Nároky plodín na dusík

Pôdne zdroje dusíka

Chemické formy dusíka v pôde počas vegetácie sa významne menia. Obsah celkového dusíka v pôdach SR je v rozsahu 0,11 -0,23 %, z toho na anorganický dusík pripadá iba okolo 1 – 3 % a podiel organického dusíka z celkového N predstavuje 97 – 99 %. Preto organické formy dusíka sú dominantným potenciálnym zdrojom prístupných foriem dusíka počas vegetácie. Organický dusík je mobilizovaný vo forme humusu, pozberových rastlinných zvyškov a mikrobiálnej biomasy. Reálna denná produkcia anorganického dusíka dosahuje okolo 0,25 – 0,6 kg.ha^-1 (tab. 1).

Tab. 1: Kritériá hodnotenia obsahu N_an v pôde (do hĺbky 0,3 m)

Stupeň zásoby:	Obsah Nan v mg/kg	Zásoba Nan v kg/ha
Veľmi nízky	do 5,0	do 22
Nízky	5,1 – 10,0	23 – 45
Stredný	10,1 – 20,0	45 – 90
Dobrý	20,1 – 40,0	90 – 180
Vysoký	nad 40	nad 180

Požiadavky rastlín na dusík v porovnaní s ostatnými živinami sú neporovnateľné, je to dané tým, že dusík sa využíva na tvorbu neustále sa tvoriacich zásobných látok, štruktúr a pletív, ktoré vyžadujú nepretržitý príjem a jeho metabolizáciu. V prvých rastových fázach relatívny obsah celkového dusíka v nadzemnej biomase vykazuje zvýšenú koncentráciu (4 – 7 %), ktorá sa postupne s nárastom biomasy významne znižuje (1,5 – 2,5 %). Rastliny pozitívne reagujú na pridaný dusík prakticky počas celého obdobia vegetácie. Hnojením dusíkom je možné najvýraznejšie ovplyvniť tvorbu úrody a zloženie bielkovinového komplexu zrna, predovšetkým zásobných tzv. lepkových bielkovín (prolamínov a glutelínov). Aplikovaný dusík ku koncu vegetácie sa prednostne využíva na syntézu zásobných lepkových bielkovín. Foliárne aplikovaný dusík vo fáze formovania klasu sa využíva  na tvorbu bielkovinového komplexu, identicky ako dusík skôr prijatý. Tieto výsledky poskytujú relevantné dôkazy o oprávnenosti aplikácie dusíkatého hnojenia v rámci kvalitatívneho prihnojovania (hnojenie na kvalitu). Stimulácia úrody stupňovanými dávkami nie je lineárna. Predpokladá sa, že optimálna koncentrácia živín zodpovedá 90 % maximálnej úrovne. Vysoké koncentrácie dusíka, ktoré prekračujú kritické hladiny čiastočne redukujú úrodu.

Deficit dusíka manifestuje poruchy látkového metabolizmu a biosyntetických procesov, čo vyvoláva vizuálne identifikovateľné symptómy nadzemnej biomasy. Predovšetkým nastáva spomalenie rastu, nedostatočné odnožovanie, zmenšuje sa počet produktívnych odnoží, narušujú sa procesy formovania zŕn v klase, skracuje sa obdobie dozrievania, čo sa prejavuje v znížení hmotnosti zŕn (HTZ) a mení sa i kvalita úrody. Dochádza k úbytku chlorofylu a nárastu obsahu xantofylov, karotenoidov a antokyanov, čo sa prejavuje zmenou intenzity zeleného sfarbenia vegetačnej hmoty – bledozelené sfarbenie listov sa mení na hnedožltú až oranžovo-fialovú. Medzi vhodné markery, ktoré predikujú deficit dusíka patrí aj pokles hmotnosti nadzemnej biomasy a koncentrácie anorganických foriem dusíka a organických derivátov vo vegetačnej hmote. Osobitne dochádza k zníženiu obsahu amidov kyseliny glutámovej a asparágovej, ale aj zníženie podielu dusičnanov transportovaných v xylémovom exudáte z koreňov do nadzemných orgánov. Naproti tomu pri nadbytku dusíka sa zvyšuje podiel dusičnanov v xylémovom exudáte a vo vegetačnej hmote narastá podiel kyseliny glutámovej, asparágovej a ich amidov, eventuálne sa zvyšuje tvorba arginínu i močoviny. Nadbytok dusíka môže byť spôsobený aj narušením harmonickej výživy (nedostatok iných živín), preto rastliny produkujú relatívne viacej nadzemnej biomasy na úkor tvorby generatívnych orgánov, predlžuje sa vegetačné obdobie, znižuje sa tvorba polysacharidov a lipidov.

Zásady hnojenia plodín dusíkom

Pri voľbe dávky dusíka vychádza sa z normatívu potrieb porastu, ktorá je vyjadrená odberom dusíka úrodou hlavného a vedľajšieho produktu. Dusíkatými hnojivami uhradzujeme rozdiel medzi celkovou potrebou porastu a pôdnymi zdrojmi.

V prípade, že pestovateľ nemá k dispozícii výsledky chemických rozborov pôdy a rastlín, je možne predpokladať, že počas vegetácie na úrodných pôdach s dostatkom zrážok sa vytvorí 40 – 70 kg/ha N a na menej úrodnej pôde okolo 20 kg/ha. V. Vaněk a kol.( 2007) predpokladá, že jednotlivé predplodiny poskytujú nasledovné zdroje N_an: ďatelinoviny 60 – 80 kg/ha (prvý rok) a v druhom  roku 20 -30 kg/ha, strukoviny v prvom roku 20 – 40 a v druhom roku 30 – 40 kg/ha. Z uvedeného dôvodu okrem pôdnych zdrojov je potrebné zohľadňovať vplyv predplodiny na živinový status. V záujme racionalizácie výživy a hnojenia porastov prof. Ing. V. Vaněk odporúča v závislosti od obsahu N_an v pôde redukovať vypočítanú dávku dusíka (s ohľadom na export N) takto: pri obsahu N_an v pôde do 15 mg/kg – bez úpravy, pri 16 – 20 mg/kg znížiť dávku dusíka o 20 kg/ha, pri 21 – 25 mg/kg – 40 kg N, pri 26 – 30 mg/kg – 50 kg N a pri obsahu nad 30 mg/kg o N_an odporúča sa znížiť dávku N o 60 kg/ha. Kalkulácia potreby živín vychádza z absolútneho exportu živín úrodou, ktorá by mala byť zabezpečená pôdnymi zdrojmi a hnojením. Vo všeobecnosti sa akceptuje názor, že úroda 1 t/ha zrna obilnín vyžaduje spotrebu okolo 25 – 30 kg prijateľného dusíka. Predikcia potreby hnojenia dusíkom nie je absolútna, viaceré údaje vykazujú určitú hladinu premenlivosti. I napriek tomu predložená metodika umožňuje zvýšiť exaktnosť vo výpočte potrebnej dávky dusíka, a tým sa priblížiť k reálnej potrebe porastu a racionalizovať výrobu.

Výpočet  reálnej dávky N s ohľadom na obsah N_an v pôde podľa termínov aplikácie hnojiva (pre základné, regeneračné a produkčné hnojenie) je uvedené v priložených tabuľkách (tab. 2 – 5).

Tab. 2: Predpokladaná dávka dusíka pre základné hnojenie (20 % podiel celkového N, z rozpočtu 50 kg/ha)

Obsah Nan do 0,3 m mg/kg	Obsah Nan do 0,3 m kg/ha	Potreba na úroveň 50 kg/ha	Odporúčaná dávka v kg/ha	Návrh dávky kg/ha*
do 5,0	22	28	30	50
5,1 – 10,0	23 – 45	27 – 5	15	25
10,1 – 20,0	45 – 90	5 – 0	5	10
20,1 – 40,0	90 – 180	–	–	27 – 5

Tab. 3: Výpočet dávky dusíka pre regeneračné hnojenie (30 % podiel celkového N, z rozpočtu 75 kg/ha)

Obsah Nan do 0,3 m mg/kg	Obsah Nan do 0,3 m kg/ha	Potreba N na úrovni 75 kg/ha	Odporúčaná dávka v kg/ha	Návrh dávky kg/ha*
do 5,0	22	53	50	80
5,1 – 10,0	23 – 45	52 – 30	40	70
10,1 – 20,0	45 – 90	30 – 0	15	25
20,1 – 40,0	90 – 180	–	–	–

Tab. 4: Výpočet dávky dusíka pre produkčné hnojenie (50 % podiel celkovej dávky N, z rozpočtu 125 kg/ha)

Obsah Nan v pôde mg/kg	Obsah Nan v pôde kg/ha	Potreba N v kg/ha na úroveň 125 kg/ha	Odporúčaná dávka v kg/ha	Návrh dávky kg/ha*	Návrh dávky kg/ha**
do 5,0	22	103	100	170	100
5,1 – 10,0	23 – 45	80 -102	90	150	80
10,1 – 20,0	45 – 90	35 – 80	60	100	30
20,1 – 40,0	90 – 180	0 -35	20	30	–

Okrem pôdnych rozborov obsahu anorganického dusíka pre potreby diagnostiky stavu výživy dusíkom boli rozpracované a aplikované viaceré metódy analýzy vegetačnej hmoty. V našich podmienkach pri pestovaní ozimín bola aplikovaná Metóda „listovej analýzy“ podľa Michalíka a Ložeka, 1978, ktorá hodnotí stav dusíkatej výživy na základe výsledkov koncentrácie dusíka v sušine nadzemnej hmoty 100 rastlín. V prípade, že hodnota hmotnosti sušiny 100 rastlín v g a jej zodpovedajúca koncentrácia dusíka v % je menšia, ako je uvedený limit, odporúča sa aplikácia hnojenia dusíkom v jednorazovej dávke cca 45 kg N/ha (tab.5). Naproti tomu, ak hodnoty hmotnosti 100 rastlín v g presahujú hmotnostné limity,  predikujú optimálny stav dusíkatej výživy. V tomto prípade  nie je potrebné hnojiť dusíkom.

Tab. 5: Limity stavu N-výživy ako kritérium korekcie úrovne výživy a hnojenia počas vegetácie ozimín (upravená metóda analýzy vegetačnej hmoty podľa Michalíka a Ložeka,1989).

Obsah N v %	Hmotnosť 100 rastlín v g (sušina)	Obsah N v %	Hmotnosť 100 rastlín v g (sušina)
5,25 – 5,50	do 10	3,25 – 3,50	do 70
5,00 – 5,25	15	3,00 – 3,25	80
4,75 – 5,00	20	2,75 – 3,00	100
4,50 – 4,75	25	2,50 – 2,75	125
4,25 – 4,50	30	2,25 – 2,50	210
4,00 – 4,25	35	2,00 – 2,25	260
3,75 – 4,00	45	1,75 – 2,00	320
3,50 – 3,75	55	1,50 – 1,75	400

Predmetná metóda poskytuje informáciu o aplikácii N-hnojiva počas celého obdobia vegetácie. Vypočítaná dávka dusíka pre produkčné a kvalitatívne hnojenie zodpovedá kritériám na ekologizáciu hnojenia a efektívnu racionalizáciu pestovania obilnín.

Pri voľbe spôsobov a termínov aplikácie hnojiva je potrebné rešpektovať nasledovné zásady:

1. Aplikáciu hnojiva uskutočňovať v dobe najintenzívnejšieho rastu porastu, kedy potreby porastu na živiny sú maximálne. Tento princíp umožní výrazne skrátiť na minimum obdobie medzi aplikáciou hnojiva a jeho príjmom, čo minimalizuje straty dusíka a zvýši jeho využiteľnosť porastom.

2. Dávku živín je potrebné voliť s ohľadom na potreby porastu na úroveň programovanej úrody (export živín úrodou), potenciálne a reálne zdroje prístupných živín v pôde, koncentráciu živín v nadzemnej biomase, kondičný stav porastu pri jeho vizuálnom hodnotení a druhu. Zohľadňovať dobu aplikácie organického hnojenia, obsah humusu, charakteristiku pôdneho sorpčného komplexu a pH pôdy i efektívnosť využitia živín porastom z pôdy a hnojiva.

3. Minimalizovať dávku dusíka v jesennom období pri pestovaní ozimín na úrovni cca 30 – 40 kg/ha. V maximálnej miere preferovať hnojenie v rámci regeneračného a produkčného hnojenia. Prednosťou delenej výživy je časové zabezpečenie prístupných zdrojov živín pre potreby porastu, tým sa znižujú straty živín, obmedzujú sa možnosti negatívneho vplyvu na životné prostredie a zvyšuje sa efektívnosť a účinnosť aplikovaného hnojiva na tvorbu úrody. Na intenzívne obhospodarovaných pôdach každoročne mineralizácii podlieha okolo 3,5 – 4,0 ton organických látok. Pri voľbe dávky dusíka sa žiada zohľadňovať vizuálne hodnotenie kondičného stavu porastu (vývin rastlín, vyrovnanosť, počet rastlín na jednotke plochy, počet odnoží, zdravotný stav a pod.). Pestovatelia by  mali vo väčšej miere využívať výsledky diagnostiky stavu výživy na základe rozborov pôdy a rastlín. Podiel akumulovaného dusíka v jesennom období predstavuje iba okolo 20 %, na jarné a letné obdobie pripadá okolo 80 % z celkove porastom prijatého dusíka.

4. Uplatňovať poznatky vizuálneho hodnotenia porastu a empirické skúsenosti pestovateľa získané v konkrétnych agroekologických podmienkach pestovania.

5. Akceptovať princíp, aby jednorazová dávka dusíka neprekračovala 60 kg/ha. Ďalej je nevyhnutné zohľadňovať využiteľnosť živín porastom z pôdy a hnojiva. Vo všeobecnosti platí zásada, že optimalizované potreby výživy vyžadujú stav harmonizácie živín komplexom makro- a mikroživín, ktoré vytvárajú  multiplikačný efekt. V prípade obilnín sa odporúča pomer živín N : P : K ako 1 : 0,2 : 0,3.

6. Zohľadňovať efektívnosť využitia dusíka z pôdy a aplikovaného hnojiva porastom pestovaných plodín. Vo všeobecnosti sa predpokladá, že využiteľnosť dusíka ako z pôdy, tak i z aplikovaných hnojív je okolo 45 – 60 %, vzávislosti od teploty a vlhkosti pôdy, mikrobiologickej aktivity, doby aplikácie hnojiva, rastovej fázy porastu, chemizmu pôdy a botanického druhu pestovaných plodín.

Produkčná výkonnosť pestovaných plodín a dosahované úrody sú predovšetkým funkciou obsahu mobilných a prijateľných živín v pôde. Cielenou výživou porastu prostredníctvom aplikácie hnojív pestovateľ rieši ako tvorbu úrody, jej kvalitu, tak aj udržiavanie potenciálnej pôdnej úrodnosti a produkčnej schopnosti pôd. Prostredníctvom hnojív obohacujeme úrodu o terapeutické esenciálne látky (napríklad Se a Zn), a tým produkcia nadobúda vlastnosti funkčných potravín (nutraceutika).

Autor: prof. Ing. Ivan Michalík, DrSc., Nitra