vliv na stav půdní vláhy Plodiny s velkou spotřebou vláhy mohou být v sušších podmínkách horšími aţ špatnými předplodinami. Mezi takové plodiny patří v některých oblastech víceleté pícniny, zejména vojtěška, ale také cukrovka nebo kukuřice. 2) stav ţivin v půdě Mnohé plodiny dávají přednost ţivinám z půdní zásoby před ţivinami z průmyslových hnojiv. V tomto směru pozitivně působí zejména organicky hnojené plodiny a rostliny z čeledi bobovitých - jeteloviny a luskoviny. Rozsah mineralizace organické hmoty v půdě je závislý jednak na půdních vlastnostech, jednak na průběhu počasí. 3) mnoţství, kvalita, rychlost rozkladu a specifické působení hmoty zbytků Jednotlivé druhy plodin zanechávají po sobě různá mnoţství posklizňových zbytků. Čím je toto mnoţství větší, tím obecně je i pro následnou plodinu situace lepší. Neméně důleţitá je kvalita zbytků. Ta je dána poměrem mnoţství uhlíku a dusíku v jejich biomase. Jeli tento poměr široký, nemají mikroby v posklizňových zbytcích pro svůj látkový metabolismus dostatek dusíku a musí jej čerpat z půdní zásoby. V mikrobech je tento dusík blokován aţ do doby, neţ jsou buňky mikroorganismů rozloţeny. Tímto způsobem dochází k biologické sorpci dusíku, jejímţ důsledkem můţe být nedostatek dusíku pro následnou plodinu. Tento jev je označován jako dusíková deprese. Za příznivou hodnotu C:N je povaţován poměr 15:1 aţ 23:1. Ten bývá ve zbytcích luskovin a jetelovin; úzký poměr mají rovněţ zbytky okopanin, řepky, luskovinoobilních směsek i obilnin pěstovaných na hmotu. Za hraniční poměr C:N, kdy k depresi dochází a kdy ne, lze povaţovat 30:1. 4) vliv na fyzikální stav půdy
Dobrý fyzikální stav půdy je prvním předpokladem k vytvoření dobrých stanovištních podmínek pro pěstované rostliny. Jedná se zde např. o strukturotvorný účinek a o další pozitivní vlivy víceletých pícnin. 5) vliv na rozvoj chorob, škůdců a plevelů Předplodina, která rozvojem těchto škodlivých činitelů můţe ohrozit následnou plodinu, není pro tuto následnou plodinu vhodnou předplodinou. 6) technologie pěstování a sklizně plodiny Plodiny s ranější sklizní jsou obecně vhodnějšími předplodinami, poněvadţ zbývá více času pro řádné zpracování půdy a následné její slehnutí. Mikroorganismy mají k dispozici více času pro rozkladné procesy hmoty posklizňových zbytků, dříve sklízený porost méně vyčerpává půdu a hmota zbytků mladších rostlin má uţší poměr C:N. Jestliţe předplodina termínem své sklizně neposkytuje dostatek času ke klasickému zpracování půdy pro následnou plodinu, je lépe pouţít některou ze zjednodušených metod zakládání porostů. Je to například setí do mělce zpracované půdy, popřípadě setí do nezpracované půdy. 7) vliv reziduálních herbicidů Aplikace některých herbicidů k plodině můţe omezovat výběr následné, na tento herbicid citlivé, plodiny. Bylo tomu tak například u herbicidů triazinové řady, které se pouţívaly zejména v kukuřici. Rezidua těchto herbicidů v půdě negativně ovlivňovala následnou pšenici. 8) doba sklizně a velikost výnosů předplodiny Termín sklizně předplodiny mnohdy ovlivňuje volbu následné plodiny, popřípadě ovlivňuje termín jejího setí či výsadby. Některé sledy plodin z časových důvodů nejsou realisovatelné. Výše výnosu předplodiny ovlivňuje následnou plodinu. Obecně platí, ţe čím vyšší výnos poskytují rostliny z čeledi bobovitých, tím jsou předpoklady i pro vyšší výnos plodiny následné. Má-li předplodina z jiné čeledi výnos vyšší, pak větší mnoţství odebraných ţivin z půdy tímto výnosem je třeba doplnit vyšší úrovní minerálního hnojení k plodině následné. 9) zvláštní poţadavky na jakost produktů Výběr předplodiny můţe být ovlivněn poţadavky na kvalitu produktu následné plodiny. Je tomu tak například u sladovnického ječmene, pro nějţ nevhodnými předplodinami jsou rostliny z čeledi bobovitých - jeteloviny a luskoviny. Tyto plodiny zvyšují obsah dusíkatých
látek v zrnu, a tím sniţují jeho sladovnickou hodnotu. U lnu je riskantní předplodinou jetel luční, neboť vyšší obsah dusíku v půdě zvyšuje nebezpečí jeho polehnutí.
Předplodiny je moţno rozdělit tímto způsobem ( KVĚCH, 1985): 1) předplodiny vhodné - tyto předplodiny jsou převáţnou většinou nebo všemi účinky příznivé pro výnos a kvalitu produkce následné plodiny. 2) předplodiny nevhodné - jeden nebo více vlivů pěstování této následné plodiny vylučuje nebo výrazně ohroţuje výnos, kvalitu produktů a mechanizovanou sklizeň následné plodiny (např. předplodina ještě nemůţe být sklizena, zatímco následná plodina má jiţ být zaseta). 3) předplodiny nevhodné, ale pouţívané - jsou sice nevhodné, ale nelze se jim v důsledku dané struktury plodin vyhnout ( např. jarní ječmen jako předplodina pro ozimou pšenici), nebo je to i tak výhodné ekonomicky. 4) předplodiny podmíněně vhodné - reálnost pouţití je podmíněna dalšími okolnostmi (např. úrovní stanovištních podmínek, úrovní hnojení, technologickými moţnostmi apod. 5) předplodiny luxusní - nejsou z hlediska následné plodiny nezbytné, zpravidla se nevyuţije jejich vysoká předplodinová hodnota. 6) předplodiny, které v důsledku rajonizace nebo specializace prakticky nepřicházejí v úvahu.
Stupeň vhodnosti předplodiny je nutné vţdy posuzovat vzhledem ke konkrétní následné plodině.
6.3.
Sestavování osevních postupů Podle VRKOČE by v podmínkách České republiky
neměla být překračována
následující koncentrace plodin ( zastoupení v % na orné půdě ) :
plodiny obilniny
koncentrace 65
plodiny len
koncentrace 8
(vč.kuk.)
58
obilniny (bez kuk.) cukrovka
20 - 22
brambory
20
řepka
jetel luční vojtěška
20 30 -35
10 - 12,5
V prvé řadě je třeba si ujasnit, které plodiny máme v úmyslu pěstovat, a to vzhledem ke klimatickým, půdním, orografickým a ekonomickým podmínkám podniku a poţadavkům současného trhu. Obecně lze říci, ţe bychom měli pěstovat v konkrétním podniku takové plodiny, které lze dobře prodat a u nichţ je vysoká pravděpodobnost, ţe bude překročen tzv. práh ekonomické rentability. Dále je nutné stanovit osevní plochy těchto plodin. K tomu účelu je vhodné sestavit matematický model rostlinné výroby podniku. K vytvoření takového modelu se pouţívá metody lineárního programování. Hledané výměry n vybraných plodin se označí postupně proměnnými x1, x2, ... , xn a pomocí nich se sestaví m omezujících podmínek ve tvaru lineárních nerovnic plynoucích z velikosti výměry orné půdy podniku, z podmínek agrotechnických, krmivářských pro ţivočišnou výrobu, podmínek pracovní náročnosti jednotlivých plodin, podmínek vybavenosti podniku mechanizací apod. K těmto nerovnicím se přiřadí ještě tzv. účelová funkce z, téţ lineární ve tvaru z = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn , kde c1 , c2 , ... , cn
jsou konstanty.
Pro tuto funkci se na mnoţině bodů z n-rozměrného prostoru Vn, vymezeného dříve uvedenou soustavou omezujících podmínek, hledá optimální řešení, tj. její maximum či minimum. Maximum v případě, ţe ci (i=1,2, .., n) je např. zisk z plodiny pěstované na výměře jednoho hektaru a xi je výměra této plodiny; minimum v případě, ţe ci jsou např. náklady na 1 ha i-té plodiny. Řešení těchto úloh se rutinně provádí pomocí výpočetní techniky. Vypočtené optimální výměry vybraných plodin se vyjádří procenticky, zaokrouhlí a rozhodne se, zda bude vhodné realizovat pouze jeden, popřípadě více osevních postupů. Dále se určí o kolikahonné osevní postupy se bude jednat, tzn. kolikahonné osevní postupy budou nejlépe splňovat vypočtenou optimální strukturu plodin. Nyní je třeba tyto osevní postupy umístit podle mapy výrobního území podniku do terénu. Jednotlivé hony ve svých výměrách se mají v
rámci jednoho osevního postupu nanejvýš lišit o 5 % (více či méně) vzhledem k průměrné výměře honu osevního postupu. Pokud hon není celistvý, ale je sloţen z několika pozemků (je tedy dělený), pak tato pole by měla leţet vedle sebe, aby z jednoho pole na druhé bylo moţno se zemědělskými stroji přejíţdět v pracovní poloze. Výměra celého osevního postupu je celistvým násobkem průměrné výměry honu. Výměra honu jde mnohdy určit podle výměry víceleté pícniny pěstované v jednom uţitkovém roce. Představme si dále výměru orné půdy zemědělského podniku schematicky zobrazenou jako čtverec. Tento čtverec rozdělme na 4 menší stejně velké čtverce tak, aby sjednocením jejich ploch vznikl opět čtverec původní. Do kaţdého z menších čtverců vepišme postupně po jedné plodině v pořadí plodin uvedeném v prvním sloupci následujícího schematu. Tak budou jednotlivé plodiny v prvním roce na těchto 4 stejně velkých částech orné půdy podniku rozmístěny. Nakreslíme-li obdobně další 3 čtverce pro 2. aţ 4.rok postupně podle dalších 3 sloupců následující tabulky, je patrné, ţe plodiny se zde střídají jak v jednotlivých letech, tak i v prostoru po jednotlivých čtvrtinách výměry orné půdy. Těmto stejně velkým částem výměry orné půdy při zmíněném způsobu střídání plodin v jednotlivých letech se říká hony osevního postupu.
Schema střídání plodin v tzv. norfolkském osevním postupu (v širším pojetí) 1.rok
2.rok
3.rok
4.rok
1) jetel
1) ozim
1) okopanina
1)
jař
2) ozim
2) okopanina
2) jař
2)
jetel
3) okopanina
3) jař
3) jetel
3)
ozim
4) jař
4) jetel
4) ozim
4)
okopanona
Na osevní postup se můţeme dívat ze dvou hledisek : z hlediska časového a hlediska prostorového. Arabskými číslicemi jsou zde označeny pro tento případ trvale ve svislém směru 4 hony tohoto postupu. Ve směru řádků schematu je znázorněno střídání plodin na kaţdém z honů v jednotlivých letech (hledisko časové), ve svislém směru jsou 4 uvedené plodiny jinak rozmístěny v kaţdém ze sloupců (hledisko prostorové). Jak je ve směru řádků
vidět, následnost libovolných dvou sousedních plodin je pro tuto dvojici v kaţdém řádku stejná. Tato následnost je však zabudována, jak je patrné, i ve směru sloupců. Proto, chceme-li sestavit osevní postup, je zbytečné vypisovat všechny sloupce, ale stačí napsat sloupec pouze jeden. Kaţdý ze sloupců začíná jinou plodinou. Osevní postup je tedy moţno ve tvaru jednoho sloupce začít psát libovolnou plodinou. Pokud do osevního postupu bude zařazena víceletá pícnina, dohodneme se, ţe takové osevní postupy budeme začínat psát právě těmito pícninami. V našem případě bude tedy pro vyjádření výše uvedeného osevního postupu stačit zápis pouze prvého sloupce. Výše uvedený osevní postup patří ke klasickým a je znám pod jménem norfolkský osevní postup podle hrabství Norfolk nacházejícího se v Anglii. Má-li být víceletá pícnina ve sloupci na místě prvém, pak podsev této pícniny s krycí plodinou musí být na místě posledním. Na předposlední místo sloupce budeme hledět ve většině případů pokud moţno umístit animálně hnojenou okopaninu, aby podsev přišel do dobrých půdních podmínek. V dobrých podmínkách z kvalitního podsevu vyroste kvalitní porost víceleté pícniny. Jen takový porost můţe splnit v osevním postupu svoji strukturotvornou úlohu. Je-li však nebezpečí, ţe by porost pícniny mohl přerůst krycí plodinu nebo krycí plodina díky nadbytku dusíku mohla polehnout, pak je vhodné na třetí místo od zdola ve sloupci umístit animálně hnojenou okopaninu, po ní dát zpravidla ozimou pšenici a teprve pak na poslední místo krycí plodinu s podsevem. Nejlepší podmínky v osevním postupu bývají po víceleté pícnině. Z toho důvodu na toto místo většinou přijde ozimá pšenice jakoţto obilnina velmi náročná na dobrou předplodinu. Ve zbylém prostoru sloupce pak rovnoměrně prostřídáme zbylé zlepšující a zhoršující plodiny.
Příklad osevního postupu pro řepařský výrobní typ 1. vojtěška
6. ječmen jarní slad. + pšenice ozimá
2. vojtěška
7. kukuřice siláţní + hrách
3. pšenice ozimá
8. pšenice ozimá
4. ječmen jarní sladovnický
9. cukrovka¨
5. cukrovka xx +kukuřice siláţ. xx 10. ječmen jarní slad.+LOS jarní s podsevem
6.4. Délka osevních postupů
Podle počtu honů dělíme osevní postupy na krátké (nejvýše 6 honů), středně dlouhé ( 7 aţ 10 honů) a dlouhé (nad 10 honů). Při volbě počtu honů v osevním postupu je třeba téţ zohlednit minimálně nutný odstup při opakovaném pěstování po sobě nesnášenlivé plodiny. Je třeba si uvědomit, ţe je-li například jedna plodina pěstována v osevním postupu na dvou různých honech, pak je nutné ověřit pro ni dva odstupy. V předchozím příkladě osevního postupu má např. cukrovka pěstovaná na místě 9. odstup od cukrovky z místa 5. čtyři roky (9 - 5 = 4), zatímco při druhé rotaci cukrovka z místa 5. od cukrovky z 9. místa první rotace 6 let (5 + 10 - 9 = 6). Určitým vodítkem pro stanovení počtu honů v osevním postupu je rovněţ výměra víceleté pícniny pěstované v jednom uţitkovém roce. Je-li tato výměra současně výměrou honu, pak celková výměra osevního postupu dělená výměrou tohoto jednoho honu udává počet honů sestavovaného osevního postupu. Osevní postupy je moţno dělit rovněţ na pevné a volné. V pevném osevním postupu je struktura plodin neměnná a nemění se ani pořadí plodin a doba rotace osevního postupu. Ve volných osevních postupech se v závislosti na poţadavcích trhu dodrţují agrotechnické zásady střídání skupin plodin, přičemţ v některých letech na některých honech se určité konkretní plodiny mohou změnit. V současné době se pouţívají polní osevní postupy spíš kratší a volné, neboť umoţňují pruţněji reagovat na poţadavky trhu.
6.5.
Typy osevních postupů Osevní postupy je moţno třídit do dvou hlavních skupin, a to na polní osevní postupy
a na osevní postupy speciální. a) polní osevní postupy. V těchto postupech se pěstují běţné polní plodiny jako jsou obilniny, okopaniny, luskoviny, olejniny, technické plodiny, jeteloviny, jednoleté pícniny (kukuřice, směsky) aj. Prof. Swientochowski rozdělil rotaci osevního postupu na 3 fáze - fázi zúrodňující, fázi vyuţití a fázi přípravnou. Úkolem fáze přípravné je připravit vhodné podmínky pro podsev víceleté pícniny. Tato fáze je tvořena zpravidla jednak krycí plodinou s podsevem, jednak její přímou předplodinou. Touto předplodinou je většinou animálně hnojená okopanina. Díky
animálnímu hnojení má podsev zpravidla vhodné podmínky pro svůj vývoj, takţe jetelovina ve fázi zúrodňující můţe uplatnit svůj zúrodňující vliv na půdu a na tvorbu drobtovité půdní struktury. Do této fáze se rovněţ započítává jeden rok plodiny následující po jetelovině, neboť v tomto roce ještě doznívají zúrodňující pochody vyvolané jetelovinou. Příznivá vytvořená drobtovitá struktura má pak vydrţet po celou rotaci osevního postupu aţ do doby, neţ na honu nastoupí opět fáze zúrodňující, která narušenou úrodnost opět obnoví. Ve fázi vyuţití jsou pak rovnoměrně prostřídány zbylé plodiny zlepšující a zhoršující. Příklad osevního postupu pro bramborářský výrobní typ spolu s rozdělením jeho rotace do výše zmíněných fází : 1. jetel luční
fáze
2. pšenice ozimá
zúrodňující
3. ječmen jarní
fáze
4. kukuřice na siláţ xx
vyuţití
5. pšenice ozimá 6. brambory xx
fáze
7. pícní krycí plodina s podsevem
přípravná
Ve fázi zúrodňující se pěstuje jetel na jeden uţitkový rok, výjimečně na dva, jetelotravní směska podle zastoupení jejích komponent většinou na dva, popřípadě jeden nebo tři roky, vojtěška v polních osevních postupech na dva, v pícninářských osevních postupech na dva aţ tři uţitkové roky. Na půdách úrodných, kde není třeba, aby se zúrodňující vliv jetelovin často opakoval, mohou být osevní postupy delší. Na půdách málo úrodných je nutné zúrodňující vliv opakovat častěji, proto osevní postupy musí být kratší. V osevních postupech bez víceletých pícnin, popřípadě i bez animálního hnojení je nutné pro udrţení půdní úrodnosti dbát na dostatečný přísun organické hmoty do půdy .K tomu účelu je třeba v co největší míře vyuţívat všechny vedlejší produkty jako je sláma, chrást, řepkovina, posklizňové zbytky, zelené hnojení, komposty a jiné zdroje.
Specializovaný polní osevní postup na určitou plodinu je polní osevní postup, v němţ má tato plodina ve struktuře uvedeného postupu větší zastoupení. Mezi specializované polní osevní postupy patří především následující postupy : (1) osevní postupy obilnářské (s vyšším zastoupením obilnin) Za předpokladu, ţe víceletá pícnina je v osevním postupu pěstována na jeden uţitkový rok a ţe obilnin je ve struktuře osevního postupu nejvýše 50 %, je moţno obilniny prostřídat tak, ţe obilnina nemusí následovat po obilnině. Pokud obilniny při jiné struktuře po sobě následují, pak je třeba uvaţovat nejvýše 2 obilniny po sobě, výjimečně 3 obilniny - a to pouze na nejúrodnějších půdách a na nejlepším místě v osevním postupu. Toto nejlepší místo je většinou po víceleté pícnině. V obilním dvoučlenném sledu se snaţíme prostřídat plodinu ozimou a jarní. Z variant ozim-jař, ozim-ozim, jař-jař a jař-ozim je nejlepší varianta ozim-jař. Obecně platí, ţe ozimé obilniny jsou náročnější neţ obilniny jarní. Seřadíme-li ozimé obilniny podle náročnosti sestupně, pak pořadí bude následující : ozimá pšenice, triticale, ozimé ţito, ozimý ječmen. U jařin : jarní pšenice, jarní ječmen sladovnický, bezpluchý oves, jarní ječmen krmný, oves. Vysoké zastoupení obilovin je typické v kukuřičné zemědělské výrobní oblasti, kde podíl obilovin včetně kukuřice na zrno přesahuje na úrodných půdách i 62 %. (2) osevní postupy řepařské (s vyšším podílem cukrovky) Pro pěstování cukrovky je potřeba vybrat půdy vhodné, tj. hluboké, hlinité, v dobrém fyzikálním stavu, pozemky rovinné a co nejméně zaplevelené. Při opakovaném pěstování cukrovky je třeba dodrţovat odstup alespoň 4 roky. Dále je potřeba sledovat výskyt háďátka řepného, vyloučit pěstování hostitelských rostlin háďátka (řepky ozimé) a zaměřit se na hubení plevelů z čeledí brukvovité a merlíkovité. Naopak je třeba pěstovat rostliny háďátku nepřátelské, jako jsou čekanka, vojtěška aj. Vhodné je téţ za tímto účelem pěstovat ředkev olejnou odrůdy Pegletta, Adalgo, Ultimo jako strniskové rezistentní odrůdy. (3) osevní postupy bramborářské (s vyšším zastoupením brambor) V těchto osevních postupech je nutné, zejména z důvodů ochrany před některými chorobami a škůdci, dodrţovat potřebné časové odstupy. Brambory jsou v těchto letech často i zaplevelujícími rostlinami, neboť z jejich nesklizených hlíz po proběhlé mírné zimě vyrostou v následné plodině nové rostliny, na nichţ choroby a škůdci brambor ţijí dále a jsou tak novými zdroji nákazy. (4) osevní postupy pícninářské
mají za úkol vyprodukovat pro ţivočišnou výrobu dostatečné mnoţství kvalitního krmiva. Většinou se jedná o výrobu sena, zelené píce, siláţe, senáţe, ale i krmných okopanin (krmná řepa, krmná mrkev, ve vyšších polohách tuřín aj.). Ve vyšších nadmořských výškách je vhodné do těchto osevních postupů zařadit na 3 aţ 6 let dočasnou louku. Výroba píce se v podniku organizuje v tzv. plynulém pásu zeleného krmení. Pokud hony pícninářského osevního postupu se vyskytují poblíţ centra ţivočišné výroby, mluví se o tzv. přídvorském osevním postupu. Hony jsou poblíţ ţivočišné výroby proto, aby náklady na dopravu byly minimalizovány. Plodiny pícninářského osevního postupu mají vysoké nároky na dopravu, neboť se zde sklízí velké mnoţství biomasy, hony pěstovaných pícnin často vyţadují animální hnojení a z některých honů se musí vozit píce na zelené krmení ve vegetačním období denně. Vyšším podílem zúrodňujících víceletých pícnin v těchto pícninářských osevních postupech však do určité míry ztrácíme jejich příznivý efekt v polních osevních postupech. b) speciální osevní postupy (1) semenářské osevní postupy Jejich úkolem je zajišťovat výrobu osiv a sadby. Pro mnoţitelské porosty je třeba zajistit v osevním postupu dobré předplodiny, dodrţovat správné odstupy při opakovaném pěstování téţe plodiny, pro některé plodiny zajistit dostatečnou izolační vzdálenost (moţnost cizosprášení), nepouţívat obilní předplodiny pro mnoţitelské porosty obilnin (návrat obilniny na totéţ místo minimálně s jednoletou přestávkou), porosty sadbových brambor zařazovat na totéţ pole nejdříve za 4 aţ 5 let. V mnoţitelských porostech je nutné zamezit (i z předplodin) neţádoucím příměsím jak druhovým, tak odrůdovým. (2) závlahářské osevní postupy neboli osevní postupy pod závlahou Nejnáročnějšími skupinami plodin na závlahu jsou víceleté pícniny, okopaniny a některá zelenina. Z obilnin lze rovněţ zavlaţovat pšenici, u ječmene jarního výsledky zavlaţování nejsou jednoznačné. Vysoké výnosy při závlaze poskytuje rovněţ kukuřice na zrno, na siláţ i na zeleno. Jisté a vysoké výnosy poskytují při závlaze meziplodiny. Nejrozšířenějším typem závlahy u nás je závlaha postřikem, v současné době je však velmi nákladná. (3) protierozní osevní postupy Nejškodlivějším typem půdní eroze je u nás eroze vodní, popřípadě větrná. Škodlivost eroze závisí v daném místě na utváření terénu, klimatických a půdních podmínkách a na
způsobu hospodaření. Čím je úhel svahu větší a téţ svah delší, tím je nebezpečí vodní eroze větší.
Nebezpečí vodní eroze lze charakterizovat podle úhlu sklonu pozemku
v úhlových
stupních (JŮVA, KREJČÍŘ, 1974) takto :
sklon
vodní eroze
0
0
2
nepůsobí
2
4
je jiţ patrná
4
8
je jiţ znatelná
8
15
15
na orné půdě nebezpečná i na zatravněných pozemcích nebezpečná
ČERNÝ (1980) seřadil pěstované plodiny podle protierozní ochrany vůči vodní erozi v tomto sestupném pořadí : 1. přirozené (trvalé) travní porosty, 2. dočasné travní porosty, 3. jetel luční, 4. vojtěška, 5.hrách, 6. bob, 7. ozimá řepka, 8. len, 9. oves, 10. ozimé ţito, 11. ozimá pšenice, 12. jarní ječmen, 13. jarní pšenice, 14. cukrovka, 15. brambory, 16. kukuřice. Na svaţitých územích ohroţených vodní erozí je nutné výrazně omezit pěstování okopanin a posílit pěstování víceletých pícnin, popřípadě travin. Pokud se v tomto terénu okopaniny pěstovat budou, je třeba jejich řádky vést ve směru vrstevnic (tj. kolmo na spádnici). Vhodným tvarem pozemku na těchto územích je obdélník, jehoţ delší strana je rovnoběţná se směrem vrstevnic. Doba, po kterou je půda bez ochrany porostu, má být co nejkratší. Orba má být prováděna po vrstevnicích, nejlépe oboustrannými otočnými pluhy. Přitom je třeba, aby ornice byla odhazována do protisvahu. Na dlouhých svazích je nutno umísťovat pole v pásovém uspořádání, udrţovat přirozené protierozní zábrany, budovat ochranné zatravněné zasakovací pásy ve směru vrstevnic apod. (4) zelinářské osevní postupy Pro zařazování zelenin v těchto osevních postupech je důleţitá jejich reakce na animální hnojení.
Zeleninami první tratě (tj. přímo hnojenými hnojem) jsou košťáloviny (květák, zelí, kedlubny, kapusta) a plodové zeleniny (okurky, rajčata, paprika, lilek, tykve, melouny). Přímé hnojení se rovněţ provádí k celeru a raným bramborám. Zeleninami druhé tratě jsou z kořenových zelenin mrkev, petrţel, pastinák a černý kořen, na méně úrodných půdách z cibulovin zejména cibule, česnek a pór. Zeleninami třetí tratě jsou luskoviny a na úrodných půdách cibuloviny. V zelinářských osevních postupech je třeba dbát na časový odstup mezi košťálovými zeleninami a vůbec mezi brukvovitými rostlinami, a to minimálně 3, lépe 4 aţ 5 let. Vzájemný odstup alespoň 2 let vyţadují v rámci čeledi lilkovitých rajčata a rané brambory, neboť zde hrozí rozšíření plísně bramborové. Velmi krátkou vegetační dobu mají některé zeleniny (karotka, hlávkový salát, špenát, ředkvička, rané košťáloviny), coţ je umoţňuje pěstovat jako druhou plodinu nebo meziplodinu. Zásadní podmínkou pro pěstování košťálové a plodové zeleniny, jakoţ i raných brambor je moţnost provádět závlahy. (5) osevní postupy pod sady Do těchto osevních postupů je vhodné zařazovat takové podplodiny, které nekonkurují ovocným stromům ve vláze nebo ţivinách, nekomplikují zpracování půdy v sadech a napomáhají v odplevelování půdy. Doporučuje se pod ovocnými stromy pěstovat jetel plazivý s příměsí trávy, ranější brambory, krmnou řepu hnojenou chlévským hnojem, fazole, hrách a luskovinoobilní směsky. Nevhodné jsou obilniny. (6) osevní postupy na písčitých půdách Problémem písčitých půd je malá schopnost uchovat v půdním profilu vodu. Jedná se o tzv. nízkou vododrţnost. Voda z dešťových sráţek snadno do půdy zasákne (tzv. zasakovací schopnost) a rychle prochází půdním profilem do hlubších vrstev, takţe rostlinami nemůţe být vyuţita. Za účelem zvýšení vododrţnosti těchto půd je nutné v těchto podmínkách silně a často obohacovat půdy organickou hmotou, popřípadě provést některé meliorační zásahy (např. slínování, pouţití bentonitu a pod.). Na půdách málo úrodných se můţe, jako je tomu v SRN, pouţívat např. tříhonný osevní postup, kde se střídá v prvém roce lupina na zelené hnojení, ve druhém a třetím roce ţito ozimé. Na částečně lepších půdách se pouţívá delší rotace, např. šestihonný osevní postup: 1) luskoviny na zrno, 2) ozim, 3) jař s podsevem seradely, 4) okopanina animálně hnojená, 5) ozim a 6) okopanina animálně hnojená. (7) osevní postupy před zakládáním vytrvalých kultur
Před zaloţením porostů vytrvalých kultur (chmelnice, vinice, ovocné sady) je v prvé řadě nutno pro ně vybrat vhodné pozemky (hloubka ornice, hloubka hladiny podzemní vody, svaţitost, nikoli mrazové kotliny). Rovněţ půda musí být náleţitě připravena jak z hlediska fyzikálního stavu, tak z hlediska obsahu ţivin, provzdušení hlubších půdních vrstev a oţivení půdního profilu mikroorganismy. Z těchto důvodů před zaloţením vytrvalých kultur, ale téţ před obnovou chmelnic, se pouţívají osevní postupy s hlubokokořenícími rostlinami, zejména vojtěškou, která jakoţto meliorační plodina z výše uvedených hledisek půdu vylepší. Mezi zrušením chmelnice a zaloţením na témţe místě chmelnice nové je vhodné minimálně 6 let pěstovat polní plodiny. Je moţné pouţít například následující pícninářský osevní postup - po zrušení chmelnice 1) kukuřice na siláţ, 2) krmná řepa xx, 3) oves na zeleno nebo luskovinoobilná směska na zeleno s podsevem vojtěšky, 4) aţ 6) vojtěška, 7) zaloţení nové chmelnice. Chmelnice a vinice se zakládají na 20 i více let, intenzivní ovocné sady na 12 aţ 15 let. 6.6.
Výrobnost osevních postupů Pod pojmem biologický výnos se rozumí veškerá biomasa vyprodukovaná porostem za
vegetační dobu rostliny. Hospodářským výnosem se rozumí výnos hlavního, popřípadě hlavního a vedlejšího produktu konkrétní plodiny. Hmotnost čerstvé biomasy porostu je její hmotnost zjištěná bezprostředně po posečení či sklizni. Suchá biomasa je na vzduchu v přírodních podmínkách vyschlá biomasa. Sušina je biomasa vysušená do konstantní hmotnosti při smluvené teplotě sušení (např. 80 oC). Fytomasa je biomasa rostlinného původu. Nadzemní (podzemní) fytomasa je fytomasa nacházející se nad ( pod ) povrchem půdy. Hlavní produkt je produkt, kvůli němuţ je plodina zejména pěstována. Vedlejším produktem je produkt, který je při výrobě hlavního produktu vyroben navíc. U obilnin pěstovaných na zrno je tedy hlavním produktem zrno, sláma je produktem vedlejším. Některé plodiny vedlejší produkt mají, některé nemají. Vedlejší produkt např. nemají brambory nebo víceleté pícniny pěstované na seno. Mnoţství sklizně je sklizená produkce z určité výměry. Hektarový výnos je hmotnost sklizně z jednoho hektaru. Výrobnost osevních postupů vyjadřuje mnoţství produktů vyrobených na všech honech osevního postupu během jednoletého období, převedené na společnou veličinu. Tato jednoletá období mohou být mezi jednotlivými hony
vůči sobě časově posunuta. Při
hodnocení výrobnosti osevních postupů se vychází z hektarových výnosů plodin. Výrobnost osevního postupu je počítána, jakoby kaţdý z honů měl výměru jednoho hektaru. Je-li na
jednom honu o výměře P pěstováno n plodin o výměrách p1, p2, ... , pn s hektarovými výnosy q1, q2, ... qn , platí pro výměry p1 + p2 + ... + pn = P a pro mnoţství vypěstované produkce Q na honu p1q1 + p2q2 + ... + pnqn = Q . Z jednohektarového honu je pak vyrobeno Q / P jednotek, takţe (p1q1 + p2q2 + ... + pnqn ) / P = Q / P . Vydělením produkce celého osevního postupu (jehoţ všechny hony v tomto případě mají výměru po jednom hektaru) počtem honů, získáme průměrnou roční produkci osevního postupu připadající na jeden hektar. Je-li vypočtena tato charakteristika pro dva osevní postupy (mající i různé počty honů), je moţno pomocí jí určit, který z osevních postupů má výrobnost větší. Výrobnost osevního postupu závisí na druzích pěstovaných plodin, na jejich uţitkovém směru, na termínu setí, sázení a sklizně, na výměrách těchto plodin v rámci osevního postupu a na míře vyuţití meziporostních období k pěstování meziplodin. Při určování výrobnosti osevního postupu je nutno udat, co bylo do produkce zahrnováno - zda se jedná o celkovou vyprodukovanou biomasu (nadzemní i podzemní bez sklizňových ztrát či se ztrátami) nebo jen o hlavní produkty, o hlavní a vedlejší produkty, jsou-li započítány posklizňové zbytky apod.
Výrobnost osevních postupů je moţno hodnotit podle : 1) mnoţství vyprodukované sušiny Při tomto způsobu hodnocení je vhodné uvést, při jaké teplotě sušení byla hmotnost sušiny stanovována. 2) mnoţství vyprodukovaných obilních jednotek Hodnocení výrobnosti pomocí obilních jednotek vychází z definice této jednotky. Jedna obilní jednotka byla definována jako produkce jednoho metrického centu zrna obilnin. Je-li tedy výnos pšenice ozimé např. 5 t/ha, pak tomuto výnosu odpovídá na ploše jednoho hektaru
50 obilních jednotek. Ostatní plodiny jsou na obilní jednotky přepočítávány podle výnosu sušiny v hlavním, popř. hlavním a vedlejším produktu, podle obsahu tuků, bílkovin apod. 3) mnoţství uloţené energie ve vyprodukované biomase S produkcí biomasy v zemědělství je současně produkována energie, která je v této hmotě uloţena ve formě chemické energie. Ve fytomase vzniká tato energie transformací sluneční energie (globálního záření) během fotosyntézy na energii chemických vazeb molekul, které jsou stavebními látkami rostlin. Energie obsaţená ve fytomase, tj. energie metabolizovaná, se stanoví metodou spalné kalorimetrie. Vzorky vyprodukované biomasy všech plodin pěstovaných v osevním postupu během ročního období se usuší a stanoví se jejich sušina. Spalné teplo 1 g sušiny se změří na spalném kalorimetru. Obsah energie obsaţené ve sklizené produkci z 1 hektaru té které plodiny se vypočte ze známého výnosu plodiny, známé vlhkosti produktu a známé hodnoty spalného tepla. Vynásobením výsledku výměrou jednotlivých plodin a sečtením za všechny plodiny se získá celková suma vyprodukované energie v osevním postupu během jednoletého období. V průměru 1 g rostlinné sušiny obsahuje kolem 4000 cal, coţ v soustavě SI představuje energii v hodnotě 16747,2 J (1 cal = 4,1868 J) . 4) mnoţství uhlíku obsaţeného ve vyprodukované biomase Kaţdá organická látka obsahuje uhlík, který zelené rostliny získávají v procesu fotosyntézy z oxidu uhličitého, v drtivé většině obsaţeného v atmosféře. Houby si obstarávají uhlík ze ţivých organismů paraziticky nebo z organismů odumřelých saprofyticky. Stanovení mnoţství uhlíku ve vyprodukované biomase se provádí vynásobením hmotnosti sušiny vyrobené na honech osevního postupu v literatuře uvedenými koeficienty. Od optimálně sestavených osevních postupů a jejich struktury plodin se odvíjí i organizace systému animálního a minerálního hnojení pro celé období osevního postupu, obdobně regulace zaplevelení, ochrana proti chorobám a škůdcům, celý systém zpracování půdy, délky meziporostních období, výskyt pracovních špiček, potřeba zemědělské techniky druh a počet zemědělských strojů, systém závlah, potřeba lidské práce aj.
7.
Zpracování a kultivace půdy
Zpracování půdy (dříve obdělávání) má v zemědělské výrobě významné postavení, neboť spolu s ostatními agrotechnickými opatřeními upravuje podmínky pro růst a vývoj plodin a reguluje změny bioenergetických pochodů v půdě. Zpracování půdy představuje mechanické zásahy, které v půdě významně ovlivňují 1) hospodaření s půdní vláhou a vzdušný reţim 2) rozvoj půdních mikrobů aerobních, důleţitých pro mineralizaci organických látek 3) humifikační pochody 4) rozvoj chorob a škůdců plodin (zvyšují antifytopatogenní potenciál půdy). Zpracování půdy je významný faktor, kterým regulujeme zaplevelenost polí a v současné době při ekologizaci výroby jeho význam narůstá. Zpracováním půdy se zapravují do půdy organická i průmyslová hnojiva včetně vápenatých hmot, strniskové směsky na zelené hnojení, posklizňové zbytky, meliorační hmoty jako slín na lehké půdy, písky na těţké půdy a některé pesticidy. Zpracováním půdy se ruší staré porosty a připravuje se půda pro setí a sázení, tj. pro zakládání porostů nových ( vhodné seťové lůţko ). Z historie víme, ţe kvalita zpracování půdy je závislá na úrovni zemědělské techniky. Jinak tomu není ani v současné době, kdy nám na dosaţení evropské špičky chybí některé zemědělské stroje a nářadí pro zpracování půdy. Při zpracování půdy musíme brát v úvahu druh půdy, který je dán zrnitostí půdy. Kromě zrnitosti půdy rozhoduje o zpracovatelnosti půdy obsah humusu a momentální vlhkost půdy. Zrnitostí půdy se rozumí zastoupení minerálních částic podle velikosti - rozděleno podle Kopeckého do 4 skupin: písek 2 - 0,1 mm, práškovitý písek 0,1 - 0,05 mm, prachové částice 0,05 - 0,01 mm a jílnaté částice menší neţ 0,01 mm. Novákem byla sestavena klasifikační stupnice se 7 druhy půd podle obsahu jílnatých částic. V praxi se zjednodušeně uţívá názvů skupin - půdy lehké, střední a těţké.
% jílnatých částic
Označení
symbol
Skupina půd
zeminy
1 - 10
písčitá
P
lehké - L
10 - 20
hlinitopísčitá
HP
20 - 30
písčitohlinitá
PH
30 - 45
hlinitá
H
45 - 60
jílovitohlinitá
JH
60 - 75
jílovitá
J
T
nad 75
jíl
jíl
T
L střední - S S těţké - T
Snadno zpracovatelné jsou půdy lehké (energeticky méně náročné) a střední, tj. půdy písčité aţ hlinité. S přibývajícím obsahem jílnatých částic se zpracovatelnost půd zhoršuje, zejména při nedostatku vody v půdě, kdy zvláště při orbě se vytváří značná hrudovitost, coţ se promítá ve zvýšené spotřebě nafty. V opačném případě při nadměrné vlhkosti se na těţkých půdách při orbě vytvářejí tzv. „lavice“, půda se nedostatečně drobí, není tudíţ nakypřena, coţ např. vylučuje provedení seťové orby. Přeschnutím lavic půda ztvrdne a velmi těţko se připravuje seťové lůţko. Je třeba dalších operací speciálními hrudořezy, které jsou energeticky náročné na naftu a náklady na zpracování půdy se značně zvyšují. Zpracovatelnost půd v závislosti na obsahu jílnatých částic a vlhkosti nejlépe dokumentuje Petelkanův graf . Zrnitost půdy ovlivňuje i její úrodnost a promítá se do téměř všech půdních vlastností jako je: struktura půdy, objemová hmotnost, pórovitost, obsah půdních koloidů, poutání a propouštění (infiltrace) vody, provzdušněnost, oteplování půdy, biologická činnost a přeměna organické hmoty v půdě (mineralizace a humifkace). Úrodnost půdy se zpravidla sniţuje s vyšším obsahem jílnatých částic nad 60 %, ale rovněţ s niţším obsahem jílnatých částic pod 10 %. Tyto extrémně těţké a extrémně lehké půdy lze zúrodňovat melioracemi, tj. zlepšováním fyzikálních vlastností - např. lehké půdy se slínují a vápní zásadně uhličitanovou formou, nejlépe dolomitickými vápenci CaMg(CO3)2 a těţké půdy se zlehčují naváţením písku, popílku a vápní oxidovou formou vápníku CaO. Obsah humusu je jedním z ukazatelů úrodnosti půdy, ale současně výrazně ovlivňuje i zpracovatelnost půd. Humus se uplatňuje při strukturotvorných pochodech, při poutání vody a ţivin a při uvolňování ţivin v půdě. Humus usnadňuje zpracovatelnost půd tím, ţe na těţkých
půdách usnadňuje rozpojování půdních jílovitých agregátů, na lehkých půdách naopak stmeluje písčité částice v půdní agregáty, udrţuje vyšší vlhkost půdy a prodluţuje dobu trvání strukturního stavu půdy i po jejím zpracování (zejména půdní mikroagregáty). Většina našich půd obsahuje do 2 % humusu a proto dodávání organické hmoty do půdy mimo kořenových a posklizňových zbytků ve všech formách má rozhodující a zásadní význam. Zvyšování obsahu humusu je však proces dlouhodobý a proto udrţování hladiny humusu v půdách je jedním z hlavních úkolů kaţdého zemědělce.
Zpracování půdy zahrnuje: 1) Základní zpracování půdy 2) Příprava půdy před setím a sázením 3) Kultivace půdy ve vegetaci 4) Minimální zpracování půdy a půdoochranné systémy 7.1. Základní zpracování půdy Do základního zpracování půdy náleţí podmítka, orba, prohlubování, podrývání, hloubkové kypření a podzimní úprava povrchu naorané půdy. 7.1.1. Podmítka Podmítka je mělké zpracování půdy po sklizni obilnin, ozimé řepky, luskovin, případně pícnin sklizených v létě. Po uvedených plodinách je půda ve slehlém stavu s různým mnoţstvím strništních zbytků. Hlavní úkoly podmítky jsou šetřit půdní vláhu a odplevelovat půdu. Mimo uvedené úkoly je podmítka neméně významná pro: 1) tlumení chorob a škůdců, např. zapracováním kontaminovaného strniště chorobami pat stébel, likvidace škůdců (např. larvy bodrušky obilní, třásněnky, hrbáč osení atd.) 2) provedení následné orby v lepší kvalitě se sníţenou spotřebou nafty 3) zlepšení fyzikálního stavu půdy, zejména jejího provzdušnění 4) urychlení mineralizace organických látek 5) podpoření samočištění půdy ( mikrobiologického rozkladu semen plevelů ) 6) ničení zaplevelujících kulturních rostlin zejména v semenářských porostech 7) účinnou aplikaci některých herbicidů a zapravování průmyslových hnojiv
Zlepšení hospodaření s půdní vláhou spočívá ve vytvoření izolační vrstvy nakypřené půdy, která přeruší kapilární vzestup vody a podstatně sníţí půdní výpar (evaporaci). Uplatňuje se zde malá tepelná vodivost vzduchu a naproti tomu na nepodmítnutém strništi dochází k vyššímu zahřívání hlubších vrstev půdy, coţ zesiluje výpar z půdy. Protoţe vzduch má i malou tepelnou kapacitu, projevují se značné tepelné výkyvy mezi dnem a nocí v nakypřené orniční vrstvě v tvorbě rosy, která se tvoří kondenzací páry z půdního vzduchu při jeho výměně. Půdní rosa se významně podílí na vláhové bilanci, zejména na lehčích půdách, kde kolísání teploty mezi dnem a nocí je obzvláště velké. Půdní rosy výborně vyuţívají rostliny se vzdušnými kořeny, např. kukuřice. Odplevelování půdy spočívá v mělkém zapravení čerstvých semen a plodů leţících na povrchu půdy, jejichţ určitá část vyklíčí a vzejde a následnou orbou jsou pak zničeny. Mnoţství vyklíčených a zničených plevelů je závislé na jejich dormanci (periodě klidu). Podmítkou vynášíme semena a plody ze spodních vrstev (z půdní zásoby), u kterých jiţ dormance proběhla. Většina vyklíčených semen plevelů na podmítce je z půdní zásoby minulých let, jen malá část jsou semena čerstvá z téhoţ roku. Nízké plevele, které nedozrály, jsou podmítkou téţ zničeny. Podmítkou však zeslabujeme i vytrvalé plevele zasaţením jejich asimilační plochy listů i jejich podzemních orgánů, např. pýr plazivý. U podmítky je důleţité dodrţet tyto zásady: včasnost, hloubku a kvalitu. Včasnost provedení je rozhodující podmínkou z hlediska všech aspektů správné podmítky. Stále platí „ po úklidu slámy pluh“. Opoţděním podmítky její účinnost značně klesá. Za příznivých vlhkostních podmínek je moţno volit hloubku podmítky od 8 do 12 cm. Za sucha je problém zahloubit podmítač a spokojíme se i s hlubší podmítkou do 15 cm. Z hlediska kvality má být podmítka vţdy ošetřena - povrch skýv rozdroben obvykle vláčením, na soudrţnějších půdách válením nejlépe prutovými válečky. Podmítka se provádí: 1) radličnými podmítači (víceradličné) 2) talířovými podmítači 3) kombinovanými kypřiči
Přednosti radličných podmítačů spočívají ve snadnějším zahlubování, lepším zaklápění posklizňových zbytků
(zejména vyššího strniště) a ve vyšším odplevelovacím efektu.
Nevýhodou je vyšší spotřeba nafty. Předností talířových podmítačů je úspora nafty (vyšší pojezdová rychlost 8 - 9 km.h-1 ), ale hůře zaklápějí strniště, zejména za sucha;
hůře
podřezávají plevele a na kamenitých půdách dochází k poškozování talířů. Nejlépe pracují kombinované kypřiče, které dobře odplevelují a drobí půdu a při vyšších rychlostech (10 - 14 km.h-1) jsou úspornější z hlediska spotřeby nafty a není třeba dalšího ošetření podmítky.
7.1.2. Orba Orba je základním opatřením klasického zpracování půdy, které má rozhodující vliv na celkový stav půdy (tj. ovlivňuje fyzikální, chemický i biologický stav půdy). Souhrnně lze uvést, ţe orba má drobící, kypřící, obracecí a mísící efekt, coţ vše musí správně provedená orba splnit. Při orbě za příznivé vlhkosti dochází ke drobení půdy, kdy se ornice rozpadá na menší půdní agregáty, čímţ se upravuje drobtovitá struktura půdy. Při drobení dochází k nakypření půdy, čímţ se zvyšuje výrazně pórovitost u středních půd aţ o 30 % a u těţkých půd v průměru o 50, ale i o 70 %. Tím se zvyšuje provzdušnění půdy, které je rozhodující pro rozvoj aerobní mikroflóry, nutné pro mineralizaci organické hmoty
v půdě a rozklad
škodlivých reziduí po pouţívaných pesticidech. Pluhem odříznutá skýva je téţ obrácena, splavené ţiviny a koloidní částice jsou ze spodních vrstev ornice vynášeny k povrchu. Při orbě téţ dochází k ţádoucímu mísení ornice a rovněţ tak k promísení zaorávaného materiálu se zeminou (hnoje, zeleného hnojení, průmyslových hnojiv atd.). Při hluboké orbě jsou z velké části zničeny i vytrvalé plevele tzv. „utopením“ na dno brázdy, jako např. pýr plazivý a likvidovány jednoleté plevele. Má-li orba splňovat veškeré základní poţadavky, musí být prováděna vhodným typem odhrnovačky pluţního tělesa a při vhodné vlhkosti půdy. Vhodná vlhkost půdy v % hmotnostních se u těţkých půd pohybuje od 14 - 18 %, u středních 18 - 20 % a u lehkých není jiţ tak rozhodující. Základní typy odhrnovacích desek pluţních těles jsou: 1) válcovitá (cylindrická) - vhodná pro lehké půdy 2) kulturní (univerzální ) - pracuje méně kvalitně 3) pološroubová - vhodná pro střední aţ těţší půdy 4) šroubová - vhodná pro těţké půdy a orbu luk
Záběr pluţního tělesa (čepele) se pohybuje od 30 (35) do 40 cm. Rozdělení orby z hlediska doby provedení : 1) letní 2) podzimní - a) seťová k ozimům - b) k jarním obilninám - c) k okopaninám 3) zimní 4) jarní 1) Letní orba je prováděna během léta za účelem přípravy půdy pro letní meziplodiny. Zpravidla se orá mělce, příp. na střední hloubku. Povrch ornice je nutno ihned ošetřit, aby se sníţily ztráty vody z půdy výparem. Nejvhodnější je namontovat adaptér s prutovými válečky, který nejenţe dokonale drobí povrch, ale z velké části připraví i seťové lůţko. V některých případech se vyuţívá letní orby i k přípravě půdy pro ozimou řepku, příp. i pro ozimý ječmen. 2) Podzimní orba má řadu předností. Jednou z nich je vytvoření hřebenovitého povrchu ornice a usnadnění zasakování vody z podzimních a zimních sráţek do půdy. Tím se vytváří zásoba zimní vláhy v půdě. Pouze lehké půdy s propustnou spodinou a malou vododrţností tuto schopnost nemají. Důleţitou předností podzimní orby je vytvoření příznivějšího fyzikálního stavu půdy na jaře, obnovení a zvýšení biologické činnosti půdy. Hroudy nebo souvislé skývy jsou vystaveny v hrubé brázdě účinkům vody a mrazu do jara, jsou rozrušeny a půda se snadno připraví k setí a sázení. V posledních letech vzrůstá procento zhutnělých půd v důsledku suchých podzimů, nedostatku zimních sráţek a také pouţíváním tzv. těţké mechanizace. Podzimní orbou se vytváří značná hrudovitost a tím i nebezpečí, ţe hroudy v případě nedostatku sráţek nebudou během zimy rozrušeny (zejména v níţinách), půda se dostatečně neokysličí a rezidua a škodlivé meziprodukty nebudou dostatečně odbourány. V tomto případě je vhodné pouţít účinné hrudořezy. Podzimní orba napomáhá likvidaci časně jarních plevelů, jejichţ semena jsou vynesena k povrchu, na jaře masově klíčí a předseťovou přípravou půdy nebo pomocí herbicidů přímo v porostech jsou ničena. Podzimní orba se provádí aţ do trvalého zamrznutí půdy.
Mimo seťové orby k ozimům je podzimní orba základním agrotechnickým zákrokem pro jarní obiloviny, okopaniny, luskoviny a další plodiny jako je mák, len, různé zeleniny atd. a) Seťová orba k ozimům. U této orby je rozhodující, aby byla prováděna vţdy v dostatečném předstihu před setím ozimů. Základním předpokladem pro dobré vzcházení a zakořeňování i další vývoj porostů je přirozená slehlost půdy, která závisí na dostatečném časovém odstupu mezi orbou a setím, pokud nemáme stroje s aktivním pohonem pracovních orgánů (aktivní rotační kypřič, výřivý kypřič, kývavé nebo vibrační brány). Za optimální odstup je povaţováno období 4 týdnů, za minimum 2 týdny. Příliš časná zaorávka jetelovin však podporuje rychlý rozklad kořenové hmoty jetelovin a únik značného mnoţství dusíku do podzemních vod. V posledních letech se zkrátilo nejen meziporostní období, ale i období pro přirozené slehnutí ornice. Proto je ţádoucí současně se seťovou orbou pouţívat nářadí na drobení ornice, při větší hrudovitosti i drtiče (drobiče) hrud. Obvykle se pouţívá kombinace hvězdicových bran a prutových válečků, čímţ se zkracuje přirozené slehnutí půdy na 2 týdny, šetří se půdní vláha a připravuje se seťové lůţko. Není-li moţno mezi orbou a setím zajistit alespoň minimální odstup, je lépe vyuţívat zjednodušenou přípravu zakládání porostů. Platí zásada, ţe s opoţděnou seťovou orbou se sniţuje její hloubka. Mimo seťové orby k ozimům je podzimní orba základním agrotechnickým zákrokem pro jarní obiloviny, okopaniny, luskoviny a další plodiny jako je mák, len, různé zeleniny atd. b) Podzimní orba k jarním obilovinám U podzimní orby k jarním obilovinám ( do 22 cm hloubky ) je půda na podzim ponechána v hrubé brázdě s výraznější hřebenitostí, aby se docílilo maximální zadrţení zimní vláhy. c) Podzimní orba k okopaninám K cukrovce se provádějí zpravidla 2 orby. První, střední orbou se zaorává chlévský hnůj a průmyslová hnojiva (fosforečná a draselná) a obvykle do 3 týdnů se potom provádí hluboká orba. V poslední době se doporučuje (tam kde je minimum vytrvalých plevelů) provedení podzimní orby k cukrovce jiţ koncem léta a zasetí tzv. vymrzající meziplodiny. Na jaře tak odpadá předseťová příprava a cukrovka se seje přímo. U brambor se vyváţí hnůj a průmyslová hnojiva buď na strniště nebo na podmítku a zaorávají se střední orbou. Zatímco půdu zoranou k bramborám ponecháváme přes zimu v hrubé brázdě, půdu zoranou k
cukrovce, zvláště na těţkých půdách, které jsou na jaře velmi citlivé na utuţení, urovnáváme po orbě smykem, lépe soupravou smyku a bran. Tento postup se osvědčil u moderních technologií pěstování cukrovky při pouţití jednoklíčkového osiva, tj. technologie bez ruční práce. 3) Zimní orbu provádíme jen tehdy, nebylo-li moţno z jakýchkoli důvodů provést podzimní orbu, např. při předčasném nástupu mrazů a opětovném rozmrznutí, při pozdní sklizni např. krmné kapusty, cukrovky atd.
Zimní orba má vţdy horší důsledky neţ podzimní orba,
zejména pro vytváření podorničních podlah a většího zhutnění, ale z hlediska zadrţení zimní vláhy působí příznivěji neţ orba jarní. 4) Jarní orba je východiskem z nouze, neboť má řadu negativních důsledků, které mají společného jmenovatele - plýtvání zimní vláhou. Do slehlé půdy, která má nepatrné mnoţství makropórů, obtíţně proniká voda ze zimních sráţek. Na svazích většina vody odteče. Na rovném ulehlém povrchu se hůře udrţuje sníh a při jeho tání jsou většinou kapilární póry zaplněny ještě krystalky ledu. Půda není schopna přijímat vodu ani při tání. Jarní orbou se půda nakypřuje v době, kdy se jiţ značně uplatňuje výpar z půdy a ta značně vysychá. Rychlé vysýchání půdy má nepříznivý vliv na její strukturu a další pracovní operace představují další přejezdy a tím i větší utuţování půdy. Proto platí zásada - je-li z různých důvodů nutno provést jarní orbu, pak jen mělce a současně s ní je třeba zpracovat i povrch ornice, a to nejlépe kombinovaným nářadím, např. hvězdicovými bránami spolu s rovnacími prutovými válci, čímţ současně připravujeme i seťové lůţko. Jarní orbou se zvyšuje i potenciální zaplevelení porostů jednoletými pleveli, neboť semena plevelů jsou vynášena k povrchu opoţděně, později klíčí a nemohou být předseťovou přípravou zasaţena. Jarní orbu nelze provádět na větší hloubku - zvyšují se ztráty půdní vláhy a zpoţďuje přirozené slehnutí půdy. Jarní orba opoţďuje v kaţdém případě termín setí, coţ se negativně projevuje na výnosech jarních obilnin, luskovin, máku a o cukrovce ani nemluvě. Přes uvedená negativa se v některých případech jarní orba provádí. Tak např. při nahromaděném vyzrálém hnoji přes zimu je moţno jej zaorat k bramborám na jaře, ale zásadně na lehkých půdách. Brambory tolerují nedostatek vláhy v půdě po výsadbě a vyţadují hlavně půdy proteplené. Rovněţ tak se zaorává na jaře jetel luční nebo nachový (inkarnát) k bramborám jako vynikající zelené hnojení. Podle nejnovějších výzkumů lze tak podstatně omezit vyplavování dusíku do podzemních vod, které je při podzimní zaorávce poměrně
značné. Jarní orbou se zaorávají i ozimé meziplodiny. Jarní orba je podle HRONA (1974) účinnější při hubení vytrvalých plevelů (zejména pcháče osetu, svlačce rolního apod.).
Hloubka orby se řídí především poţadavkem následné plodiny v osevním postupu. Rozlišujeme orbu: 1) mělkou do 18 cm 2) střední 18-25 cm 3) hlubokou 25-30 cm 4) velmi hlubokou nad 30 cm Zvláštním případem je orba rigolovací, která se provádí před zakládáním trvalých kultur, jako jsou chmelnice, vinice a intenzivní ovocné sady. Hloubka se pohybuje od 40-70 cm podle mocnosti ornice a uspořádání podorničních vrstev.
Hloubka orby podle poţadavku plodin v závislosti na předplodině: Předplodina Okopanina Okopanina Obilnina Obilnina Obilnina Ozimá řepka Luskovina Víceletá pícnina Obilnina Obilnina Víceletá pícnina
Plodina, ke které se orá Jarní obilnina Ozimá obilnina Jarní obilnina Cukrovka Luskovina Ozimá obilnina Ozimá obilnina Obilnina Letní meziplodina Ozimá řepka Ozimá řepka
Hloubka v cm 18-25 16-20 20-25 25-30 22-28 16-20 16-25 22-28 * (12)16-18 20-25 22-25 * podmítka
Způsob orby Vhodný způsob orby volíme podle terénu, tvaru a velikosti pozemku, vţdy s ohledem na vyuţití taţné síly traktoru a maximální sníţení délky nepracovních jízd. Orbu rozdělujeme na: 1) záhonovou - do skladu
- do rozoru 2) do roviny 3) dokola (do figury) 4) orba nepravidelných ploch 5) orba do svahu
1) Záhonová orba spočívá v rozdělení honu (pozemku) na záhony (líchy). Záhonová orba se provádí klasickými (jednostrannými) pluhy. Při kaţdé orbě, vyjma do figury, je nutno na kratších stranách pozemku (honu) vynechat souvratě, jejichţ šířka je dána minimálně délkou soupravy traktoru a pluhu. Na souvratích se otáčí soupravy a souvratě jsou zorávány nakonec. Souvratě při orbě záhonové trpí značným utuţením v důsledku jejich častého přejíţdění. Záhonová orba do skladu začíná od středu záhonu a pokračuje k jeho okrajům. Nejdříve se při jízdě tam a zpět, tj. při 1.a 2. jízdě, vyorá rozor s méně zahloubenou radlicí. Při třetí a čtvrté jízdě se ornice přemístí zpět a vznikne sklad, přičemţ se orá na jiţ poţadovanou hloubku. Záhonová orba do rozoru začíná od kraje záhonu a pokračuje k jeho středu. První dvě jízdy se provádí s méně zaklopeným pluhem směrem do středu záhonu. Při třetí jízdě zahloubíme pluh na poţadovanou hloubku a opačným směrem obracíme skývy zpět. Při poslední jízdě je třeba, aby záběr pluhu pokryl nezoranou část . To usnadňují pluhy s regulovatelným záběrem radlic. Zásadně platí, ţe během let je nutno střídat orbu do skladu s orbou do rozoru, čímţ udrţujeme lepší rovinu pozemku. 2) Orba do roviny vyţaduje oboustranné otočné (nebo výkyvné) pluhy. Začíná se na jedné straně pozemku a pokračuje se k protilehlé straně. Není tedy nutné dělit pozemek na záhony, při otáčení souprav se nepřejíţdí souvratě, čímţ se šetří čas a zejména půda na souvratích od nadměrného utuţení. Osvědčuje se např. při orbě po vrstevnicích na svaţitých pozemcích ( skývy se obrací proti svahu ). 3) Při orbě dokola (do figury) odpadají nepracovní jízdy a nevznikají ani sklady ani rozory. Orba postupuje sice rychleji, ale nesplňuje zcela agrotechnické poţadavky. Vznikají četné „oplazy“ (nedooraná místa), zejména v rozích pozemku. Provádí se buď do skladu nebo do rozoru. Při orbě do rozoru se začíná od kraje pozemku přioráním
jízdou dokola a potom při zpětné jízdě jsou skývy odklápěny k vnějším stranám pozemku. Při orbě do skladu je nejdříve ve středu pozemku proveden rozor, pak sklad a po několika jízdách do skladu je započato s orbou dokola. Protoţe po zahájení orby vzniká ve středu pozemku tvar v obrysech shodný s tvarem celého pozemku, bývá tento způsob nazýván orbou do figury. Tohoto způsobu se běţně vyuţívá při podmítce. 4) Orba
nepravidelných
ploch
je
nejobtíţnější
zejména
na
pozemcích
s
trojúhelníkovým tvarem. V takových případech se obvykle pouţívá orba dokola. Velké nepravidelné pozemky se rozdělí na pravidelné menší. Při orbě nepravidelných pozemků alespoň se dvěma delšími rovnoběţnými stranami se vyuţije některý předchozí způsob orby. Při orbě nepravidelných tvarů pozemků se pouţívají nesené pluhy. 5) Orba do svahu je prováděna s cílem tlumit vodní erozi, tj. zásadně po vrstevnicích a proti svahu. Vodní erozí jsou výrazněji ohroţovány pozemky se spádem větším neţ 5°. Na pozemcích o spádu do 8° by se mělo orat jen s oboustrannými otáčecími, příp. výkyvnými pluhy.
Orba víceletých pícnin Po víceletých pícninách zůstávají v ornici dvě zřetelné vrstvy. Vrchní ulehlá vrstva je tvořena organickými zbytky porostu včetně jeho souvisle propleteného kořenového systému. Tuto vrstvu je moţno obracet, ale nikoli rozdrobit. Spodní vrstva je prostoupena pouze jednotlivými kořeny. Ji lze drobit jiţ snadno. Hlavním úkolem orby víceletých pícnin je ulehlou drnovou vrstvu zapravit do příznivějších podmínek pro rozklad organické hmoty a mineralizaci organického dusíku poutaného rhizobiemi. Při orbě je třeba dostat na povrch půdy spodní strukturní vrstvu ornice, kterou lze jiţ snadno připravit pro setí. Tyto poţadavky splňuje orba s předradličkou. Předradlička zabírá 2/3 šířky pluţního tělesa a hloubky odříznuté skývy. Hloubka orby je kolem 22 cm a hloubka předradličky 10 cm. Druhý způsob orby víceletých pícnin začíná podmítkou radličným nebo za vlhka talířovým podmítačem a po 3 aţ 4 týdnech se provede orba bez předradličky. Tento způsob však vyţaduje více operací pří přípravě seťového lůţka.
Zaorávka chlévského hnoje Zaorávka hnoje se provádí do střední hloubky, aby za účasti aerobních mikrobů došlo v půdě k náleţitému rozkladu. Na těţkých půdách se hnůj zaorává mělčeji (18-20 cm), na lehčích půdách hlouběji (22-24 cm). Hnůj se zaorává na podzim především k okopaninám (k cukrovce, bramborům, kukuřici). K cukrovce se vyváţí hnůj na podmítnuté strniště a později se středně hlubokou orbou zaorává. Při pouţívání jednoklíčkového osiva cukrovky, citlivého na jarní utuţení půdy, se ještě na podzim urovná pozemek smykostrojem, aby na jaře minimálními vstupy na pole bylo připraveno seťové lůţko pro cukrovku. K bramborům zaoráváme hnůj na plný profil ornice (zvláště na lehčích půdách) a pole ponecháme v hrubé brázdě přes zimu. Ke kukuřici se zaorává hnůj středně hlubokou orbou a pole přes zimu ponecháme v hrubé brázdě. Při zaorávce zeleného hnojení platí tytéţ zásady, ale při vysokých porostech zeleného hnojení je nutno před zaorávkou pouţít válců, aby porost mohl být dokonale zaklopen. Výborně se osvědčily cepové sklizeče, které porost prakticky rozbijí na drobnou drť a zaorávky probíhají pak bez problémů. Zaorávka slámy se provádí zásadně po jejím rozřezání na 10 -15 cm. Do půdy se dostává organická hmota s velmi širokým poměrem C:N (80-90:1), zatímco běţný poměr v půdě je 20 : 1. Proto se před zaoráním dávkuje na 100 kg slámy cca 1 kg N (nejlépe v močovině nebo síranu amonném). Na půdách s niţším obsahem fosforu je vhodné přidávat i fosforečná hnojiva. Účelné je na rozřezanou slámu aplikovat i kejdu od skotu nebo od prasat , ale podmínkou je potom provést ihned orbu. Hloubka zaorávky je 15 - 20 cm. Zaorávku slámy s kejdou lze kombinovat i se setím zeleného hnojení strniskových meziplodin (talířové podmítače s výsevným ústrojím). Rovněţ je moţno slámu krycí plodiny rozfoukat na vysoké strniště s podsevem, kde působí jako mulč.
Kvalita orby a její hodnocení je zaměřeno především na: 1) včasnost splnění agrotechnických termínů 2) přímost brázd 3) hloubku orby 4) zaklopení posklizňových zbytků 5) čistotu dna brázdy 6) stěnu brázdy
7) podřezané plevele 8) „oplazy“ (nedooraná místa, nezahloubený pluh na celé ploše) 9) hrudovitost 10)hřebenitost oranice
7.1.3. Prohlubování, podrývání, dlátování a hloubkové kypření ornice se provádí pouze na půdách, jejichţ půdní profil to dovoluje (tj. na půdách s hlubším humózním horizontem), na půdách, které vykazují zhoršený fyzikální stav. Typickým příznakem je vytváření louţí po dešti s delší dobou trvání a minimálním vsakem do půdy. Je-li pod ornicí vrstva typu zhutnělého podbrázdí, které po nakypření je schopno mikrobiálního ţivota, můţe být prohlubování provedeno bez negativních následků na výnosy plodin. Je-li však vytvořena tzv. podorniční podlaha, je prohlubování spojeno s rizikem sníţení výnosu plodiny. Je proto nutno prohlubovat - přiorávat půdní profil postupně (např. po 1 cm), více organicky hnojit a vápnit. Zásadně dbáme na to, abychom nevynášeli na povrch půdy tzv. „mrtvinu“, tj. půdu bez mikrobiálního ţivota, s nepříznivými chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Další prohlubování následuje nejdříve za 3 aţ 5 let. Podrývání, kdysi prováděné podrýváky do hloubky aţ 40 cm umístěnými za radlicemi na rámu pluhu, je z hlediska energetického (spotřeby nafty) velmi náročné. Z toho důvodu se prakticky neprovádí, i kdyţ plocha extrémně zhutnělých podorničních profilů značně narostla. Průměrná spotřeba nafty při této pracovní operaci činí 60 l/ha, u střední orby 16-22 l/ha. Více se pouţívá dlátových kypřičů, kde při hloubce 40 cm činí průměrná spotřeba 3032 l/ha. Mimo to lze dlátové kypřiče vyuţít i k mělkému kypření jako určitý způsob minimalizace místo klasické orby s obracením půdy. Vhodné jsou zejména kypřiče s šípovými radličkami. Hloubkové kypření je agromeliorační zásah do hloubky 50-70 cm při zúrodňování těţkých, zhutnělých půd. Vedle kypřícího účinku jde o odvádění povrchové vody do hlubších půdních vrstev. Vzhledem k vysoké spotřebě nafty a krátkodobého účinku se tohoto opatření nevyuţívá. Je ekonomicky neefektivní. Celkově se ukazuje, ţe moderní rostlinná výroba poskytující stabilně vyšší výnosy nutně vyţaduje větší hloubku orničního profilu, k čemuţ je nutno vyuţít výše uvedené postupy podle konkretních podmínek.
7.2. Příprava půdy před setím a sázením umoţňuje včasné a kvalitní zasetí nebo zasázení plodin a vytváří příznivé podmínky pro vzcházení rostlin a jejich další růst a vývoj v prvních fázích vegetace.
V rámci odlišných stanovištních podmínek má příprava půdy splňovat tyto poţadavky: 1) urovnat pole a zmenšit plochu povrchu půdy 2) vytvořit na povrchu půdy izolační vrstvu k ochraně půdní vláhy 3) dokončit úpravu agregátového sloţení půdy - půdní strukturu vhodnou pro rychlé vyklíčení osiva nebo sadby Dostatečné rozdrobení půdy v povrchové vrstvě je podmínkou úspěšného zasetí, vzcházení i zapojení porostu. Poţadovaná velikost půdních agregátů je závislá na druhu plodiny. Plodiny s drobnými semeny (mák, řepka, košťálové zeleniny, mrkev atd.) vyţadují jemnější agregátové sloţení půdy, neboť jsou sety do malé hloubky. K lepšímu přezimování ozimů jsou vhodnější větší půdní agregáty aţ hrudky. Staré rčení k tomu účelu říká: „na podzim hrudka, pro ozim budka“. 4) připravit vhodné seťové lůţko Stále platí stará zásada, ţe seťové lůţko má mít „tvrdou postýlku, ale měkkou peřinku“, tj. je tvořeno dvěma vrstvami. Spodní slehlá, která umoţňuje sít do poţadované hloubky, jinak je nebezpečí „propadnutí“ osiva do větších hloubek s negativními důsledky pro porost. Spodní vrstva umoţňuje téţ kapilární vzestup vody k osivu, pro něţ je její dostatečné mnoţství rozhodujícím pro bobtnání a klíčení. Vrchní kyprá vrstva umoţňuje dostatečný přístup vzduchu ke klíčícímu osivu. Tím je usnadněno jeho dýchání a ulehčeno procházení klíčků rostlin půdou při vzcházení. Kyprá vrstva přispívá i k oteplování půdy. Seťové lůţko lze připravit dvěma způsoby. První způsob spočívá v jiţ překonaném tradičním
smykování a vláčení, nebo v pouţití kombinovaného smyku s branami
(smykostroje). Po přirozeném slehnutí půdy (v průměru za dva týdny) se následně pouţijí válce a brány nebo kombinátory. Druhým způsobem při pouţití moderní zemědělské techniky s aktivním pohonem pracovních orgánů odpadá přirozené slehnutí půdy a seťové lůţko je vytvořeno kontinuální přípravou půdy a setí. Tímto způsobem zvládáme termíny setí jarních obilnin, cukrovky a všech dalších plodin, šetří se půdní
vláha pro stabilizaci výnosů plodin. Nevýhodou je, ţe není dostatečný odstup mezi přípravou půdy a setím a přesouvá se hubení plevelů do porostu. V Evropě i u nás jsou stále více vyuţívány moderní systémy přípravy seťového lůţka a setí v kombinaci vibračních bran nebo rotačních kypřičů (pracujících v horizontální nebo vertikální poloze) s utuţovacím válcem. Tento systém je energeticky náročnější, ale jeho přednosti jsou nesporné. 5) odplevelovat půdu
Tradiční jiţ překonaná příprava půdy před setím a sázením zahrnuje tato agrotechnická opatření : 1) smykování 2) vláčení 3) válení 4) hlubší kypření
7.2.1. Smykování - bývá obvykle prvním zákrokem v jarní přípravě půdy po předchozí orbě. Jeho hlavním úkolem je: 1) urovnání povrchu 2) zmenšení plochy povrchu pole (sníţení evaporace) 3) drobení povrchu půdy a zatlačování hrud 4) vytvoření izolační vrstvičky (zejména při pouţívání kombinovaných smyků) 5) ničení prvních klíčících plevelů
Smykujeme tehdy, je-li oschlá alespoň 1/3 hřebenu brázd. Jinak je nebezpečí tzv. „zamazání“, které podporuje kornatění půdy (půdní škraloup) a zvyšuje výpar z půdy. Směr pohybu smyku je zásadně „ na koso“ - šikmý ke směru skýv (cca 35-40°), aby rovnací účinek byl maximální. V poslední době se ale více pouţívá kombinovaných smyků (smyk + brány), nazývané téţ smykostroje. Samostatné smyky se dosud pouţívají trámové s okovanou náběţnou hranou nebo smyky kované s regulací úhlu náběhu (tzv. Hroudův smyk), který je účinnější. V oblastech s vyšším úhrnem sráţek s vysokou sněhovou pokrývkou se na ulehlých půdách na jaře místo smyků pouţívají těţké hřebové brány. Účinnější jsou brány vibrační.
Změnou původní technologie pěstování cukrovky na technologii bez ruční práce, tj. při pouţití jednoklíčkového osiva cukrovky, je vhodné pouţít na podzim po orbě smyků a pozemek maximálně urovnat. Za cenu určité ztráty zimní vláhy sníţíme podstatně utuţení ornice na jaře, kdy je půda vlhká a velmi citlivá na utuţení. Tím zmenšíme téţ riziko špatného vzcházení osiva a nízkého počtu rostlin cukrovky na ha. 7.2.2. Vláčení má mnohostranné vyuţití v agrotechnice plodin. Pomocí vláčení se: 1) půda kypří a jemnějí drobí 2) urovnává povrch ornice 3) rozrušují hroudy 4) ničí plevele 5) zapravují průmyslová hnojiva a pesticidy
Kypřením povrchu proniká do půdy vzduch, vytváří se ţádoucí agregáty pro setí a izolační vrstvička vzduchu, účinná při výparu z půdy. Vláčením dokončujeme rovnání povrchu a ničíme vzcházející („nitkující“) plevele. Jde o agrotechnický zásah, který nelze v předseťové přípravě vypustit. Vláčení se však pouţívá i za vegetace, např. při tzv. „prořeďování“ porostů obilnin. Jsou-li po přezimování příliš husté porosty, např. u ozimé pšenice (více neţ 900 stébel na 1 m2) a hrozí poléhání obilí, napadení houbovými chorobami a sníţení výnosů, je vhodné provést převláčení porostu. V kaţdém případě musí předcházet zkouška účinku převláčení, jinak je nebezpečí značného prořídnutí porostu anebo nízký efekt převláčení. K tomu účelu se vyuţívají různé typy hřebových bran s rovnými kolmými nebo zahnutými hřeby, postavenými „na tupo“ nebo „na ostro“. Hřebových bran se pouţívá i k ošetřování vojtěšky pro rychlejší obrůstání, ale v poslední době se projevuje zvýšené nebezpečí přenosu virových chorob. Hřebové brány a zejména brány prutové se dosud pouţívají i k mechanickému odplevelování obilnin a síťové brány k odplevelování brambor. Rozlišujeme brány pasivní, tj. taţené jen traktorem (tahačem) a brány s aktivním pohonem, poháněné vývodovým hřídelem traktoru. Pasivní brány 1) hřebové - lehké
( do 1 kg na 1 hřeb )
- střední - těţké
(1 aţ 1,5 kg na 1 hřeb) (1,5 aţ 2,5 kg na 1 hřeb)
2) radličkové - dodrţují hloubku kypření 3) síťové - kopírují dokonale terén a tedy i hrůbky brambor 4) prutové - zejména pro vláčení ozimů 5) hvězdicové - pro účinnější drcení hrud 6) krouţkové - pro účinnější drcení hrud 7) talířové - k rozpracování drnu 8) rotační - (pasivní nazývané téţ motýlkové)
Brány s aktivním pohonem 1) vibrační (kmitavé) - vyšší počet kmitů, vysoce účinné včetně rovnacího účinku 2) kývavé - niţší počet kmitů, zejména pro vyvlačování pýru 3) krouţivé (vířivý kypřič) 4) kartáčové - zejména ve vegetaci u plodin pěstovaných v širších řádcích nebo ve sponech 7.2.3. Válení splňuje: 1) poţadované utuţení půdy 2) zvýšení kapilárního vzestupu vody 3) sníţení hrudovitosti, částečně i urovnání povrchu
Válením zkracujeme časový odstup přirozeného slehnutí půdy např. mezi seťovou orbou na podzim a výsevem plodiny, nebo na jaře mezi nakypřenou půdou a setím atd. Válení podporuje kapilární vzestup vody k povrchu, ale současně i výpar z půdy. Aby byl výpar z půdy minimální, musí se ihned po válení vláčet, ale jen lehkými branami. Válením drtíme, příp. zatlačujeme do půdy hroudy. Ve vegetaci v předjaří po holomrazech, kdy v důsledku negativního působení mrazíků na porosty obilnin došlo k přetrhání kořínků, se nejprve provede přihnojení porostu N letecky. Jakmile oschne povrch půdy, pomocí válců se přitlačí odnoţovací uzel do půdy, aby mohly rostliny regenerovat a znovu odnoţovat. Hloubka působení válců dosahuje v průměru asi do 10 cm. Je závislá na hmotnosti válce, na zrnitosti a vlhkosti půdy. Kritická vlhkost pro pouţití válce je dána lepivostí na válec a je signálem k přerušení válení. Specifický tlak lehkého válce je 10 kPa, lučního válce naplněného vodou 50-60 kPa.
Podle tvaru povrchu se válce rozdělují na: 1) hladké s cílem vytvářet rovný povrch, zabezpečovat poţadovanou hloubku setí a podporovat kapilární vzestup vody. Na těţkých půdách po vydatnějších deštích se tvoří po pouţití hladkých válců nepříznivé půdní škraloupy. Tyto válce jsou vhodné k ošetřování obilnin, u lučních porostů se více uplatňují luční válce s větším tlakem na půdu. 2) podélně rýhované, které vytvářejí téţ rovný povrch, ne hladký, ale mírně zvlněný, coţ sniţuje tvorbu nepříznivých půdních škraloupů. 3) kotoučové s vyšším účinkem drcení hrud (např. Cambridge) a velmi pouţívané před nebo po setí zvláště u plodin setých hlouběji (hrách, kukuřice apod.). 4) hřebové - zvané téţ jeţky, k drcení přeschlých hrud a rušení půdního škraloupu (nazývané téţ Zehetmayerovy jeţíky), vhodné při vzcházení cukrovky, máku, některých luskovin a přímo setých košťálovin 5) hrudořezy - speciální nářadí k drcení hrud, kde hřebové válce jsou málo účinné, zejména za sucha v extrémních podmínkách přípravy seťového lůţka na podzim. 6) pěchy (Cambellovy pěchy) - těţké litinové kotouče o průměru více neţ 50 cm, pouţívají se k hlubšímu podpovrchovému utuţení, přičemţ povrch půdy zůstává nakypřen. Kombinují se s pluhy při podzimní orbě, neboť urychlují přípravu seťového lůţka.
7.2.4. Hlubší kypření se pouţívá v hloubkách 8-20 cm bez obracení zeminy, tj. před sázením např. brambor, předpěstované zeleniny, ale i před výsevem kukuřice do hloubky 10-15 cm. Účelem je: 1) dokonalé hlubší kypření 2) odplevelování, zejména podřezávání vytrvalých plevelů 3) oteplování povrchu půdy - významné pro brambory, kukuřici, ale na těţkých studených půdách i pro cukrovku
Podle konstrukce pracovních orgánů se rozlišují kypřiče: 1) s pevnou slupicí a výraznější šípovou radličkou (tzv. „pospěchy“), které účinněji podřezávají vytrvalé hlubokokořenící plevele, méně kypří a nepřemísťují zeminu.
2) s pérovou slupicí - buď se šípovou nebo dlátovou radličkou (tzv. „kultivátory“), které účinněji kypří a provzdušňují půdu. 3) rotační kypřiče - poháněné vývodovým hřídelem
traktoru, dokonale půdu
mísí,
provzdušňují a likvidují plevele
V posledních letech se samostatné kypřiče málo pouţívají, ale jejich pracovních orgánů se vyuţívá v tzv. kombinátorech, kde se kombinují různé kypřiče s mírným utuţováním půdy (prutové válečky) nebo s hlubším utuţováním (utuţovací válec). Mimo uvedených kombinací se vyuţívá v kombinátorech i smyk, speciální drobiče hrud, válečky apod. Vyrábějí se tedy kombinátory, které jedním vstupem na pozemek vykonávají 2, 3 i 4 pracovní operace. Vyuţití kombinátorů je velmi široké jak při předseťové přípravě i před sázením, ale i před setím meziplodin - např. po raných bramborách, luskovinoobilných směskách atd. U kombinátoru lze měnit jednotlivé pracovní orgány, čímţ vzrůstá univerzálnost pouţití tohoto stroje, produktivita práce i ekonomika.
7.3. Kultivace půdy během vegetace Přesto, ţe pouţívání herbicidů podstatně omezilo počet kultivačních zásahů v porostech oproti minulosti, lze význam kultivace půdy během vegetace spatřovat především v : 1) úpravě stavu půdy 2) odplevelení porostů
Kultivují se hustě seté porosty obilnin a širokořádkové porosty okopanin, některých luskovin, olejnin a některých zelenin. Kultivací v porostech se zvyšuje propustnost pro vodu a vzduch, ruší půdní škraloup, obnovuje izolační vrstva, ničí jednoleté plevele a zeslabují plevele vytrvalé. U vzešlých, zaplevelených nebo hustě přezimujících obilnin je vláčení kultivačním zásahem. Rovněţ tak válení obilnin za účelem přitlačení odnoţovacího uzlu u rostlin povytaţených mrazem. U cukrovky, máku a některých přímo setých zelenin je rušení škraloupu téţ kultivačním zásahem, neboť jde o zaseté vzcházející porosty. Rozhodující kultivační zásahy do půdy jsou prováděny u širokořádkových kultur (meziřádkové zpracování půdy zejména u okopanin a zelenin).
U cukrovky se první plečkování provádí zásadně rotačními plečkami, jejichţ buben chrání mladé rostlinky před zahrnutím a mechanickým poškozením a umoţňuje provést zákrok aţ k samotným rostlinkám. Nebyly-li pouţity herbicidy, následuje druhé, popř. třetí plečkování s noţovými plečkami. Poslední moţné plečkování s tzv. dlátovými plečkami do hloubky 8-12 cm, běţně prováděné v Rakousku, Belgii a Francii, tedy ve státech s podstatně vyšším výnosem cukru na ha, se u nás provádí jen v nejlepších řepařících podnicích z důvodu nedostatku uvedeného nářadí. Mimo cukrovky se plečkuje i mák, kukuřice pěstovaná na zrno, někdy i hrách. Plodiny seté nebo sázené do sponu, jako některé zeleniny (např. květák, kapusta, zelí) jsou plečkovány ve dvou kolmých směrech na sebe a odplevelování je tak účinnější. Kultivace brambor začíná hrůbkováním „naslepo“, coţ je nahrnování zeminy do hrůbků před vzejitím porostu. Provádí se symetrickým rádlem. Před aplikací herbicidů následuje ještě obvykle vláčení síťovými branami, které jsou kloubně spojeny a dobře kopírují terén, tj. vytvořené hrůbky a dokonaleji ničí slaběji vzrostlé plevele. Tento sled operací se ještě někdy doplňuje hrůbkováním, které lze provádět i za větší půdní vlhkosti pomocí rotačních hrůbkovačů s aktivním pohonem, kdy klasické hrůbkovače nelze pouţít a kdy plevele rychle přerůstají a sílí. Nelze je však pouţít na kamenitých půdách. V poslední době se s úspěchem pouţívají i prutové plečky. Při pouţití herbicidů stačí obvykle 1 aţ 2 mechanické zásahy. 7.4. Minimální zpracování půdy a půdoochranné systémy Minimální zpracování půdy se uplatňuje jak v základním zpracování půdy, tak zejména při přípravě půdy před setím a sázením, případně i v kultivaci. Zpracování půdy zaloţené na orbě a dalších kultivačních zásazích je v našich podmínkách zemědělskou praxí dokonale ověřeno. Je však energeticky značně náročné. Orbou je v ČR ročně v průměru zpracováno kolem 2,8 mil. ha půdy (i kdyţ máme 3,2 mil. ha orné půdy), přičemţ kaţdý centimetr hloubky znamená přivést do pohybu 280 milionů m3 zeminy. Při hloubce orby 20 cm a průměrné spotřebě 16 l nafty na ha, představují náklady na orbu v ČR 670 mil. Kč ročně (dle cen roku 1997). Z tohoto hlediska je rozhodujícím motivem minimalizace zlevnit zpracování půdy a samozřejmě i zrychlit. Rozhodující předpoklady pro uplatnění minimálního zpracování půdy jsou: 1) dobrý fyzikální stav půdy 2) biologicky činná ornice s dostatečným obsahem ţivin
3) minimální zastoupení vytrvalých plevelů (pýr plazivý, pcháč oset, svlačec rolní atd.) 4) vhodný osevní postup nebo alespoň sled plodin: zlepšující předplodina, následná plodina
7.4.1. Metody minimalizace zpracování půdy Různé způsoby minimálního zpracování půdy, které jsou vyuţívány ve světovém měřítku, jsou zaloţeny podle KVĚCHA a ŠKODY (1985) na šesti základních metodických principech: 1) vylučování některých operací 2) nahrazení některého zákroku méně náročným 3) spojování zákroků do menšího počtu operací 4) zpracování půdy na menší hloubku 5) pásové zpracování půdy 6) setí do nezpracované půdy
Na základě těchto principů lze zjednodušeně vyjádřit minimalizaci zpracování půdy následujícím schématem :
Metody minimalizacezpracování půdy
Vypouštění (nahrazování) některých zákroků
Spojování zákroků do menšího počtu
Omezení zpracování na urči tou hloubku nebo část plochy
Setí do nezpracované půdy
Z hlediska pouţívání techniky pro základní a předseťovou přípravu půdy, zejména pak při pouţití pluhu, lze systémy minimálního zpracování půdy rozdělit podle ŠIMONA (1982) do dvou skupin: 1) Systémy s orbou
2) Systémy bez orby
(viz schéma):
Minimální zpracování půdy při základní a předseťové přípravě
2.
1. Orba
Příprava půdy po orbě
Kypření
Příprava půdy společně s orbou
3.
Bez orby
Setí do nezpracované půdy
-sdruţené - souprava pluhu soupravy závěs. nářadí -secí kombi- - souprava na orbu nátory a setí
setí U systému minimálního zpracování půdy s orbou zůstává zachována klasická orba radličným pluhem, při níţ dochází k obracení, drobení, mísení a nakypření orniční vrstvy. Hlavním cílem je omezování hloubky zpracování půdy a slučování jednotlivých operací, např. orby s přípravou půdy nebo přípravy půdy a setí apod.
U bezorebných systémů se pluh nepouţívá, jde pouze o různé způsoby kypření ornice bez obracení půdy aţ po způsoby setí plodin do nezpracované půdy. Základní systémy minimálního zpracování půdy Systémů zpracování půdy je celá řada. Závisí především na klimatických podmínkách, druhu a genetickém typu půdy, vodní a větrné erozi, systému hospodaření na půdě, úrovni agrotechniky a v neposlední řadě na vybavení mechanizačními prostředky. a) Sloučení přípravy půdy a setí Spojování agrotechnických zákroků po orbě sleduje omezení přejezdů na poli, zjednodušuje přípravu půdy pro setí a sázení plodin. Tyto systémy se realizují jako: 1) spojování více operací (různé nářadí do soupravy) buď dočasně nebo trvale, např. smykostroje (kombinace smyku a bran), nebo kombinátory (kombinace radličkového kypřiče, smyku a prutového válečku) a další varianty kombinátorů. 2) spojení přípravy půdy a setí, např. spojení kombinátorů a secího stroje, umoţňující rychlé zaloţení porostu jařin, letních meziplodin atd. b) Sloučení orby, přípravy půdy a setí se ukazuje vhodné zejména pro setí ozimů, řepky ozimé, ječmene ozimého, ţita, ale i letních meziplodin. Velmi ekonomické je spojování orby s předseťovou přípravou u výkonných traktorů, kde se vyuţije především jejich výkon. Taţnou sílu je moţno vyuţít formou: 1) doplňků u radličných pluhů, např. nářadí pro úpravu povrchu půdy - smyky, brány, článkové válce 2) sdruţených souprav pluhů a drtičů hrud (drobiče - adaptéry na rám pluhu), dále hvězdicové, prutové, kembridţské válce, pěchy atd. s cílem připravit seťové lůţko 3) sloučení orby a setí, kdy se vypouští předseťová příprava a secí stroj se obvykle zavěšuje za pluh.
c) Sniţování hloubky orby
Tento systém lze vyuţít v rámci osevních postupů k diferenciaci hloubky orby u jednotlivých plodin, zvl. u ozimých obilnin, kdy mělkou orbou nahradíme podmítku a seťovou orbu. Úspěch tohoto systému je závislý na kvalitě orby a na vhlkosti půdy. d) Mělké kypření Výhody mělkého kypření spočívají v rychlém a snazším zaloţení porostu, coţ je důleţité tam, kde mezi uvolněním pole předplodinou a setím následné plodiny je velmi krátké období. Mimo to se půda i za niţší vlhkosti půdy (za sucha) připraví k setí při úspoře energie. Nevýhody mělkého kypření se projevují: 1) v menším odplevelovacím účinku 2) ve zhoršeném zasakování vody do půdy (menší jímavost půdy) 3) v niţší biologické aktivitě půdy 4) v pomalejším odbourávání inhibičních látek a reziduí v půdě
Mělké kypření se provádí pomocí strojů buď samostatně anebo se současným setím pomocí: 1) pasivních orgánů (talířové nářadí, radličkové kypřiče) 2) aktivních orgánů (rotační kypřiče, kývavé - vibrační brány). Tyto stroje doplněné o další nářadí, jako prutové válce, hvězdicové brány apod. zpracují a připraví půdu k setí jedním vstupem. Jsou-li k těmto soupravám napojeny ještě secí stroje, zvyšuje se produktivita práce a dosahuje se značných finančních úspor. e) Pásové zpracování půdy připravuje povrch pole v pásech, do nichţ se seje. Pásové kypření se provádí buď rotačně, nebo kypřiči. Vyuţívá se u širokořádkových plodin, např. u kukuřice, soji, ale i v protierozní ochraně půdy. f) Setí do nezpracované půdy je zabezpečováno výhradně speciálními secími stroji s výsevným ústrojím: 1) jednokotoučovým, např. John Deere 750A, Moore Uni-drill 2) dvoukotoučovým , např. Horsch DS 3 3) radlièkovým, napø. Horsch Concord, Köckerling AT 300
4) rotaèní frézkou, napø. Howard Sämevator GS 300 Výhodou tohoto systému je: 1) značná úspora pohonných hmot 2) sníţení negativního vlivu přejezdů po poli 3) omezení vodní a větrné eroze Nevýhodou je: 1) vysoké pořizovací náklady 2) vyšší potřeba herbicidů 3) zvýšená dávka N 4) okyselování půdy, menší uvolňování ţivin v důsledku neobracení půdy.
Setí do nezpracované půdy je podmíněno nezaplevelenými pozemky vytrvalými pleveli, zejména pýrem plazivým, pcháčem osetem, svlačcem rolním aj. Tento způsob se vyuţívá v suchých oblastech po pozdě sklizené kukuřici a cukrovce, kde ulehlé a přeschlé půdy znemoţňují orbu z důvodů extrémní hrudovitosti a tím zhoršené předseťové přípravy půdy a setí. Pro podmínky našeho zemědělství je minimální zpracování půdy reálné a perspektivní potud, pokud není zábranou postupného zvyšování nebo stabilizace výnosu plodin a není v rozporu s poţadavkem dlouhodobého zvyšování (udrţování) úrodnosti půdy. 7.4.2. Půdoochranné systémy V současné době se u nás ověřují tzv. půdoochranné systémy zpracování půdy před vodní a větrnou erozí, jako např. vyuţití „mulče“, coţ je rostlinný materiál na povrchu pole, omezující výpar z půdy. Tyto systémy omezují nebo vylučují obracení půdy a jsou zaloţeny pouze na kypření. Hubení vytrvalých plevelů je zajišťováno herbicidy (Roundupem apod.). Jako perspektivní se ukazuje při zakládání porostů obilovin, řepky ozimé a dalších plodin „ systém HORSCH “. Je zaloţen na rotačním zpracování povrchové vrstvy půdy při vyšších otáčkách (princip frézování půdy), kdy odkrojená zemina je odhazována aţ do výšky 3 m a při volném pádu se podle hmotnosti specificky třídí. Osivo je pneumatickým secím strojem vyséváno „naširoko“, coţ je nejlepší rozmístění osiva jak z hlediska vyuţití ţivin, vody, tak i efektu fotosyntézy. K osivu, které leţí na tvrdé části lůţka, je zaručen vzlínající
kapilární proud vody, takţe stejnoměrně vzchází. Je zakryto jemnozemí, která udrţuje příznivou vlhkost půdy při klíčení. Směrem k povrchu půdy jsou volným pádem ukládány větší půdní částice, které umoţňují jak zasakování sráţkové vody, tak i přístup vzduchu k osivu. Předností systému HORSCH je, ţe se seje do poţadováné hloubky i v kamenitých půdách, neboť fréza je schopna rozbít některé kameny do hmotnosti aţ 30 kg (pískovec, křemen, vápenec, opuka apod). Tento systém přípravy půdy a setí sniţuje náklady aţ o 30 %. Novinkou firmy HORSCH je radličková sečka HORSCH-Concord s regulovatelným setím do řádků, páskově nebo naširoko. Půda je zpracována pomocí řezných šípových radliček. Vysoké výkony jsou umoţněny pojezdovou rychlostí 15 km.h-1 i rychlostí setí větší. Tento způsob sniţuje náklady aţ o 40 %.
8. POLNÍ PLEVELE A JEJICH REGULACE O plevelných rostlinách (téţ neţádoucí vegetaci, doprovodné vegetaci) je známo, ţe kaţdoročně způsobují více neţ 1O % ztrát na rostlinné produkci a odplevelení porostů vyţaduje značné náklady (ruční práce, práce mechanismů,
herbicidy atp.). Náklady na
herbicidy představují celosvětově přes 6O % celkových nákladů na pesticidy. Regulace zaplevelení polí a luk (tj. hubení plevelů) se stává stále sloţitější, přestoţe jsou k dispozici vysoce účinné chemické prostředky (herbicidy) do všech plodin. Současné změny v systémech hospodaření změnily i způsoby regulace zaplevelení. 8.1. Změny v rostlinných společenstvech polí Počet druhů plevelů v agrofytocenozách se jiţ delší dobu sniţuje a postupně převládají druhy s širokou stanovištní amplitudou a s velkou konkurenční schopností. Rozšířily se plevelné druhy,které dobře vyuţívají vyšší dávky hnojiv a ty, které se uplatní i v hustých porostech, plevele nitrofilní, ovíjivé a snášející zastínění. Změny v zaplevelení našich polí ve prospěch rozšíření tzv. odolných a agresivních plevelů jsou způsobeny především těmito okolnostmi: 1) uplatňování časného jarního setí všech plodin
s podceňováním regulace zaplevelení
odstupňovanou předseťovou přípravou a kultivací během vegetace,
2) zvýšilo se zastoupení ozimů a ozimé řepky na orné půdě s dřívějším termínem setí, minimalizací zpracování půdy
a válením hladkými válci po zasetí, coţ podpořilo
hromadné vzcházení přezimujících jednoletých plevelů (chundelka metlice, svízel přítula, heřmánkovec přímořský, rozrazily, ptačinec ţabinec, hluchavky aj.), 3) osevní postupy se zjednodušily a skládají se z menšího
počtu plodin, umoţňujících
specializaci některých plevelných druhů, 4) současné technologie sklizně ţacími mlátičkami umoţňují vysemenění plně dozrálých plevelů jiţ na poli, 5) změny ve výrobě statkových hnojiv způsobily, ţe semena těch druhů plevelů, která jsou schopna projít neporušena trávicím ústrojím zvířat (díky dlouhé dormanci po uzrání), nejsou ničena procesem zrání hnoje, ale jsou přímo šířena na další pozemky. Vesměs se jedná o tzv. ruderální druhy: merlíky, rdesna, lebedy, šťovíky, heřmánky, svízel přítulu, laskavec ohnutý, jeţatku kuří nohu aj. 6) přehnojování močůvkou a kejdou způsobuje tzv. ruderalizaci polí a rozšíření agresivních plevelů i na méně úrodné půdy. Příkladem je šíření pýru plazivého na lehké půdy a do vyšších poloh. K rozšíření konkurenčně významných plevelů přispívají i četná rumištní a lemová společenstva v blízkosti polí - příkladem je lopuch plstnatý a pelyněk černobýl. Tento neúplný výčet změn v zaplevelení polí svědčí o sloţité situaci v moţnostech regulace přemnoţení některých plevelných druhů. Nelze zcela změnit současné technologie pěstování stávajících výkonných odrůd polních plodin, kterým se druhová skladba plevelů přizpůsobila. 8.2. Klasifikace plevelných rostlin Podle HRONA a VODÁKA (1959) je s ohledem na účinnou regulaci jejich výskytu nejvýznamnější klasifikace podle jejich biologických vlastností (zvl. vytrvalosti, hloubce zakořenění, rytmu růstu a vývoje během vegetace, způsobu rozmnoţování apod.).
8.2.1. Jednoleté plevele se rozmnoţují prakticky pouze generativně. Podle ţivotního rytmu během vegetace se dělí na jarní (za normálních podmínek nepřezimující) a na ozimé (s moţností přezimování). Jarní plevele se dále dělí na časné jarní a pozdní jarní druhy.
1) Jednoleté časné jarní plevele Klíčí a hromadně vzcházejí brzy zjara jiţ při nízkých teplotách půdy, ale mnohé z nich vzcházejí i během roku. K nejrozšířenějším patří: hořčice rolní, konopice polní, kopřiva ţahavka, oves hluchý, pohanka svlačcovitá, rdesno ptačí, ředkev ohnice aj. 2) Jednoleté pozdní jarní plevele Klíčí a vzcházejí zjara aţ při vyšších teplotách půdy a
zaplevelují především
širokořádkově seté plodiny a plodiny, které nevytvářejí hustý zápoj porostu. Mají krátkou vegetační dobu a mohou vytvořit generativní orgány i v meziporostním období v létě a na podzim. Vyznačují se velkou rozmnoţovací schopností. Nejvýznamnější jsou tyto druhy: baţanka roční, jeţatka kuří noha, laskavec ohnutý, lebeda lesklá, lebeda rozkladitá, lilek černý, merlík bílý, mléč zelinný, pěťour maloúborný a pěťour srstnatý, pryšec kolovratec, rdesno blešník aj. 3) Plevele jednoleté ozimé (přezimující) Do této skupiny jsou zařazeny jednoleté plevele se schopností přezimovat, přestoţe mnohé z nich klíčí a vzcházejí během celého roku (např. ptačinec ţabinec, hluchavky) a nejsou typickými ozimy. Mnohé druhy této skupiny patří k nejrozšířenějším druhům: heřmánkovec přímořský, hluchavka nachová, chundelka metlice, kokoška pastuší tobolka, lipnice roční, mák vlčí, penízek rolní, ptačinec ţabinec, rozrazil perský, starček obecný, svízel přítula, turan kanadský, úhorník mnohodílný, violka rolní aj. Do skupiny přezimujících jednoletých plevelů můţeme zařadit tzv. efemerní plevele, drobné přezimující byliny bez většího hospodářského významu: osívka jarní, rozrazil břečťanolistý aj. 8.2.2. Vytrvalé plevele Jde o velmi rozmanitou skupinu rostlin, které se dělí na druhy dvouleté aţ vytrvalé rozmnoţující se převáţně generativně: jitrocel kopinatý aj. jitrocele, kostival lékařský, locika kompasová, lopuch plstnatý,
pelyněk černobýl, pampeliška lékařská, šťovík
tupolistý aj. Druhou skupinou jsou druhy vytrvalé rozmnoţující se převáţně vegetativně. K mělčeji kořenícím patří: mochna husí, popenec
břečťanovitý, pryskyřník plazivý,
psineček výběţkatý, pýr plazivý, čistec bahenní, máta rolní, rukev lesní, zvonek řepkovitý aj. K hlouběji kořenícím řadíme: bršlici kozí nohu, podběl obecný, přesličku rolní, rdesno obojţivelné, mléč rolní, pcháč oset, svlačec rolní aj. V některých případech se mohou jako plevele objevit na polích v blízkosti lesů i bez chebdí a ostruţiník jeţiník.
Zvláštní skupinu jednoletých plevelů tvoří výjimečně se vyskytující poloparazitické rostliny (černýš rolní, kokrhel
luštinec aj), které byly v podstatě z agrofytocenóz
vytlačeny. Naopak rostliny parazitické, např.kokotice jetelová, kokotice ladní aj. se občas přemnoţují při nekontrolovaném získávání osiva jetelovin z teplejších oblastí ČR a ze zahraničí. Výjimečně se přemnoţují i některé druhy záraz, zvl. záraza menší.
Stručný přehled významných plevelných druhů a jejich zařazení do čeledí 1.
Hořčice rolní
Sinapis arvensis
brukvovité
Jčj
2.
Konopice polní
Galeopsis tetrahit
hluchavkovité
Jčj
3.
Oves hluchý
Avena fatua
lipnicovité
Jčj
4.
Pohanka svlačcovitá
Fagopyrum convolvulus
rdesnovité
Jčj Jčj
5.
Rdesno ptačí
Polygonum aviculare
rdesnovité
Jčj
6.
Ředkev ohnice
Raphanus raphanistrum
brukvovité
Jčj
7.
Bér sivý
Setaria glauca
lipnicovité
Jpj
8.
Jeţatka kuří noha
Echinochloa crus - galli
lipnicovité
Jpj
9.
Laskavec ohnutý
Amaranthus retroflexus
laskavcovité
Jpj
10.
Lebeda lesklá
Atriplex nitens
merlíkovité
Jpj
11.
Lilek černý
Solanum nigrum
lilkovité
Jpj
12.
Merlík bílý
Chenopodium album
merlíkovité
Jpj
13.
Pěťour maloúborný
Galinsoga parviflora
hvězdnicovité
Jpj
14.
Rdesno blešník
Polygonum lapathifolium
rdesnovité
Jpj
15.
Blín černý
Hyoscyamus niger
lilkovité
Joz
16.
Heřmánkovec přímořský Tripleurospermum maritimum
hvězdnicovité
Joz
17.
Chundelka metlice
Apera spica - venti
lipnicovité
Joz
18.
Kapustka obecná
Lapsana communis
hvězdnicovité
Joz
19.
Kokoška pastuší tobolka Capsella bursa-pastoris
brukvovité
Joz
20.
Penízek rolní
Thlaspi arvense
brukvovité
Joz
21.
Ptačinec ţabinec
Stellaria media
ptačincovité
Joz
22.
Rmen rolní
Anthemis arvensis
hvězdnicovité
Joz
23.
Rozrazil perský
Veronica persica
krtičníkovité
Joz
24.
Svízel přítula
Galium aparine
mořenovité
Joz
25.
Viken chlupatá
Vicia hirsuta
vikvovité
Joz
26.
Violka trojbarevná
Viola tricolor
violkovité
Joz
27.
Jitrocel kopinatý
Plantago lanceolata
jitrocelovité
Dv
28.
Knotovka bílá
Melandrium album
silenkovité
Dv
29.
Mrkev obecná
Daucus carota
mrkvovité
Dv
30.
Pampeliška lékařská
Taraxacum officinale
hvězdnicovité
Dv
31.
Šťovík tupolistý
Rumex obtusifolius
rdesnovité
Dv
32.
Pýr plazivý
Elytrigia repens
lipnicovité
Vmk
33.
Pcháč oset
Cirsium arvense
hvězdnicovité
Vhk
34.
Svlačec rolní
Convolvulus arvensis
svlačcovité
Vhk
35.
Lnice květel
Linaria vulgaris
krtičníkovité
Vhk
36.
Mléč zelinný
Sonchus oleraceus
hvězdnicovité
Jpj
Označení plevelů : jednoleté časné jarní
Jčj
jednoleté pozdní jarní
Jpj
jednoleté ozimé
vytrvalé mělčeji kořenící Vmk vytrvalé hlouběji kořenící Vhk
Joz
dvouleté aţ vytrvalé rozmnoţující se převáţně generativně Dv Nejdůleţitější čeledi polních plevelů 1 2. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
bobovité brukvovité brutnákovité hluchavkovité hvězdnicovité jitrocelovité kakostovité kokoticovité kopřivovité krtičníkovité laskavcovité liliovité lilkovité lipnicovité lomikamenovité makovité merlíkovité
Fabaceae, vikvovité - Viciaceae,dříve motýlokvěté Papilionaceae Brassicaceae, dř. kříţaté - Cruciferae Boraginaceae, drsnolisté - Asperifoliaceae Lamiaceae, dř. pyskaté - Labiatae Asteraceae. dř. sloţnokvěté - Compositae Plantaginaceae Geraniaceae Cuscutaceae Urticaceae Scrophulariaceae Amaranthaceae Liliaceae Solanaceae Poaceae, dř. trávy - Graminae Saxifragaceae Papaveraceae Chenopodiaceae
18 19
mořenovité mrkvovité
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
prvosenkovité pryskyřníkovité pryšcovité přesličkovité ptačincovité rdesnovité růţovité rýtovité silenkovité sítinovité slézovité svlačcovité šáchorovité šruchovité šťavelovité štětkovité violkovité zárazovité zvonkovité
Rubiaceae Daucaceae, miříkovité - Apiaceae,dř. okoličnaté Umbelliferae Primulaceae Ranunculaceae Euphorbiaceae Equisetaceae Alsinaceae Polygonaceae Rosaceae Resedaceae Silenaceae Juncaceae Malvaceae Convolvulaceae Cyperaceae Portulacaceae Oxalidaceae Dipsacaceae Violaceae Orobanchaceae Campanulaceae
8.3. Systém regulace polních plevelů Není cílem plevelné druhy zničit za kaţdou cenu, ale omezit je na relativně neškodný stupeň. Podle našich i zahraničních zkušeností je moţno systém hubení plevelů rozčlenit na : a) vlastní diagnostiku, b) na preventivní a c) přímá opatření.
8.3.1. Diagnostika zaplevelení spočívá v : 1) poznání plevelů ve všech růstových fázích, tj.včetně rozmnoţovacích orgánů a klíčních rostlin, 2) poznání biologie zastoupených plevelů a jejich změn (ţivotní cyklus, intenzita rozmnoţování, dormance a dlouhověkost semen, periodicita vzcházení aj.), 3) evidenci rozšíření plevelů na všech pozemcích v delším časovém úseku, včetně dynamiky potenciální zásoby semen a jiných způsobů rozmnoţování,
4) poznání všech zdrojů zaplevelení (půdní zásoba, osivo,
statková hnojiva, ohniska
zaplevelení v okolí orné půdy aj.) s cílem jejich vyloučení, 5) prognóze zaplevelení následných plodin na daném pozemku s návrhem regulace atp. Tyto výše uvedené termíny jsou blíţe vysvětleny v doporučené literatuře a budou rozvedeny na přednáškách a cvičeních.
Příkladem je dormance rozmnoţovacích orgánů plevelů, tj. semen, plodů, oddenků, kořenových výběţků, pupenů, která je definována jako stadium klidu po dozrání. Je jednou z vlastností, která brání rozmnoţovacím orgánům, aby i v příznivých podmínkách vyklíčily či vyrašily a mohly být následnou agrotechnikou
nebo mrazem z pozemku odstraněny. V
polních podmínkách se setkáváme s problematikou sloţitější, tj. s tzv. druhotnou dormancí a periodicitou vzcházení během roku.
8.3.2. Preventivní metody záleţí především v omezování zdrojů zaplevelení. Jde zejména o půdní zásobu dlouhověkých semen a plodů a její omezování. Základním regulačním faktorem je cílevědomé střídání plodin . Určitý plevelný druh se můţe konkurenčně uplatnit v jednotlivých plodinách především tehdy, kdyţ je jeho ţivotní
rytmus sladěn s danou plodinou a technologií pěstování.
Jednostranné zařazování stejných plodin za sebou zapříčiňuje přemnoţení některých druhů plevelů. V kaţdém případě se vyplatí znát historii svých pozemků po stránce předplodin, které vlastně určují doprovodné druhy plevelů. Půdní zásoba semen je dlouhodobá. Vyuţití zelených úhorů V současné době se část pozemků uvádí do klidu, ponechávají se ladem, coţ se činilo jiţ v začátcích zemědělství a spekulovalo se s tím, ţe si půda odpočine a bude znovu doplněna ţivinami přirozeným geochemickým rozkladem a ţe přemnoţené plevelné druhy budou v sukcesi nahrazeny druhy jinými, které nebudou škodlivé. Tyto úhory je třeba z hlediska regulace zaplevelení vést dvěma způsoby: 1) cílevědomým zatravněním a pravidelným kosením těchto ploch, 2) pravidelným kosením nezatravněných ploch.
Pravidelné kosení před dozráním plevelné vegetace nelze v ţádném případě vynechat, protoţe by došlo k podstatnému doplnění půdní zásoby plevelů, neboť většina agresivních druhů vzchází z povrchu půdy: laskavce, merlíky, lebedy, pelyněk černobýl aj. a zabrání nástupu ţádoucích druhů v sukcesi, včetně zaseté trávy. Vyčleněné zaplevelené pozemky jsou zdrojem zaplevelení okolní zemědělské půdy. Vyuţití meziplodin Půda ponechaná v meziporostním období, zvláště v letních měsících, ladem, podléhá nejen intenzívní mineralizaci a úniku rozpustných ţivin do podzemních vod, ale můţe být silně zaplevelována. Jde buď o jednoleté plevele s krátkou vegetační dobou (laskavce, merlíky, pěťoury, hluchavky,
penízek rolní, rdesno blešník, ptačinec ţabinec, kokošku
pastuší tobolku, rozrazily aj.), které mají moţnost dozrát a vysemenit, nebo se jedná o vytrvalé plevelné druhy (pýr plazivý, pcháč oset aj.), které bez konkurence porostu kulturní rostliny intenzívně regenerují a podstatně rozmnoţí kořenový systém. Dobře zvolená a zaloţená meziplodina můţe současně plnit několik funkcí: 1) zabránit zaplevelení, tj. především tvorbě rozmnoţovacích orgánů plevelů, 2) biologicky sorbovat rozpustné ţiviny v půdě, 3) přerušit rozmnoţování chorob a škůdců vhodně voleným druhem meziplodiny, 4) potlačit škodlivý vliv rostlin ze sklizňových ztrát (ozimé obilniny, ozimá řepka) pro následné plodiny. Semena těchto plodin zpravidla zaniknou a klíčící rostliny se neuplatní v porostu. 5) vytvořit kvalitní biomasu pro krmné účely nebo pro obohacení organické hmoty v půdě. V mnohých případech jsou se zaloţením letních a zvl. strništních meziplodin značné potíţe, např. za sucha a
krátkého meziporostního období. Závisí to na volbě druhu
meziplodiny a zpracování půdy. Volíme především druhy s krátkou vegetační dobou: hořčice bílá, svazenka
vratičolistá a mnohé nově zaváděné druhy brukvovitých.
V některých
případech dáváme přednost tzv. podsevovým meziplodinám (travám, jetelovinám), které snáze překlenou sucho
po sklizni hlavní plodiny a mají vynikající protierozní
účinek.
Strništní meziplodiny mohou mít i negativní účinek v případě, ţe bylo v letním období kritické sucho a zasetá semena se stanou zaplevelujícími rostlinami následných plodin. Pouţívání osiva zbaveného semen plevelů.
I při vysoké úrovni čistění osiva v čistících stanicích osiv se určité mnoţství semen plevelů můţe objevit i ve vyčistěném osivu příslušné kvality, dané ČSN. V obilninách jde o svízel přítulu, oves hluchý aj., v jetelovinách a travách o štovík tupolistý, laskavec ohnutý, heřmánkovec nevonný, merlík bílý, pýr plazivý aj. Podobně tomu je u osiva jiných plodin. Pouţívání nezávadných statkových hnojiv Dosud se běţně v chlévském hnoji a kejdě vyskytují semena plevelů (merlíky, laskavce, jeţatka kuří noha, rdesno blešník aj.) a kromě toho na polních hnojištích a jejich okolí vznikají ohniska zaplevelení orné půdy. V dobře zrajícím hnoji neudrţí většina semen plevelů ţivotnost déle neţ půl roku. Systém zpracování půdy patří k nejzákladnějším preventivním opatřením proto, ţe nejen hubí plevele mechanicky (viz přímé metody mechanické), ale především reguluje vláhový , vzdušný a tepelný reţim v půdě, který by především měl podpořit konkurenční schopnost kulturních rostlin.
K základním preventivním způsobům regulace zaplevelení
patří dodrţování
technologické kázně pěstování plodin, tj. agrotechnická lhůta setí po nejlepší předplodině, norma výsevu, hloubka setí, výţiva a hnojení, ošetření během vegetace, bezztrátová sklizeň apod., coţ podporuje konkurenční schopnost porostů. 8.3.3. Přímé metody hubení plevelů Rozlišujeme mechanické, fyzikální, biologické a chemické metody. 8.3.3.1. Mechanické metody představují promyšlený systém hubení plevelů plečkováním, vláčením a jinými kultivačními zásahy během vegetace a při zakládání porostů v rámci předepsané technologie pěstování dané plodiny (viz jednotlivé plodiny). Tyto kultivační zásahy mají i významný nepřímý účinek,
tj. podporují rychlejší vzcházení kulturních rostlin, zapojení
konkurenční tlak. K mechanickým metodám
porostů a jejich
z preventivního hlediska patří i základní
zpracování půdy, zvláště orba (viz blíţe stať zpracování půdy). Mechanických způsobů hubení plevelů je moţno úspěšně vyuţít i v meziporostním období a ve vlastní předseťové přípravě, podaří-li se vyprovokovat hromadné vzcházení semen plevelů z půdní zásoby. Podle našich
výsledků je však třeba vytvořit příznivé
podmínky pro vzcházení semen plevelů urovnáním a utuţením ornice. V mírně utuţené půdě
nejenţe dochází k příznivému poměru mezi kapilárními a nekapilárními póry, ale i k lepšímu pronikání tepla z povrchu zahřívané půdy do orniční vrstvy. Vzcházení plevelů je podstatně větší a rychlejší, klíční rostliny jsou
dobře mechanicky hubeny před setím a sázením.
Mobilizaci půdní zásoby semen a plodů plevelů je moţno regulovat i hloubkou orby. Při mělké orbě, nebo pouze povrchovém kypření, zůstávají čerstvě vysemeněná semena plevelů pouze v horní vrstvě a mohou snadno vzcházet a intenzívně zaplevelovat následné plodiny, nebyly-li odstraněny např. herbicidem. Při hlubší orbě jsou semena rozptýlena do větší hloubky a mnohá z nich ztrácejí ţivotnost nebo si delší dobu podrţí dormanci a uplatní se ve zvýšené míře po orbě k následným plodinám. U vytrvalých výběţkatých plevelů mechanické zákroky porušují celistvost kořenového systému a tím sniţují konkurenční tlak na kulturní rostliny, přestoţe v některých případech se tím zvyšuje regenerační schopnost a můţe dojít i k namnoţení plevele ( příklad pýru plazivého). 8.3.3.2. Fyzikální metody zahrnují všechny způsoby vyuţívající
k regulaci zaplevelení pouze „fyzikální“ faktory,
jakými jsou např. teplota, vlhkost, infra- a ultrazvuk, silová pole (gravitační, elektrické, magnetické), elektromagnetické záření, laser apod. Je skutečností, ţe některé výše uvedené způsoby vyţadují nákladné aparatury a přitom
nejsou účinnější neţ levnější metody
mechanické či chemické. Přesto je moţno konstatovat, ţe se osvědčily levné plamenometné agregáty pro meziřádkovou kultivaci a zvl. pak ošetření kompostů a ohnisek zaplevelení v okolí orných půd. Zdrojem můţe být i bioplyn, vyrobený v zemědělském podniku. Fyzikální metody regulace zaplevelení zatím nepředstavují významný podíl, ale přesto se s nimi v budoucnosti počítá především v oblasti regulace délky dormance rozmnoţovacích orgánů a dlouhověkosti semen plevelů v půdě. 8.3.3.3. Biologické metody představují hubení plevelných rostlin
záměrným
vyuţíváním ţivých antagonistických
organismů (hub, mikroorganismů, fytofágního hmyzu, roztočů apod.) s cílem sníţit populace plevelných druhů pod ekonomický práh škodlivosti. Na rozdíl od biologické regulace chorob a škůdců rostlin (zvláště ve sklenících a sadech) je regulace plevelných rostlin přirozenými antagonisty stále v začátcích. Příčinou tohoto stavu je :
1) agresivita rostlin podporovaná porušením biologické
rovnováhy v přírodě;
přemnoţené rostliny ze stanoviště ustupují, buď aţ po posunu sukcesní vlny, kdy příslušný druh je více napadán chorobami a škůdci, nebo byly změněny podmínky pro přemnoţení (odvodnění, sníţení dávek ţivin) 2) převáţná část přirozených nepřátel plevelů jsou polyfágové a snadno přecházejí na kulturní rostliny. Příklad: na kořenových krčcích a bázi listových růţic pcháče osetu, šťovíku tupolistého, podbělu obecného aj. přezimují různé druhy mšic, rostliny silně zeslabují, ale brzo zjara se stěhují na rostliny kulturní; 3) introdukce přirozených nepřátel plevelů z jiných oblastí je poměrně velmi sloţitá a často naráţí na odlišnost podmínek prostředí a zvláště na odlišnost ţivotních rytmů. Opakované vypouštění těchto antagonistů z umělých chovů do přírody má krátkodobý účinek. 4) vývoj tzv. bioherbicidů, zvláště mykoherbicidů, je velmi perspektivní, ale zatím nákladný a zdlouhavý, nehledě k tomu, ţe bioherbicidy se stejně později vyrobí synteticky. Příklady biologické regulace plevelů u nás : 1) mandelinka ředkvičková (Gastroidea viridula) dokáţe vyhubit
šťovík tupolistý na
některých stanovištích, kde se trvale usídlí. Nedaří se usídlení v polních podmínkách. 2) rez vonná (Puccinia graveolens) silně potlačuje rostliny pcháče osetu, ale aţ tehdy, kdy tento plevel jiţ stanoviště „opouští“ . Podobně je tomu na trvale zatravněných plochách s plísní bělostnou na kokošce pastuší tobolce. 3) některé druhy z čeledi vrtulovitých (Tephritidae), např. monofágové a jejich larvy vyţírají
Tephritis cometa, jsou
květenství pcháče osetu, pcháče zelinného a
některých bodláků. Rozšířit je na větší území je velmi obtíţné. Ve světovém vědeckém výzkumu se na úseku biologického publikovány výsledky
boje intenzívně pracuje a postupně jsou
získané i moderními genovými manipulacem. Biologická
regulace zaplevelení jiţ není utopií a je jen otázkou času a finančních prostředků, aby se dala ve větším rozsahu vyuţít. 4) nosatčík suříkový (Aphion miniatum) je monofágní druh, který můţe regulovat výskyt širokolistých šťovíků v přírodě.
8.3.3.4. Chemické metody zahrnují pouţití moderních herbicidů, aplikovaných často i v několikagramových dávkách na hektar, bez
nichţ se v nejbliţších letech u většiny plodin nelze obejít.
Při dodrţení
předepsaných metodik aplikace je pouţití herbicidů ekologicky únosné. Originálně balené přípravky musí být v ČR registrovány a doporučeny ÚKZÚZ a jinými státnimi orgány. Pracovat s herbicidy mohou pouze vyškolení pracovníci.
Herbicidy a jejich vyuţití Z praktického hlediska se herbicidy dělí na dvě hlavní
skupiny, tj. neselektivní
(totální) a selektivní (výběrové). A) Neselektivní herbicidy ničí téměř veškerou vegetaci a můţeme je rozdělit na dvě skupiny podle délky reziduálních účinků v půdě a rostlině. Herbicidy s dlouhými reziduálními účinky v půdě se pouţívají k odstranění veškeré vegetace na hřištích, cestách, chodnících a jiných stanovištích na delší dobu. Některé z nich mohou způsobit velkou ekologickou zátěţ, pronikat do hlubších vrstev půdy, být smyty vodou do níţe poloţených míst a poškodit okolní vegetaci. Praktickou výhodou je trvalejší zbavení se veškeré dlouhodobějším ničením
zeleně na daném stanovišti
vzcházejících semen a rašících vegetativních rozmnoţovacích
orgánů. Závaţnou nevýhodou je skutečnost, ţe doba setrvání herbicidních reziduí v půdě se nedá přesně regulovat a závisí na půdním druhu a půdní vlhkosti. U látek méně rozpustných ve vodě dochází často k jejich nahromadění v níţe poloţených místech, kam bývají splaveny (a často smyty nebo odváty) při vydatnějších sráţkách. Proto se od pouţívání těchto dlouze reziduálních herbicidů postupně ustupuje. Dosud nejpouţívanějšími jsou triazinové herbicidy
(zvl. účinná látka simazin -
obchodní přípravky Gesatop 5O, Simazin WP aj.), které jsou postupně nahrazovány herbicidy s kratším poločasem rozpadu (Zeazin 5O DP, Zeazin S 5O aj.). Triazinové herbicidy málo učinkují na turan kanadský, svlačec rolní, hrachor hlíznatý, jeţatku kuří nohu a postupně se objevily odolné typy merlíků, rdesen a laskavců. Z dalších neselektivních herbicidů s delšími pouţívá:
reziduálními účinky se nejčastěji
dichlorbenil (obchodní přípravek Casoron G v granulované
formě). Pouţívá se na
chodnících, cestičkách, ve výsadbách růţí, rybízu, maliníku, vinicích apod., málo učinkuje na svlačec rolní, bolševníky, pryskyřníky, mochny, ostruţiník, středně na kopřivu dvoudomou, kerblíky, bršlici kozí nohu, pcháč oset; citlivé jsou přeslička rolní, šťovíky, podběl obecný a většina jednoletých plevelů. Postupně jsou tyto dlouze reziduální herbicidy nahraţovány látkami se systémovým účinkem přes listy a s krátkým
poločasem rozpadu. Často jde i o vysloveně selektivní
herbicidy pouţité cíleně na určitý plevelný druh. Herbicidy s krátkými reziduálními účinky v půdě pronikají do rostlin většinou pouze nadzemní částí a v půdě jsou rychle inaktivovány. Proto je moţno pouţít je cíleně na neţádoucí rostlinu. Při plošné aplikaci se pouţívají k ničení plevelů v meziporostním období, před setím nebo v tzv. podlistové aplikaci během vegetace (chemické plečkování), k ošetření kompostů, cestiček, okolí skleníků, pařenišť atp.
a) Herbicidy potlačující pouze nadzemní část rostlin paraquat (obchodní přípravek Gramoxone), diquat (obchodní přípravek Reglone), paraquat a diquat (granulovaný obchodní přípravek Weedol). b) Herbicidy potlačující nadzemní i podzemní část rostlin glyfosát (obchodní přípravek Roundup), sulfosat (obchodní přípravek Touchdown), glufosinát NH4 (obchodní přípravek Basta l5, Basta HERB).
B) Selektivní herbicidy se podle převládajícího plevelohubného účinku dělí na kontaktní (dotykové), systémové listové (s převahou účinku přes listy) a systémové kořenové (neboli půdní s převahou účinku přes kořeny). U nejnovějších herbicidů bývá mnohdy herbicidní účinek kombinovaný. a) kontaktní herbicidy Citelně poškozují nebo zcela ničí pouze tu část rostliny, která jimi byla zasaţena. Účinná látka není rozváděna v těle rostliny a hubí se jimi pouze vzešlé plevele. Pouţívají se
především v době, kdy plevele vytvořily pouze 2 aţ 6 pravých listů a plodiny netvoří příliš hustý zápoj. Z nejvýznamnějších herbicidů této skupiny je moţno uvést: bentazon (obchodní přípravek Basagran), pouţívaný v obilninách, jetelovinách, luskovinách, kukuřici aj. Účinkuje na jednoleté dvouděloţné plevele, především z čeledi hvězdnicovitých a brukvovitých, slaběji účinkuje na merlíkovité a hluchavkovité. phenmedipham a desmedipham (obchodní přípravky Synbetan Mix, Betanal AM aj.), pouţívané zvláště v cukrovce v postemergentní aplikaci proti dvouděloţným jednoletým plevelům (merlíky, penízek, rdesna apod., desmedipham učinkuje i na laskavec ohnutý; oba slaběji učinkují na svízel přítulu). pyridate (obchodní přípravek Lentagran), pouţívaný v kukuřici a jiných plodinách proti jednoletým dvouděloţným plevelům. triflusulfuron (obchodní přípravek Safari 5O DF), pouţívaný
v cukrové řepě proti
jednoletým plevelům. Musí být pouţit ve směsi s dalšími herbicidy, které doplňují účinek na merlíky a druhy čeledi lilkovitých.
b) systémové herbicidy s převahou účinku přes listy Aplikují se na vzešlé plevelné rostliny, nejčastěji
postemergentně nebo v
meziporostním období. Pronikají do rostliny a jsou rozváděny do všech částí. Zasaţené citlivé rostliny mají porušenou výměnu látkovou, zpomalují růst nadzemních i podzemních částí a postupně hynou.
U tzv. růstových herbicidů (látky na bázi kyseliny
fenoxyoctové,
fenoxymáselné aj.) dochází k charakteristické deformaci rostlin (zkrucování listů, lodyh, tvorbě adventivních kořenů apod.). Z rozsáhlého počtu herbicidů této skupiny vybíráme: Herbicidy učinkující na dvouděloţné rostliny : fenoxyoctové kyseliny, zvláště MCPA (obchodní přípravky Aminex Pur, Aminex 45, Agritox 5O SL, Dicopur M aj.) a 2,4-D (U 46 D Fluid aj.). Jde o základní herbicidy do obilnin, semenných porostů trav s účinkem na dvouděloţné rostlinné druhy. Relativně slabý účinek mají na svízel přítulu, rdesna, konopici aj., a proto musí být aplikovány v kombinacích.
fenoxypropionové kyseliny, zvláště MCPP (obchodní přípravky Sluprop, U 46 KV Fluid, Astix 6O SL, Duplosan KV aj). Jsou to herbicidy do obilnin, trvalých travních porostů proti svízelu přítule, štovíkům, ptačinci ţabinci aj. fluroxypyr (obchodní přípravek Starane 25O EC) do obilnin, luk, pastvin, kukuřice aj. s vynikajícím účinkem na svízel přítulu, širokolisté štovíky a jiné dvouděloţné druhy. V niţších dávkách jej lze pouţít do máku, kmínu, cibule a jiných plodin, kde je rozšířen svízel přítula. V niţších dávkách slaběji učinkuje na mák vlčí, merlíky aj. clopyralid (obchodní přípravek Lontrel 3OO) do obilnin, kukuřice, lnu, řepky, cukrovky aj. s vynikajícím účinkem na
druhy čeledi hvězdnicovitých (pcháč oset, heřmánky,
lopuchy, pampelišku aj.). Relativně slabší účinek má na štovíky, pryskyřníky a některé druhy čeledi merlíkovitých a brukvovitých. Dále méně působí na bršlici kozí nohu a jitrocele. Herbicidy učinkující na některé druhy dvouděloţné i jednoděloţné. asulam (obchodní přípravek Synlox 4O ) do semenných porostů jetelovin, na louky, pastviny (ohnisková aplikace) s vynikajícím účinkem na šťovík tupolistý a jiné šťovíky, popř. i některé druhy trav. chlortoluron (obchodní přípravek Syncuran 8O WP, Dicuran 8O WP aj.) do obilnin, máku setého aj. s účinkem na chundelku metlici a mnohé jednoleté druhy, slaběji na svízel přítulu. Proto bývají přípravky doplněny dalšími látkami. isoproturon (obchodní přípravky Arelon 75 WP, Tolkan FLO, Graminon FW, Quartz S. aj.). Herbicidy do obilnin, máku, majoránky - proti chundelce metlici a dvouděloţným plevelům.
Herbicidy učinkující pouze na plevele lipnicovité v porostech obilnin flamprop-M-isopropyl (obchodní přípravek Superbarnon 2O EC) v ječmeni, pšenici, bobu, jílku aj. proti ovsu hluchému, tralkoxydim (obchodní přípravek Grasp) v ječmeni a pšenici
proti ovsu hluchému,
chundelce metlici a některým travám s výjimkou pýru plazivého. Patří sem i Topic 8O EC. imazamethabenz (obchodní přípravek Assert) v obilninách
fenoxaprop-P-ethyl+fenchlorazol (Puma Super ll EW) v obilninách a některé další látky v kombinacích. Herbicidy účinkující na rostliny z čeledi lipnicovitých (i
výdrolu obilniny
z
předplodiny) v porostech dvouděloţných plodin) - GRAMINICIDY aloxydim-Na (Kusagard 75 SP), sethoxydim (Nabu EC), diclofop-methyl (Illoxan 6 EC), fenoxyprop-ethyl (Furore).
Trávy včetně pýru plazivého úspěšně hubí
ethoxyethyl (Gallant Super, Gallant l25 EE),
haloxyfop-
fluazifop-P-butyl (Fusilade Super),
quizalofop-P-ethyl (Targa Super), cycloxydim (Focus ultra), propaquizafop (Agil lOO EC), Pantera, Select aj. Přesto i tyto vysoce účinné graminicidy hubí některé druhy trav aţ při vyšších dávkách. Příkladem je lipnice roční aj.
Herbicidy na bázi sulfonylmočoviny Tyto novodobé vysoce účinné látky, které se aplikují v gramových dávkách na l ha, mají zpravidla dlouhé reziduální účinky v půdě a mnohé se mohou aplikovat i preemergentně. Často rozšiřují účinnost výše a níţe uvedených herbicidů. Z četných obchodních přípravků uvádíme: Glean 75 DF, Granstar 75 DF, Harmony 75 DF (=Refine), Logran 75 WF, Satis l8 WP, Grodyl 75 WG aj. Tyto herbicidy jsou především určeny do obilnin, trav, ale i mnohých dvouděloţných plodin. Vţdy nutno dát pozor na rezidua v půdě. Vysoce úspěšné jsou sulfonylmočoviny s širokým herbicidním účinkem (včetně pýru plazivého) do kukuřice: Tell 75 EG, Titus 25 DF, Milagro. Tyto přípravky méně účinkují na rostliny merlíkovité a lilkovité. Podobně tomu je se Safari,
sulfonylmočovinovým
herbicidem do cukrové řepy. Proto tyto herbicidy vyţadují přidání dalších herbicidních látek.
c) Systémové herbicidy s převahou účinku přes kořeny se aplikují před setím plodiny, častěji preemergentně nebo i postemergentně. Setrvávají určitou dobu v půdě, účinně
zasahují klíční rostliny citlivých dvouděloţných
i
jednoděloţných plevelů, popř. i podzemní orgány vegetativního rozmnoţování vytrvalých plevelů. Jejich účinek je silně závislý na vlhkosti půdy, půdním druhu a obsahu organických látek v půdě, coţ ovlivňuje
i dávkování přípravků. Vţdy je třeba respektovat moţnost
dlouhodobého setrvání reziduí v půdě a případné nebezpečí poškození následných plodin,
především při předávkování, nepříznivých půdních a povětrnostních podmínkách (zvláště suchu), popř. i smyvu přípravku při větších sráţkách apod. Některé herbicidy této skupiny se mohou aplikovat i na vzešlé plevele, neboť jsou přijímány i nadzemními orgány a rozváděny do celé rostliny. Z této rozsáhlé skupiny zařazujeme: Herbicidy proti ovsu hluchému v předseťové aplikaci zjara triallat (obchodní přípravky Avadex BW, Trialat aj.) Herbicidy se širším účinkem acetochlor (obch. přípravky Acenit 5O EC, Guardian EC, Trophy EC, Harnes EC aj.) v kukuřici proti lipnicovitým a dvouděloţným plevelům v preemergentní aplikaci, alachlor (obchodní přípravky Lasso N 4O EC, Lasso 5O EC aj.) v kukuřici, řepce, brukvovité zelenině aj. proti lipnicovitým a dvouděloţným plevelům (aţ na svízel přítulu) clomazone (obch. přípravek Command 4 EC) v ozimé řepce, bramborách, hrachu po zasetí s účinností na svízel přítulu, chloridazon (obch. přípravek Burex 8O aj.) v cukrovce, krmné
řepě aj. proti
dvouděloţným plevelům, nikoli svízelu přítule, ethofumesate (obch. přípravky Nortron 2O EC, Nortron Super, Kemiron aj.) v cukrovce, cibuli, slunečnici, hrachu aj. proti jednoletým travám a dvouděloţným plevelům, včetně svízele přítuly, metalachlor (obch. přípravek Dual 5OO EC) v luskovinách, kukuřici, bramborách, řepce, mrkvi, cukrovce aj. proti jednoletým travám a dvouděloţným jednoletým druhům, metazachlor (obch. přípravky Butisan S 5O SC, Butisan 4OO SC) v ozimé řepce proti jednoletým travám a některým
dvouděloţným plevelům. Ve směsi s quinmeracem
(Butisan Star) učinkuje i na svízel přítulu, napropamid (obch. přípravek Devrinol 45 F) v ozimé řepce proti jednoletým plevelům s výjimkou svízele přítuly. Předseťový herbicid se zapravením do půdy. pendimethalin (obch. přípravek Stomp 33O E, Stomp 4OO SC) do kukuřice, cibule, rajčat, hrachu, ozimé pšenice aj. proti jednoletým travám a dvouděloţným plevelům, prometryn (obch. přípravek Gesagard 8O aj.) do luskovin, brambor, kukuřice aj. proti jednoletým travám i mnohým dvouděloţným druhům, linuron (obch. přípravky Afalon 5O WP, Linuron 5O aj.) v obilninách, luskovinách, chmelu, mrkvi aj. proti jednoděloţným i dvouděloţným plevelům,
trifluralin (obch. přípravky Synfloran 24 EC a 48 EC, Treflan 24 EC aj.) do ozimé řepky, obilnin, luskovin, brukvovité zeleniny a mnoha druhů okrasných rostlin proti jednoletým travám a mnohým dvouděloţným druhům. Výčet herbicidů a jejich kombinací není úplný, i kdyţ jsou vybrány nejvýznamnější typy. Aplikace herbicidů patří především do rukou odborníků a je nutno bezezbytku dodrţet předepsané metodické pokyny. V současné době jiţ funguje na celém území ČR poradenská sluţba Správy OR ÚKZÚZ, prodejců herbicidů, aplikačních sluţeb s dostatkem prospektů a metodických pokynů. Herbicidy se staly součástí pěstování většiny plodin a na trhu jsou dostupné v podstatě všechny přípravky, které jsou v ČR registrovány.
Při pouţívání herbidů v porostech polních plodin musí být dodrţovány některé zásady, k nímţ především patří: 1)
rovnoměrná aplikace herbicidů na pozemku, které je moţno dosáhnout u hustě setých plodin především tzv. kolejovými meziřádky,
2)
seřízenost postřikovačů, zvl. u herbicidů aplikovaných formou suspenze, (triaziny) nebo aplikace směsí pesticidů s hnojivy a morforegulátory, znamená velkou nepřesnost funkcí jednotlivých trysek, nehledě k nepřesným funkcím míchacích zařizení postřikovačů,
3)
odlišnost aplikace herbicidů od ostatních pesticidů. Pouţití herbicidů se podstatně liší od aplikace ostatních pesticidů (fungicidy, insekticidy aj.) a morforegulátorů v tom, ţe nezáleţí tolik na koncentraci postřikové kapaliny (jíchy), ale na přesném dávkování
přípravku na jednotku plochy a jejím
rovnoměrném rozptýlení, k čemuţ postřiková kapalina (voda) slouţí. Platí to především při plošné aplikaci na trávník, chodníky a zvláště pak na kulturní rostliny. Stačí často jen o 10 % zvýšit předepsanou dávku účinné látky na jednotku plochy a dojde k výraznému poškození rostlin, které poškozeny být neměly.
Ošetřujeme-li pouze jednotlivé
neţádoucí rostliny nebo jejich části štětcem, tamponkem, injekční stříkačkou, knotovým aplikátorem apod., je zpravidla na etiketě obchodního balení (kromě dávky na jednotku plochy) předepsána koncentrace,
nejčastěji ředění s vodou v poměru 1:1 aţ 1:10
(výjimečně se pouţívá koncentrovaný přípravek, event. jiţ ředěný různými smáčedly: Atplus, Citowet, oleje). I v tomto případě je nutné nepředávkovat a dodrţet zásadu, aby postřiková kapalina
z rostlin nestékala, aplikátor neukapával, nebyly potřísněny
sousední rostliny. Při pouţívání herbicidů k odstraňování neţádoucích dřevin je nutné tyto dřeviny uříznout a na čerstvý pařez nebo obrůstající výhonky, nátěrem, do záseku,
do závrtků, štětcem, injekční stříkačkou aplikovat předepsané mnoţství arboricidu. To rovněţ nesmí stékat ani vytékat. Aplikace je nejvýhodnější v době vegetace, ale ne při intenzívním proudění mízy. Podobně jako u bylin je moţno pouţít herbicidy, které jsou rozváděny cévními svazky do celé rostliny: Roundup, Touchdown, ale i selektivní arboricid Garlon 4, který je nejúspěšnější.
9. Systémy hospodaření na půdě Nejstarším známým předchůdcem současného člověka je Homo habilis (člověk zručný). Později se objevil Homo erectus (člověk vzpřímený). Dnešní člověk je pojmenován jako Homo sapiens (člověk rozumný). Historická doba začala objevením písma asi před 5 tisíci let. Člověk ţijící v době předhistorické se nazývá člověkem pravěkým či pračlověkem. Druh Homo sapiens se začal vyvíjet v předhistorickém období ve starší době kamenné (paleolitu), z geologického hlediska ve starší části kvartéru (pleistocénu). V té době člověk nebyl trvale usídlen. Potravu si opatřoval lovem, rybolovem a sběrem plodů a semen. Toto období trvalo asi od 2 milionů let do 9. tisíciletí př.Kr. Dříve byly severní oblasti Země pokryty ledem a proto většina pravěkých lidí ţila v teplejších oblastech - Africe, z Evropy v její jiţní části. Od střední doby kamenné, tj. od mezolitu, jiţ lidé věděli jak pěstovat zeleninu a jiné zemědělské plodiny. Lovili tehdy zejména divoký skot, ovce, kozy a vysokou zvěř. Jiţ v 8. tisíciletí před Kr. se začalo upouštět od lovu a přecházelo se postupně na zemědělství. O vzniku zemědělství lze hovořit aţ v době , kdy se člověk na delší dobu usadil na jednom místě a začal primitivně obdělávat půdu, pěstovat plodiny a chovat zvířata pro svoji obţivu. Tento přechod se udál ve střední době kamenné. Střední doba kamenná začíná z geologického hlediska v aluviu, tj. v holocenu čili mladších čtvrtohorách. Tehdy došlo k ústupu severského ledovce, zprvu do oblasti Baltického moře, později aţ do hor Skandinavie. V mladší době kamenné (neolitu) začali lidé budovat první zemědělské osady, z nichţ se později staly první vesnice a města. V mladší době kamenné mezi nejdůleţitější vynálezy patřilo kolo a pluh. Pravěcí zemědělci chovali kozy, skot, vepře a ovce. Jakmile si lidé svojí prací v zemědělství dokázali zajistit dostatek potravy k ţivotu, mohli se někteří z nich zabývat jinými činnostmi a tak získávat nové dovednosti, jako je tkaní látek na ošacení, výroba hrnčířského a proutěného zboţí apod. Po mladší době kamenné z hlediska lidské kultury následovala postupně doba bronzová, po ní ţelezná a nakonec doba historická.
Nejstarší nám známou oblastí s počátky zemědělství byla Přední Asie v době 9. tisíciletí př. Kr. Skutečnost, ţe člověk poznal moţnost vyrábět potravu pro svoji obţivu, byla v rozvoji civilizace ohromným, bohuţel málo zdůrazňovaným objevem. Vývoj systémů hospodaření na půdě v Evropě je moţno rozdělit z časového hlediska do 4 vývojových etap. Tyto etapy nejsou od sebe ostře odděleny, jejich časové hranice na jednom území se vzájemně překrývají. Rané systémy hospodaření zde popisované se rovněţ týkají v historii známých starověkých center lidské civilizace (Egypt, Babylonie, Čína aj.). V jednotlivých oblastech pokrok postupoval různou rychlostí, takţe v rozličných zemích byl vývoj systémů hospodaření vůči sobě časově různě posunut. 9.1. Primitivní systémy hospodaření Tyto systémy se realizovaly jiţ v období prvobytně pospolné společnosti s extenzivním způsobem hospodaření. a) systém stepní se vyvinul na území s trvalými travními porosty. b) systém ţďárový V zalesněné krajině, jako byly i Čechy, se získávala úrodná půda pro pěstování polních plodin vypalováním lesa, ţďářením. Tato půda byla obohacena snadno pro rostliny přístupnými ţivinami obsaţenými v popelovinách ze spálených stromů. Tuto půdu člověk uţíval aţ do doby, kdy začala ztrácet úrodnost. Pak se člověk přestěhoval, vypálil nový kus lesa a hospodařil tam. Původní plochy lesa za čas opět přirozeným náletem zarostly a les se samovolně obnovil. Na území dnešních Čech po místních praobyvatelích ţili zprvu Keltové, po přelomu letopočtu v této oblasti převládli Germáni. V 6. století po Kristu se ve střední Evropě objevují Slované. V této době podle nálezů zuhelnatělých rostlin je patrné, ţe na osvojené půdě byly po několik let pěstovány především obilniny - pšenice, ječmen, ţito, oves a proso. Z luštěnin hrách, z ovocných stromů slivoň, z technických plodin konopí. Vůl slouţil jako taţné zvíře, půda se hnojila pastvou dobytka a ţďářením lesa. Na nově získané půdě byly zakládány osady, které po vyčerpání půdy byly opět přestěhovány (s případným návratem i na původní místo). Tak začalo docházet na získané půdě ke střídání rostlinných kultur, ke střídání pěstovaných plodin s porosty travními či lesními. c) systém záplavový čili náplavový
byl pouţíván v deltách velkých řek. V této spojitosti jsou známy jiţ ze starověku záplavy na řece Nilu v Egyptě v období vlády faraonů. Rozvodněný Nil přinášel do dolního toku úrodné bahno, a tím byla kaţdoročně obnovována na tomto území půdní úrodnost. Tak příroda sama do tohoto agroekosystému vnášela (v našem současném pojetí) dodatkovou energii. Díky záplavám bylo nutno rovněţ kaţdoročně obnovovat hranice pozemků, coţ vedlo k rozvoji geometrie. Zemědělství by v Egyptě bez Nilu nebylo moţné. Ve starém Egyptě jiţ v době 2000 let př.Kr. byl opevněn pravý břeh Nilu pro ochranu střední a dolní části Egypta proti povodním, které probíhaly kaţdoročně mezi červencem a říjnem. Voda odnášela z půdy sůl a na místě ukládala nánosy úrodného bahna. Pěstovaly se hlavně obilniny, luštěniny (čočka a cizrna), ze zelenin hlávkový salát, cibule, česnek, z ovoce hlavně datle a víno, z olejnatých rostlin zejména sezam, z textilních len. Rovněţ byl pěstován papyrus jako náhraţka drahého pergamenu. Systém vyuţití zaplavování zdrţí při vysokých stavech vody v Nilu se zachoval aţ do 19.stol., kdy se závlahy začaly přestavovat na celoroční provoz. Závlahy v Babylonii byly provozovány jiţ ve 2. aţ 3.tisíciletí př.Kr. Závlahy měly rovněţ prvořadý význam pro starověkou Syrii, Palestinu i Persii. Po těchto primitivních systémech hospodaření se vyvinuly 9.2. Systémy úhorové Období úhorových systémů podle LOMA (1977) trvalo u nás od doby prvobytně pospolné aţ do druhé poloviny prvního tisíciletí. Po skončení polního období bylo pole ponecháno ladem. Zprvu bylo zaplevelováno jednoletými rostlinami, po několika letech nastoupilo stadium "pýrové". Po této etapě se rozšířily na poli víceleté trávy, jejichţ vlivem se úrodnost půdy postupně zlepšovala. Tak vznikla úhorová soustava, jejímţ principem byl z počátku dlouhodobý úhor, tzv. příloh. Do systému dlouhodobých úhorů patřily i tzv. původní travopolní soustavy. Zatravnění díky bohatému kořenovému systému trav zlepšovalo fyzikální, chemické i biologické vlastnosti půdy, zvyšovalo obsah organických látek v půdě, umoţňovalo pastvu hospodářských zvířat. Výsledkem bylo zvyšování půdní úrodnosti. Zlepšení půdní úrodnosti záviselo jednak na době trvání přílohu, jednak na půdních a klimatických podmínkách území. Růstem osídlení se plocha obdělávané půdy zvětšovala a délka úhoru postupně zkracovala. Vznikaly tak krátkodobé úhory, které se postupně zkracovaly aţ na jeden rok. Soustavy tzv. krátkodobých úhorů trvaly v našich zemích od druhé poloviny 1.tisíciletí do 2.poloviny 18.století a v rolnických usedlostech aţ do počátků kapitalismu. K obnově úrodnosti půdy nedocházelo uţ jen samovolným geochemickým rozkladem půdní hmoty, ale lepší kultivací ţeleznými oradly, lepším vyuţitím potahů a
hnojením. V té době byly na ornou půdu zařazovány především obilniny, po jednoletém úhoru často 1x aţ 3x za sebou. Proto se v některých literárních pramenech pro tyto soustavy pouţívá název obilnářské soustavy. Ostatní plodiny byly pěstovány na menší výměře (vodnice, zelí, hrách, tuřín, krmná řepa a zelenina) v blízkosti zemědělského podniku (záhumenice), na zahradách či na části strany jaří nebo strany úhoru. Brambory, cukrová řepa, kukuřice se u nás začaly pěstovat aţ v 19.století. Začleněním dalších rostlin do sortimentu pěstovaných plodin vznikaly tzv. "zlepšené úhorové soustavy", zaváděné od poloviny 18.století do druhé poloviny 19.století. Hlavním znakem těchto zlepšených soustav je obdělávání úhoru a jeho postupné nahraţování luskovinami, okopaninami a jetelem lučním (Trifolium pratense). Na úrodných půdách byly pouţívány i čtyřleté aţ pětileté cykly s jednoletým úhorem, na málo úrodných půdách dvouleté aţ tříleté cykly. Krátkodobý úhor nestačil zúrodnit půdu. V první polovině vegetačního období byl úhor přepásán, ve druhé polovině obděláván pro ozimy. Kypření půdy umoţňovalo větší mineralizaci půdní organické hmoty a tím uvolňování pro rostliny snadno přístupných ţivin. Péče o půdní humus byla přesto nedostatečná a výnosy pěstovaných plodin, zejména obilnin, byly nízké. Ve vlhčích podmínkách, ve výše poloţených oblastech nebo v přímořských polohách přešla přílohová soustava v tzv. původní travopolní soustavu. Příznivé vlhkostní podmínky umoţňovaly rychlejší samovolné zatravňování. Později bylo pouţíváno i umělé zatravňování pole ponechaného ladem. To umoţňovalo pastvu i sklizeň sena, coţ vedlo k rozvoji chovu skotu. Na tomto podkladě se vyhranily soustavy meklenburská, holštýnská a alpská. Jako příklad osevního postupu meklenburské soustavy je moţno uvést: 1) úhor
3) jař
2) ozim
4) ozim
5) jař 6 aţ 10) pastva
Ve 13. aţ 14.století nahradil dosavadní travopolní přílohovou soustavu pouţívanou v období feudalismu intenzivnější systém s jednoletým úhorem, tzv. systém trojpolní, trojstranný nebo také trojhonný. V tomto systému byla půda rozdělena ve 3 strany, z nichţ kaţdá byla jednotně osévána. Vzniklo v podstatě první systematické střídání plodin : 1) úhor, 2) ozim, 3) jař. 9.3. Systémy střídavého hospodaření Tyto systémy vznikaly v zemědělství s nástupem kapitalismu od druhé poloviny 18.století. Jejich hlavní uplatnění v českých zemích nastalo aţ po zrušení nevolnictví za císaře
Josefa II. v roce 1781 a zrušení roboty v r. 1848. Během první poloviny 19. století vzrostl počet obyvatelstva českých zemí ze 4,8 na 6,8 miliónu. To mělo za následek zvýšenou poptávku po potravinách a surovinách, coţ se následně odrazilo v zintenzivňování zemědělské výroby. Pastviny byly postupně rušeny, byl zaváděn stájový chov dobytka a výrazněji se začínaly pěstovat brambory a jeteloviny. Díky ustájení dobytka byl hnůj soustředěn na jednom místě a tím vznikla i moţnost okopaniny organicky vyhnojit. Tak byl postupně trojpolní systém nahrazován systémem střídavého hospodaření. Hlavními technickými plodinami zůstávaly ještě v 1. polovině 19.století konopí a len. Potřeby textilního průmyslu pomáhaly udrţovat v chovu ovcí jejich poměrně vysoké stavy. Nositeli pokroku v zemědělství se stávali vzdělaní odborníci. Významné místo v šíření hospodářské osvěty patřilo venkovské inteligenci, kněţím a učitelům. Technický pokrok se však neprosazoval snadno. Vesnickému obyvatelstvu se nedostávalo peněz, pozemková drţba byla velmi roztříštěná. Určitou roli zde sehrávala i konzervativní mentalita rolníků, kteří dávali tradičně přednost pěstování ţita a ovsa. Ani na vrchnostenské půdě připadající k popluţním dvorům (dvory provozované vrchností ve vlastní reţii, kde robotovali poddaní) se technický pokrok neprosazoval snadno, neboť díky robotě měla vrchnost nadbytek levné pracovní síly a nebylo tedy v jejím zájmu produktivitu práce zvyšovat. Přitom počátek pouţívání parních strojů v českých zemích vůbec je datován k roku 1856. Oproti půdě vrchnostenské (tzv.dominikální) byla půda rolníků nazývána půdou rustikální. Počet pracovních sil se postupně v průmyslu zvyšoval na úkor obyvatelstva venkovského. Přechodem od manufakturní výroby k výrobě průmyslové je charakterizován počátek průmyslové revoluce, která v českých zemích začíná v podstatě rokem 1800. Největšího rozšíření dosáhl tehdy průmysl textilní a později i průmysl potravinářský, zejména cukrovarnický. Dovozem plemeníků z alpských zemí byl zlepšen chov skotu, rozvíjela se produkce chmele a vynálezem ruchadla bratranci Veverkovými (1827) byla zkvalitněna i orba. Systém střídavého hospodaření vznikl v nynější Belgii a Nizozemí. Odtud se rozšířil i do Anglie. Základem tohoto systému byl pestřejší osevní postup, v němţ se jiţ uplatnily zlepšující plodiny - jetel a okopaniny. Nejtypičtějším osevním postupem z tehdy doporučovaných byl čtyřletý anglický norfolkský osevní postup 1) jetel, 2) ozim, 3) okopanina a 4) jař s podsevem. Soustavné pěstování jetelovin na orné půdě výrazně zlepšilo krmivovou základnu a umoţnilo rozvoj chovu skotu s přechodem na stájový odchov. Zavedením systému střídání
plodin se výnosy obilnin v českých zemích brzy zdvojnásobily. Významným propagátorem nového systému střídání plodin u nás byl hospodář František Horský (1801-1877), jehoţ soustava strojů a nářadí ke zpracování půdy je stálým exponátem Zemědělského muzea v Kačině u Kutné Hory. Norfolkský osevní postup pro nesnášenlivost, plynoucí z opakovaného pěstování jetele po čtyřech letech, byl postupně prodluţován a doplňován o další pěstované plodiny. Jak uvádí Kvěch a kol. (1987), ve vývoji systému střídání plodin se ve značné míře projevily dvě odlišné teorie výţivy rostlin. Rané období tohoto systému bylo ovlivněno humusovou teorií, kterou vypracoval v Německu Albrecht Thaer [čti tchér], (1725-1821), v Italii Gazerri a ve Francii Chaptal [čti šapta]. Podle této teorie je humus kromě vody jedinou látkou, která slouţí k výţivě rostlin a na které bezprostředně závisí půdní úrodnost. Tato teorie se mezi odborníky i rolníky velmi rychle rozšířila a přetrvávala v povědomí i tehdy, kdyţ toto hodnocení významu humusu bylo vyvráceno. Přesto tato teorie , i kdyţ ve své podstatě nesprávná, měla pozitivní dopad. Zdůraznila význam a potřebu animálního hnojení. Plodiny byly rozdělovány na plodiny humusem půdu obohacující (jeteloviny a organicky hnojené okopaniny), na plodiny o humus půdu ochuzující (obilniny) a rostliny indiferentní (luskoviny, řepka). Osevní postupy byly povaţovány za pevné, byly v rotacích dodrţovány, nedovolovaly pěstovat po sobě dvě obilniny a zastoupení obilnin v osevním postupu nesmělo přesáhnout 50 %. Druhé období systému střídavého hospodaření bylo ovlivněno minerální teorií výţivy, jejímţ autorem byl svobodný pán Justus von Liebig (1803-1873), německý chemik a profesor university v Giessenu a Mnichově. Byl průkopníkem chemizace zemědělství a minerálního hnojení. Dokázal, ţe zdrojem uhlíku pro rostliny je atmosféra. Popřel Thaerův názor, ţe humus je zdrojem uhlíku pro ně jediným. Humus byl jím povaţován pouze za zdroj oxidu uhličitého. Následkem této správné teorie výţivy rostlin přestaly být osevní postupy pevnými a začala se projevovat menší péče o bilanci organické hmoty v půdě. Soustava střídání plodin přinesla podstatné zvýšení výnosů všech plodin, rozvoj ţivočišné výroby (píce jetelovin, krmná sláma), rozvoj zemědělského průmyslu (cukrovary, lihovary, sladovny aj.). Ze zásad sestavování osevních postupů vyjádřených norfolkským postupem se vychází i v současné době. 9.4. Systémy zemědělsko-průmyslové
V zemědělsko-průmyslovém systému je úzce propojena výroba zemědělská s výrobou průmyslovou. Vazby jsou zde oboustranné. Pod pojmem zemědělsko-potravinářský komplex se rozumí soubor odvětví národního hospodářství, která provozují zemědělskou prvovýrobu a odvětví, která na ni bezprostředně navazují. Patří sem zemědělská prvovýroba, zpracování zemědělských produktů na potraviny a podniky poskytující sluţby pro zemědělství (nepatří sem průmyslová odvětví vyrábějící výrobní prostředky pro zemědělskou činnost). Zemědělsko-průmyslový komplex je souhrn odvětví, která bezprostředně souvisejí se zemědělskou produkcí (např. průmysl strojírenský, elektrotechnický, stavební, chemický, potravinářský aj.) a ostatní zpracovatelský průmysl, nevýrobní sluţby apod. Zemědělství díky četným moţným vstupům zvenčí (například hnojiva, pesticidy, stroje, závlahy aj.) se stává méně závíslé na přírodě, a tedy i na osevních postupech. Přesto osevní postupy jsou neustále důleţité, neboť tvoří organisační základ rostlinné výroby podniku, nijak nezatěţují přírodu z ekologického hlediska a jejich pouţití si nečiní ţádné nároky na finance. 9.4.1. Zemědělsko-průmyslové soustavy v době jejich nástupu u nás rozdělil LOM (1965,1967) na : a) všeobecné soustavy hospodaření Tyto soustavy byly zavedeny na velkostatcích s trţním zaměřením a na většině větších rolnických usedlostí se značným podílem samozásobení. Patří sem - soustavy řepařsko-mlékařské i s chovem prasat, - soustavy obilnářsko-kukuřičné s výkrmem prasat a drůbeţe, - obilnářsko-bramborářské s chovem skotu a prasat, - obilnářsko-pícninářské, pastevní s odchovem skotu apod. Do této skupiny patřila i tzv. volná hospodářství velkostatků, kde se osevní postupy a vyuţití půdy přizpůsobovalo trţním podmínkám. Tato hospodářství byla mnohostranná i specializovaná. b) specializované soustavy hospodaření Tyto soustavy jsou typické menším počtem výrobních odvětví. Jsou to například : - soustavy mlékařské blízko větších měst, z nichţ extrémem hospodářství
byla tzv. výdojná
s nákupem březích nebo otelených jalovic a krav s
prodluţovanou laktací bez připouštění,
- pastevní soustavy s odchovem plemenného dobytka, - specializovaný výkrm prasat, drůbeţe a jiných zvířat, - hospodářství pro šlechtění osiv a mnoţení, - pěstování travních, zeleninových a jiných semen, - soustavy chmelařské, ovocnářské, vinařské, zelinářské, zahradnické, - soustavy hospodaření bez hospodářských zvířat. c) průmyslové soustavy zemědělské Tyto soustavy byly zaváděny na velkostatcích, které měly vlastní zemědělský průmysl, např. cukrovar, lihovar, mlékárnu apod. Vedlejší výrobky tohoto průmyslu pak byly statkem vyuţívány jako krmiva, hnojiva (cukrovarská šáma) apod. Některé tyto podniky byly druţstevní nebo i akciové. Všechny tyto tři skupiny zemědělských soustav byly v našich zemích realisovány a byly funkční aţ do začátku 2. světové války. V období protektorátu se jednalo o řízené válečné hospodaření s dodávkovou povinností a maximálním samozásobováním zemědělských hospodářství. Sortiment pěstovaných plodin i chovaných zvířat byl v tomto období širší. Po roce 1949 byla v našem zemědělství budována jako druţstevní forma vlastnictví jednotná zemědělská druţstva, postupně 1.aţ 4.typu. Poslední typ po roce 1957 se pak stal v podstatě typem jediným. Státní forma vlastnictví byla v zemědělství uplatňována formou státních statků. Soukromý způsob hospodaření byl programově potlačován. V JZD a státních statcích byla uplatňována zemědělská velkovýroba se širokozáběrovými stroji a s postupně rostoucí chemizací. V ţivočišné výrobě bylo dosahováno vysoké koncentrace zvířat, zejména v chovu prasat a drůbeţe. Rozvinutá chemizace, mechanizace polních prací, budování velkoplošných závlah, pouţívání nových výkonných odrůd mělo za následek podstatné zvýšení výnosů oproti předchozí době, a to zejména u obilnin, luskovin a ozimé řepky. Horších výsledků bylo dosahováno v pěstování okopanin, jejichţ výnosy se oproti předválečné úrovni téměř vůbec nezvýšily. Vysoká intenzita uplatňované agrotechniky za účelem dosahování maximálních výnosů vedla však ke škodám na ţivotním prostředí. Gigantománie, velké hony, rozorávání mezí, rušení remízků mělo za následek zvětšování škod na půdním fondu v důsledku vodní eroze. Časté přejezdy těţkou mechanizací při značně vysokých dávkách průmyslových hnojiv a současném deficitu organické hmoty v půdách vedlo ke zhoršování jejich fyzikálního stavu včetně následného utuţení. Velké koncentrace zvířat, nedořešené technologie ustájení, nízký
obsah sušiny kejdy, nedostatečné kapacity jímek vyvolaly závaţné problémy v aplikaci kejdy. Uţitkovost zvířat, zejména skotu, neodpovídala výrobním moţnostem. 9.4.2. Zemědělsko-průmyslové systémy hospodaření v současnosti lze rozdělit následovně : 9.4.2.1. Konvenční způsob čili způsob klasický, je nejrozšířenějším způsobem hospodaření v současnosti. Jeho cílem je dosaţení maximálních výnosů za pouţití i nadměrných agrochemických vstupů bez ohledu na nepříznivé dopady pro ţivotní prostředí (např. kvalitu podzemních vod aj.). Ve světě jsou pořádány soutěţe o dosaţení rekordních výnosů jednotlivých plodin. Tyto soutěţe začaly v Japonsku po roce 1949 a postupně se rozšířily do USA a v Evropě zejména do Anglie a Francie. Situace na trhu zemědělských komodit se neustále mění. Zemědělec musí mít moţnost své produkty prodat, a proto podle měnící se nabídky a poptávky je nucen strukturu své výroby z roku na rok korigovat. Přitom změny v rostlinné výrobě jsou zpravidla daleko snadněji proveditelné neţ ve výrobě ţivočišné. Pro zemědělský podnik je někdy výhodnější se specialisovat na uţší sortiment pěstovaných plodin, neboť jeho vybavenost různými druhy strojů nemusí být tak pestrá. Z hlediska přírody je však větší pestrost pěstovaných druhů přirozenější, z hlediska osevních postupů je větší počet plodin moţno daleko lépe prostřídat a riziko horších výnosů menšího počtu plodin díky nepříznivému vývoji počasí se pěstováním většího počtu plodin zmírňuje. Přesto je ale třeba, aby v podniku bylo moţno střídat minimálně alespoň 4 aţ 5 různých plodin. Podle zkušeností Výzkumného ústavu rostlinné výroby v Ruzyni (VRKOČ,1991) je moţno po přechodnou dobu pouţít např. tyto jednoduché a zúţené osevní postupy : I.
1) okopanina 2) ozimá obilnina 3) ozimá či jarní obilnina
II.
1) kukuřice na zrno 2) ozimá obilnina
V USA je například pouţíván dlouhodobě osevní postup 1) kukuřice na zrno, 2) soja. Strukturální skladba rostlinné výroby a celá soustava hospodaření musí však co nejvíce odpovídat půdně- klimatickým podmínkám. Jednou z propagovaných současných forem zemědělství je tzv. integrovaná rostlinná výroba. Je to výroba, v níţ se na agrotechnické zásahy nedíváme jednotlivě, ale které jsou chápány jako jeden systém, jako jeden celek. Nejde zde jen o jednostranně pojatou výţivu
rostlin, regulaci chorob, škůdců a plevelů pouze chemickými prostředky, ale o jednoznačně ekologicky a systémově chápaný způsob hospodaření. Integrovaná rostlinná výroba uplatňuje např. pouţití pesticidů cíleně, aţ po překročení tzv. prahů škodlivosti. Vyţaduje omezit šablonovitost ve hnojení, ve zpracování půdy, ochraně rostlin, ve stejném systému výroby v různých výrobních podmínkách. Cílem integrované rostlinné výroby je dosahovat ekologicky a ekonomicky únosných výnosů, přičemţ bere maximální zřetel na ţivotní prostředí a minimalizuje vstupy cizorodých látek do potravních řetězců. Tak jako tomu bylo dříve a bude i v budoucnu, zemědělec musí být dobrý ekolog, který vyuţívá všech moţností prostředí, ale současně toto ţivotní prostředí i chrání. Jen tak si zachová potenciální výrobní základnu i v budoucnu (ŠIMON,1991) V tomto systému je nutno vyrábět zemědělské produkty s ohledem na přírodu, v souladu s přírodními zákony a s poţadavkem co nejméně z ekologického hlediska zatěţovat přírodu. I integrované zemědělství se neustále mění a vyvíjí, tak jak roste vyuţití nových vědeckých poznatků ve výrobě, tak jak se mění ekonomická situace ve společnosti, situace na trhu apod. V rámci integrovaného zemědělství na podkladě zkušeností a vědeckých poznatků jsou vypracovávány metodiky pěstování jednotlivých plodin, které v maximální míře respektují agrotechnické, ekonomické a ekologické podmínky dosaţení ekonomicky a ekologicky únosných výnosů. Pěstitelé těchto plodin se často sdruţují ve svazy pěstitelů plodin. Jsou to například Svaz pěstitelů řepky, Svaz pěstitelů slunečnice, Svaz pěstitelů a zpracovatelů energetických a průmyslových rostlin a další.. 9.4.2.2. Organické zemědělství lze charakterizovat jako hospodaření zcela bez negativních dopadů průmyslových hnojiv, pesticidů, a krmných doplňků na ţivotní prostředí a kvalitu výrobků. Této definici vyhovuje také tzv. zemědělství s omezenými vstupy (low input). To sice můţe pouţívat v menších dávkách průmyslová hnojiva a syntetické pesticidy, ale jen do té míry, kdy je ještě splněna výše uvedená podmínka. Organické zemědělství je chápáno jako další alternativa, jiná moţnost hospodaření na půdě i v chovu hospodářských zvířat, jako alternativa konvenčnímu, tradičnímu, běţnému či v globálu současnému zemědělství. Pojem organické zemědělství vysvětlují různí autoři různě. K označení tohoto směru hospodaření se pouţívají i další termíny jako je zemědělství biologické, ekologické, přírodní, organickobiologické, popřípadě biodynamické aj. Definic je celá řada. Například U.S. Departement of Agriculture, Washington charakterizuje organické zemědělství jako produkční systém vyhýbající se uţívání syntetických hnojiv, pesticidů, růstových regulátorů a krmných doplňků pro výţivu zvířat. Tyto poţadavky jsou realisovány pomocí širokých osevních postupů,
vyuţití posklizňových zbytků, statkových hnojiv, leguminóz, zeleného hnojení, mechanické kultivace a odplevelování, pouţití horninových mouček minerálního původu s cílem udrţet trvale přirozenou úrodnost půdy, biologicky potlačovat choroby, škůdce a plevele; k tomu přistupují různé fyzikální, astronomické, meteorologické, kosmické, duchovní a spiritistické aspekty. Základními cíly organického zemědělství jsou a) produkce dostatečného mnoţství potravin s vysokou nutriční hodnotou a vyšší kvalitou b) spolupráce s přírodou s vyloučením snah o nadvládu nad ní c) podpora a posilování intenzivního rozvoje biologických cyklů v agroekosystémech mikroorganismů, půdního edafonu, všech rostlin a zvířat d) podpora a zvyšování přirozené půdní úrodnosti, co nejvyšší vyuţívání obnovitelných zdrojů energie a materiálů a co největší šetrnost v pouţívání neobnovitelných zdrojů, co nejúplnější uzavření látkových a energetických cyklů, zvláště ústrojné hmoty a ţivin, zajištění co nejpřirozenějších ţivotních podmínek chovaným zvířatům, umoţňujících vyuţívání všech moţností jejich přirozeného vývoje (etické chovy); odstranění všech forem a druhů znečištění prostředí,
produkovaných zemědělstvím; podpora genetické rozmanitosti
druhů ve
vyváţeném agroekosystému a jeho okolí, včetně ochrany divokých druhů zvířat a rostlin; zajištění odpovídajících důchodů a spokojenosti z výsledků lidské práce všem alternativně hospodařícím zemědělcům; uznání značného
ekologického a sociálního významu
alternativního zemědělství, jeho podpora a rozšiřování. V systémech hospodaření, ve kterých nejsou pouţívána průmyslová hnojiva, syntetické pesticidy a ostatní chemické látky syntetického původu, jsou jejich výrobky nazývány bioprodukty či biopotravinami. Tyto produkty jsou v Evropě o 10 aţ 20 % draţší a vyrobí se jich z jednotky zemědělské půdy asi o 10 aţ 40 % méně. Organický způsob hospodaření je náročnější na pracovní síly. V Evropské unii se počítá, ţe tento systém hospodaření bude i nadále realizován na současných 0,5 aţ 1 % zemědělské půdy. Ţádný z prostředků ochrany rostlin doporučený pro organické zemědělství neřeší zásadně ochranu proti zvláště nebezpečným patogenům a plevelům, zejména karantenní povahy. V organickém zemědělství jsou tedy jediným zdrojem ţivin kromě vzdušného dusíku organická hnojiva, posklizňové a kořenové zbytky či zaorávaná biomasa. Z toho důvodu se také roční normativ potřeby sušiny organického hnojení v organickém zemědělství zvyšuje na 3,5 t.ha-1, zatímco v bývalé ČSFR
v konvenčním zemědělství byl v průměru 1,76 t.ha-1. Struktura plodin v organickém zemědělství by měla být pestřejší s tím, ţe podíl zlepšujících plodin (jeteloviny či rostliny z čeledi bobovitých, animálně hnojené okopaniny a meziplodiny) bude zvýšen. 9.4.2.3. „Low input“ je dalším ze systémů hospodaření. Je to systém, který se vyznačuje velmi sníţenými vstupy do výroby, zejména agrochemikálií. Kromě niţších dávek hnojiv a pesticidů je rovněţ důleţité činit při výrobě rozhodnutí na podkladě důkladných znalostí stanoviště, znalostí poţadavků vhodných odrůd, vyuţívat znalostí fyziologie pěstovaných rostlin, pouţívat vhodnou strukturu plodin, účelně pouţívat moderní agrotechniku apod. Úroveň výnosů je zde menší neţ v konvenčním zemědělství, hospodaření je však vůči přírodě šetrnější, ekologičtější.
9.4.3. Předpokládaný vývoj systémů hospodaření v zemědělství ČR Před rokem 1989 byla u nás strukturální skladba rostlinné výroby ve všech výrobních oblastech značně uniformní. Touto pestrostí rostlinné výroby čelilo vedení našeho státu rizikovosti v mnoţství zemědělské produkce z celostátního hlediska. Řada plodin byla ale proto pěstována v oblastech, kde pro ně nebyly vhodné přírodní podmínky. To si však nutně vyţadovalo zvýšit energetické a materiální vstupy do výroby, aby vliv zhoršených podmínek na výnosy byl tak kompenzován. Nyní se předpokládá, ţe intenzivní zemědělská výroba se bude rozvíjet zejména v našich úrodných oblastech, kde bude zdůrazňována zvláště rostlinná výroba trţního charakteru. V méně úrodných oblastech nebo na územích s řízeným zemědělstvím bude posilována funkce zemědělství zejména v oblasti sociální a v oblasti ochrany a tvorby krajiny. Do budoucna je nutné ve větší míře respektovat podmínky stanoviště. Jeho nevhodná volba nebo chyby v technologii pěstování vedou často k intenzivnějšímu pouţívání agrochemikálií, coţ má ve svých důsledcích nepříznivý vliv na přírodu z ekologického hlediska. V současné době došlo k přestavbě našeho zemědělství, došlo k majetkovým změnám a ke vzniku nových podniků zemědělské prvovýroby. Některé z těchto podniků orientují svoje výrobní zaměření pouze na rostlinnou výrobu, tedy ţivočišnou výrobu neprovozují. Problémem tohoto typu hospodaření je, ţe následkem neexistence ţivočišné výroby jsou zpřetrhány vazby v zemědělském podniku mezi jeho přirozenými subsystémy (půda, rostlinná výroba, ţivočišná výroba). Řada plodin vyţaduje animální hnojení. Pokud v sousedním podniku ţivočišná výroba existuje, lze nedostatek stájových hnojiv řešit nákupem. V opačném
případě je třeba v podniku důsledně dbát na dodávání organické hmoty do půdy zaorávkou veškeré slámy, chrástu cukrovky, vyuţíváním kompostů a zejména intenzivním zeleným hnojením. V podnicích zaměřených pouze na rostlinnou výrobu bude rovněţ malá výměra, popřípadě výměra ţádná víceletých pícnin. V takových podnicích tedy chybí zúrodňující vliv jetelovin na půdu. V bývalém západním Německu s tímto způsobem hospodaření mají jiţ dlouhodobější pozitivní zkušenosti. Ukazuje se, ţe tímto způsobem lze hospodařit i u nás, a to zejména na úrodných půdách. Výsledky zemědělského výzkumu i zkušenosti západních zemí ukazují, ţe výnosy plodin v podnicích bez ţivočišné výroby na úrodných půdách jsou stejné, nebo jen o málo niţší, neţ v hospodářstvích s rostlinnou i ţivočišnou výrobou. Zavádět progresivní nové způsoby hospodaření je moţné pouze v rámci tzv. trvale udrţitelného zemědělství. Z toho důvodu je třeba i u tohoto způsobu hospodaření sledovat jeho vliv na výnosy plodin a téţ na vývoj obsahu organické hmoty v půdě, a to dlouhodobě. V případech, kdy zejména malé farmy zemědělce s jeho rodinou nemohou uţivit, stává se jeho hospodářství pouze vedlejším zdrojem příjmu. Poněvadţ hlavní zaměstnání odebírá pracovníkovi maximum pracovního času, na práci v zemědělství nezbývá čas. Z toho důvodu je pak voleno hospodaření bez ţivočišné výroby a pouze s těmi plodinami, které vyţadují minimum soustavné práce. Tato situace si tedy vynucuje úzkou specializaci v rostlinné výrobě, kdy je pěstován pouze malý počet druhů rostlin při vysoké úrovni jejich ochrany. Poněvadţ je nutné dodrţovat alespoň v minimální míře zásady správného střídání plodin, měly by být v podniku pěstovány nejméně 3 aţ 4 různé jejich druhy.
Útlumové a účelové (přikázané) hospodaření podniků zemědělské prvovýroby Díky relativnímu nadbytku potravin na světovém trhu se často mluví o nutném útlumu zemědělství. Projevuje se to např. v západních státech, ale i u nás, kde na části orné půdy podniku (5 - 15 %) se nevyrábí. Tato půda se nechává leţet ladem, v tzv. zeleném úhoru. Tento pozemek brzy zaroste plevelem. V Německu za nepouţívání orné půdy k zemědělské výrobě dostává zemědělec 700 aţ 1400 DM za kaţdý hektar v závislosti na bonitě půdy (KOHOUT, 1991). Přitom nesmí být vyčleňována půda pouze nejméně úrodná a zaplevelená, ale naopak i ta nejúrodnější. U zemědělských podniků v SRN s výměrou do 5 hektarů se tato dotace na zelené úhory neposkytuje. Pokud se počítá se zeleným úhorem na delší dobu, je moţné tuto plochu zatravnit či pěstovat na ní alternativní pícniny v kombinaci s černým úhorem (tj. obdělávaným úhorem) a téţ s meziplodinami. K tomuto účelu se často pouţívají
bob, hořčice bílá, oves na zeleno, svazenka aj. Pojem útlum zemědělství je v naší odborné veřejnosti často kritizován, neboť není potřeba tlumit výrobu v zemědělství, ale případně jen výrobu potravin. Uvolněná orná půda od výroby potravin je v SRN vyuţita k pěstování průmyslových a energetických rostlin. Průmyslové rostliny slouţí pro výrobu surovin (např. škrob, líh, celuloza, fural, snadno biologicky degradovatelné hmoty aj.), energetické rostliny pro výrobu energie (bionafta, alkohol, biomasa ke spalování aj.). Produkce energetických rostlin omezuje potřebu nákupu pohonných hmot (nafty, benzinu). Tato úspora kromě finančního efektu pro podnik má rovněţ značný význam ekologický. Biopaliva a biomaziva jsou mikrobiálně snadno rozloţitelná a nezatěţují přírodu. Účelové neboli regulované (přikázané) hospodaření se realizuje v pásmech hygienické ochrany vodních zdrojů, v chráněných krajinných oblastech, v lázeňských a rekreačních územích apod. Je zde omezováno nebo i zakázáno pouţití statkových hnojiv, jsou stanoveny maximálně povolené dávky hnojiv, je omezeno pouţití pesticidů, je regulováno i zastoupení některých plodin ve struktuře osevních ploch. V těchto oblastech není ve společenském zájmu prvořadé získat maximální mnoţství zemědělské produkce. Nemoţnost plného zemědělského vyuţití těchto oblastí však musí být v budoucnu zemědělci nahrazena, např. formou státních subvencí. Podobná situace je v horských a podhorských oblastech. Trvalé travní porosty jsou důleţité jak pro ţivočišnou výrobu, tak i pro ochranu krajiny před vodní erozí. Mají rovněţ významnou funkci při tvorbě krajiny. Tyto porosty je nutno sekat, spásat, a to i v chráněných územích. Poněvadţ zejména v těchto oblastech je finanční efekt zemědělské činnosti zpravidla malý, je úlohou státu svojí dotační politikou tento sektor podpořit a zabránit tak postupnému vylidnění těchto oblastí.
10. Škody působené zemědělskou činností v krajině Zemědělství je jedním z odvětví národního hospodářství, které je hlavním uţivatelem krajiny. Škody, které v krajině mohou touto zemědělskou činností vznikat, jsou menší neţ způsobují jiná odvětví
(průmysl - imise, komunální odpady aj.) Škody působené
zemědělstvím je moţno rozdělit do několika okruhů . 10.1. škody vyplývající z nevhodného rozdělení půdního fondu v krajině Jedním z nejdůleţitějších organisačních opatření v krajině je účelné rozdělení půdního fondu do jednotlivých kategorií - půda zemědělská (orná, zahrady, sady, chmelnice, vinice,
louky a pastviny), půda lesní, vodní plochy (řeky, potoky, jezera, rybníky, vodní nádrţe), zastavěné plochy (lidská obydlí, tovární objekty, stáje, seníky a j.), dopravní plochy (dálnice, silnice), smíšené plochy, ostatní plochy atp. Tyto jednotlivé kategorie se mohou v některých případech (zejména z pohledu různých okresů) překrývat. Správné rozdělení půdního fondu nabývá na důleţitosti zejména na svaţitých územích z hlediska vodní eroze a existence vodních ploch z hlediska vodní bilance krajiny. Za účelem získávání maximální zemědělské produkce byla u nás před rokem 1989 půda i na svaţitých pozemcích a ve vyšších polohách zařazena do půdy orné, kde v těchto podmínkách byla často pěstována nevhodně i pšenice ozimá. Tyto pozemky trpí ve větší míře vodní erozí s nebezpečím trvalého poškození úrodnosti těchto půd. Z toho důvodu a téţ z důvodu nadbytku potravin na trhu bude vhodné tyto pozemky převést do trvalých travních porostů (TTP), popřípadě na půdu lesní. Pokud byla půda před rokem 1989 na ţádost nějakého subjektu vyňata z půdy zemědělské například k účelům stavebním, bylo poţadováno navrácení jiného pozemku o téţe výměře z jiné kategorie do kategorie půdy zemědělské. Tak často kvalitní orná půda byla nahrazena půdou méně kvalitní nebo půdou nacházející se ve svaţitých podmínkách či půdou získanou pomocí rekultivací. Aby k těmto chybám nedocházelo, je nutné z důvodu tvorby a plánování krajiny pro dané území zpracovat tzv. územní plán. Za tento plán na úrovni okresu zodpovídá odbor územního plánu okresního úřadu, popřípadě pro tento účel je vytvořena skupina v rámci odboru výstavby. Územní plán má platnost zpravidla 30 let, po 10 letech se inovuje. Územní plán je moţno podle rozsahu území dělit na místní (např. pro obec), územní plán střední úrovně (např. pro okres) a velký územní plán (např. pro Krkonoše, Šumavu apod.). Zpracování územních plánů takového rozsahu můţe zadávat například ministerstvo zemědělství, ministerstvo ţivotního prostředí apod. O evidenci půdy se starají katastrální úřady. Rozorávání mezí a vytváření na svaţitých územích polí o značných výměrách, vedlo ke zvýšení škod působených vodní erozí v krajině. Meze měly důleţitou úlohu tvořit překáţky pro rozběhnutí vody po svazích, čímţ zabraňovaly rozvoji vodní eroze. Ve svaţitých územích je moţno na polích omezit rozvoj vodní eroze např. tvorbou půdní drobtovité struktury. Půdy mající tuto strukturu se vyznačují pro vodu vyšší zasakovací (infiltrační) schopností díky většímu obsahu půdních makropórů. Povrchový odtok vody je takovým způsobem minimalizován. Vhodná volba tvaru pozemku na svaţitém území je obdélník s delší stranou vedenou ve směru vrstevnic. Směr pracovní jízdy na takovém poli je moţno pak vést rovněţ
po vrstevnici, s tím, ţe procento nepracovních jízd potřebných na otáčení na souvratích je minimalizováno. Orbu v těchto podmínkách je vhodné provádět pomocí oboustranných pluhů. Omezit nebezpečí vodní eroze na svaţitých pozemcích je rovněţ moţno volbou vhodné struktury pěstovaných plodin. Je třeba, aby tyto plodiny v maximální moţné míře chránily svou nadzemní biomasou povrch půdy před bezprostředními účinky deště a svojí bohatou a hlubokou kořenovou hmotou zpevňovaly půdní profil. V těchto podmínkách je nutné téţ uplatňovat vhodné protierozní osevní postupy. Pěstované plodiny mají mít co nejdelší vegetační dobu, aby půda byla bez vegetačního pokryvu co nejméně. Rovněţ orbu a časté kypření je třeba omezit na minimum. Na území naší republiky pramení většina našich řek. To znamená, ţe se u nás nacházejí jejich horní toky, kde rychlost proudu je větší a průtočné mnoţství je menší. Koryta meandrujících toků byla v dřívější době narovnávána, potoky dokonce zatrubňovány, z břehů byly porosty odstraňovány a břehy byly vyzdívány, takţe rychlost vodního proudu se zvyšovala a voda tak z území naší republiky rychle odtékala. Naší snahou by tedy naopak mělo být tuto vodu na našem území co nejdéle zadrţet. Meliorační opatření v krajině (závlahy, odvodňování, protierozní opatření) je proto nutno provádět velmi uváţeně. Za účelem získávání další orné půdy byly v některých oblastech rovněţ vypouštěny rybníky, vysušovány baţiny a mokřady, čímţ byla narušena stabilita krajiny z hlediska jejího vodního reţimu. Tato činnost měla ve svých důsledcích negativní dopad na vodní bilanci krajiny. V naší republice jsou dešťové sráţky během vegetačního období rozděleny nerovnoměrně. V suchém období bez dešťů byla krajina zásobena vláhou z přirozených rezervoárů vody - z baţin, mokřadů, močálů, ale i rybníků. Po jejich zrušení pak v období bez dešťů byla půda přesušená. Nejsou-li v krajině jiné vodní zdroje (povrchové či podzemní vody), rostliny trpí nedostatkem vláhy, není uspokojena jejich vláhová potřeba. Tyto vodní plochy tlumí kolísání vodní bilance krajiny. Před rokem 1989 bylo téţ často neuváţeně prováděno rozsáhlé odvodňování půd. Díky všem těmto zásahům v krajině docházelo postupně k jejímu vysychání. Aby se tyto následné negativní vlivy odstranily, byly pak v mnoha případech budovány závlahy. 10.2. škody vyplývající z utuţování půd Vysoká produktivita práce v současné zemědělské výrobě je mezi jiným umoţněna pouţíváním výkonných strojů. Nejinak je tomu v rostlinné výrobě. Po polích jezdí při různých pracovních operacích celá řada strojů taţených traktory a tahači. Traktory a tahače musí mít výkonné motory a větší hmotnost, aby taţené stroje utáhly a přitom neprokluzovaly. Po polích
se dále pohybují stroje na zpracování půdy, secí a sázecí stroje, rozmetadla hnojiv a hnoje, postřikovače pro ochranu rostlin, zavlaţovací stroje, sklízecí stroje a dopravní prostředky pro odvoz produktů. Zvláště těţká jsou plně naloţená nákladní auta odváţející s pole vyprodukované bulvy cukrovky či autocisterny naloţené mletým vápencem při vápnění půd. Čím těţší prostředky a čím častěji tyto stroje po poli jezdí, tím dochází k většímu utuţení půd a následnému poklesu půdní úrodnosti. Dochází k poškozování půdní struktury, k růstu objemové hmotnosti půdy a tím k poklesu její pórovitosti. To má za následek sníţení vzdušné a vodní kapacity půdy, zvyšuje se povrchový odtok a zhoršuje infiltrace vody do půdy. To vede na svaţitých pozemcích k povrchovému odtoku a smyvu nejcennějších půdních částic včetně ţivin v půdě obsaţených. V rovinách díky utuţeným půdám v jarním období voda uvolněná táním sněhu špatně zasakuje (zasakovací schopnost půd), vytváří se na povrchu půdy louţe, půda zůstává díky nadbytku vody dlouho studená, coţ má za následek opoţďování jarních prací. V důsledku nepříznivých fyzikálních vlastností půdy klesá i biologická činnost půdních mikroorganismů, sniţuje se mineralizace organické hmoty v půdě (tedy uvolňování minerálních ţivin v organické hmotě obsaţených), sniţuje se odbourávání škodlivých reziduí pesticidů a inhibičních látek nacházejících se v půdě. To se nakonec odráţí i ve změně chemických vlastností půdy. Zhutněním půd se zhoršuje i jejich zpracovatelnost, coţ vede k růstu spotřeby pohonných hmot. Jako charakteristika míry zhutnění půd se často pouţívá hodnota objemové hmotnosti půdy nebo její pórovitosti. Rostlinnou výrobu je moţno realisovat na půdách s objemovou hmotností nanejvýš rovnou 1,7 g.cm-3. Po sklizni některých plodin, zejména po deštích při vyšší půdní vlhkosti, bývá půda rozjeţděna hlubokými stopami po kolech velkoobjemových vozů, nákladních aut (do hloubky 30 aţ 40 cm) apod. Utuţení půdy aţ do této hloubky, běţné agrotechnické zásahy např. seťová orba prováděná do 25 cm), nemohou odstranit. Zavláčení těchto stop je tedy pouhou kosmetickou úpravou povrchu pole. Rovněţ orba prováděná na stereotypní hloubku 22-25 cm má negativní vliv, neboť jejím následkem je vytváření tzv. podorničních podlah. K utuţování půd vede i nedostatek organické hmoty v půdě a hnojení minerálními hnojivy ve vyšších dávkách. Takto negativně se projevují zejména hnojiva obsahující jednomocné kationty. Tyto kationty působí peptizačně na půdní koloidy, půdní drobty se rozpadají, půdní póry se zaplňují, roste objemová hmotnost půdy a půda se zhutňuje. Rovněţ nedostatečné zastoupení víceletých pícnin v osevních postupech vede ve svých důsledcích ke zhutňování. Utuţenost půd je moţno měřit penetrometrem pomocí tzv. penetrometrického odporu půdy, coţ je odpor
půdy proti vnikání kovového kuţelíku o definovaných rozměrech rovnoměrným pohybem do půdy. Tento odpor se vyjadřuje v pascalech (Pa). Jeden Pa je tlak, který vykonává rovnoměrně rozprostřená síla jednoho newtonu (N) kolmo na plochu velikosti 1 m2. Penetrometry jsou vyráběny v různých typech. Zatlačování kuţelíku je v závislosti na typu penetrometru prováděno ručně nebo i hydraulikou traktoru. Penetrometry mohou být rovněţ vybaveny počítačem. Poněvadţ naměřené hodnoty odporů v jednotlivých hloubkách u různých, ale i sobě blízkých vpichů jsou velmi variabilní, je nutno měření opakovat a výsledky statisticky vyhodnotit. Rozsah přejezdů zemědělských strojů po poli je moţno vyjádřit tzv. koeficientem přejezdů. Tento koeficient pro určitou plodinu a určitou technologii je definován jako podíl výměry přejeté plochy koly souprav strojů pracujících na poli a výměrou tohoto pole. U pěstované plodiny se stanoví jednotlivé operace a soupravy strojů, které budou během vegetační doby plodiny tyto práce provádět. Vydělením šířky pole velikostí záběru stroje se zjistí počet jeho pracovních jízd, šířka ujeté stopy kolem stroje vynásobená počtem stop na poli a délkou pracovní jízdy se vypočte výměra ujeţděné plochy. To se provede pro všechny soupravy pracující u dané plodiny, součtem těchto ploch pak je celková najeţděná plocha koly strojů na poli. Tímto způsobem bylo vyhodnoceno, ţe koeficient přejezdů v závislosti na pouţité technologii pěstování, se u obilnin pohybuje od 2,2 do 2,5 , u cukrovky 3,5 aţ 4,2 , u brambor 3,7 aţ 4,2 , u vojtěšky 4,0 aţ 4,5. Z toho vyplývá, ţe např. u cukrovky je na kaţdém hektaru této plodiny ujeţděno koly strojů a traktorů 3,5 aţ 4,2 hektary. Problematika utuţování půd vyţaduje komplexní řešení, které spočívá jednak v technických úpravách strojů, jednak v postupech agrotechnických. V rámci technického řešení je moţné sníţit tlak strojů na půdu zmenšením jejich hmotnosti nebo zvětšením stykové plochy mezi strojem a půdou, čímţ se tíha stroje rozprostře na větší plochu půdy a tím dojde k poklesu tlaku na půdu. To je moţno provést například dvojmontáţí, případně trojmontáţí kol, pouţitím kvadratických pneumatik (šířka pneumatiky je rovna jejímu vnitřnímu průměru) či pouţitím flotačních pneumatik (snášejí níţší nahuštění). U strojů je rovněţ moţno nahradit jejich zadní kola pryţovým válcem a místo kolových traktorů pouţít traktory pásové. Pouţití pásových traktorů oproti traktorům kolovým je z hlediska utuţování půd výhodné. Pásové traktory se zejména hodí pro podzimní orbu, kdy při větší půdní vlhkosti se neboří. Jejich pouţití je rovněţ účelné při polních pracech prováděných na nakypřené půdě, kterou
neutlačují. Pro pásové traktory se výhodně v současné době v cizině pouţívají místo ocelových pásy pryţové. V rámci agrotechnických opatření je moţno sníţit počet přejezdů pouţitím jiné pěstební technologie. Lze to např.provést vypuštěním některých pracovních operací, sestavením vhodné soupravy strojů a provedením tak řady operací při jedné jízdě po poli. To znamená, ţe je moţno vyuţít některých principů minimálního zpracování půdy. Vstupy do porostu při aplikaci pesticidů, při přihnojování či pouţívání morforegulátorů je moţno rovněţ realizovat pomocí kolejových řádků. Ty sice redukují výměru pěstované plodiny a tím její sklizeň, ale ošetřené porosty to plně vynahradí zvýšeným výnosem. Proti utuţení půd rovněţ působí dodávání organické hmoty do půdy. 10.3. škody vyplývající z chemizace zemědělství V chemizaci zemědělství spočívá jedno z dalších nebezpečí ohroţení krajiny z ekologického hlediska. Na prvém místě co se týče důleţitosti a mnoţství dodávaných chemických látek do zemědělství jsou minerální čili průmyslová hnojiva. Průmyslovými hnojivy se v zemědělství dodávají zejména dusík N, fosfor P, draslík K, vápník Ca, popřípadě hořčík Mg. Nadměrné dávky dusíku vedou u rostlin k jejich bujnému růstu, ke zvětšení rizika poléhání, k prodluţování doby růstu a zrání zejména při vlhčím a chladnějším počasí, coţ zejména na území s vyšší nadmořskou výškou vyvolává problémy se sklizní. Vysoké dávky dusíku u cukrovky negativně ovlivňují cukernatost, dochází ke sníţení kvality sladovnického ječmene. Poněvadţ nitrátový anion je v půdě velmi pohyblivý, dochází k jeho snadnému pronikání do podzemních vod, do studní jakoţto zdrojů pitné vody, do potoků, řek apod. Rovněţ se zvyšuje jeho koncentrace v produktech rostlinné výroby a díky potravním řetězcům i v produktech výroby ţivočišné. Díky tomuto pronikání, ale i vlivem povrchového smyvu, dochází k eutrofizaci krajiny, řek, vodních nádrţí. Nitráty samy o sobě nejsou tak škodlivé jako zejména nitrity (dusitany) NO2-, které z nitrátů vznikají redukcí v zaţívacím traktu lidí a zvířat. Z nitritů pak vznikají nitrosaminy či nitrosamidy, které patří ke kancerogenům (karcinogenům) - rakovinotvorným látkám. Některé z těchto látek mají navíc účinek teratogenní. V tom případě se u zvířat či lidí rodí různě poškození jedinci. Sloučením nitritového anionu s hemoglobinem vzniká tzv. methemoglobin, který nemá schopnost poutat a přenášet v organismu ţivočichů a lidí molekulární kyslík z plic do tkání. Tak se rozvíjí nemoc „dusičnanová alimentární methemoglobinémie", která je zvlášť nebezpečná u kojenců do 3 měsíců stáří. Methemoglobin se ale ukázal jako výborný bioindikační metabolit pro
stanovení přívodu dusičnanů a dusitanů do potravních řetězců v krajině. Výhodně jsou k tomu účelu pouţívány odběry krve u zajíců ţijících ve volné přírodě. Do krajinného prostředí se lidskou činností dostávají i těţké kovy. Jedním z příkladů je např. kadmium Cd, které do půd přichází jednak s fosforečnými hnojivy, jednak z továren na keramiku ve formě imisí. Na druhém místě co se týče mnoţství aplikovaných chemických látek v zemědělství jsou pesticidy. Jsou to chemické látky určené k ochraně porostů rostlin, k ochraně ţivočichů, produktů organického původu, popřípadě i k ochraně člověka. Látky určené k ničení ţivých organismů se nazývají biocidy (bios, řec.- ţivot, caedere, lat.-zabíjet). K ničení ţivých ţivočišných organismů slouţí zoocidy (zoon, řec.- ţivočich). Pokud ničí hmyz, jsou to insekticidy (insecta, lat.-hmyz), ničí-li jejich vajíčka - ovicidy (ovum, lat.- vejce), ničí-li jejich larvy - larvicidy. Prostředky hubící roztoče (Akarida) se nazývají akaricidy, hlísty (nematoda) nematocidy, měkkýše (Mollusca) moluskocidy a hlodavce (rodentia, lat.) rodenticidy. Ničí-li houby (Fungi), jedná se o fungicidy. Ničí-li bakterie, pak se nazývají baktericidy. Pesticidy působící na plevele se nazývají herbicidy (herba, lat.- rostlina, nať). Pokud herbicidy působí na plevelné trávy (Graminae, lat.-trávy), nazývají se graminicidy, pokud působí na stromy, jsou to arboricidy (arbor, lat.- strom). Na třetím místě jsou v zemědělství pouţívány speciální látky. Do nich patří regulátory růstu rostlin (morforegulátory a rostlinné růstové hormony), feromony, repelenty, deterenty, chemosterilanty, desikanty, defolianty aj. V ţivočišné výrobě se pouţívají různé biofaktory, jako jsou vitaminy, enzymy, popřípadě antibiotika a jiná biofarmaka, látky konservační aj. Na čtvrtém místě jsou to v zemědělství pouţívané technické chemikálie, např. barviva, nátěrové hmoty proti korozi kovů apod. Z těchto látek se ukázaly jako nebezpečné polychlorované bifenyly (PCB), které díky pouţití na nátěry senáţních věţí se dostaly přes skot potravním řetězcem aţ do mléka. Na tomto místě je účelné se rovněţ zmínit o špatně uskladněných potravinách či krmivech. Tyto produkty mohou být infikovány některými bakteriemi nebo plísněmi, produkujícími toxiny či mykotoxiny. Tak například u masových konserv se můţe vyskytnout anaerobní bakterie Clostridium botulinum, která vytváří botulotoxin či botulin a díky její aktivitě se rozvíjí choroba botulismus. Na plesnivých burských oříšcích se vyskytla houba Aspergillus flavus (flavus, lat.- ţlutý), produkující jed aflatoxin, který můţe způsobit u lidí váţné onemocnění jater.
10.4. negativní vlivy odráţející se na floře a fauně krajiny V přírodě neovlivněné působením člověka se nacházelo značné mnoţství různých druhů organismů. Hospodářským vyuţíváním krajiny (ať jiţ zemědělským nebo lesnickým) došlo k redukci této diverzity (druhové rozmanitosti) jak rostlin, tak i ţivočichů. V zemědělství, ale doposud i v lesnictví, jsou většinou pěstovány prostorové monokultury. Tento jev (pouze jeden druh rostliny rostoucí na větší ploše) je přírodě v podstatě cizí. Snahy o získání velkých lánů vedly k rozorávání mezí a rušení remízků. Tím ztrácelo ptactvo, hmyz a ostatní ţivočichové přirozená zimoviště, hnízdiště, klid pro vyvedení mláďat, i prostory pro ukrytí. Z krajiny tak postupně mizela tzv. rozptýlená zeleň. Ubýváním lesů, přeměňováním půdy na půdu ornou, rušením rozptýlené zeleně, výstavbou dálniční sítě, ztratili ţivočichové moţnost se v krajině volně a ve skrytu nerušeně pohybovat, došlo k přerušení tzv. migračních koridorů. Převodem přirozených luk, pastvin či jiné půdy na půdu ornou, dochází k tak radikální změně stanovištních podmínek, ţe dříve pestré druhové společenstvo je ochuzeno o celou řadu druhů, často druhů rostlin a ţivočichů vzácných. Různé druhy ţivočichů potřebují pro sebe různě rozsáhlá teritoria. Nemají-li je k dispozici (např. orli), nemohou tam ţít. Při sečení porostů (zejména nočním) obilnin, pícnin, dochází často k poranění či uhynutí divokých králíků, zajíců, kolouchů, zvláště je-li sečení prováděno od obvodu pole postupně k jeho středu. Aby byla zvěř vyplašena a mohla utéci, je vhodnější sečení provádět od středu pole postupně k jeho obvodu. Rovněţ je moţno stroje opatřit různými zařízeními na vyplašení zvěře. Při pouţívání chemikálií v rostlinné výrobě, zejména pesticidů, často dochází u zvěře ke zdravotnímu poškození s následným oslabením jejich odolnosti proti vnějším negativním vlivům prostředí, ke ztrátě plachosti, popřípadě ke ztrátě plodnosti. Mohou se projevit i zvláště nebezpečné mutagenní účinky abiotických faktorů prostředí. Díky zavedenému účinnému čištění osiva se podařilo například koukol polní (Agrostemma githago) z čeledi silenkovitých prakticky z krajiny eliminovat. Narušení či zánik přirozených biotopů znamená zároveň i vymizení určitých druhů organismů a změny ve struktuře společenstev (sníţení pestrosti a vyrovnanosti druhového a kvantitativního zastoupení). Tak například těţbou rašeliny je ničen biotop vhodný pro výskyt vzácné masoţravé rostliny rosnatky okrouhlolisté (Drosera rotundifolia). Na světě jsou vydávány tzv. Červené knihy vzácných a ohroţených druhů rostlin a ţivočichů. Kaţdý vyhynulý druh znamená pro lidstvo nenahraditelnou ztrátu, ztrátu v genofondu.
Jedním z nových nebezpečí pro budoucnost se mohou na úseku biologie stát genové manipulace jak v oblasti mikrobů, tak rostlin, ţivočichů i člověka samého. Význam ochrany původní flóry a fauny spočívá zejména v jejím zachování jakoţto nenahraditelného historického a kulturního dědictví pro příští generace na naší planetě.
11. Agroenergetika v rostlinné výrobě Kolem roku 1973 vznikla ve světě tzv. energetická krize, která vyvolala mimo jiné zájem o zjištění zásob dosud nevyuţité fosilní energie v celosvětovém měřítku, zájem o stanovení roční spotřeby energie ve státě, v jednotlivých úsecích národního hospodářství, v jednotlivých podnicích, zájem o stanovení potřebného mnoţství vloţené energie do výroby připadající na jeden výrobek atp. Nejinak tomu je i v zemědělství, neboť i toto odvětví má značné energetické nároky a je proto nutné i zde zmapovat energetické poměry výroby. Teprve potom je moţno hledat různé cesty úspor potřebné energie vkládané do výrobního procesu. Z toho důvodu se o energetiku v zemědělství začala zajímat řada institucí, především výzkumných zemědělských ústavů, zemědělských škol a orgánů státní správy. Obor, který se zabývá výzkumem a regulací energetických toků v zemědělství, byl nazván agroenergetikou. 11.1. Energetické toky v rostlinné výrobě Jedním z okruhů energetické problematiky zemědělství jsou otázky energetických toků v rostlinné výrobě. Studium těchto toků je soustředěno zejména do tří oblastí, a to : 1) stanovení sumy energie slunečního záření dopadajícího na porost za vegetační dobu plodiny 2) stanovení metabolizované energie porostem plodiny v procesu fotosyntézy k datu sklizně 3) stanovení celkové energie vloţené člověkem do technologického postupu pěstování plodiny
11.1.1. Energie slunečního záření Ve dne dopadá na porost krátkovlnné sluneční záření, které se nazývá zářením globálním. V meteorologii se krátkovlnným slunečním zářením rozumí elektromagnetické záření o vlnové délce kratší neţ 3 m. Po stránce energetické rozdíl mezi energií dopadajícího slunečního záření a energií krátkovlnného slunečního záření je kolem 2 %. Tok G globálního
záření dopadajícího na porost se dělí na 3 části. Část R1 globálního záření G se od porostu odráţí a směřuje zpět do atmosféry, část G1 globálního záření G porostem projde a dopadne na povrch půdy v porostu. Během průchodu záření porostem ve směru od shora dolů se část A1 záření v porostu absorbuje. Ze záření G1 dopadajícího na povrch půdy se část A2 v půdě pod porostem absorbuje, část Rp se odráţí od půdy zpět do porostu. Z tohoto odráţeného záření tok energie A3 se rovněţ absorbuje v porostu a tok energie o hodnotě R2 porostem prochází zdola vzhůru a opouští jej směrem do atmosféry nad porostem.
Rozdělení toku dopadajícího globálního záření porostem na jeho jednotlivé sloţky atmosféra G
R1
R2
porost G1
A1 A3
povrch půdy A2 ornice
Měření toků slunečního záření je moţno provádět například pomocí trubicových solarimetrů nebo bimetalových pyranometrů. Hodnoty součtů energie globálního záření dopadajícího na porost je moţno získat v podstatě třemi způsoby : vlastním měřením globálního záření, výpočtem z měřených jiných meteorologických prvků pomocí známých matematických vztahů, nebo vyuţitím publikovaných hodnot globálního záření plynoucích z radiačních měření profesionálních meteorologických stanic zařazených do radiační sítě v rámci ČR. V České republice jsou to stanice Churáňov, Tušimice, Kocelovice, Ústí nad Labem, Praha - Karlov, Košetice, Hradec Králové, Svratouch, Kuchařovice, Luká a Ostrava. Provádění vlastních měření globálního záření v zemědělském podniku není zpravidla snadno realizovatelné. Při výpočtech hodnot toků záření z měřených jiných meteorologických prvků můţe na podkladě různě těsné závislosti mezi počítanou a ostatními veličinami dojít i ke
značným odchylkám od reality. Častým případem je pro hodnocení energetiky porostů pouţití údajů oficiální radiační sítě meteorologických stanic. Údaje o záření
pro konkrétní
zemědělský podnik by měly pocházet z blízké stanice s obdobnými podmínkami jaké má tento podnik, a to zejména pokud se týče nadmořské výšky, oblačnosti a čistoty ovzduší. Při energetických analýzách se téţ pouţívá pojem fotosynteticky aktivní radiace (FAR). Je to ta část dopadajícího globálního záření, která v rostlinách můţe vyvolat fotosyntetický efekt. Různí autoři udávají intervaly vlnových délek pro fotosynteticky aktivní radiaci různě. Jsou to např. intervaly 300 aţ 700 nm, 380 aţ 710 nm, 380 aţ 760 nm, 400 aţ700 nm aj. 11.1.2. Energie metabolizovaná Pod pojmem metabolizovaná energie porostem plodin se rozumí chemická energie uloţená v látkách vyprodukovaných procesem fotosyntézy v rostlinách porostu, a to zpravidla pouze u uţitkových rostlin (bez rostlin plevelných). Přitom chemická energie vyjadřuje energii chemických vazeb mezi jednotlivými částmi molekul. Z termodynamického hlediska má metabolizovaná enrgie význam entalpie. Metabolizovaná energie porostem plodin se zjišťuje měřením uvolněného tepla spálením (tzv. spalné teplo) vzorku sušiny vyprodukované biomasy metodou spalné kalorimetrie v přístroji - spalném kalorimetru. Spalné teplo je jedním z druhů reakčních tepel. Termochemická data jsou důleţitá jak pro chemiky, tak i pro potravináře, krmiváře, dietology, fyziology, a pro všechny ty, kteří se zabývají energetickou hodnotou potravin a krmiv. Při energetických analýzách je moţno zabývat se metabolizovanou energií pouze u hlavního hospodářského produktu, ale také u vedlejšího produktu, nebo u celkového hospodářského výnosu, u fytomasy nadzemní, fytomasy podzemní, nebo fytomasy celkové. Ze vzorku vyprodukované fytomasy o určité hmotnosti se vysušením získá sušina, která se ve spalném kalorimetru v kyslíkové atmosféře spálí. Z mnoţství uvolněného tepla, ze známé naváţky hmotnosti sušiny odebraného vzorku čerstvé fytomasy a známého výnosu plodiny vypočteme celkové mnoţství metabolizované energie porostem konkrétní plodiny k datu sklizně na ploše jednoho hektaru. V literatuře zabývající se vyhodnocováním metabolizované energie
se často uvádějí hodnoty spalných tepel pro jeden gram sušiny různých částí
jednotlivých druhů rostlin - zrna, slámy, kořene, bulev, hlíz, cibulí, listů, kukuřičných palic apod. Hodnoty spalných tepel jednoho gramu sušiny vyprodukované fytomasy je moţno získat vlastním měřením, pouţitím údajů pro jednotlivé druhy plodin a jejich částí publikovaných v literatuře, popřípadě vzít v úvahu všeobecnou hodnotu jednoho gramu sušiny fytomasy, která je někdy uváděna číslem 16,74 kJ.g-1.
Pomocí spalné kalorimetrie se zjišťuje v rostlinách obsah takzvané bruttoenergie. Tato energie má význam pro stanovení fotosyntetického efektu. V pracech týkajících se studia energetiky potravních řetězců se pouţívá pojem nettoenergie, coţ je energie vyjadřující uţitnou energetickou hodnotu zemědělských produktů určených pro lidský konzum, nebo krmivo pro ţivočišnou výrobu. Pro vyuţití v ţivočišné výrobě je moţno nettoenergii počítat z obsahu škrobových jednotek ŠJ. Preininger (1987) uvádí, ţe jedna ŠJ odpovídá 9,868 MJ nettoenergie. 11.1.3. Dodatková energie Dodatková
energie při
pěstování
plodin je energie vloţená člověkem
do
technologického postupu jejich výroby. Patří sem energetické vklady (inputy) 1) přímé a) energie ţivé lidské práce b) mnoţství vloţené fosilní energie (motorová paliva, elekrická a tepelná energie) c) ostatní energetické zdroje (práce potahů, netradiční energetické zdroje) 2) nepřímé (energie spotřebovaná na výrobu výrobních prostředků) a) energie potřebná k výrobě produktů chemického průmyslu (minerální hnojiva,
pesticidy aj.) b) energie obsaţená v organických hnojivech c) energie osiv a sádí d) energie uloţená ve strojích při jejich výrobě e) ostatní vstupy nepřímé spotřeby energie (závlahy,odvodnění, zúrodňovací
opatření,
stavby apod.).
Ke stanovení celkové dodatkové energie vloţené do výrobního procesu pěstování jednotlivých plodin je výhodné vycházet z karet honů. Tyto karty mají být vedeny pro kaţdý z honů osevního postupu. Jsou zde zaznamenávány všechny druhy plodin v kaţdém roce na honu pěstovaných, jednotlivé operace zpracování půdy spolu s datem jejich realizace a typem pouţitých strojů, datum hnojení, druh pouţitého hnojiva a jeho dávky, datum setí a výsevné mnoţství, výskyt chorob, škůdců a plevelů na honu, pouţité zásahy v ochraně porostů s datem jejich konání,
typem pouţitých pesticidů a jejich dávkováním. Jsou zde
zaznamenávány údaje agrobiologické kontroly porostů, termín sklizně a údaje o výnosech.
Podle provedených pracovních operací a podle pouţitých strojů se z publikovaných údajů stanoví průměrná spotřeba pohonných hmot a ta se přepočte pomocí energetického koeficientu na mnoţství tímto způsobem dodané energie. Zemědělství patří mezi největší spotřebitele motorové nafty v rámci odvětví národního hospodářství. Podíl zemědělství na celkové spotřebě činil v roce 1990 v ČSFR 33,2 %. Dále se vyhodnotí mnoţství dodané energie plynoucí z aplikovaných organických a anorganických hnojiv, pesticidů a jiných látek. Rovněţ zde po vynásobení mnoţství těchto látek patřičnými koeficienty získáme odpovídající mnoţství dodatkové energie. Sumarizací těchto jednotlivých poloţek obdrţíme celkovou vloţenou dodatkovou energii. Mnoţství dodatkové energie vloţené člověkem při pěstování jedné plodiny závisí na zařazení této plodiny v osevním postupu. Je to způsobeno zejména počtem let mezi rokem pěstování této plodiny a rokem předchozího animálního hnojení. Někteří autoři dodatkovou energii hnoje připisují pouze plodině, kvůli níţ bylo animálně hnojeno, jiní tento energetický vklad rozepisují sestupně na tři, případně čtyři roky podle předpokládaného stupně jeho vyuţití a odpovídajícími rozepsanými energetickými vklady zatěţují i následné plodiny. Různé plodiny zanechávají po sobě i různá mnoţství posklizňových zbytků. I u nich se projevuje v jednotlivých letech různý stupeň jejich vyuţití. Téţ způsob přípravy půdy k plodině závisí často na bezprostřední předplodině. Mnoţství vkládané dodatkové energie k jednotlivým plodinám závisí i na zvolené intenzitě zemědělské výroby. 11.1.4. Energetické charakteristiky Ze zjištěných sum energií se vyhodnocují různé energetické charakteristiky. Je to například koeficient KG vyuţití globálního záření, definovaný jako podíl metabolizované energie M porostem a sumy globálního záření G, tedy KG = M / G, nebo v procentech KG = M / G. 100 %. Tento koeficient je moţno z hlediska času hodnotit u porostů plodin jednak za kratší časové intervaly v průběhu jejich ontogeneze, jednak celkově za celou vegetační dobu plodiny. Další z charakteristik je tzv. energetický koeficient r, který je definován jako podíl metabolizované energie M porostem a člověkem vloţené dodatkové energie D potřebné k vyprodukování fytomasy plodiny, takţe
r=M/ D. Energetický zisk Z se počítá jako rozdíl energie metabolizované a dodatkové, tedy Z= M-D. Měrná spotřeba energie vyjadřuje mnoţství spotřebované energie připadající na jednotku hmotnosti čerstvé fytomasy, sušiny fytomasy, sušiny hospodářského produktu apod.
11.2. Energetické analýzy v podniku zemědělské prvovýroby je moţno provádět po jednotlivých plodinách či chovech hospodářských zvířat, v rámci osevních postupů, v rámci rostlinné a ţivočišné výroby podniku, nebo i v rámci celých zemědělských podniků. Těchto analýz je moţno vyuţít k doporučením pro optimální rozmístění zemědělské výroby z energetického hlediska, k výběru vhodných plodin , k výběru vhodných výrobních technologií apod. Hodnocení výroby na energetickém podkladě se opírají o objektivně existující přírodní, technické, ekonomické a jiné podmínky, zatímco hodnocení na podkladě finančním podléhají časovým změnám v důsledku pohybu cen, daní, úroků z úvěrů, dotací apod. Hodnocení výrobnosti osevních postupů je moţno provádět téţ z energetického hlediska. V rámci tohoto šetření se vyhodnotí mnoţství metabolizované energie všemi jednotlivými plodinami pěstovanými v konkrétním osevním postupu během jednoletého období. Obdobně se pro všechny plodiny vyhodnotí i mnoţství dodatkové energie. Po vydělení získaného celkového mnoţství metabolizované energie Mc a téţ celkového mnoţství vloţené dodatkové energie Dc výměrou P hodnoceného osevního postupu obdrţíme mnoţství metabolizované energie a mnoţství dodatkové energie připadající v průměru na 1 ha území osevního postupu. Vydělením celkového mnoţství metabolizované energie Mc celkovou dodatkovou energií Dc zjistíme, kolik metabolizované energie vyprodukované v osevním postupu připadá na jednotku vloţené dodatkové energie v tomto postupu. Mnoţství vyprodukované metabolizované energie za jeden rok připadající na 1 hektar území osevního postupu můţe slouţit jako kritérium určení osevních postupů s lepší či horší výrobností. Po energetické stránce lze hodnotit téţ celou rostlinnou výrobu podniku prováděnou na zemědělské, popřípadě jen na orné půdě. Během velkého vegetačního období (průměrné denní
teploty vzduchu jsou větší nebo rovny 5 0C ) , během kalendářního roku, nebo jiného rok trvajícího období se zjistí suma G dopadajícího globálního záření na výměru orné nebo zemědělské půdy podniku. Sumarizací metabolizované energie plodinami sklízenými v tomto vegetačním období nebo jiného rok trvajícího období je moţno vyhodnotit koeficient vyuţití globálního záření v rámci rostlinné výroby podniku. Tento koeficient je ovlivněn výběrem pěstovaných plodin, výší jejich výnosů a stupněm vyuţití půdního fondu podniku ( větší či menší intenzita zařazování meziplodin do osevního postupu, delší či kratší období honů bez porostu plodin). Po zjištění celkové sumy vloţené dodatkové energie za roční období je moţno vyhodnotit téţ energetický koeficient pro celou rostlinnou výrobu. Poměrem celkové metabolizované energie a vloţené dodatkové energie zjistíme jaké mnoţství vyprodukované energie v rostlinné výrobě daného podniku se vyrábí na jednu jednotku energie dodatkové. Hodnocení výsledků energetických analýz Při porovnávání výsledků energetických analýz stejných plodin z různých podniků, různých plodin v rámci jednoho podniku, různých osevních postupů v rámci podniku apod., je nutno zabezpečit maximální moţnou homogenitu a kompatibilitu výchozích údajů o výrobě, maximální homogenitu a kompatibilitu pouţívaných koeficientů pro přepočet pracovních operací a materiálů pouţitých ve výrobě na mnoţství vloţené dodatkové energie. Neméně důleţité je při všech těchto hodnoceních vycházet z jednotné metodiky. Porovnávání výsledků energetických analýz různých autorů je mnohdy ztíţeno neúplnými informacemi o pouţitých výchozích datech. Často není patrné za jak
dlouho byla suma globálního záření
vyhodnocována, zda za vegetační dobu počítanou do sklizně porostu od jeho zasetí nebo od vzejití. Přitom je třeba uvést, jestli je počítáno s globálním zářením na porost dopadajícím nebo se zářením porostem absorbovaným. Někteří autoři totiţ absorbované záření vyjadřují pouze jako rozdíl záření na porost dopadajícího a záření odraţeného, přičemţ se nebere v úvahu částečná absorbce dopadajícího záření v půdě pod porostem. Často se místo globálního záření pouţívá tzv. fotosynteticky aktivní radiace (FAR), a to opět dopadající nebo absorbovaná. Při uvádění hodnot metabolizované energie často není zřejmé v jaké části rostliny se tato energie zjišťovala. Mohlo to být v celkové biomase rostliny, ale také jen v biomase nadzemní nebo podzemní. Energie mohla být rovněţ měřena pouze v hospodářsky vyuţitelné biomase - v hlavním či hlavním a vedlejším produktu. Energie mohla být měřena v biomase vyprodukované na poli či v biomase redukované zahrnutím sklizňových ztrát. Často rovněţ
chybí údaj o tom, zda zjištěná hodnota metabolizované energie připadá na jednotku sušiny, čerstvé biomasy nebo zpracovaného produktu. U sušiny nebývá běţně uváděno při které teplotě byla stanovena. Při vyjadřování spalných tepel na 1 g sušiny je moţno sušinu brát v úvahu včetně popelovin, ale také bez nich. Variabilita spalných tepel sušiny vyjadřované bez popelovin je oproti sušině včetně popelovin menší. Údaje o výnosech nebývají doplněny vlhkostí sklízeného produktu, takţe výnosy z různých lokalit nemohou být přepočteny na stejnou výchozí vlhkostní hladinu. Mnoţství dodatkové energie vloţené do pěstování určité plodiny se u jednotlivých autorů téţ různí. Má to celou řadu příčin. V prvé řadě je to různost technologií pěstování. Další z příčin je rozdílnost pouţívaných hodnot koeficientů spotřeby energie na jednotlivé práce a pro energii vynaloţenou na výrobu jednotky hmotnosti pouţitých hnojiv, pesticidů, osiv apod. U jednotlivých prací se zejména jedná o spotřebu pohonných hmot. Tato spotřeba závisí například u zpracování půdy na typu pouţitého taţného prostředku a taţeného stroje, na jejich stavu a seřízení, na půdním druhu, na hloubce zpracování, na půdní vlhkosti, na kamenitosti, tvaru a sklonu pozemku apod. K účelům energetické analýzy je moţno pouţít údaje o spotřebě pohonných hmot jednak normarivní, jednak plynoucí z vlastních měření. Stanovení spotřebovaného paliva pro jednotlivé práce je moţno provést podle evidence odběru pohonných hmot v podniku. Přímé měření spotřeby pohonných hmot lze provést pomocí namontovaného měřiče na traktoru a vyhodnotit tuto spotřebu na palubním počítači. V mnohých pracech není jasné, zda byla započtena téţ energie lidské práce a jakým způsobem. Sloţitá situace nastává rovněţ při vyhodnocování nepřímých energetických vkladů. Přepočet pouţitých minerálních hnojiv na dodatkovou energii závisí pro konkrétní ţivinu na druhu hnojiva, na technologii jeho výroby, na délce přepravy surovin a hotových výrobků atd. U pesticidů se potřebná energie k jejich výrobě stanovuje podobně. Někdy ale publikovaná hodnota potřeby energie postrádá informaci o tom, zda je počítána na jednotku hmotnosti pesticidu nebo jeho účinné látky. Způsob energetického oceňování pouţitého hnoje je u různých autorů rovněţ různý. Jedni hnůj oceňují podle minerálních ţivin v něm obsaţených, a ty přepočtou podle mnoţství energie potřebné k výrobě těchto ţivin v hnojivech minerálních. Druzí energii pouţitého hnoje stanoví pomocí jeho spalného tepla. Téţ mnoţství dodatkové energie vkládané do výroby prostřednictvím osiva je vyjadřováno dvěma způsoby. Jednou z moţností je pouţití spalného tepla osiva, druhou je vyjádření pomocí energie potřebné k jeho vypěstování.
Kaţdá
plodina
zanechává
různé
mnoţství
posklizňových
zbytků.
Metabolizovaná energie v nich obsaţená je pak u některých autorů do dodatkové energie pro
následné plodiny započítávána, u jiných ne. Přitom určení mnoţství posklizňových zbytků v půdě a téţ stanovení stupně jejich vyuţití v dalších letech následnými plodinami je značně problematické. V rámci hodnocení vloţené dodatkové energie je téţ značně svízelné vyjádřit potřebu energie na výrobu a údrţbu zemědělské techniky, k výstavbě budov, melioračních staveb apod. Tyto vklady podle ţivotnosti uvedených prostředků a podle jejich podílu na pěstování jednotlivých plodin se na pěstované plodiny úměrně rozepíší. Nepřímé energetické vklady bývají v energetických analýzách brány
v úvahu v různé míře. Při vyčíslování
nepřímých vkladů mnohdy záleţí na autoru práce, které všechny nepřímé energetické vklady do dodatkové energie započte, popřípadě jakým způsobem tyto vklady stanoví. Variabilita hodnot zjišťovaných energetických toků, hodnot různých přepočítávacích koeficientů a z toho plynoucích počítaných charakteristik v rámci energetických analýz má řadu příčin. Je to zejména různost výrobních podmínek, při nichţ tyto ůdaje jsou stanovovány. Různost sum globálního záření můţe být dána pouţitím dat z různých meteorologických stanic, různou délkou vegetační doby plodiny, popřípadě různým umístěním vegetační doby plodiny v rámci vegetačního období. Další z příčin je různost pouţitých technologií pěstování plodin, různost zařazení jednotlivých plodin v osevním postupu, různost zvolené intenzity výroby, různost volby hodnot pouţitých energetických či jiných (např. vlhkostních) koeficientů, různost hodnot a poloţek započítávaných vkladů dodatkové energie podle jednotlivých autorů. Svoji úlohu zde rovněţ hraje pouţívání nepřesných prvotních údajů zemědělské výroby a rrůzných přepočítávacích koeficientů, u nichţ mnohdy není jasné, jakým způsobem byla jejich hodnota odvozena a co vše je v nich zahrnuto. Variabilita toků energie se pak odpovídajícím způsobem projevuje i v hodnotách jednotlivých energetických charakteristik (koeficient vyuţití dopadajícího globálního záření, energetický koeficient, čistá produkce energie aj.). Pro ilustraci uveďme zde některé energetické ekvivalenty, které pouţívá ve své práci Strašil (1987) : 1 kg dusíku v minerálních hnojivech odpovídá 80,6 MJ, 1 kg fosforu 13,4 MJ, 1 kg draslíku 9,4 MJ, 1 kg pesticidů 126, 8 MJ (Hruška, Janíček, 1982), 1 kg oxidu vápenatého 2 MJ (Altbrod, 1979), 1 t chlévského hnoje 232,25 MJ (Strašil, 1987), 1 mm závlah pro plochu jednoho hektaru 43,9 MJ (Čislák,1983) , 1 kg osiva 33,2 MJ (Pimentel et al., 1973), 1 hodina lidské práce 2,3 MJ, 1 kg nafty 47,2 MJ, 1 kg hmotnosti stroje 100,7 MJ (Havelec, 1980 ). V těchto ekvivalentech jsou uvedeny jak přímé, tak nepřímé energetické vklady.
11.3. Energetické a průmyslové rostliny 11.3.1. energetické rostliny V rámci programu vyuţívání sluneční energie vznikly v EHS jiţ v roce 1978 snahy pouţít nadbytku rostlinné biomasy k enegetickým účelům. Všechny zbytky biomasy představují v zemích tohoto společenství velkou energetickou rezervu ve výši aţ 5 % běţné potřeby energie. Energetické plodiny mohou produkovat dalších 5 % budoucích potřeb energie. V současné době se i v České republice projevuje nadbytek zemědělské produkce na úseku potravin. Z toho důvodu se omezují plochy mnoha druhů plodin slouţících k jejich výrobě. Tímto způsobem uvolněné plochy je moţno vyuţít pro pěstování jednak rostlin průmyslových, jednak energetických. Pěstování energetických rostlin má značný význam i v krajině narušené důlní a energetickou činností, kde tyto rostliny plní důleţitou funkci stálé zeleně a podílejí se tak na ekologické stabilizaci krajiny. Rostliny pěstované k energetickým účelům mají tu kladnou vlastnost, ţe odčerpávají škodlivé látky z prostředí, aniţ se tyto dostanou do potravních řetězců. Energetické rostliny se pěstují za účelem získání energie. Rostliny mohou energii poskytovat různými způsoby. Je to formou produkce etanolu, oleje jakoţto pohonné hmoty, bioplynu, vyuţitím vodíku, pyrolýzy, vyuţitím spalování biomasy aj. Rostlinné oleje je moţno pouţít rovněţ jako maziva a jako hydraulické oleje. Existují postupy pro výrobu etanolu z řepy, čiroku cukrového, topinamburu, čekanky, brambor, kukuřice, pšenice a ječmene. Výroba etanolu na bázi fosilních surovin přes etylén je však levnější. Etanol je základní sloučeninou pro chemický průmysl. Kromě toho se pouţívá jako příměs do paliv nebo jako čisté palivo. Etylalkohol jako palivo je však finančně nákladnější neţ benzin. Rostlinné oleje po esterifikaci je moţno přímo pouţít jako pohonnou látku v dieselových motorech. Pro vyuţití chemicky nezpracovaného rostlinného oleje musí být k dispozici speciální motor. Řepka je v současné době nejdůleţitější plodinou, pro níţ připadá v úvahu vyuţití jejího oleje jakoţto pohonné hmoty ve střední Evropě. K energetickým účelům je moţno vyuţít biomasu jako pevného paliva nebo na výrobu bioplynu. Pro uvolňování energie spalováním biomasy je vhodné pěstovat rychle rostoucí dřeviny (např. vrbu, topol) nebo některé výkonné druhy obilnin (ozimou pšenici, ozimý ječmen, tritikale, kukuřici, některé druhy čiroků). Pro vyuţití jako pevného paliva nebo pro produkci bioplynu mohou slouţit některé druhy trav. Je to například Miscanthus sinensis,
nazývaná téţ „ sloní tráva“, která v polních pokusech při výšce 4 m dává výnosy mezi 20 aţ 30 t suché hmoty na hektar. Z dalších trav jsou to Spartina pectinata, Arundo donax, Phragmites australis. Ke stejným účelům lze pěstovat rdesno Polygonum cuspidatum, čili křídlatku hrotolistou Pleuropterus cuspidatus. Ve střední Evropě dosahuje výšky aţ 3 m. Pochází z Japonska, Sachalinu a Kuril. Uvolněnou energii spalováním biomasy je moţno rovněţ transformovat na elektrickou energii v elektrárnách nebo pouţívat na výrobu tepla v teplárnách. K tomu účelu je třeba zajistit produkci biomasy v okolí těchto zařízení tak, aby bylo její dostatečné mnoţství k dispozici po celý rok. 11.3.2.
Průmyslové rostliny
jsou zdroji surovin pro průmysl. Jedná se zejména o produkci cukrů, škrobu, rostlinných olejů a tuků, rostlinných vláken, bílkovin, barviv, tříslovin a farmak. K výrobě cukrů je moţno kromě cukrovky, krmné řepy a cukrové třtiny vyuţít téţ čiroku cukrového, topinamburu a čekanky. Dvě posledně jmenované plodiny produkují jako cukernou látku inulin, ostatní zde jmenované plodiny disacharid sacharozu. Inulin je polysacharid, z chemického hlediska fruktozan o relativní molekulové hmotnosti 5000. K výrobě škrobu se na světě nejvíce pouţívá kukuřice, pak pšenice. Ve střední Evropě se vyrábí škrob dosud převáţně z brambor. Dřeňové hrachy jsou perspektivní surovinou jakoţto zdroj vynikajícího škrobu pro výrobu umělých hmot. Vhodnými plodinami pro výrobu rostlinných olejů jsou ve střední Evropě řepka, slunečnice, len olejný, hořčice, krambe a lnička setá.
