VLIV PŘÍDAVKU SORBENTŮ DO PÍSČITÉHO SUBSTRÁTU NA RŮST TRÁVNÍKU Effect of amendment materials addition into sandy rootzone on turfgrass growth

Salaš, P. (ed): "Rostliny v podmínkách měnícího se klimatu". Lednice 20.- 21. 10. 2011, Úroda, vědecká příloha, 2011, s. 99-103, ISSN 0139-6013

VLIV PŘÍDAVKU SORBENTŮ DO PÍSČITÉHO SUBSTRÁTU NA RŮST TRÁVNÍKU Effect of amendment materials addition into sandy rootzone on turfgrass growth Hejduk, S. 1, Škarpa, P. 2, Knot, P. 1, Boček, S. 3 1

Ústav výživy zvířat a pícninářství, Agronomická fakulta, Mendelova univerzita v Brně 2

Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin, Agronomická fakulta, Mendelova univerzita v Brně

3

Ústav šlechtění a množení zahradnických rostlin, Zahradnická fakulta, Mendelova univerzita v Brně

Abstrakt: Křemičitý písek je používán standardně jako základní materiál pro tvorbu vegetačních substrátů pro zatěžované trávníky (odolává zhutnění, vysoká propustnost pro vodu, dostatek vzduchu pro růst kořenů). Samotný písek má však nedostatečnou schopnost poutat vodu a živiny. Z tohoto důvodu se používá řada zlepšujících materiálů, které zlepšují sorpční schopnosti vegetační vrstvy. Cílem pokusu bylo vyhodnotit vliv vybraných zlepšujících materiálů (rašelina, bentonit, zeolit a Agrisorb) ve směsi s křemičitým pískem v nádobovém pokuse s kostřavou rákosovitou. Byla hodnocena výška a produkce nadzemní biomasy, teplota listů v období sucha a základní fyzikální vlastnosti substrátů. Ačkoliv použité sorbenty zvýšily retenci vody a živin ve srovnání s pískem, růst rostlin a fyzikální vlastnosti byly v některých případech negativně ovlivněny. Klíčová slova: sucho, písek, kostřava rákosovitá, sorbenty Abstract: Silica sand based root zones are routinely used for sport turf construction (it resist to soil compaction, high infiltration rate, sufficient volume of air for root growth). However, sands have low retention capacity for water and nutrients, and other materials need to be added to address problems with water deficit. The aim of the trials was to evaluate the effect of selected amendment materials (peat, bentonite, zeolite and Agrisorb) in pot trial with tall fescue. Height, clipping yield of turf, leaves temperature in a period of drought and basic physical characteristics of rootzones were measured. Although the results show higher water and nutrient retention in the amended mixtures compared to sand, plant growth and some physical characteristics were negatively influenced in some cases. Key words: drought, sand, tall fescue, amendments

99


Úvod: Křemičitý písek je používán standardně jako základní materiál pro tvorbu vegetačních substrátů pro sportovní trávníky, neboť odolává zhutnění, zajišťuje vysokou propustnost pro vodu a poskytuje dostatek vzduchu pro růst kořenů (Adams a Gibbs, 2004). Nicméně samotný písek má nedostatečnou schopnost poutat vodu a živiny. Z tohoto důvodu se používá řada zlepšujících materiálů, které zvyšují sorpční schopnosti čistého písku (Baker et al., 2010). V České a ve Slovenské republice se vyskytují naleziště bentonitů a zeolitů, které se využívají pro výrobu vegetačních substrátů pro nádobové rostliny. S nárůstem četnosti restrikcí při použití závlahové vody vzrůstá u zahradních rostlin včetně trávníků zájem o použití materiálů, které by zlepšily retenci vegetačních substrátů a současně zajistily vhodné fyzikální vlastnosti pro růst kořenů. Používání tradičních materiálů (vrchovištní rašelina), je spojeno s těžbou v ekologicky cenných lokalitách a působí nestabilitu vlastností vegetačního substrátu díky postupnému rozkladu organické hmoty. Z těchto důvodů se soustřeďuje pozornost výzkumu na anorganické sorbenty a polymerní hydroabsorbenty. Cílem tohoto pokusu bylo ověřit vliv vybraných zlepšujících materiálů na růst trávníků v nádobách a vyhodnotit fyzikální vlastnosti vegetačních substrátů.

Materiál a metody: Pokus byl založen v Brně (duben 2009) v Mitscherlichových nádobách o vnitřním průměru 210 mm. Každá nádoba obsahovala 6.5 kg středně hrubého až hrubého křemičitého písku nebo směs tohoto písku a jednoho z níže uvedených sorbentů. Byly použity následující varianty: 1. čistý křemičitý písek (směs střední a hrubé frakce; 0,25 – 1,0 mm, Střeleč) 2. vrchovištní rašelina (2% hmotnostní) 3. kalcifikovaný bentonit (10% hmotnostní) 4. kalcifikovaný bentonit (20% hmotnostní) 5. natrifikovaný bentonit (10% hmotnostní) 6. natrifikovaný bentonit (20% hmotnostní) 7. zeolit (10% hmotnostní) 8. zeolit (20% hmotnostní) 9. hydroabsorbent Agrisorb (3 kg m-3) Bentonity (63% montmorillonitu) byly dodány firmou Sedlecký kaolin a.s. Božičany, ložisko Osmosa u Karlových Varů. Použitý zeolit je nabízen pod obchodním názvem ZeoSand (Zeocem, a.s., Slovensko) o zrnitosti 0,5–1 mm. Hlavní složku tvoří minerál klinoptilolit (84%). Účinnou látkou hydroabsorbentu Agrisorb je akrylamid. U každé varianty byly založeny čtyři opakování. Jako modelová rostlina byla využita kostřava rákosovitá (Festuca arundinacea Schreb. cv. Barfelix) vzhledem k její toleranci vůči suchu. Ačkoliv se tento druh v přírodě vyskytuje na aluviálních loukách v kontinentálních oblastech a ve středomoří, dobře snáší vyschnutí půdy a vysoké teploty. Proto je stále častěji tento druh používán i pro

100


trávníkové účely (Karcher et al., 2008; Severmutlu et al., 2011). Trávník byl založen výsevem osiva. Nádoby byly umístěny ve venkovním prostoru, aby nedocházelo k nepřirozenému stresu vyvolanému nepřirozeně vysokými teplotami ve skleníku během letních měsíců. Živiny byly aplikovány v pravidelných intervalech ve formě roztoku spolu se závlahovou vodou. Trávník byl stříhán v měsíčních intervalech na výšku 30 mm. Během srpna byly rostliny vystaveny stresu suchem, kdy nebyly zavlažovány po dobu jednoho týdne. Byly hodnoceny následující parametry: výška porostu před sečí, produkce nadzemní biomasy, teplota listů v odpoledních hodinách pomocí infrateploměru (OS 36, Omega, USA) a fyzikální charakteristiky vegetačního substrátu (pórovitost, objemová hmotnost a podíl nekapilárních pórů). Pro hodnocení hydraulické vodivosti byl využit permeametr Eijkelkamp, který využívá neporušené vzorky půdy v ocelových válečcích o objemu 250 cm 3 z vrstvy 5 až 10 cm pod povrchem. Jsou zde uvedeny pouze vybraná data. Výsledná data byla analyzována pomocí ANOVA s testováním rozdílů podle Tukeye při hladině významnosti p ≤ 0,01. Výsledky a diskuse:

Růstové parametry kostřavy rákosovité jsou uvedeny v tabulce 1. Nejrychlejší vývoj rostlin po výsevu byl zaznamenán na vegetačních substrátech s Agrisorbem, zeolitem a 10% Na bentonitem. Naopak nejpomalejší růst byl zjištěn v čistém písku, kde rostliny trpěly nedostatkem vody a živin. Na druhé straně byl růst kostřavy rákosovité retardován také na substrátu s 20% podílu Na bentonitu, kde po závlaze či dešti docházelo ke stagnaci vody na povrchu a kořeny trpěly nedostatkem vzduchu. Ačkoliv nejvyššího kumulativního výnosu bylo dosaženo na variantě s Agrisorbem a zeolitem, symptomy dormance během období sucha a vysokých teplot byly podobné jako na čistém písku. Nejnižší teplotní stres byl zaznamenán u variant s Na bentonitem, což bylo dáno nízkou spotřebou vody (řídký trávník) a tudíž dostatečnou zásobou dostupné vody v substrátu i při déle trvajícím období sucha. Tabulka 1: Růstové charakteristiky kostřavy rákosovité pěstované v jednotlivých vegetačních substrátech Produkce Celková Teplota listů Výška před 1. biomasy* v 1. seči produkce dne 21.8.2009 Vegetační substrát sečí (mm) (g na nádobu) biomasy ** (oC) Křemitý písek 94,3 b 1,62 b 10,5 cd 41,2 c b ab c Rašelina 2% 91,8 2,64 11,2 42,0 c b ab c Ca bentonit 10% 88,3 1,79 11,2 38,4 bc ab ab cd Ca bentonit 20% 99,3 2,22 10,9 36,3 abc Na bentonit 10% 100,3 ab 2,90 ab 12,2 bc 35,0 ab b ab d Na bentonit 20% 96,8 1,88 8,9 31,9 a ab ab bc Zeolit 10% 101,0 2,47 12,1 41,3 bc Zeolit 20% 104,8 ab 3,32 ab 13,5 ab 39,7 bc 3 a a a Agrisorb 3 kg/m 117,5 4,22 15,0 40,8 bc Hodnoty označené stejnými písmeny nejsou průkazně odlišné (Tukey, P≤0.01) *suchá nadzemní biomasa po seči na výšku 30 mm ** suma ze 4 sečí (g na nádobu)

101


Základní fyzikální vlastnosti vegetační vrstvy jsou uvedeny v tabulce č. 2. Obsah vody byl hodnocen týden po vypuštění závlahy. Nejvyšší obsah vody v bentonitu odpovídal zeleným listům bez známek vadnutí díky nízké spotřebě vody v předchozím období, hustota trávníku však byla nízká. Nejvyšší obsah cenných nekapilárních pórů byl zjištěn u zeolitu, rašeliny a u čistého písku. Podobné výsledky byly zjištěny u hydraulické vodivosti s výjimkou čistého písku a směsi s rašelinou, pravděpodobně v důsledku hydrofobnosti (Aamlid et al., 2009). Vysoký obsah vody u varianty s pískem byl dán přechodem rostlin do fáze letní dormance, která byla spojena se ztrátou živých listů a tím zastavením transpirace. V ostatních případech obsah vody v substrátu negativně koreloval s kvalitou trávníku (hustotou). Tabulka 2. Fyzikální charakteristiky vegetační vrstvy po šesti měsících vegetace Vegetační vrstva

Obsah vody

Objemová hmotnost

Pórovitost

Póry nekapilární

Hydraulická vodivost

(m3 m-3)

(g cm-3)

(m3 m-3)

(m3 m-3)

(mm min-1)

Křemičitý písek 15.4 b 1.43 d 46.3 d 35.9 ab a a a Rašelina (2% hm.) 14.6 1.10 58.4 36.4 ab Ca bentonit 10% 21.0 b 1.40 d 47.2 d 16.9 c Ca bentonit 20% 30.5 c 1.41 d 47.7 cd 12.8 c Na bentonit 10% 27.4 c 1.35 cd 49.5 bcd 10.4 c d bc bc Na bentonit 20% 48.1 1.29 51.4 3.1 d Zeolit 10% 14.5 a 1.34 cd 48.9 cd 34.7 ab Zeolit 20% 14.7 a 1.23 b 52.8 b 40.5 a Agrisorb (3 kg m-3) 18.2 b 1.28 bc 51.3 bc 31.9 b Hodnoty označené stejnými písmeny nejsou průkazně odlišné (Tukey, P≤0.01)

36.6cd 25.3cde 12.1cde 0.3f x x x 106.3a 53.6bc

Použitý písek byl pro trávníkářské použitý příliš hrubý, s nízkou retenční schopností pro vodu. Optimální velikost zrn by měla být 0,25 – 0,5 mm (Baker, 2006). Baker et al. (1999) poukazují na to, že se snižující se velikostí zrn písku vzrůstá objem kapilárních pórů a tím i retenční schopnost. Stejně působí i přídavek zlepšujících materiálů. Ani v humidních podmínkách severní Anglie není používán čistý písek jako vegetační substrát pro sportovní trávníky, neboť počáteční vývoj trav po výsevu je ohrožen vysycháním povrchové vrstvy písku s nedostatečným kapilárním vzlínáním. Standardně je přidávána pro zvýšené poutání vody a živin rašelina (20 objemových procent). Infiltrační schopnost klesá po založení trávníku v důsledku zátěže a nárůstu obsahu organické hmoty. Baker et al. (1999) zaznamenali během 5 let po založení pokusu pokles infiltrační schopnost na 20% původní hodnoty. Vysoký obsah organické hmoty v povrchových vrstvách vegetačního substrátu pod trávníky vede mimo uvedeného problému k častějšímu výskytu houbových chorob, nedostatečné pevnosti a stabilitě povrchu a k mělkému zakořenění trav. Také z tohoto důvodu je snaha rašelinu nahrazovat anorganickými sorbenty. Nadějně se jeví použití syntetických polymerních hydroabsorbentů, které mají schopnost vázat značné množství vody. V tomto pokuse podpořily nejvýrazněji počáteční růst trav. Jejich nevýhodou jsou však značné objemové změny a měkkost povrchu trávníků (Henle et al., 2010).

102


Zeolit se projevil v našem pokuse pozitivně z hlediska počátečního vývoje trav, zejména při vyšším podílu. To potvrzuje zájem řady autorů o tento materiál při tvorbě trávníkových vegetačních substrátů. Závěr: Ačkoliv výsledky prokázaly u některých směsí se zlepšujícími materiály vysokou retenci vody v porovnání s čistým pískem, růst rostlin a některé fyzikální charakteristiky vegetační vrstvy byly ovlivněny negativně. Mimo dobrou retenci substrátu pro vodu a živiny je třeba současně zajistit dobrou propustnost pro vodu a obsah vzduchu pro růst kořenů. Dedikace: Příspěvek byl zpracován s podporou Výzkumného záměru č. MSM6215648905 „Biologické a technologické aspekty udržitelnosti řízených ekosystémů a jejich adaptace na změnu klimatu“ uděleného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky. Použitá literatura: Aamlid, T.S., Larsbo, M., Jarvis, N., 2009: Effects of surfactant use and peat ammendment on leaching of fungicides and nitrate from golf greens. Biologia, 64 (3): 419-423 Adams, W.A., Gibbs, R.J., 2004: Natural Turf for Sport and Amenity: Science and Practice. CAB International, Cambridge, 3rd edition, 404 p., ISBN 0 85198 720 6 Baker, S.W., Volterrani, M., Magni, S., Nektarios, P.A., 2010, Water retention and amendment materials for sand dominated sports turf rootzones: an European perspective. In: Zuin, A. (ed.), 2nd Conference of European Turfgrass Society, Angers, France, p. 238244 Baker, S.W., Mooney, S.J., Cook, A., 1999, The effects of sand type and rootzone amendments on golf green performance. I. Soil properties. Journal of Turfgrass Science, vol. 75, p. 2-17 Baker, S.W., 2006, Rootzones, sands and top dressing materials for sports turf. STRI Bingley, UK, 112 p. ISBN 978-187-343-1603 Henle, W., Schneider, H., Claupein, W., 2010, Effects on sward qualityfollowing the use of different soil amendments in sandy root zone mixtures. In: Zuin, A. (ed.), 2 nd Conference of European Turfgrass Society, Angers, France, p. 99-101 Karcher, D.E.; Richardson, M.D.; Hignight K., Rush, D., 2008 , Drought tolerance of tall fescue populations selected for high root/shoot ratios and summer survival Crop Science, 48 (2):771-777 Severmutlu S.; Mutlu N.; Shearman R. C. et al., 2011: Establishment and Turf Qualities of Warm-season Turfgrasses in the Mediterranean Region. Horttechnology, 21 (1): 67-81 Kontaktní adresa 1. autora: Ing. Stanislav Hejduk Ph.D., Ústav výživy zvířat a pícninářství AF, Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno

103

VLIV PŘÍDAVKU SORBENTŮ DO PÍSČITÉHO SUBSTRÁTU NA RŮST TRÁVNÍKU Effect of amendment materials addition into sandy rootzone on turfgrass growth

Recommend Documents