Princípy vzťahov medzi rastlinou a prostredím

Pre všetky živé organizmy sú mimoriadne dôležité vzťahy v prostredí, v ktorom sa nachádzajú. Vitalita organizmov je determinovaná kvalitou týchto vzťahov (úrovňou komunikácie medzi účastníkmi systému).

 

V poľnohospodárskej krajine je tento systém definovaný ako agroekosystém. Ide o vzájomné vzťahy medzi pestovanými plodinami a ich prostredím. Do skupiny faktorov prostredia s najväčším podielom vplyvu na pestované rastliny patria faktory klimatické a pôdne. Tieto sú zakomponované aj do kódu BPEJ. Vo fyziológii je tento systém označovaný ako PPAT (pôda – porast – atmosféra)(obr.1).

Každá zo zložiek systému sa vyznačuje určitým potenciálom, resp. produktivitou. Výsledkom pôsobenia faktorov na rastlinu (porast) je úroda, ktorá je značne determinovaná úrovňou hospodárenia nastavenou človekom, teda regulovaním kvality vzťahov a miery komunikácie  medzi jednotlivými zložkami systému. Biologický (genetický) potenciál rastlín vychádza z vlastností druhu a je daný v procese šľachtenia príslušných odrôd. Produktivita porastu (rastlín) súvisí aj  s úrovňou pôdno-klimatických podmienok. Na obr. 2 uvádzame niektoré plodiny, na ktorých demonštrujeme diferencie medzi biologickým (úrodovým) potenciálom plodín, dosiahnuteľnou (možnou úrodou) a priemerne dosahovanou úrodou v podmienkach SR.

 

Z pohľadu užívateľa je dôležitý správny výber odrody pre lokálne pôdno-klimatické podmienky. Pomôckou výberu môžu byť aj výsledky odrodových skúšok podľa skúšobných staníc ÚKSÚP-u, resp. výsledky poľných pokusov, ktoré prezentujú osivárske firmy alebo konkrétne poľnohospodárske podniky, na ktorých sú realizované tematické dni poľa podľa pestovaných plodín. Zdroj týchto informácií býva často nedocenený. Netreba zabúdať, že odroda je základný a najefektívnejší intenzifikačný faktor. Za povšimnutie stojí aj skutočnosť, že produktivitu porastu ovplyvňuje v nemalej miere okrem samotnej odrody aj pôvod a kvalita osiva, tzv. proveniencia. Už pri počiatočných fázach vývoja porastu sme svedkami diferencií z tohto hľadiska, kedy zohráva úlohu napr. termín sejby, založenie a organizácia porastu a pod. V širšom kontexte teda človekom  nastavená technológia hospodárenia.

Produktivita klímy je daná priemernými meteorologickými ukazovateľmi (30 rokov), ktoré boli zohľadnené napr. aj pri rozdelení SR do historicky známych výrobných oblastí (KVO, RVO, ZVO a PaHVO) a rozhodujú aj o plodinovej a odrodovej rajonizácii. Za ostatných 30 rokov došlo k podstatným zmenám klimatických ukazovateľov, čo vyústilo aj do tvorby nových agroklimatických regiónov a inovácie BPEJ na  parametrizované pedogeografické jednotky (PPJ) (príspevok prof. Vilčeka v čísle 12/2020). Aj produktivitu klímy je možné regulovať, a to prostredníctvom takých opatrení, ako sú závlahy, mulčovanie, voľba suchovzdorných odrôd, pôdoochranné obrábanie pôdy a pod., teda opäť správnym nastavením technológie hospodárenia. Produktivita pôdy – jej úrodnosť je daná pôdnym typom, druhom, obsahom skeletu, svahovitosťou, obsahom a kvalitou humusu a i. Vyjadrenie potenciálu pôdy vo vzťahu ku konkrétnym plodinám je prezentované aj na webovej stránke www.podnemapy.sk. V tabuľke 1 uvádzame kategorizáciu potenciálnej produkcie fytomasy a miery rentability podľa pôdnych typov.

 

Produktivitu pôdy môžeme tiež regulovať (zvýšiť) napr. organickým a minerálnym hnojením, správnym striedaním plodín, čo sú všeobecne dávno známe opatrenia, súhrnne opäť  optimalizáciou technológie hospodárenia.

Po uvedení vyššie spomenutých skutočností je na mieste otázka, aký je teda podiel vplyvu intenzifikačných faktorov na úrode?

V 90. rokoch minulého storočia publikoval k tejto problematike priemerné údaje Vrkoč. Vyplýva z nich, že faktory prostredia sa do roku 1950 podieľali na úrode približne 60 %. Neskôr, do roku 1990, sa vplyvom intenzifikácie poľnohospodárstva tento podiel prostredia okresal približne na 20 %. V ostatnom období je podiel faktorov prostredia na úrode opäť na vzostupe, a to v závislosti od ročníka. V priemere by však mohol byť niekde na úrovni okolo 30 %. Môžeme konštatovať, že v porovnaní s históriou sa teda výrazne zmenil podiel vplyvu človeka na dosahovanej úrode (má to vo svojich rukách na 70 – 80 %), čo znamená aj vysoké nároky na odborné vedomosti pestovateľa, pokiaľ mu záleží na dosahovanej produkcii a rentabilite pestovania plodín. Inak povedané, nedostatky v pestovateľskom systéme (technológii hospodárenia) majú oveľa väčšie negatívne dôsledky na úrodu a rentabilitu pestovania plodín ako tomu bolo v minulosti!

Najväčší podiel na intenzite a zmene participácie faktorov na úrode mali nové odrody a aplikované hnojivá. Podiel hnojív od 90. rokov postupne klesal, ale podiel odrody na úrode zostal, ba ešte sa aj zvýšil. Niektorí autori uvádzajú podiel faktora odrody na úrode v súčasnosti 30 až 40 %! Namieste je teda otázka, ktorá nie je vôbec nová, ale určite stále aktuálna: „Ako lepšie a efektívnejšie využiť genetický či biologický potenciál pestovaných odrôd plodín?“

1. Top je určite správny výber odrody do daných pôdno-klimatických podmienok. Dôvodom je skutočnosť, že výkonnosť odrody je silne závislá od podmienok, v ktorých bola vyšľachtená. Pri výbere odrody by som osobne preferoval zohľadnenie výsledkov, ktoré hoci v malom rozsahu, no predsa na svojich webových stránkach zverejnia lokálni pestovatelia. Ide predovšetkým o výsledky poľných pokusov, ktoré realizujú na svojich pozemkoch. Dôvodom preferencie takýchto výsledkov je aj širšie spektrum zastúpených materiálov od viacerých firiem. Zverejňovaných výsledkov od prvovýrobcov by mohlo byť určite viac.
2. Druhé miesto ako lepšie využiť potenciál pestovaných odrôd patrí optimalizácii podmienok prostredia, t.j. klímy a pôdy. Počasie ovplyvniť síce nedokážeme, ale prostredníctvom optimalizácie pôdnych podmienok a zvýšenej starostlivosti o úrodnosť pôdy je možné negatívne vplyvy prvkov počasia do značnej miery tlmiť – pufrovať.

 

 

Vzájomné pôsobenie – interakcia odrôd a prostredia prejavujúca sa v efektívnejšom využívaní vstupov modernými odrodami je významnou zložkou podieľajúcou sa na zvyšovaní a stabilizácii úrod – ide o tzv. synergický efekt.

Produkčný potenciál poľnohospodárskych pôd je optimálne možný stupeň produkčnej schopnosti pôd v konkrétnom priestore a predpokladanom čase, ktorý sa prejaví optimálnou produkciou konkrétnej plodiny, bez vážnejšieho narušenia rovnováhy faktorov a biologickej stability prostredia – tak hovorí definícia. Využitie produkčného potenciálu pôd SR je podľa dostupných údajov okolo 80 %, pričom využitie potenciálu plodín je napr. pri pšenici 47 – 74 %, jačmeňa 51 – 79 %, všeobecne medzi 50 – 80 %. Výkonné prostredie teda je a bude stále podmienkou realizácie biologického potenciálu moderných odrôd. V tomto smere netreba zabúdať ani na význam organického podielu pôdy a jeho vplyvu na všetky pôdne vlastnosti, vrátane sorpčných vlastností a úrodnosť pôdy. Organický podiel vystupuje do popredia aj kvôli zvyšovaniu efektívnosti využitia minerálnych hnojív, keď nedostatok aktívnych povrchov minerálneho pôvodu je potrebné nahradiť povrchmi organického pôvodu. Starostlivosť o udržanie úrovne obsahu a kvality organickej hmoty v pôde ako jedného z rozhodujúcich úrodotvorných faktorov je najdôležitejším prvkom ochrany jej prirodzeného produkčného potenciálu.      

Správne realizovaný osevný postup má rovnako výrazný vplyv na hospodárenie s POH (pôdna organická hmota) cez pozberové a koreňové zvyšky plodín. Plodiny z hľadiska strát POH rozdeľujeme na skupinu donorov uhlíka, kam patria predovšetkým VRK v plnom úžitkovom roku, skupinu indiferentnú – kde patrí väčšina plodín a skupinu spotrebiteľov, kde zaraďujeme repu cukrovú, zemiaky, kukuricu, slnečnicu a niektorí autori sem zaraďujú aj repku. Primárnym zdrojom POH sú teda pozberové a koreňové zvyšky plodín. Slama obilnín sa najťažšie rozkladá kvôli nevhodnému pomeru C : N v dôsledku nadbytku lignínu, preto je potrebná úprava tohto pomeru dodaním doplnkových N hnojív. Sekundárnym zdrojom POH je maštaľný hnoj, ktorého v súčasnosti produkujeme kvôli nízkym stavom HD mizerne málo, ale aj vyzretý kompost či medziplodiny. Z dostupných zdrojov je zjavné, že po roku od aplikácie rovnakého množstva organických látok (OL) v maštaľnom hnoji, slame, zelenom hnojení či hnojovici, bol najvyšší zvyšok OL  po maštaľnom hnoji- takmer 3-krát vyšší ako v slame, 6-krát vyšší ako v zelenom hnojení a 8-krát vyšší ako v hnojovici. Najlepším zdrojom sekundárnej organickej hmoty je teda stále vyzretý kvalitný MH, ku ktorému môžeme pričleniť alternatívne aj kvalitný kompost. Pri revitalizácii pôdneho prostredia nesmieme zabudnúť ani na úpravu pôdnej reakcie, ktorá výrazne a významne ovplyvňuje rast a vývin rastlín. Pôdnu reakciu je potrebné prispôsobiť nárokom pestovaných plodín a skutočnosti, že príjem dominantnej časti živín je najvyšší v neutrálnej oblasti pH. Interval pH, pri ktorom pôdna reakcia nevystupuje ako faktor obmedzujúci úrody, má pri plodinách rozdielny rozsah optima – jeho udržiavanie je rovnako podmienkou efektívneho využitia biologického potenciálu pestovaných plodín. Netreba zabúdať ani na skutočnosť, že pH má významný vzťah aj k rozvoju pôdnych mikroorganizmov, ktoré najväčšiu akceleráciu rozvoja dosahujú práve v neutrálnej oblasti pôdnej reakcie.

Na efektívne využitie biologického potenciálu plodín má cez faktor prostredia pôdy významný vplyv aj agrotechnika, pri ktorej ide o súhrn zásad a opatrení na obrábanie pôdy a pestovanie poľnohospodárskych plodín od prípravy až po zber úrody. Dôležitá je technologická a agronomická disciplína, čo predstavuje vykonanie operácií načas, za vhodných podmienok a adekvátnym náradím, pričom je potrebné uplatniť racionalizáciu opatrení.

Pertraktovaným fenoménom je zhutnenie pôdy (pedokompakcia, utlačenie). Ide o proces, kedy sa elementárne pôdne častice k sebe tesnejšie približujú čím dochádza k objemovým zmenám pôdy, úbytku pôdneho vzduchu, zvýšeniu objemu kapilárnych pórov atď. Príčiny sú jednak primárne (genetické) – všeobecne zrnitostne ťažšie pôdy sú náchylnejšie na utlačenie a sekundárne – spôsobené neadekvátnou ľudskou činnosťou (tlak mechanizácie a náradia, osevné postupy bez VRK, nedostatočný prísun OH). Dôvodom zhutnenia je aj skutočnosť, že podornica je vlhkejšia a zvyčajne obsahuje menej organickej hmoty, čoho dôsledkom je jej vyššia náchylnosť na utlačenie. Riešením je celková revitalizácia pôdy, zahŕňajúca systém či komplex opatrení (agrotechnické, chemické, biologické), čo je dávno známe z minulosti. V súčasnosti sú veľmi populárne hĺbkové agrotechnické zásahy náradím špecifikovaným ako dlátový pluh. Reálne ide o stredne hlboký zásah do pôdy  – do 0,45 m, v minulosti definovaný ako dlátovanie pôdy, teda nič nové pod slnkom. Prínosom je však agregácia dlát s hrotovými valcami a ďalším tanierovým či kotúčovým náradím. Netreba však zabúdať, že nedostatky v technológii hospodárenia sa nevyriešia aplikáciou tohto opatrenia či jeho častejším používaním. Ak nedodržíme ďalšie zásady, ako je kompenzácia strát POH v dôsledku vyššej mineralizácie aj spodných častí pôdneho profilu, vápnenie, vhodný osevný postup, teda tzv. stabilizačné opatrenia, hrozí degradácia pôdnych vlastností. Problémom je aj strata efektu hĺbkového opatrenia v prípade následných prejazdov a aplikácie ďalších opatrení spojených napr. s vápnením či „doprípravou“ pôdy napr. pred sejbou repky. 

 

 

Ako je možné zhodnotiť nastavenú technológiu hospodárenia a jej vplyv na pôdne vlastnosti a pestované rastliny? Teda aká je komunikácia (úroveň vzťahov) v systéme PPAT? Pomerne jednoducho, a to nielen vizuálnym hodnotením nadzemnej časti porastu, ale aj otvorením pôdneho profilu, tzv. pôdnou sondou, na ktorej stene je možné všetky vyššie uvedené skutočnosti hodnotiť (obr. 3 a, b). Toto je nesporne parketa pôdoznalcov, ideálne s agronomickým vzdelaním, ktorých je, žiaľ, ako šafranu. Prvovýrobe by však takáto forma hodnotenia uplatňovanej technológie mohla určite pomôcť. Vizuálne hodnotíme morfologické vlastnosti pôdy ako štruktúra pôdy, jej pôvod, či je prirodzená alebo antropogénna, veľkosť, tvar, stupeň vývoja pôdnych agregátov. Ďalej vlhkosť pôdy, zrnitosť, konzistenciu, hĺbku pôdy aj fyziologickú, hĺbku humusového horizontu, prekorenenie, biologickú aktivitu, defekty (napr. kompakcia, pukliny, prítomnosť karbonátov…)

 

Štruktúra pôdy, ktorú takto hodnotíme, nie je priamo rastový faktor, ale ovplyvňuje prakticky všetky rastové faktory -zásobovanie pôdy a rastlín vodou, prevzdušnenie pôdy  (aeráciu), využívanie a prijateľnosť živín, mikrobiálnu aktivitu, dýchanie a rast koreňov… 

 

 

Nepriaznivá štruktúra pôdy sa často stáva limitom dosahovania úspešnej produkcie plodín, naopak dobrá a vodostála štruktúra pôdy napomáha rastovým faktorom pôsobiť v optimálnej výkonnosti. Pôda by mala byť kyprá, má obsahovať 75 % agregátov guľovitého tvaru veľkých 1 – 10 mm, ktoré sú vodostále, čo je jedna z častí definície najúrodnejšej pôdy. Štruktúra pôdy je ukazovateľom kultúrneho stavu pôdy, kľúčovým ukazovateľom pôdnej úrodnosti! Dobrá štruktúra je stále základom celého hospodárenia na pôde a od jej kvality závisí úspech všetkých ostatných opatrení, čo tvrdia viacerí autori! Za agronomicky cennú štruktúru pôdy považujeme veľkostnú skupinu agregátov 1 – 10 mm, najcennejšiu 1 – 3 (5) mm. Medzi činitele spôsobujúce vznik a rozpad pôdnej štruktúry zaraďujeme íl, rastliny a rastlinné zvyšky, mikroorganizmy, organické zlúčeniny a cementačné látky, výmenné katióny, vodu, zamŕzanie pôdy, agrotechniku – pozor na aktívne náradie, ktoré pôdnu štruktúru degraduje a samozrejme vápnik, ako najúčinnejší chemický prvok pri tvorbe pôdnej štruktúry s vodostálymi agregátmi. Pôdne zlepšovače (kondicionéry), ktoré sú dnes dostupné na trhu ako pomocné pôdne látky na báze uhličitanov napomáhajú tvorbe pôdnej štruktúry, ktorá však nie je vodostála. Ide o tzv. pseudoštruktúru, ktorej priaznivý efekt sa pri optimálnych podmienkach prejaví v danom ročníku. Rozdiely medzi pôdami so štruktúrnou a štruktúrne degradovanou ornicou sú zjavné. Kým pôdy so štruktúrnou ornicou majú napr. menšiu súdržnosť a ľahšiu obrábateľnosť, dobrú retenčnú schopnosť, keď až 85 % zo zrážok zasiakne, dobrú priepustnosť, optimálne prevzdušnenie, dobrú záhrevnosť, primeranú biologickú aktivitu a priaznivú výživu rastlín. Naproti tomu pôdy s degradovanou štruktúrou ornice majú väčšiu súdržnosť, ťažšie sa obrábajú s vyššími energetickými vstupmi, retenčná schopnosť je zlá, len 15 % vody zo zrážok zasiakne Majú zlú priepustnosť, sú náchylné na tvorbu prísušku, aerácia je nedostatočná, záhrevnosť na jar je zlá kvôli vyššiemu obsahu vody, biologická činnosť je utlmená, výživa rastlín je nízka, ale náchylnosť na eróziu je podstatne vyššia. Výsledkom priaznivej štruktúry pôdy, predovšetkým v ornici, je dosahovanie dobrej a stálej výšky úrod menej závislej od množstva zrážok. Výsledkom degradovanej štruktúry pôdy v ornici je naopak dosahovanie silne kolísajúcich úrod podľa množstva zrážok. Priaznivé výsledky v úrodách sa dosahujú častokrát iba pri priaznivom rozdelení zrážok počas vegetácie, čo je vidno aj v ostatnom období. Riešením pre efektívnejšie využitie biologického potenciálu pestovaných odrôd plodín z faktorov prostredia sa teda javí optimalizácia pôdnych podmienok (komplexné optimalizovanie technológie hospodárenia) – revitalizácia poľnohospodárskej pôdy, čo zabezpečí zvýšené využitie produkčného potenciálu pôdy – zvýšenie využitia biologického potenciálu pestovaných odrôd a v konečnom dôsledku zvýšenú produkciu / rentabilitu (obr. 4). Zvýšená starostlivosť o kvalitu vzťahov a komunikáciu v produkčnom procese poľných plodín bude znamenať aj docenenie produkčnej bázy poľnohospodárskeho podniku – úrodnosti pôdy, ktorá je rovnako dôležitá ako kvantita a kvalita úrod.

 

Autor: Ing. J. Halás, PhD., VÚPOP Prešov