Organická hmota v pôde je zložená z nerozložených rastlinných zvyškov, mikrobiálnych a živočíšnych látok a produktov ich rozkladu – rôzneho stupňa humifikácie i kondenzácie. Podiel nehumifikovanej časti z celkového množstva organických látok v pôde predstavuje 10 – 15 %.
Obsah humifikovanej a kondenzovanej zložky, ktorá je známa ako pôdny humus v našich pôdach v priemere dosahuje okolo 1,5 – 3,5 %, pritom zodpovedá za úrodnosť a produkčnú výkonnosť pôdy.
Humifikovaný produkt organických látok – humus, vytvorený syntetickou činnosťou mikroorganizmov, je zložený z rozpustných humusových látok a nerozpustného humínu. Humusové látky sú reprezentovane heterogénnou vysokomolekulárnou a polykondenzovanou humínovou kyselinou, ktorá je rozpustná v zásadách a nerozpustná v kyselinách, ďalej menej kondenzovanou fulvokyselinou rozpustnou ako v kyselinách, tak aj v zásadách a frakcie humínu nerozpustného v zásadách. Humín je v podstate denaturovaná forma redukovaných anhydridov huminových kyselín a fulvokyselín. Humusové látky nepatria medzi chemicky individuálne zlúčeniny, predstavujú polymérny organo-minerálny komplex vo forme koloidov, ktorý je zložený zo širokého spektra individuálnych zlúčenín ako lignín, chitín, fenoly, deriváty fenolu, celulóza, pektíny, bielkoviny, peptidy, aminokyseliny tvoriace štruktúrnu matricu humusu. Aromatická štruktúra lignínu určuje relatívne vysokú odolnosť humusu voči enzýmatickej hydrolýze.
Humusové látky vyskytujúce sa vo forme soli (humáty) vykazujú vlastnosti hydrofilných koloidov, sú prítomne v rôznych disperzných stavoch, podliehajú koagulácii a preto sú zodpovedné za tvorbu pôdnej štruktúry a určujú jej vlastnosti. Humus viaže značné množstvo vody a preto plní významnú úlohu pri zásobe vody a živín. Zodpovedá za oxido-redukčné vlastnosti, pufrovitosť a pH pôdy, sorpčnú kapacitu, vodný a tepelný režim, podieľa sa na zvetrávaní a pôdotvorných procesoch. Minerálne látky sú integrované s organickou zložkou vo forme organominerálného komplexu typu chelátov, čo predurčuje jeho schopnosť pre sorpčne a ióno–výmenné vlastnosti humusových látok. Vlastnosti chelátov umožňujú kovalentnou väzbou viazať makro a mikroelementy, určovať ich mobilitu v pôdnom prostredí a prijateľnosť porastom. Vyznačujú sa mimoriadne vysokou výmennou kapacitou, ktorá dosahuje 300 – 400 mekv/100 g humátu. Humus obsahuje všetky esenciálne prvky minerálnej výživy, najmä N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, ktoré sa do prostredia uvoľňujú v procese mineralizácie a špeciálne dusík vzniká enzymatickými reakciami amonizácie a nitrifikácie.
Pôdna organická hmota a špeciálne humus zodpovedá za chemické a fyzikálne vlastnosti pôdy, určuje úrodnosť pôdy a jej produkčnú výkonnosť.
Prítomnosť karboxylových a hydroxylových skupín fenolov a ďalších reaktívnych radikálov určuje schopnosť výmeny vodíkového iónu za ióny kovov. Prvkové zloženie humínových kyselín je nasledovné: 52 – 58 % obsah uhlíka, 3,3 – 4,8 % vodíka a 3,7 – 4,8 % dusíka. Rozmery agregovanej štruktúry humusu sú v rozmedzí 80 – 100.10-10 m. Poznáme viacej návrhov sumárneho vzorca prvkového zloženia humusových látok, podľa predstav Dragunova sumárny vzorec je nasledovný: C64 O26 H55 N4 .
Pre humusové kyseliny je charakteristický pomer medzi C:N ako 13,5 – 15,7, pre C:H je 11 – 18 a O:H je 8 – 10. Priaznivý pomer C:N naznačuje, že pri mineralizácii humusu dochádza k uvoľňovaniu anorganického dusíka. Existuje evidentná závislosť v pomere medzi C:N, ktorý na kyslých pôdach je vyšší ako na pôdach neutrálnych, čo súvisí s formovaním humínovej kyseliny, ktorej podiel dusíka narastá v závislosti od nárastu hodnoty pH. Humusové látky vykazujú stimulačný účinok na aktivitu oxido-redukčných procesov, aktivitu aldolázy, zvyšujú priepustnosť bunkovej steny a čiastočne inhibujú aktivitu amylázy a cyklus kys. citrónovej. Prítomnosť chinónou (oxidačný produkt dvojsýtnych fenolov) čiastočne pôsobí stimulačne na rast koreňov a nadzemných organov (nárast o 10 – 15 %), ktorý je porovnateľný s aktivitou auxínov.
Kultiváciou pôdy vytvárame aerobne podmienky, ktoré stimulujú oxidačné reakcie enzymatickej premeny organickej hmoty (s prevalenciou hydrolytických procesov,) sprevádzané uvoľňovaním predovšetkým dusíka a fosforu. Z osobných pozorovaní vyplýva poznatok, že počas 30 ročnej kultivácie parcely a pestovania obilnín, bez aplikácie organických hnojív v relácii s neobrábanou plochou (celina) došlo ku strate viac ako 70 t/ha organickej hmoty a pokles obsahu humusu o asi 1 %. Preto je dôležité pravidelne do pôdy zaorávať organickú hmotu vo forme maštaľného hnoja a kompostu, a tak zamedziť úbytku pôdneho humusu.
V ostatnej dobe viaceré firmy pestovateľom predkladajú priemyselné hnojivá, ale aj špeciálne preparáty, obohatené o humusové látky, pritom deklarujú ich obsah v hnojive na úrovni 0,3 %. Aplikácia hnojiva v dávke okolo 300 kg/ha umožňuje vnášať okolo 1 kg/ha humusových látok, čo je adekvátne 0,1 g na 1 m2. Uvedená dávka humusových látok z hľadiska riešenia zvýšenia obsahu humusu v pôde je bezvýznamná. Je potrebné si uvedomiť, že naše pôdy v závislosti od pôdneho typu vo vrstve do 0,3 m v priemere obsahujú od 70 tis. do 140 tis. kg organickej hmoty na 1 ha. Z uvedeného vyplýva, že podiel humusových látok, vnášaných do pôdy vo forme špeciálneho hnojiva v súvislosti s hmotou pôdneho prírodného humusu je astronomicky malý a preto nemôže predstavovať relevantný hmotný pozitívny účinok na deklarované produkčne procesy. Nepokladáme za logické a ekonomicky opodstatnené aplikovať produkty, ktoré sú prítomné v pôde vo viac ako 100 tisíc násobnom prebytku.
Závery a odporúčania pre pestovateľa:
- Pôdna organická hmota a špeciálne humus zodpovedá za chemické a fyzikálne vlastnosti pôdy, určuje úrodnosť pôdy a jej produkčnú výkonnosť. Preto pestovateľ uplatňovaním vhodných pestovateľských technológií môže cielene voliť také postupy, ktoré stabilizujú obsah humusu v pôde, eventuálne prispievajú k jeho nárastu. Pestovatelia dobre poznajú spôsoby riešenia, najmä aplikáciu organického hnojenia (maštaľný hnoj, komposty, zelené hnojenie). Tým, že naše pôdy sa vyznačujú evidentným deficitom humusu, ktorý je v rozsahu 1,5 – 3,5 %, je preto aplikácia humusových látok (i vo forme špeciálnych hnojív, či biopreparátov) mimoriadne aktuálna. Avšak dávky humusových látok zapracované do pôdy by mali byť minimálne na úrovni jednej tony na ha.
- Pri voľbe pestovateľských postupov je žiaduce vychádzať z poznatkov o vplyve pravidelného intenzívneho obrábania pôdy a vytvárania dobre prevzdušnenej a prekyprenej ornice na stimuláciu mineralizačnych procesov a dominanciu oxidačných reakcií enzymatickej transformácie organickej hmoty, čo môže vyvolať čiastočnú redukciu obsahu humusu. Naproti tomu minimalizované spôsoby obrábania pôsobia stimulačne na redukčne procesy, ktoré stimulujú humifikáciu a tvorbu humusu.
- Medzi významné opatrenia na procesy tvorby pôdneho humusu patrí pravidelné striedanie plodín, ktoré vyžadujú rozdielne agrotechnické spôsoby obrábania pôdy a ošetrovania plodín počas vegetácie. Z uvedeného dôvodu je žiaduce v osevnom postupe zaraďovať kultúru viacročných krmovín (najmä lucerny a ďateliny), ktorá vytvára priaznivé podmienky pre humifikáciu rastlinných zvyškov a tvorbu prijateľného dusíka vytvoreného činnosťou symbiotických nitrogénnych baktérií.
- Okrem voľby spôsobov obrábania pôdy medzi najúčinnejšie prostriedky zvyšovania obsahu humusu patrí zapracovanie organických hnojív vo forme maštaľného hnoja, kompostov, rašeliny, rastlinných zvyškov a tzv. zeleného hnojenia. Pri zaorávaní rastlinných zvyškov je žiaduce rešpektovať pomer medzi C:N, ktorý by nemal poklesnúť pod hodnotu 20. Pri širokom pomere, spôsobenom nízkym obsahom dusíka, v záujme eliminácie dusíkatej depresie je nevyhnutné organický substrát upraviť doplnkovou dávkou dusíka. V slame je veľmi široký pomer C:N ako 80 – 100 : 1, preto na zamedzenie dusíkatej depresie pestovaných plodín vyžaduje sa upravovať biomasu dusíkom. Napríklad pri zaorávaní 100 kg slamy na 1 ha sa odporúča aplikovať minimálne 1 kg dusíka.
- Pri aplikácii maštaľného hnoja a kompostu je nevyhnutné vychádzať z poznania, že N-látky v aeróbnych podmienkach podliehajú intenzívnej premene, čo spôsobuje znehodnotenie ich výživnej hodnoty, preto sa odporúča, aby hnojovo bolo ihneď zapravené do pôdy (maximálne do 48 h). Pokles výživnej účinnosti po jeho zaorávaní (v hod. a dňoch) je nasledovný : po 6 hod. dochádza ku poklesu o 16 %, po 1 dni o 21 % a po 4 dňoch o cca 36 %.
- Dávky maštaľného hnoja treba voliť v závislosti od pestovanej plodiny. V prípade pestovania obilnín sa odporúča dávka 20 t/ha, pre okopaniny a zeleninu 35 – 45 t/ha a pri pestovaní kukurice 30 – 35 t/ha. Vychádza sa z poznania, že výživná účinnosť maštaľného hnoja pretrváva maximálne 4 roky a na ľahkých pôdach kratšiu dobu. V prvom roku porast využije asi 50 % živín prítomných v hnojive, v druhom okolo 30 % a v treťom roku iba 12 %. Ráta sa s aplikáciou hnoja v štvor- ročných cykloch (prof. Ing. Václav Vaněk a kol.(2007) uvádzajú, že pri aplikácii 40 t/ha maštaľného hnoja v prvom roku porast má k dispozícii približne 48 kg/ha N, avšak po uplynutí troch rokov zostava po maštaľnom hnoji iba okolo 5 kg/ha N).
- Vysoká sorpčná kapacita humusových látok umožňuje ich využitie na prípravu špeciálnych hnojív s obsahom mikroživín. Humusové látky predstavujú ekologicky významnú náhradu syntetických chelátov typu EDTA, ktoré tvoria súčasť priemyselných hnojív s mikroelementmi.
Autor: prof. Ing. I. Michalík, DrSc., Nitra
