Moderné poľnohospodárstvo musí celosvetovo čeliť novým výzvam, akými sú napríklad zmena klímy, pokles pôdnej úrodnosti v dôsledku jej degradácie eróznymi javmi, zvyšujúce sa nároky na produkčné a mimoprodukčné funkcie poľnohospodárstva. V neposlednom rade je tiež vytváraný celospoločenský tlak, aby sa znížili potenciálne negatívne dopady poľnohospodárskej činnosti, zefektívnilo využívanie minerálnych hnojív (najmä dusíkatých ), ale zároveň produkovali kvalitné potravinárske a krmivárske výrobky. Poľnohospodársky využívaná pôda je v súčasnosti považovaná za najvyťaženejší prírodný zdroj a ako základný výrobný faktor každého poľnohospodára by mala byť patrične chránená s ohľadom na jej základnú vlastnosť – pôdnu úrodnosť.
Zmiešaná kultúra
Politika Európskej únie (EÚ) v rámci obnoviteľných zdrojov prispela predovšetkým k zvýšeniu produkcie bioplynu v bioplynových staniciach (BPS). Vďaka tomu sa EÚ stala lídrom v produkcii bioplynu, čo má okrem hospodárskych aj environmentálne a klimatické výhody. Najdôležitejšou energetickou plodinou pre anaeróbnu digesciu (AD) je kukurica siata (Zea mays L.), čo predstavuje hlavný dôvod na rozširovanie plôch s touto plodinou (Britz & Delzeit, 2013). Vasileiadis et al. (2011) uvádzajú, že široké využívanie kukurice viedlo k vzniku systémov založených iba na produkcii kukurice a označovaných ako systémy pestovania kukurice (MBCS). Metódy pestovania rastlinnej biomasy na výrobu bioplynu a tvorbu krmivovej základne pre hospodárske zvieratá majú rozhodujúci vplyv na ornú pôdu z hľadiska životného prostredia. Niektorí zástupcovia rastlinných druhov, napr. strukoviny a husto siatej obilniny, sú všeobecne považované za prospešné pre kvalitu ornej pôdy v porovnaní s monokultúrami kukurice, ktoré často vedú k degradácii ornej pôdy a majú na ňu ďalšie nepriaznivé dopady. Možnú pozitívnu zmenu ponúkajú pestovateľské systémy zložené z dvoch a viacerých plodín definované ako zmiešaná kultúra. Tieto systémy sa vyznačujú efektívnejším využitím prírodných zdrojov daného stanovišťa a väčším potenciálom v ochrane ornej pôdy.
Precízne poľnohospodárstvo
Tento princíp hospodárenia je silne spojený s používaním nových, moderných technológií, akými sú Globálny družicový polohový systém (GNSS Global Navigation Satellite System), GIS (Geographic information Systém), DPZ (diaľkový prieskum Zeme) a mnohé ďalšie. Hlavným cieľom precízneho poľnohospodárstva je predovšetkým podrobné poznanie heterogenity využívaného pozemku. Rozhodujúce sú informácie o mocnosti orničného horizontu, zložení pôdy, obsahu organickej hmoty, zásobenosti živinami, vlhkostných podmienkach, sklone a expozícii pozemku a ďalšie. Jednou z využívaných technológií vychádzajúcej zo zmyslu precízneho poľnohospodárstva je variabilná aplikácia hnojív, a to predovšetkým tých s obsahom dusíka, tak, aby sa minimalizovali potenciálne straty dusíka. Dusíkaté hnojivá by mali byť aplikované podľa potrieb rastlín v špecifikovanej fáze rastu plodín. Jedna z koncepcií je aplikácia variabilnej dávky, ktorá sa opiera o vymedzenie zón manažmentu v rámci polí, aby odrážali priestorovú variabilitu pôdnych podmienok alebo úrod plodín. V rámci technológií precízneho poľnohospodárstva sa intenzívne vyvíja možnosť využitia dronov (UAV – An unmanned aerial vehicle) na mapovanie pozemkov, za účelom monitoringu stavu pestovanej plodiny alebo detekcie nežiaducich rastlín – burín. Technické prostriedky UAV môžu byť vybavené multispektrálnymi alebo hyperspektrálnymi kamerami. Tieto kamery sú schopné zachytiť jednotlivé zložky svetelného žiarenia, ktoré sa odrážajú od zemského povrchu alebo rastliny v rôznej intenzite. Analýzou multispektrálnych snímok je potom možné zistiť, či sa na pozemku pred siatím poľnej plodiny nenachádzali iné rastliny (buriny) a vykonať do zón výskytu cielenú aplikáciu. Prípadne detegovať buriny v vzrastlých rastlinách ako podklad pre post-emergentnú aplikáciu herbicídu. Otvára sa tak cesta pre šetrnú, cielenú aplikáciu agrochemikálií s ohľadom na ochranu životného prostredia, zníženie stresu pestovaných plodín a nákladov na samotnú aplikáciu. Systémy precízneho poľnohospodárstva by sa dali využiť aj na výber technológie sejby a organizácie porastu s ohľadom na erózne ohrozenie daného pozemku alebo časti pozemku. S využitím DPZ urobíme snímku pozemku (obr. 1 vľavo), preložíme vrstevnicami (obr. 1 uprostred) a identifikujeme erózne ohrozenú časť (obr. 1 vpravo). Na tejto časti pozemku môžeme využiť nižšie popísanú technológiu siatia, teda vysiatia hlavnej plodiny spoločne s prísevom zmesi plodín raže a hrášku (obr. 3).
Nová technológia a technika pestovania kukurice
Inovačný aspekt predstavenej technológie a techniky spočíva v pestovaní hlavnej plodiny – kukurice siatej – a podseve zmesi podporných plodín raže a hrachu ako protierózneho prvku pri pestovaní kukurice na erózne ohrozených pozemkoch.
Výhody pestovania zmiešanej kultúry je možné zhrnúť do niekoľkých bodov. Jednou z výhod je dvojnásobné zastúpenie jedincov na ploche, ktoré vedie k skoršiemu zapojeniu porastu, čo sa prejaví na silnejšej konkurencii voči vyskytujúcim sa burinám, a zároveň dôjde k väčšej pokryvnosti povrchu pôdy. Tento fakt sa prejaví zvýšenou intercepciou, pretože existuje priama súvislosť medzi veľkosťou listovej plochy nad povrchom pôdy, teda pokryvnosťou, a stratou pôdy vplyvom pôdnej erózie. Z toho vyplýva, že čím viac biomasy sa na pôde nachádza, tým menej hrozí nebezpečenstvo erózie. Použitie sejacieho stroja s modulárnou sejacou jednotkou prináša podstatné zmeny technológie pestovania hlavných plodín a podplodín na jednom pozemku. Siatie v jednej operácii má výhodu v tom, že v prípade delenej operácie, teda siatie v následnom prejazde, eliminuje vplyv počasia. Zlé počasie nemusí aj niekoľko dní umožniť individuálne následné siatie. Štart vegetácie hlavnej plodiny a podplodiny je súbežný, porast sa zapojí do procesu ovplyvňovania pôdy a seba navzájom súčasne, a tým nastáva skoro po zasiatí účinok protierózneho efektu. Po zasiatí hlavnej plodiny a podplodiny v jednej operácii sa pomerne rýchlo naštartuje mikrobiálna aktivita v pôde a zvýši sa tak vplyv podplodiny na fixáciu dusíka v pôde a jeho postupné uvoľňovanie pre koreňový systém hlavnej plodiny. Pritom podplodina má pomalšiu dynamiku rastu a nebráni tak rastu hlavnej plodiny. Podplodina vytvára organickú hmotu, a to ako v pôde, tak aj nad zemou.
Vývoj novej techniky
Na zakladanie porastov zmiešanej kultúry bola vyvinutá modulárna výsevná jednotka chránená úžitkovým vzorom č. 36605, ktorá je umiestnená na rám presného sejacieho stroja. Toto technické riešenie si kládlo za úlohu zostaviť sejací stroj, resp. skladbu na ňom umiestnených sejacích jednotiek a modulárnych sejacích jednotiek, ktoré by umožnili súčasný presný riadkový výsev kukurice (rozstup 75 cm) a medziriadkový výsev zmesi podplodín určených primárne na ochranu pôdy na pozemkoch, kde je pestovaná kukurica (obr. 2).
Výhodou sejacieho stroja je, že súčasne dokáže vysiať osivo kukurice daného hybridu s HTS 300 – 350 g v požadovanom množstve (j/ha) podľa pôdno-klimatických podmienok daného stanovišťa i zmesi podplodín medzi riadkami kukurice. Pri kukurici je dodržaná medziriadková vzdialenosť 0,75 m. Zmes podplodín je vysiata 25 cm od každého riadku kukurice, a to z dôvodu obmedzenia konkurencie medzi plodinami v ranej vývinovej fáze kukurice. Túto organizáciu porastu je vidieť na obr. 3.
V rámci overenia technológie pestovania zmiešanej kultúry bol použitý hybrid kukurice DKC2788 (FAO 230-240), do zmesi podsevových plodín bola použitá raž siata, odroda Diamant a hrach siaty, odroda Eso.
Porast kukurice a zmesi podsevových plodín raže a hrachu bol ošetrený registrovaným postemergentným prípravkom BASAGRAN s účinnou látkou bentazón – 480 g, výrobca BASF spol. s r. o. v dávke 2 l/ha, čo je maximálna povolená dávka pri všetkých troch testovaných plodinách. Pri raži sa prípravok aplikuje POST 13 – 29 BBCH, pri hrachu POST do 17 BBCH a pri kukurici POST do 18 BBCH kukurice. Pri kukurici sa prípravok aplikuje do výšky 20 cm, na buriny vo fáze 2 – 4 listov burín, v tejto vývinovej fáze je prípravok najúčinnejší.
Obr. 2. Modulárna jednotka v tlačnom prevedení na ráme presného sejacieho stroja pre kukuricu.
Testovanie novej technológie
Pokusné plochy boli situované na diele pôdneho bloku (DPB) s označením 4301-0 (580-1110). Ten sa rozkladá na území dvoch katastrálnych území: Jevíčko-predmestie a Jaroměřice. Pôdny blok má rozlohu 67,48 ha s prevažujúcou severnou expozíciou. Súčasným užívateľom je Hanácka poľnohospodárska spoločnosť Jevíčko a. s. Sklon pozemku sa pohybuje okolo 10 % (obr. 3). Na pokusných plochách bol vytvorený čierny kyprený úhor a 3 technologické spôsoby pestovania kukurice siatej. Varianty boli nasledujúce:
- Čierny kyprený úhor – tento variant je bez rastlinnej pokrývky a predstavuje potencionálne najhoršiu technológiu z pohľadu straty pôdy vodnou eróziou. Technológia čierneho kypreného úhoru sa na VÚMOPe využíva štandardne a spravidla slúži ako východiskový variant, s ktorým sú zvyšné varianty porovnávané.
- Konvenčné spracovanie – klasický spôsob pestovania kukurice, spracovanie pôdy orbou (riadok so šírkou 0,75 m).
- Kukurica siata + strukovinoobilná zmes (široký riadok – 0,75 m).
- Kukurica siata + strukovinoobilná zmes (úzky riadok – 0,375 m).
Metodika overovania pokusov
Pri overovaní jednotlivých pokusov bolo zámerom čo najviac obmedziť vplyv okolitého prostredia. Bol kladený dôraz na štandardizované podmienky. Z toho dôvodu bol zvolený nasledujúci režim zadažďovania: prvá simulácia dažďa prebiehala 30 minút, potom nasledovala technologická pauza 15 minút a nakoniec druhá simulácia trvajúca 15 minút. Zadažďovaná plocha mala rozlohu 21 m2 a bola dažďovaná pomocou 4 trysiek firmy Spraying System 30WSQ. Obe simulácie mali zhodnú intenzitu a pracovný tlak. Intenzita dažďa bola 1,2 mm/min a prevádzkový tlak 0,5 baru. Pri prvej simulácii bol dážď simulovaný na prirodzene suchú pôdu, teda na pôdu s aktuálnou vlhkosťou pri začiatku simulácie. Pri druhej simulácii bol dážď simulovaný na už zvlhnutú pôdu. Vzorky splavenej pôdy boli odoberané každé 3 minúty od začiatku povrchového odtoku. Následne boli vzorky laboratórne spracované a vyhodnotené. Pri vzorkách bol stanovený obsah nerozpustených látok a rozbor sedimentu. Získané výsledky sú uvedené v tabuľke 1.
Počas prvého termínu zadažďovania, ktorý prebiehal od 30. 5. do 31. 5. 2022 sa ako najhorší prejavil variant s čiernym kypreným úhorom (tabuľka 1). Pri simulácii zadaždenia na nesaturovanú pôdu dosahoval povrchový odtok z tohto variantu 141 l (graf 1) a strata pôdy bola 2,05 t/ha (graf 2). Potom nasledovalo konvenčné spracovanie pôdy. Naopak, variant kukurice a strukovinoobilnej zmesi (LOS) v úzkom riadku vykazoval najlepšie výsledky zo všetkých pozorovaných variantov. Povrchový odtok bol iba 42 l a strata pôdy nepresiahla 0,11 t/ha. Pri druhej 15-minútovej simulácii na už saturovanú pôdu boli výsledky jednotlivých variantov podobné. Najhoršie dopadol variant s čiernym kypreným úhorom, na ktorom bol povrchový odtok 135 l a strata pôdy 1,38 t/ha. Najlepším variantom bola opäť kukurica a LOS v úzkom riadku. Tu bol povrchový odtok 87 l a strata pôdy bola 0,21 t/ha. Z výsledkov nameraných v prvom termíne zadažďovania jasne vyplýva, že najlepšou potencionálne pôdoochrannou technológiou je kukurica siata a strukovinoobilná zmes.
Hodnotenie úrod
Úrody čerstvej hmoty sú uvedené v tabuľke 2. V porovnaní s kukuricou pestovanou v dvoch variantoch zmiešanej kultúry mala najvyššiu úrodu kukurica pestovaná v monokultúre (89,82 t/ha). Úrody kukurice pestovanej v zmiešanej kultúre boli o 1,5 (88,48 t/ha) až 4,5 % (85,77 t/ha) nižšie ako v monokultúre. Tieto rozdiely však neboli štatisticky významné. Naproti tomu úrody oboch variantov zmiešanej kultúry boli o 10 % (98,84 t/ha) až 16 % (104,32 t/ha) vyššie ako úroda monokultúry kukurice. Avšak ani tieto rozdiely neboli štatisticky významné.
Úrody sušiny sú uvedené v tabuľke 3.
Všetky testované varianty boli podrobené zrážke zodpovedajúcej prívalovému dažďu. Z výsledkov je zrejmé, že varianty kukurice siate v kombinácii so strukovinovoobilnou zmesou majú silné protierózne účinky. Zostáva však otázkou, prečo sa len pri pestovaní kukurice rieši toľko možností ochrany pôdy a vylepšenia agrotechnických postupov. Musíme vziať do úvahy fakt, že o čo je naša republika menšia vo svetovom meradle, o to je rozmanitejšia z pohľadu pestrosti pôdnych a vlahových podmienok v kombinácii s prejavmi počasia v meniacej sa klíme. Vzhľadom na miestne podmienky nemôžeme brať jeden agrotechnický postup pestovania za ideálny pre jedného poľnohospodára alebo kataster, nieto pre celý kraj či republiku. V neposlednom rade je nevyhnutné uviesť, že technológie precízneho poľnohospodárstva môžu byť využité nielen na lokálne cielenú agrotechniku, ale aj na odhalenie a analýzu potencionálnych rizík priamo v teréne. Medzi takéto riziká patrí identifikácia erózne ohrozených pozemkov, a tým aj oblastí, kde je nevyhnutné realizovať pôdoochranné opatrenia.
Výsledky boli získané z projektu „APS“ – Agrotechnikou proti suchu r. č. projektu CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0025202
„Poľnohospodárstvo je živé a stále premenlivé“.
Autori: Ing. Antonín Kintl1 , Ing. Antonín Šedek2 , Ing. David Kincl, Ph.D.4 , Ing. Jakub Elbl , Ph.D.3 , Ing. Igor Huňady1 , Ing. Julie Sobotková1
1 Poľnohospodársky výskum, spol. s r. o.; 2 P&L, spol. s r. o.; 3 Ústav agrosystémov a bioklimatológie, Agronomická fakulta, Mendelova univerzita v Brne; 4 Výskumný ústav meliorácií a ochrany pôdy, v. v. i.
