Príjem živín je jedným z najdôležitejších procesov každého živého organizmu, a teda aj rastlín. Už od polovice 19. storočia bolo dokázané, že všetky bunky rastlinného tela sú schopné prijímať minerálne živiny z okolitého prostredia. Napriek schopnosti listov prijímať živiny z vonkajšieho prostredia, hlavným orgánom príjmu živín sú korene, ktoré sa v priebehu fylogenetického vývoja vyvinuli ako špecializované orgány pre príjem vody a živín.
Korene sú najlepšie adaptovaným orgánom rastlín na využitie živín z pôdy, pričom ich najefektívnejšou zónou je zóna koreňových vláskov.
Obrábanie pôdy ako základná agrotechnická operácia, systém prípravy pôdy a s ním súvisiace zakladanie porastu, ako aj množstvo dusíka možno považovať za determinujúce faktory, pretože ovplyvňujú produkčný potenciál pestovaných plodín. Obrábanie pôdy zohráva dôležitú úlohu pri zmene počiatočného stavu pôdy, ktorá modifikuje celé prostredie, ako je objemová hmotnosť a pórovitosť, ktorá ovplyvňuje rýchlosť infiltrácie vody. Zmena objemovej hmotnosti závisí od intenzity systémov obrábania pôdy.
Spôsoby obrábania pôdy majú veľký dopad na trvalo udržateľné využívanie pôdy skrz ich vplyv na vlastnosti pôdy. Racionálne obrábanie pôdy môže zmierniť obmedzenia súvisiace s pôdou, zatiaľ čo nadmerné obrábanie pôdy môže viesť k degradácii pôdy.
Technológie obrábania pôdy môžeme vo všeobecnosti rozdeliť do nasledovných skupín:
- konvenčné technológie založené na obracaní pôdy pluhom;
- minimalizačné (bezorbové) technológie založené predovšetkým na hĺbkovom prekyprení pomocou radličkových kypričov, prípadne tanierového náradia;
- technológia strip-till alebo tzv. pásové obrábanie, kde sa pomocou pracovných orgánov obrába len pás pôdy s následným uložením osiva prípadne aj hnojiva;
- no-till, pod ktorým si možno predstaviť pojem ako „priama sejba“ bez cieleného kyprenia pôdy.
Rôzne systémy obrábania pôdy prinášajú rôzne výsledky. Konvenčné obrábanie pôdy zvyčajne zvyšuje vodnú kapacitu a rýchlosť infiltrácie vody. Nepretržité uplatňovanie konvenčného obrábania pôdy robí pôdu kompaktnejšou a vytvára sa tvrdá vrstva s vysokou objemovou hmotnosťou a nižšou nasýtenou hydraulickou vodivosťou, ktorá bráni pohybu vody a vzduchu, inhibuje rast koreňov a znižuje úrody plodín.
Minimalizačné a pôdoochranné obrábanie pôdy je fenomén, ktorý sa už natrvalo usadil v našich zemepisných šírkach. Poľnohospodárstvo bez orby bolo prvýkrát systematicky posúdené v dvadsiatych a tridsiatych rokoch 20. storočia. Vo všeobecnosti sa pod označením „minimalizačné technologické postupy“ rozumie minimalizácia obrábania, s kyprením pôdy do zvolenej, spravidla malej hĺbky, pôdoochranné obrábanie je sejba do neobrobenej pôdy.
Technológia strip–till je technológia, pri ktorej je pôda obrábaná len v pásoch širokých 0,25 až 0,30 m. Pôda je pri obrábaní prekyprená, no pracovné časti stroja usmerňujú pohyb pôdy tak, aby zostala na mieste a nebola vyhrnutá do strán. Priestor medzi obrobenými pásmi zostáva pokrytý rastlinnými zvyškami tak ako pri všetkých konzervačných technológiách. Takýto spôsob sa považuje za klasické obrábanie v pásoch. Vo svete sa využíva aj tzv. intenzívne obrábanie, čo je kombinácia pôdoochranného a pásového obrábania. V takomto prípade je najskôr celý povrch pôdy plošne plytko obrobený a až následne sú vytvorené pásy. Technológia obrábania pôdy v pásoch vyžaduje rovnomerné rozloženie pozberových zvyškov na povrchu poľa, čo je potrebné zaistiť už pri zbere predplodiny.
No-tillové obrábanie pôdy podporuje sekvestráciu pôdneho organického uhlíka, zlepšuje pôdne agregáty a pórovitosť pôdy, napomáha zvyšovaniu množstva vody v pôde, podporuje jej infiltráciu. Taktiež má vplyv na distribúciu a dynamiku premien živín v pôde. Za najväčší benefit sa považuje zlepšenie stavu pôdy z hľadiska biologickej aktivity, tvorby prirodzeného prostredia a zvyšovanie odolnosti pôdy. Pri no-tillovej technológii dochádza k hromadeniu zvyškov plodín na povrchu pôdy a no-till znižuje distribúciu živín v pôdnom profile. Uvádza sa, že dlhodobé využívanie no-tillovej technológie má za následok výraznú vertikálnu stratifikáciu pôdnych živín a pôdneho organického uhlíka, ktorý je v obrábaných pôdach distribuovaný medzi pôdne vrstvy.
No-till pritom čelí veľkej výzve osvojovania si ho zo strany poľnohospodárov najmä z dôvodu obáv z vyššieho zamorenia burinami v období dažďov, nižšej úrody plodín v prvých rokoch, zvyšujúcemu sa zhutneniu pôdy, nedostatku poľnohospodárskej techniky a kvalifikovanej pracovnej sily.
Všetky uvedené technológie obrábania pôdy majú vplyv na príjem a využiteľnosť živín (najmä makroelementov, ako je dusík, fosfor, draslík, vápnik, horčík, síra a vybrané mikroelementy) z pôdy i z hnojív.
Kľúčovú úlohu vo výžive rastlín zastupuje dusík. Na začiatku vegetácie je zvyčajne obsah dusíka najvyšší, ale počas vegetácie sa jeho koncentrácia postupne znižuje, no s rastom biomasy sa celkové množstvo prijatého dusíka zvyšuje. V období dozrievania prechádza značná časť dusíkatých látok z vegetatívnych orgánov (listov, stebiel) do generatívnych orgánov (obiliek, semien a plodov). Rastliny prijímajú dusík vo forme NO3– a NH4+. O efektívnosti využitia jednej alebo druhej formy dusíka rastlinou rozhoduje viacero faktorov ako napr. pôdna reakcia, teplota pôdy, vlhkosť a prevzdušnenosť pôdy – spôsob obrábania pôdy, samotná rastlina a pod.
Prevzdušnenosť pôdy podporuje príjem NH4+ katiónov a nemá výrazný vplyv na príjem NO3– aniónov. Preto je z hľadiska optimálneho príjmu živín a dosahovania úrod požadovanej kvality a kvantity dôležité zvoliť vhodný spôsob obrábania pôdy.
Celkový obsah fosforu v našich pôdach je nízky a závisí od pôdneho typu, pôdneho druhu, obsahu organických látok a pôdotvorných substrátov. V podmienkach SR sú fosforom lepšie zásobené černozeme a fluvizeme hlinité, horšie fluvizeme hnedé a čiernice. Nízky obsah celkového fosforu v našich pôdach sa zdôvodňuje tým, že u nás prevládajú substráty a sypké horniny s menším potenciálnym obsahom živín a s veľmi malým obsahom fosforu. K určitým zmenám v obsahu fosforu dochádza obrábaním pôd. Na obrábaných pôdach sa môže v dôsledku intenzívnejšej mineralizácie organických zlúčenín zvýšiť obsah prijateľného fosforu, ale obsah celkového fosforu sa znižuje. Celkový príjem a využitie fosforu rastlinami závisí tiež od množstva a foriem prijateľného dusíka. Príjem fosforu je brzdený prebytkom dusíka v dusičnanovej forme. Na druhej strane, pri nedostatku prijateľného fosforu v živnom prostredí prijímajú rastliny menšie množstvo dusíka a rovnako tiež nedostatok dusíka brzdí využitie fosforu z pôdy a z hnojív. Efektívnosť a účinnosť fosforečných hnojív sa zvyšuje zvýšením rozpustnosti v pôdnom roztoku alebo znížením fosforu fixovaného v pôde. Intenzívne obrábanie pôdy bez pokryvu rastlinnými zvyškami spôsobuje značnú stratu pôdnej organickej hmoty, degradáciu pôdy a ohrozuje udržateľnú produkciu plodín a národnú potravinovú bezpečnosť. Obrábanie pôdy môže ovplyvniť mineralizáciu a rozklad pôdnej organickej hmoty zmenou fyzikálnych a chemických vlastností pôd, ako aj zmenou diverzity a aktivity pôdneho mikrobiálneho spoločenstva a enzýmov, čo následne ovplyvňuje množstvo fosforu v pôde.
Draslík rastliny prijímajú v iónovej forme z pôdneho roztoku alebo priamo kontaktnou výmenou za vodík zo sorpčného komplexu. Na príjem draslíka majú vplyv živiny nachádzajúce sa v aniónovej forme, a to predovšetkým dusík, fosfor a síra. Okrem uvedených foriem živín ovplyvňuje príjem draslíka aj obsah kyslíka v pôde, teplota pôdy a podmienky osvetlenia rastlín. Pri nedostatočnom prístupe kyslíka dochádza k silnému brzdeniu príjmu draslíka, a to vo väčšej miere ako pri ostatných živinách.
Vápnik je základným prvkom pôdnej úrodnosti. Ako najdôležitejší bázický katión rozhoduje o pôdnej reakcii a pufračnej schopnosti pôd. Vápnik podstatne ovplyvňuje prístupnosť makro- i mikroelementov v pôde.
Dynamika horčíka v pôdach v súčasnom stave vývoja pôd je výrazom pôdotvorných procesov, ktoré v pôde prebehli a prebiehajú pod vplyvom agrotechniky a pestovania určitých druhov plodín a ich hnojenia, tzn. zásah človeka technikou obrábania pôdy a hnojenia za spoluúčasti klimatických a poveternostných činiteľov.
Celkový obsah síry v pôde závisí od mnohých činiteľov, najmä od pôdneho typu a druhu, obsahu humusu, antropogénnej činnosti, obrábania pôdy a ďalších faktorov. Rastliny prijímajú síru v síranovej forme a v tejto forme sa prevažná časť síry nachádza v ornici a v podorničnej vrstve. Dynamika obsahu síranov v pôde do značnej miery korešponduje s dynamikou dusičnanov.
Mikroelementy získavajú rastliny z pôdnych zásob. Obsah mikroelementov v pôde závisí od geologického pôvodu hornín, z ktorých pôda vznikla, ako aj od druhu používaných hnojív. Medzi hlavné pôdne vlastnosti, ktoré ovplyvňujú prístupnosť mikroelementov patrí pôdna reakcia. Okrem pôdnej reakcie dôležitú úlohu v procese príjmu mikroelementov zastáva prevzdušnenosť, štruktúra pôdy, obsah organických látok, ročné obdobie a pod. Všeobecne sa uvádza, že na pôdach s vysokým obsahom organickej hmoty je nedostatok mikroelementov, čo sa vysvetľuje ich silnou väzbou na organickú hmotu.
Vplyv rôznych spôsobov obrábania pôdy na príjem živín a výšku úrody pestovaných plodín nie je vo všetkých ročníkoch rovnaký. Je v úzkej korelácii nielen s pôdnymi, ale i s poveternostnými podmienkami. Na Slovensku v NPPC – VÚRV Piešťany bol realizovaný pokus počas rokov s rôznymi poveternostnými podmienkami. V rokoch s nevyrovnanými poveternostnými podmienkami boli dosiahnuté vyššie úrody plodín pestovaných v minimalizačných a pôdoochranných technológiách. V inom ročníku sa teplotný i zrážkový nadnormál odzrkadlil pri pšenici ozimnej a jačmeni jarnom pri minimalizačnej a pôdoochrannej technológii pestovania vo vyšších úrodách. Pri kukurici siatej na zrno bola však najvyššia úroda zaznamenaná v konvenčnej technológii obrábania pôdy.
Uvedená problematika je skúmaná i v zahraničí pri iných pôdnych a poveternostných podmienkach. Výsledky viacerých výskumov potvrdili najvyššiu úrodu zrna pšenice pri no-tillovej technológii. Pri uvedenej technológii bol zaznamenaný nárast vo výške úrody o 0,3 t.ha-1, 0,4 t.ha-1 a 0,5 t.ha-1 v porovnaní s konvenčným obrábaním, hlbokou orbou a redukovaným obrábaním pôdy. Na strane druhej, chyby pri pôdoochraných technológiách môžu znížiť úrodu vo väčšom množstve ako pri konvenčných technológiách.
Využívanie no-tillovej technológie obrábania pôdy preukazne neovplyvnilo koncentráciu a príjem dusíka, fosforu a draslíka v pšeničnom zrne alebo slame, ale tieto hodnoty
boli o niečo vyššie ako pri konvenčnej technológii.
Štúdia naznačila, že pri porovnateľnom zadržiavaní zvyškov plodín môže konvenčné obrábanie pôdy dosahovať lepšie výsledky z hľadiska výkonnosti plodín a množstva pôdneho organického uhlíka ako pri bezorbovej technológii. Zistenia sú obzvlášť dôležité pre priaznivcov konvenčnej technológie, ktorí neprijímajú nové technológie kvôli obavám z vysokej zaburinenosti, ťažkostí pri sejbe a pod.
Predpokladom, ktorý potvrdzujú výsledky viacerých pokusov na Slovensku i v zahraničí, je, že zlepšenie fyzikálnych a biologických vlastností pôdy vplýva pozitívne aj na sprístupňovanie živín z pôdy pre rastliny. Ponechanie pozberových zvyškov výrazne zlepší obsah organickej zložky v pôde, čo zníži potrebu dodávaných živín vo forme priemyselných hnojív, čo je v súčasnej ekonomicky nepriaznivej situácii veľkým benefitom. Dostatok živín tiež umožní lepšie zapojenie porastov a ich vývin, intenzívnejší rozvoj koreňového systému, čo zefektívni čerpanie dostupných živín z pôdy rastlinami.
Keďže Slovensko je bohaté na pôdne typy a klimatické a poveternostné podmienky sa v priebehu rokov vyvíjajú a menia, uniformné riešenie neexistuje. Zmena technológie pestovania nie je otázkou niekoľkých dní. Pre porovnanie je vhodné zaznamenávať si zmeny štruktúry pôdy a podobne v priebehu rokov. Každý pestovateľ pozná a sleduje podmienky, v ktorých hospodári, no je potrebné napredovať a hľadať optimálne riešenia a možnosti zefektívnenia príjmu živín rastlinami s dôrazom na požadovanú kvantitu a kvalitu úrod pestovaných plodín.
Autor: Ing. Mária Vicianová, PhD., Ústav agronomických vied, SPU v Nitre
