Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta. Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Bakalářská práce Brno 2013 Jiří Jelínek

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství a výživy rostlin Dynamika změn vybraných frakcí půdního draslíku na půdě zatížené aplikací hnojiv Vedoucí práce: Ing. Petr Škarpa, Ph.D. Vypracoval: Jiří Jelínek Brno 2013

3

4

5 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Dynamika změn vybraných frakcí půdního draslíku na půdě zatížené aplikací hnojiv vypracoval samostatně a použil jsem jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis.

6 Poděkování Rád bych poděkoval vedoucímu práce Ing. Petru Škarpovi, Ph.D., za odborné vedení, rady a pomoc při vypracování bakalářské práce. Děkuji také panu Jiřímu Ungrovi za měření zanalyzovaných vzorků. Dále bych chtěl poděkovat Ústřednímu kontrolnímu a zkušebnímu ústavu zemědělskému za odebrání a zapůjčení půdních vzorků, bez kterých by práce nemohla vzniknout.

7 Abstrakt Práce řeší problematiku dynamiky změn obsahu vodorozpustného draslíku, výměnného draslíku, přístupného draslíku a mobilní draselné rezervy v závislosti na dávce draselných hnojiv. Práce vychází z dlouhodobých stacionárních pokusů založených Ústředním kontrolním a zkušebním ústavem zemědělským. Vybrané lokality zastupují bramborářskou (Chrastava a Horažďovice) a řepařskou výrobní oblast (Žatec). Každé oblasti odpovídal odlišný osevní postup. Zařazeno bylo pět variant hnojení: s uvedenými dávkami draslíku v kg.ha -1 v bramborářské a řepařské výrobní oblasti: 1. Nehnojená kontrolní varianta, 2. chlévský hnůj (35; 35), 3. chlévský hnůj + N 1 P 1 K 1 (92; 86), 4. Chlévský hnůj + N 2 P 2 K 2 (125; 116), 5. chlévský hnůj + N 3 P 3 K 3 (166, 154). Analýza vybraných forem draslíku byla provedena z půdních vzorků odebraných letech 1982, 1987, 1995, 1998, 2002, 2006 a Vodorozpustný K byl statisticky průkazně silně ovlivněn hnojením, nejvýrazněji na lokalitě Žatec, kde podíl variability jeho obsahu dosáhl 63,8 %. Rovněž na obsah výměnného a přístupného draslíku mělo hnojení prokazatelný vliv. Jejich obsahy se se zvyšující se dávkou aplikovaných hnojiv signifikantně (p < 0,05) zvyšovaly na všech lokalitách. Nejnižší závislost na hnojení byla prokázána u mobilní draselné rezervy. Podíl hnojení na její celkové variabilitě se pohyboval v rozmezí 6,5 % (Horažďovice) 43,5 % (Žatec). Klíčová slova: draslík, hnojení, vodorozpustný draslík, výměnný draslík, přístupný draslík, mobilní draselná rezerva.

8 Abstract This bachelor thesis deals with the dynamic of the content changes of watersoluble potassium, exchangeable potassium, available potassium and the reserve of mobile potassium with the dependence on the dosage of the potassium fertilizer. The thesis is based on the long stationary experiments founded by the Central Institute for Supervising and Testing in Agriculture. The localities chosen for the experiment were the potato-growing region (Chrastava a Horažďovice) and the sugar beet growing region (Žatec). A different rotation of crops corresponded to each region. Five options of fertilization were included: With the potassium dosage in kg.ha -1 in a potato-growing region and in a sugar beet growing region: 1. A checking option without fertilization, 2. Farmyard manure (35; 35), 3. Farmyard manure + N 1 P 1 K 1 (92; 86), 4. Farmyard manure + N 2 P 2 K 2 (125; 116), 5. Farmyard manure + N 3 P 3 K 3 (166, 154). Statistically, exchangeable K was demonstratively strongly influenced by fertilization, the most significantly in Žatec locality, where the variability of its content reached 63.8 %. The content of exchangeable potassium and available potassium was influenced by fertilization as well. The content of both was increasing with the increased dosage of used fertilizers, significantly (p < 0.05) in all localities. The lowest dependence on the fertilization was proved with the reserve of mobile potassium. The influence of fertilization on its entire variability moved from the range of 6.5 % (Horažďovice) 43.5 % (Žatec). Key words: potassium, fertilization, watersoluble potassium, exchangeable potassium, available potassium, the reserve of mobile potassium.

9 Obsah 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Draslík v přírodě Draslík v půdě Fixace draslíku v půdě Formy draslíku v půdě Vodorozpustný draslík Draslík výměnný Mobilní draselná rezerva Hnojení draslíkem v ČR Draselná hnojiva Chloridová forma Síranová forma Uhličitanová forma Zásady používání draselných hnojiv MATERIÁL A METODIKA Charakteristika pokusných lokalit Horažďovice Chrastava Žatec Schéma pokusu Analytické metody Analýza půd Vodorozpustný draslík Přístupný draslík Výměnný draslík Mobilní draselná rezerva Statistické hodnocení... 36

10 5 VÝSLEDKY A DISKUZE Horažďovice Vodorozpustný draslík Výměnný a přístupný draslík Mobilní draselná rezerva Chrastava Vodorozpustný draslík Výměnný a přístupný draslík Mobilní draselná rezerva Žatec Vodorozpustný draslík Výměnný a přístupný draslík Mobilní draselná rezerva ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK PŘÍLOHY... 64

11 1 ÚVOD Úrodnost půdy je definována jako schopnost půdy zajistit rostlinám optimální podmínky pro růst a vývoj pro dosažení požadovaného výnosu a kvality produkce. Jedním ze základních faktorů jejího udržení je zabezpečení optimálního živného režimu půdy. V současné době se však úrodnost půd snižuje vlivem nedostatečného hnojení statkovými a minerálními hnojivy. To se projevuje poklesem obsahu přístupných forem živin a okyselováním půd. Z tohoto důvodu je potřeba zajistit hnojařská opatření, která přinesou potřebnou zásobu přístupných živin pro rostliny a tím zabezpečí rentabilní produkci pěstovaných plodin. To zajistíme dodáním takového množství živiny, které pěstovaná plodina potřebuje na tvorbu výnosu. Biogenní živiny jsou látky, které jsou pro rostlinu nepostradatelné pro udržení životních funkcí a důležité v souvislosti s produkcí rostlinné hmoty. Rostliny je přijímají především kořeny z půdního roztoku. Draslík řadíme mezi nejdůležitější biogenní prvky z pohledu kvantitativního a kvalitativního. Pro stanovení jeho optimální dávky se využívají půdní rozbory (agrochemické zkoušení zemědělských půd). Tyto analýzy spolehlivě a včas určí, zda je půda dostatečně zásobena živinami pro zajištění dobrého výnosu, či nikoliv. Stanovení vhodné intenzity hnojení, pro dosažení optimální půdní zásoby přijatelných a přístupných forem K nepostradatelných pro výživu rostlin, vychází z informací, které nám poskytují dlouhodobé pokusy založené v bramborářské a řepařské výrobní oblasti. Prezentovaný výzkum posuzoval účinek hnojení na obsah vybraných forem draslíku. 10

12 2 CÍL PRÁCE Předkládaná bakalářská práce řeší problematiku dynamiky změn obsahu vodorozpustného K, výměnného K, přístupného K a mobilní K rezervy v závislosti na dávce draselných hnojiv. Řešení tématu vychází z rozborů půd odebraných v rámci dlouhodobých stacionárních pokusů založených Ústředním kontrolním a zkušebním ústavem zemědělským (ÚKZÚZ). Konkrétní cíle práce byly stanoveny takto: Sledovat vliv stupňovaných dávek organických a minerálních hnojiv na změnu obsahu vodorozpustného draslíku. Sledovat vliv stupňovaných dávek organických a minerálních hnojiv na změnu obsahů výměnné a přístupné formy draslíku. Sledovat vliv stupňovaných dávek organických a minerálních hnojiv na změnu obsahu mobilní draselné rezervy. 11

13 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Draslík v přírodě Draslík je chemický prvek, který patří do I. A skupiny a 4. periody tabulky prvků. Tato skupina se nazývá alkalické kovy, kam řadíme následující prvky: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Draslík izoloval Humphry Davy v roce 1907 elektrolýzou roztaveného KOH (Greenwood a Earnshaw, 1993). Draslík je měkký, stříbrnobílý kov, tající při nízkých teplotách. Tvoří krystaly s prostorově centrovanými kubickými mřížkami. Polanski a Smulikowski (1978) uvádí, že draslík je sedmým nejtěžším prvkem v zemské kůře. V magmatických procesech je draslík ve výškové krystalizaci přede všemi prvky, vchází do složení primárního draselného živce K[Al 2 Si 3 O 8 ], což je nejdůležitější minerál, ve kterém se draslík vyskytuje. Při magmatické diferenciaci se hromadí v posledních produktech, a to v pegmatitech a granitech. Při vysoké teplotě se z bazického magmatu bohatého na draslík uvolňuje leucit (KNa)[AlSi 2 O 6 ], který se může v tomto magmatu hromadit ve velké míře. Leucitové horniny, které patří mezi primární magmatické diferenciační produkty, mohou obsahovat vysoké množství draslíku (až 12% K 2 O). Tento typ hornin se však v zemské kůře vyskytuje pouze velmi zřídka. Atomové vlastnosti draslíku uvádí tabulka 1, fyzikální vlastnosti pak tabulka 2. Tabulka 1. Atomové vlastnosti draslíku (Greenwood a Earnshaw, 1993). Vlastnost Hodnota Atomové číslo 19 Počet přírodních izotopů radioaktivní Atomová hmotnost 39,0983 Elektronová konfigurace [Ar] 4s 1 Ionizační energie 418,6 kj.mol -1 ΔHº dis /kj.mol -1 (M 2 ) 49,9 Poloměr kovu 227 pm Iontový poloměr (pro koordinační číslo 6) 138 pm Eº/V pro M + (aq) + e - M(s) -2,925 12

14 Tabulka 2. Fyzikální vlastnosti draslíku (Greenwood a Earnshaw, 1993). Vlastnost Hodnota Teplota tání 63,2 ºC Teplota varu 765,5 ºC Hustota (20 ºC) 0,856 g.cm -3 Tvrdost 0,4 Draslík je v půdě zastoupený třemi izotopy 39 K, 40 K a 41 K v procentuálním poměru 93,08 : 0,11 : 6,81 (Březina et al., 1986). Izotop 40 K má radioaktivní účinky (β-záření) s dlouhým poločasem rozpadu, který je 1, roku. Polanski a Smulikowski (1978) uvádí, že poločas rozpadu izotopu 40 K je 1,3 miliardy let. Dále existují v přírodě umělé izotopy draslíku, 37 K, 38 K, 42 K, 43 K a 44 K, které jsou však velmi nestabilní (Březina et al., 1986). Praktické využití má pouze izotop 42 K, avšak to je omezeno krátkým poločasem rozpadu asi 12,5 hodiny (Ludík, 1971). Draslík má velký iontový poloměr a malý hydratační obal oproti ostatním kationtům. V přírodě se čistý draslík nevyskytuje (Bujnovský et al., 1994; Torma, 1999), zato je velmi rozšířený ve sloučeninách, jako jsou např. křemičitany, sírany, uhličitany, chloridy, fosforečnany. Především se vyskytuje jako chlorid (sylvín) KCl, podvojný chlorid (karnalit) KCl.MgCl 2.6H 2 O a bezvodý síran (langbeinit) K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 (Greenwood a Earnshaw, 1993). Draslík je radioaktivní prvek, jeho izotopy mají tak dlouhý poločas rozpadu, že se relativní atomová hmotnost nemění. Nízká ionizační energie a velký rozměr dávají draslíku jeho charakteristické vlastnosti. Poloměry a hydratační čísla některých iontů uvádí tabulka 3. Tabulka 3. Poloměry a hydratační čísla některých iontů (Munson, 1968). Kationt Hydratační číslo Poloměr hydratovaného iontu (nm) Li+ 6 1,003 Na+ 4 0,790 K+ 2,5 0,532 NH4+ - 0,537 Mg ,540 Ca ,480 13

15 Greenwood a Earnshaw (1993) uvádí, že efektivní iontový poloměr draslíku pro dané oxidační číslo K I je 138 pm. Tabulka 4 uvádí atomové poloměry alkalických kovů dle Vacíka et al. (1999). Dle Greenwooda a Earnshawa (1993) jsou poloměry iontů zobrazeny v tabulce 5. Nízká teplota tání a varu, hustota a malé výparní, disociační a sublimační teplo jsou dány slabou vazbou jednoho valenčního elektronu. Draslík má extrémně vysokou tepelnou a elektrickou vodivost. Charakteristicky barví plamen do fialova, což odpovídá vlnové délce 766,5 nm. Vysokou chemickou reaktivitu lze zdůvodnit velkou ochotou elektronu ns 1 tvořit vazby. Tabulka 4. Atomový poloměr alkalických kovů (Vacík et al., 1999). Kationt Poloměr (pm) Li 152 Na 186 K 227 Rb 248 Cs 265 Oxidační číslo draslíku ve sloučeninách nepřekročí hodnotu I z důvodu vysoké ionizační energie druhého stupně. Kov je na čerstvém řezu velmi lesklý, vlivem reagování s kyslíkem a vlhkostí se lesk na vzduchu rychle ztrácí. Draslík dobře reaguje s protonovými donory, jako jsou alkoholy, plynný amoniak, alkiny a vodík. S halogeny reaguje velmi prudce až explozivně. Působí silně redukčně na některé halogenidy a oxidy, proto se mohou použít na výrobu velké škály kovů a slitin. Typickým rysem draslíku a i všech alkalických kovů je snadná rozpustnost v kapalném amoniaku, tento roztok je jasně modrý, má neobvyklé vlastnosti a je nestabilní (Greenwood a Earnshaw, 1993). Tabulka 5. Poloměr iontů alkalických kovů (Greenwood a Earnshaw, 1993). Iont Poloměr (pm) Li Na K Rb Cs

16 3.2 Draslík v půdě Obsah draslíku v zemské kůře je přibližně 23 g.kg -1 půdy, což představuje 2,3 %. Madaras et al. (2012) uvádí průměrný obsah draslíku v litosféře 2,6 %. V půdě se obsah celkového draslíku nachází v poměrně širokém rozpětí od 0,1 do 4,0 % (Fecenko a Ložek, 2000), dle Madarase et al. (2012) se jeho obsah pohybuje od 0,1 do 3,0 %. Závisí také na druhu půdy, např. v písčitých až rašelinových půdách je obsah nízký (0,15 0,30 %), naproti tomu jílovité půdy mají draslíku poměrné více, až kolem 4 %. Ryant et al. (2003) uvádí, že nejvíce draslíku obsahují půdy obdělávané v mírném pásmu. Množství draslíku v půdě je závislé na mateční hornině, ze které půda vznikla. Dle Fecenka a Ložka (2000) obsahují trachty 3 5 % K, žuly a ruly 4 6 % K, opuky, pískovce, vápence 0,2 1,0 % K. Jandák et al. (2001) uvádí, že draslík je v půdě značně pohyblivý, více než vápník a hořčík, také má labilnější vazbu a hromadí se v zasolených půdách. Fecenko a Ložek (2000) ve své publikaci uvádí, že hlavním zdrojem draslíku pro rostliny, kromě draselných hnojiv, je draslík uvolňovaný zvětráváním minerálů s vyšším obsahem draslíku, např. ze slíd, živců a jílových minerálů, hlavně typu 2 : 1, především illitu a glaukonitu (Rich, 1968). Madaras et al. (2012) uvádí, že K se lokálně vyskytuje také v dalších minerálech, např. v amfibolitech. Tyto minerály mohou být zděděné z mateční horniny nebo nově vytvořené. Původní tvoří především slídy, primární živce, sekundární smíšeněvrstevné minerály, např. illit, smektit z břidlic. Zástupci nově vytvořených jsou hlavně sekundární smíšeněvrstevné minerály, např. smektit, vermikulit. Rychlost zvětrávání minerálů závisí především na jejich struktuře a pevnosti krystalické mřížky. Z celkového množství K v půdě je více než 98 % vázáno v půdních minerálech a jenom méně než 2 % se nachází v půdní organické hmotě, ve výměnné formě nebo půdním roztoku (Madaras et al., 2012). Dynamika jednotlivých forem draslíku v půdě vede k ustavení rovnovážného stavu mezi nevýměnným, výměnným a vodorozpustným draslíkem (Jurčík, 1978). Rovnovážný stav těchto forem draslíku je narušován odběrem rostlinami, hnojením, vyplavováním. Pokaždé se znovu ustavuje do rovnovážného stavu. Rostliny přijímají draslík ve formě K + z půdního roztoku nebo kontaktní výměnou ze sorpčního komplexu. Roční odběr draslíku z půdy rostlinami se pohybuje okolo 60 až 300 kg.ha -1 K 2 O (v závislosti na druhu plodiny a půdních podmínkách). 15

17 Pro optimalizaci draslíku v půdě je nutné znát obsah přístupného draslíku pro rostliny, stanoveného při agrochemickém zkoušení zemědělských půd, dále obsah výměnného draslíku a fixovaného v jílových minerálech. Rostliny dokáží využít draslík přístupný, výměnný i vodorozpustný. Draslík fixovaný v jílových minerálech nedokáží využít, tato forma tvoří zásobu pro rostliny. Jílové minerály dokáží draslík rostlinám znepřístupnit. Vysoký obsah volného K v půdním roztoku zvyšuje jeho koncentraci. Tím škodí kořenům rostlin a je snadno vyplavitelný z půdy. Na lehkých a středně těžkých půdách přechází větší část K do půdního roztoku a méně se váže na sorpční komplex a na jílové minerály. K optimalizaci K v půdě jsou potřebné nižší dávky draselného hnojiva (Bedrna a Lopatník, 1982). Draslík vázaný v jílových minerálech nemá velký vliv na optimalizaci obsahu K v půdě. Na druhově těžších půdách použijeme vyšší dávku draselných hnojiv, neboť větší část se váže na sorpční komplex a na jílové minerály a tím se snižují ztráty vyluhováním Fixace draslíku v půdě Fixací draslíku máme na mysli schopnost půd vázat rozpustný nebo výměnný K do nevýměnných forem (Baier, Baierová, 1985). Fixace je založena na vnikání K + do otevřených mezivrstev krystalické mřížky minerálů, čímž jsou ionty pevně vázány. Stupeň fixace ovlivňuje více faktorů: hustota negativních nábojů na povrchu a v mezivrstvách příslušného minerálu, dále koncentrace K + iontů v půdním roztoku, vlhkost, ph, obsah organických látek a sorpční kapacita půdy (Fecenko a Ložek, 2000). Při dlouhodobějším odčerpávání draslíku z půdy se snižuje obsah jeho forem v tomto pořadí: nejprve je odebírána výměnná forma poutaná na povrchu minerálů, potom výměnná forma na okraji lamel a jako poslední se odčerpává draslík fixovaný v meziprostorech jílových minerálů. Dodáme-li draslík do půdy, nejprve se silně fixuje v mezivrstvách minerálů, takto fixovaný je málo dostupný pro rostliny. Po nasycení mezivrstev je další K dostupný pro rostliny. Fixace je ovlivňována také vlhkostí a teplotou půdy. Baier a Baierová (1985) uvádí, že suchá půda poutá až dvojnásobné množství K + než půda vlhká. Fixaci za sucha způsobuje montmorillonit, za vlhka ji způsobuje hlavně bobtnající vermikulit a illit. Stoupající teplota půdy zvyšuje fixaci draslíku. Množství fixovaného draslíku je na některých půdách vysoké, 16

18 několikanásobně vyšší než množství výměnného K (Baier, Baierová, 1985). Fixovaný draslík je významným zdrojem pro rostliny pouze v případě, že je půda schopna tento K uvolnit do přístupného stavu, využití tohoto draslíku také ovlivňuje schopnost rostlin si ho osvojit. Draslík fixovaný na organickou hmotu zaujímá jen nepatrný podíl celkové zásoby, jde především o vazbu na mikroorganismy (25 50 kg K.ha -1 ). Jako fixovaný draslík označujeme jenom tu část, která se dostala do meziprostor minerálů až druhotně. Fixace draslíku v půdě je nežádoucím jevem, protože se tím znepřístupňuje draslík rostlinám. Kladnou stránkou fixace je zadržování K v půdě a zabránění jeho vyplavení (Fecenko a Ložek, 2000). 3.3 Formy draslíku v půdě Celkový obsah draslíku v půdě je vyšší než obsah fosforu a dusíku, mění se v závislosti na podmínkách. Draslík se v půdě nachází v různých formách (obrázek 1) s odlišnou pevností vazby a rozdílnou přístupností pro rostliny. Můžeme rozlišit tři formy půdního draslíku: draslík vodorozpustný, draslík výměnný, draslík nevýměnný. Rostlinám je přímo přístupná jenom vodorozpustná forma draslíku a draslík sorbovaný na povrchu koloidních částic. Podíl těchto forem je poměrně malý a zaujímá cca 1 2 % z celkového množství draslíku (Bujnovský et al., 1994). Draslík nevýměnný se nachází v primárních a sekundárních minerálech (Vaněk et al., 2007). 17

19 Obrázek 1. Formy draslíku v půdě (Ryant et al., 2003) Vodorozpustný draslík Fecenko a Ložek (2000) uvádí, že množství vodorozpustného draslíku v půdě se pohybuje okolo 0,2 % z celkového draslíku a 1 20 % z výměnné formy. Tvoří součást půdního roztoku. Při normální půdní vlhkosti je zastoupen především draselnými solemi KCl, K 2 SO 4, K 2 CO 3, KNO 3 (Ryant, 2003). Dle Madarase et al. (2012) je koncentrace K + v půdním roztoku velmi nízká a dosahuje podílu méně než 0,3 % z celkové zásoby K a 1 10 % z výměnného K. Jurčík (1978) ve své práci uvádí, že vodorozpustného draslíku se v půdách nachází poměrně méně než vápníku a hořčíku. Obsah vodorozpustné formy K ovlivňuje množství vody v půdě, typ jílových minerálů, druh a koncentrace jiných kationtů. Během vegetace se jeho množství mění odčerpáváním K + rostlinami a přidáváním v podobě hnojiv. Hnojení, osevní postup a půdní zvětrávání má významný vliv na koncentraci vodorozpustného draslíku (Syers, 1998). Vzniku vodorozpustné formy draslíku v půdě napomáhá jeho přechodu do půdního roztoku. Velkou měrou k tomu přispívají kořeny rostlin, které rozrušují minerály (Kundler, 1970). Obsah vodorozpustného draslíku v půdě kladně koreluje s obsahem draslíku výměnného, přičemž obě formy jsou v dynamické rovnováze (Jurčík, 1978). 18

20 Vodorozpustný podíl snadno podléhá vyplavování a je nejlabilnější draselnou formou. Fecenko a Ložek (2000) uvádí, že ztráty vodorozpustného draslíku vyplavováním nebo povrchovým smyvem dosahují až 60 kg.ha -1 K. Na omezení vertikální migrace kladně působí obsah koloidních látek, zejména pak jílové minerály a organické koloidy. Vodorozpustná forma K je lehce přijatelná rostlinami (Jurčík, 1978) Draslík výměnný Ionty K + jsou na půdních koloidech vázáné fyzikálně-chemickou sorpcí, roztoky neutrálních solí mohou být odtud vytěsněny. Tuto formu draslíku nelze přesněji definovat vzhledem k tomu, že neexistuje přesná hranice mezi vodorozpustným a výměnným draslíkem (Jurčík, 1978). Různými neutrálními solemi (např. amonným iontem NH + 4 ) je vytěsněno rozdílné množství K + a dosáhne se pouze určitého rovnovážného stavu. Výměnný draslík se vyskytuje především na povrchu slíd a v mezivrství smektitů a vermikulitů (Madaras et al., 2012). Výměnný draslík se váže hlavně na jemné organické frakce půdy. Obsah výměnného draslíku závisí na druhu půdy, hnojení, stupni zvětrávání, na vodním režimu, minerálním složení půdy, reakci půdy a koncentraci ostatních iontů. Jurčík (1978) uvádí, že výměnný draslík představuje pouze asi 0,8 % (u písčitých půd) a až 3 % (u půd humózních černozemě) z veškerého draslíku v půdě. Dle Fecenka a Ložka (2000) zaujímá výměnná forma asi 1 5 % z celkového obsahu draslíku. Množství výměnného draslíku u různých druhů půd kolísá, v těžkých půdách je vysoká hodnota výměnné formy ( mg.kg -1 K), na lehkých půdách se hodnota pohybuje v nižším rozmezí mg.kg -1 K (Fecenko a Ložek, 2000). Pevnost vazby výměnného draslíku na půdní koloidy stoupá s klesajícím obsahem výměnné formy draslíku v půdě, proto nejsou rostliny schopny přijmout veškerý výměnně vázaný draslík. Rozdílnost pevnosti vazby výměnně poutaných K + je vysvětlována jejich odlišným umístěním na krystalech jílových minerálů, a to buď na povrchu, nebo v mezivrstvách na jejich rozích a hranách (Jurčík, 1978). Při extrakci půdy roztokem neutrální soli nepřechází do roztoku jen výměnné K +, ale i obtížně výměnné K + vázané v okrajových částech jílových minerálů. Pevnost vazby K + na povrchu jílových minerálů se vyjadřuje stanovením tzv. K/Ca 19

21 potenciálu. Při konstantním K/Ca potenciálu může být růst rostlin velmi rozdílný. Za mnohem významnější v tomto směru považujeme proto aktivitu K + a Ca 2+ v živném prostředí (Jurčík, 1978). Pro rostliny má výměnný draslík velký význam, protože fyzikálně-chemicky vázané K + jsou snadno přijatelné, nezvyšují koncentraci solí a nevyplavují se (Richter, Hlušek, 1994). V průběhu vegetace se obsah výměnného a rozpustného K v půdě snižuje, neboť ho rostliny odebírají kontaktní výměnou za H +, nebo nepřímo přes rovnovážný stav draslíku v půdním roztoku a draslíkem výměnným. Takto odebraný výměnný draslík je do určité míry nahrazen z obtížněji přístupných forem (Fecenko a Ložek, 2000). Obsah výměnného draslíku se stanovuje výluhem Mehlich III. Od zjištěné hodnoty odečteme hodnotu draslíku vodorozpustného Mobilní draselná rezerva Mobilní draselná rezerva je draslík vyextrahovaný z půdy převařením v 1M HNO 3 (Reitmeierova metoda). Dle Richtera et al. (1999) tvoří mobilní draselnou rezervu nevýměnný draslík, který může v krátké době přejít do forem přístupných pro rostliny. Formy draslíku, které řadíme do mobilní draselné rezervy, mohou rostliny čerpat po dobu 1 5 let. Tato forma zásoby představuje asi 4 6,5 % z celkového obsahu K v půdě, což je zhruba rozpětí mg.kg -1 půdy (Fecenko a Ložek, 2000). Torma (1999) uvádí, že nejčastější hodnoty mobilní draselné rezervy se pohybují v rozmezí mg.kg -1 a tvoří přibližně 6,5 % celkového obsahu draslíku. Tabulka 6 uvádí rozmezí od 450 do 1350 mg.kg -1 (Macháček et al., 2003). Velký vliv na obsah mobilní draselné rezervy má mineralogické složení a druh půdy. Tato forma draslíku v půdě je málo ovlivněna hnojením, zato však ve větší míře potencionální draselnou rezervou, především jílovými minerály a celkovým obsahem draslíku v půdě (Torma, 1999). 20

22 Tabulka 6. Zásobenost půd pro mobilní draselnou rezervu (Macháček et al., 2003). Mobilní draselná rezerva (mg.kg -1 půdy) Obsah Všechny Lehká Střední Těžká půdy Nízký do 450 do 560 do 640 do 570 Vyhovující Dobrý Vysoký Velmi vysoký nad 850 nad 1260 nad 1350 nad 1180 Rychlost uvolňování draslíku z interlamelárních prostor závisí na druhu jílového minerálu. Nejsnadněji se uvolňuje z nefelínu, biotitu, vermikulitu, hůře z muskovitu a jen částečně z mikroklinu (Bujnovský et al., 1994). Schéma poutání a fixace draslíku jílovými minerály znázorňuje obrázek 2. Obrázek 2. Schéma poutání a fixace draslíku a ostatních kationtů jílovým minerálem illitem (Ryant et al., 2003). 21

23 3.4 Hnojení draslíkem v ČR Množství draslíku odčerpané rostlinami a vyplavením je větší než množství živiny uvolněné zvětráváním a mineralizací. Z tohoto důvodu musíme při intenzivní zemědělské výrobě živiny do půdy doplňovat ve formě organických nebo minerálních hnojiv, abychom zajistili stálou úrodnost zemědělských půd. Dle Vaňka et al. (2007) bychom měli hnojením vytvořit a udržovat střední, tedy vyhovující obsah přístupných živin, který zajistí stabilní a minimálně průměrný výnos pěstované plodiny. Dávky hnojiva určujeme podle zásoby živiny v půdě a úrovně výnosu. Jednotlivé druhy rostlin nemají výrazně odlišné nároky na množství odebíraných živin z půdy, tudíž můžeme počítat s průměrným odběrem draslíku při určité struktuře pěstovaných plodin. Tabulka 7 udává hodnocení přijatelného draslíku v orné půdě a doporučené každoroční dávky draslíku v kg/ha. Tabulka 7. Hodnocení obsahu přijatelného draslíku v orné půdě (metoda Mehlich III) a doporučené každoroční dávky draslíku v kg/ha (Vaněk et al., 2007). Půda Doporučená dávka K při Lehká Střední Těžká výnosové úrovni obilnin (t/ha)* Obsah K v půdě ppm K (mg/kg) K kg/ha Nízký do 100 do 105 do Vyhovující Dobrý Vysoký (15)** (30) Velmi vysoký nad 380 nad 240 nad * Doporučené dávky jsou uvedeny pro běžné zastoupení plodin, tj. okolo 55 % obilnin a 20 % okopanin. V případě vyššího zastoupení okopanin je nutné zvýšit dávky K a naopak při jejich nižším zastoupení snížit. Při obsahu K v půdě blížícímu se hraničním hodnotám kategorie je vhodné použít doporučené dávky odpovídající vyššímu či nižšímu obsahu, např. při obsahu 180 mg/kg K ve střední půdě je vhodnější počítat při výnosové úrovni 5 t s vyšší dávkou K, tedy až 100 kg/ha K a naopak při obsahu okolo 300 mg/kg K můžeme hnojení draslíkem vynechat. ** Hnojí se jen při hodnotě spodní hranice kategorie obsahu K. Pokud je obsah draslíku v půdě vyhovující, doporučuje se hnojit do výše odběru rostlinami. Při nízkém obsahu jsou vhodné dávky vyšší pro postupné zvyšování zásoby draslíku v půdě. Naopak při vysokém obsahu živiny aplikujeme nižší dávku nebo nehnojíme určitou dobu vůbec, rostliny čerpají živinu ze zásob (Vaněk et al., 2007). Od roku 1999 se hodnotí obsah přístupného draslíku v pěti kategoriích. Je to obsah nízký, 22

24 vyhovující, dobrý, vysoký a velmi vysoký. Klesá podíl půd s vysokým obsahem a naproti tomu se zvyšuje podíl půd s vyhovujícím a nízkým obsahem draslíku (Čermák et al., 1999). Tento fakt znázorňuje obrázek 3. Obrázek 3. Výsledky agrochemického zkoušení zemědělských půd za období (ÚKZÚZ). Na speciálních druzích pozemků se stav násobenosti draslíkem zvýšil jen u chmelnic, toto zvýšení činí 21 mg.kg -1. Oproti tomu u ovocných sadů se obsah snížil o 17 mg.kg -1 a u vinic až o 21 mg.kg -1 (Klement, Sušil, 2009). 23

25 3.5 Draselná hnojiva Základní složkou draselných hnojiv je prvek I. A skupiny periodické tabulky prvků draslík. Duchoň (1962) uvádí, že ložiska draselných solí vznikla pravděpodobně frakcionovanou krystalizací mořské vody pravěkých oceánů za opakovaných mělčin. Základním zdrojem surovin pro výrobu draselných hnojiv jsou přírodní ložiska draselných solí, mezi které řadíme sylvin (KCl), karnalit (KCl.MgCl 2.6 H 2 O), kainit (KCl.MgSO 4.3 H 2 O), kieserit (MgSO 4.H 2 O) a (NaCl) kamennou sůl (Baier, Baierová 1985). Přírodní draselné soli mají pro agrochemické využití jednu nevýhodu, a to velmi nízký obsah draslíku (cca 9 %) a vysoký obsah chlóru. Vyrábí se z nich tedy koncentrovaná minerální hnojiva. Přírodní soli se nejprve zpracují rozemletím a rozpuštěním, následně se krystalizují pro zvýšení koncentrace K. Baier, Baierová (1985) uvádí, že surové draselné soli obsahují také nežádoucí složky, které odstraníme na základě různé rozpustnosti minerálů. Ve studené vodě se rozpouští chlorid hořečnatý (MgCl 2 ), ve studené i teplé vodě je dobře rozpustný chlorid sodný (NaCl), chlorid draselný (KCl) nejlépe odstraníme rozpuštěním v horké vodě. Fecenko a Ložek (2000) uvádí, že při moderním zpracování se odpařuje za zvýšeného tlaku, roztok tedy vře při 45 ºC. Zahuštěný roztok se rozstřikuje do ochlazovacích věží, kde chladne a vzniká příslušná sůl. Novějším způsobem výroby hnojiv je tzv. flotace, kdy se přidáním organických mastných amidů oddělí krystaly KCl. Duchoň (1962) ve své práci uvádí jeden ze způsobů výroby, např. síranu hořečnatodraselného, který je založen na reakci: 2 KCl + 2 MgSO H 2 O K 2 SO 4.MgSO 4.6 H 2 O + MgCl 2 Obvykle se nejdříve získá hořká sůl (MgSO 4. 7 H 2 O) z kieseritu, který zbývá po zpracování tvrdé soli. Pak se konverzí získaného síranu hořečnatodraselného s chloridem draselným vyrobí technicky čistý síran draselný (Duchoň, 1962): K 2 SO 4. MgSO 4 + 2KCl 2 K 2 SO 4 + MgCl 2 Z praktického hlediska dělíme draselná hnojiva podle vazby draslíku na příslušný aniont, buď na chlor (chloridová forma), nebo na síru (síranová forma), dále máme uhličitanovou formu, což je kapalné hnojivo (Richter, Hlušek, 1994). 24

26 3.5.1 Chloridová forma Draselný kationt K + se váže na chloridový aniont Cl -. Tato hnojiva nemůžeme používat ke hnojení plodin citlivých na chlór. Chloridová forma draselných hnojiv je značně kyselejší než síranová forma, tudíž okyseluje půdu (Baier, Baierová, 1985). Fecenko a Ložek (2000) uvádí, že surovinou pro výrobu chloridové formy draselných hnojiv jsou soli, které se vyskytují v KCl. Ionty chlóru se dobře vážou s vápníkem za vzniku chloridu vápenatého (CaCl 2 ) v neutrálních a zásaditých půdách. Chlorid vápenatý je dobře rozpustný ve vodě a lehce vyplavitelný z půdy. V kyselejších půdách se ionty chlóru (Cl - ) váží na ionty vodíku (H + ) za vzniku kyseliny chlorovodíkové (HCl). Do skupiny hnojiv chloridové formy patří draselná sůl 20%, 40%, 50%, 60%, chlorid draselný, kamex granulovaný, kainit, korn kali. Draselná sůl 20% je rozemletý alsaský silvinit, který obsahoval % draslíku. Má krystalickou formu, barva je načervenalá až bílá. Draselná sůl 40% se vyrábí drcením vysokoprocentních solí nebo zahušťováním rozpuštěných solí surových (Duchoň, 1948). Obsah draslíku je 40 %. Fecenko a Ložek (2000) uvádí ve své publikaci obsah 31,5 35,0 % K ve formě chloridu draselného a 33 % chloridu sodného. Chlór může mít až 53% zastoupení. Nejčastěji se vyskytuje v načervenalé až medově nažloutlé barvě, tvar je krystalický. Draselná sůl 50% obsahuje K v rozmezí 39,8 43,2 % ve formě chloridu draselného a % chloridu sodného. Celkové zastoupení Cl v hnojivu je 47 %. Sůl tvoří směs bílých až načervenalých krystalků (Fecenko a Ložek, 2000). Krystalická forma se nejčastěji používá na výrobu kapalných nebo směsných hnojiv. Toto hnojivo lze použít jak při předseťové přípravě, tak i při základním zpracování půdy (Vaněk, 2007). Draselná sůl 60% obsahuje 60 % K 2 O a 48 % Cl, je to hnojivo s univerzálním použitím s výjimkou plodin citlivých na chlór a nedoporučuje se aplikovat na těžší jílovité půdy. Aplikace je vhodná při základním zpracování půdy i při předseťové přípravě. Tato draselná sůl se vyrábí granulovaná, krystalická i prášková (Ryant et al., 2003). Chlorid draselný je technická sůl bílých krystalků obsahující 49,8 % K a 48 % chloru (Fecenko a Ložek, 2000). 25

27 Kamex granulovaný obsahuje 40 % K 2 O, 5 % MgO a 43 % Cl, je dobře rozpustný ve vodě. Je vhodný na půdy lehčí až střední s deficitem hořčíku. Vyrábí se ve formě granulované a práškové. Prášková forma má 40 % K 2 O a 4 % MgO (Ryant et al., 2003). Kainit označuje draselno-hořečnaté hnojivo (Vaněk, 2007), které obsahuje 11 % K 2 O, 5 % MgO a 4 % S. Barva hnojiva je bílá, šedá až načervenalá (Ryant et al., 2003). Některé výrobny dodávají kainit v barvě červenavé, aby se odlišil od ostatních draselných hnojiv (Duchoň, 1948). Hnojivo je dobře rozpustné ve vodě. Je poměrně hydroskopické, v práškové podobě se spéká v kusy, zatímco krystalické je odolnější (Duchoň, 1948). Aplikuje se při přípravě půdy, je vhodné na půdy s nízkým obsahem Mg a ke hnojení travních porostů, zvláště na plochách s přemnoženou ohnicí, kterou kainit hubí. Korn kali je draselná sůl s obsahem 40 % K 2 O a 6 % MgO. Do České republiky se dováží z Německa. Je vhodná ke hnojení pícnin na orné půdě a trvalých travních porostů (Richter, Hlušek, 1994) Síranová forma Kationt K + se váže na aniont síry S -, hnojiva jsou dobře rozpustná ve vodě. Do síranové formy řadíme síran draselný, kalimagnesia a reformkali. Síran draselný je v podstatě technicky čistý K 2 SO 4 (Duchoň, 1962), obsahuje 50 % K 2 O a 2 % Cl. Podle Richtera a Hluška (1994) vzniká podvojnými reakcemi MgSO 4 a KCl. Dle Fecenka a Ložka (2000) je obsah K 39,8 40 %, malý podíl hnojiva tvoří chlorid draselný, sodný, hořečnatý a síran vápenatý a hořečnatý. Protože tato forma hnojiv je určená ke hnojení rostlin citlivých na chlor, neměl by jeho obsah překročit hranici 2,5 %. Používá se ke hnojení chmelnic, vinohradů, brambor do krátkodobé zásoby a tam, kde chloridová forma není vhodná. Síran draselný se vyrábí jako granulovaná a prášková forma. Dodává se především volně ložený. Hnojivo je hydroskopické, proto se musí skladovat v suchých prostorech (Fecenko a Ložek, 2000). Síran hořečnato-draselný je známý také pod názvem kalimagnesia. Podstatou tohoto hnojiva je síran hořečnato-draselný K 2 SO 4.MgSO 4.6 H 2 O, obsahuje 30 % K 2 O, 10 % MgO a 17 % S. Dle Duchoně (1948) obsahuje kalimagnesia německá % čistého 26

28 draslíku a kalimagnesia polská 19 % čistého draslíku. Toto granulované hnojivo je vhodné ke hnojení vinic, zeleniny, brambor a dřevin. Účinek živin ovlivňuje půdní reakce. Reformkali obsahuje 21,58 % K v síranové a malou část K v chloridové formě a 26 % MgSO 4. Hnojivo je bílé až šedé barvy. Reformkali je vhodná forma ke hnojení chmele, vinic, sladovnického ječmene, brambor, vojtěšky. Může se aplikovat na všechny druhy půd, především na půdy s deficitem hořčíku (Fecenko a Ložek, 2000) Uhličitanová forma Do uhličitanové formy draselných hnojiv řadíme CK-sol a SK-sol. CK-sol je vodní roztok uhličitanu draselného K 2 CO 3. Obsahuje 26 % K 2 O. Je vhodný ke hnojení zeleniny, polních plodin i ovocných stromů. Kapalná forma umožňuje aplikaci na list během vegetace. Hnojivo SK-sol obsahuje 26 % K 2 O a 17 % S. Je to nažloutlá, čirá kapalina. Na výrobu hnojiva se používá thiosíran draselný a voda. Doporučuje se aplikovat k plodinám náročným na výživu draslíku a síry (olejniny, hořčice, chmel, cukrová řepa), protože SK-sol obsahuje vysoké koncentrace těchto živin. Nezastupitelnou funkci má v zahradnictví. Forma, ve které se nachází síra v hnojivu, má důležitou fungicidní funkci. Po aplikaci na list se S uvolňuje v koloidní formě a tím potlačuje šíření houbových chorob (Ryant et al., 2003) Zásady používání draselných hnojiv Fecenko a Ložek (2000) uvádí, že draselná hnojiva jsou fyziologicky kyselá a jejich chloridové formy odvádějí vápník a hořčík z půdy. Chlór se s vápníkem i s hořčíkem dobře váže, jejich sloučeniny jsou snadno rozpustné ve vodě a tím dochází k jejich vyplavování do spodních vod. Při aplikaci vyšších dávek chloridové formy draselných hnojiv se doporučuje také vápnění, neboť na vyvázání chloru je nutné velké množství vápníku (100 kg 40% draselné soli vyváže 40 kg CaO). Na vyplavení chloru 27

29 se spotřebuje velké množství vody, proto se na půdy s dobrou sorpční schopností doporučuje aplikace na podzim spolu s fosforečnými hnojivy. Chloridový typ draselných hnojiv není vhodný pro hnojení na list (Fecenko a Ložek, 2000). Sortiment draselných hnojiv uvádí tabulka 8. Tabulka 8. Přehled sortimentu draselných hnojiv (Fecenko a Ložek, 2000). Název hnojiva Obsah K Fyziologická Další živiny (% K 2 O) reakce 1. Síran draselný 41,5 (50) 17 % S Kyselá 2.Magnesia-silvinitkainit 11,5 (14) 40 % Cl, 3,5 % Mg, 5 % S Kyselá 3. Draselná sůl 40% 33,0 (40) 46 % Cl, 8,5 % Na Kyselá 4. Draselná sůl 50% 41,5 (50) 47 % Cl, stopy Mg, Ca, S Kyselá 5. Draselná sůl 60% 50,0 (60) 46 % Cl, stopy Mg, Ca, S Kyselá 6. Kamex 33,0 (40) 40 % Cl, 2,5 % Mg, 3 % S Kyselá 7. Reformkali 21,5 (26) 5 % Mg, 6,5 % S Kyselá 8. Kainit ,4 23,6 % Mg, 3 % S, (13 17) 17 % Na Kyselá Vedle koncentrovaných hnojiv draselných, rozpustných ve vodě, je možno zapojovat draslík do koloběhu i používáním horninových prachů a drtí, tříští z průmyslu kamene. Jedná se např. o prachy glaukonitů, čedičů, diabasů, kazivců a bazických vyvřelin vůbec, a to nejlépe jejich kompostováním buď v kompostech statkových, nebo i průmyslových, v nichž silikátové bakterie uvolňují draslík ze silikátů (Duchoň, 1962). Draslík je makroprvek nezbytný pro růst a vývoj rostlin. Podporuje asimilační schopnost chlorofylu, fotosyntézu transport elektronů v tylakoidních membránách chloroplastů (Vaněk et al., 2007) a rozvoj kořenové soustavy. Jeho vlivem se zvyšuje obsah cukrů v buňkách, které tak mají vyšší odolnost proti mrazu. Draslík dále zvyšuje odolnost stébel obilovin proti poléhání, což je důležité hlavně u sladovnického ječmene (Duchoň, 1962). Draslík má příznivý vliv na základní funkce rostlin a tím i na výnos a kvalitu produkce. Ovlivňuje obsah bílkovin, škrobu, cukrů a vitamínů (Vaněk et al., 2007). Příjem draslíku rostlinou pozitivně ovlivňuje přístup vzduchu, teplota půdy a intenzita osvětlení (Klement et al., 2012). Draselné hnojení vyžaduje zvláště cukrovka, brambory, ale i kukuřice na siláž, čekanka a ovocné stromy. Po aplikaci draselných hnojiv, i když jsou dobře rozpustná ve vodě, se doporučuje zapravení hnojiva do ornice převláčením nebo mělkou orbou pro lepší navázání na humusové komplexy. Draselné soli vysokoprocentní je nejlépe aplikovat asi 14 dní před setím, 28

30 kdežto kainity a sylvinitkainity pokud možno již před hlavní orbou, síranové typy pak lze dávat i při setí, popřípadě na list (Duchoň, 1962). V České republice se snižuje spotřeba draselných hnojiv, za posledních 20 let klesla o 56 kg K/ha/rok. Do roku 1980 činila dávka hnojiva 87 kg čisté živiny K 2 O/ha. Vlivem vyšších dávek hnojiva se zvýšil podíl půd s vyšším obsahem K na 20,6 %. To vedlo k nevhodnému poměru K : Mg. V současné době se málo hnojí organickými i minerálními hnojivy, což vede ke snížení obsahu přístupného K v půdě. Využívání minerálních a statkových hnojiv uvádí tabulka 9. Tabulka 9. Průměrný přívod draslíku (K 2 O) do půdy v minerálních a statkových hnojivech živočišného původu v kg/ha z.p. (MZe) Minerální hnojiva 80,7 50,8 12,8 6,2 7,7 9,9 11,4 0,3 5,5 Statková hnojiva* 47,1 47,0 29,3 25,3 22,3 21,9 22,0 22,1 21,2 *uvedeno v exkrementech hospodářských zvířat, po odečtu ztrát ve stájích a při skladování 29

31 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Charakteristika pokusných lokalit Vybrané lokality reprezentují bramborářskou a řepařskou výrobní oblast, různé půdní druhy a půdní typy. Zároveň se při výběru zohlednil faktor klimatických podmínek. Chrastava a Horažďovice se nachází v bramborářské výrobní oblasti, Žatec leží v řepařské výrobní oblasti. Polohu sledovaných lokalit znázorňuje obrázek 4. Obrázek 4. Mapa se sledovanými lokalitami Horažďovice Pokusná lokalita leží v okrese Klatovy, v Plzeňském kraji. Horažďovice mají mírně teplé až vlhké a mírně chladné až vlhké klima, což odpovídá bramborářské výrobní oblasti, podoblasti B3. Průměrná roční teplota je v rozmezí 7,4 7,8 ºC a roční srážky se pohybují na úrovni 573 mm. Svažitost půd je výrazná (do 12º svažitosti), z toho 30

32 vyplývá, že terén této lokality je výrazně členitý. Horažďovice leží ve výšce 470 metrů nad mořem. Hloubka ornice je v rozmezí cm. Půdní typ lokality je hnědá půda, podle klasifikačního systému ČR z roku 2001 kambizem, která vznikla z matečného substrátu pararula. Půdní druh je hlinito-písčitá půda a obsah jílu je 20,4 %. Dlouhodobý stacionární pokus na této lokalitě byl založen v roce 1978, od tohoto roku se ph pohybuje v intervalu 5,3 6,4, což je slabě kyselá půdní reakce. Osevní postup lokality v průběhu pokusu uvádí tabulka 10. Tabulka 10. Osevní postup lokality Horažďovice. Rok Plodina 1982 Brambory 1987 Ječmen jarní 1991 Jetel 1995 Ječmen jarní 1998 Oves s podsevem jetele 2002 Pšenice ozimá 2006 Oves s podsevem jetele 2010 Pšenice ozimá Chrastava Lokalita se nachází v Libereckém kraji v okrese Liberec. Oblast Chrastava má mírně teplé až mírně vlhké a mírně teplé až značně vlhké klima. Oblast spadá do bramborářské výrobní oblasti a podoblasti B1. Průměrná roční teplota je 7,1 ºC, úroveň souhrnu průměrných ročních srážek je 798 mm. Svažitost pozemků spadajících pod sledovanou lokalitu je do 5º, z toho vyplývá, že terén je málo členitý. Nadmořská výška Chrastavy je 345 metrů nad mořem. Půda je označována jako hnědozem s mateční horninou spraš. Půdní druh lokality je hlinito-písčitý s obsahem jílových frakcí 28,2 %. Ornice dosahuje do hloubky 25 cm. Půdní reakce je v rozmezí ph 4,2 6,0. Půda je slabě až silně kyselá. Dlouhodobý stacionární pokus byl založen na této lokalitě v roce Osevní postup během pokusu udává tabulka

33 Tabulka 11. Osevní postup lokality Chrastava. Rok Plodina 1982 Brambory 1987 Ječmen jarní 1991 Jetel 1995 Ječmen jarní 1998 Oves s podsevem jetele 2002 Pšenice ozimá 2006 Oves s podsevem jetele 2010 Pšenice ozimá Žatec Žatec je lokalita nacházející se v Ústeckém kraji v okrese Louny. Lokalita se nachází na území charakterizovaném všemi typy teplého klimatu. Žatec patří do řepařské výrobní oblasti. Průměrné roční srážky se pohybují okolo hranice 451 mm, průměrná roční teplota je 8,3 ºC. Nadmořská výška Žatce je 247 metrů. Půdní typ na sledovaných pozemcích je černozem vzniklá na spraši, půdní druh je charakterizován jako jílovito-hlinitý, kdy obsah jílu je 38,2 %. Půdní reakce je silně kyselá až neutrální, což odpovídá rozmezí ph 5,1 7,0. V roce 1972 byl na lokalitě Žatec založen dlouhodobý stacionární pokus. Osevní postup uvádí tabulka 12. Tabulka 12. Osevní postup lokality Žatec. Rok Plodina 1982 Cukrová řepa 1987 Ječmen jarní 1991 Vojtěška 1995 Ječmen jarní 1998 Oves s podsevem vojtěšky 2002 Pšenice ozimá 2006 Oves s podsevem vojtěšky 2010 Pšenice ozimá 32

34 4.2 Schéma pokusu Polní pokusy byly vedeny jako dlouhodobé stacionární s výměrou parcel odpovídající systému zavedenému na příslušné výživářské bázi. Zařazeno bylo 5 variant hnojení. Schéma pokusu je uvedeno v tabulkách 13 a 14. Tabulka 13. Průměrné roční dávky živin v minerálních a organických hnojivech v bramborářské výrobní oblasti (kg.ha-1). Var. Živiny v kg.ha -1.rok Schéma hnojení č. N P K NPK 1. Nehnojeno Chlévský hnůj Chlévský hnůj + N 1 P 1 K Chlévský hnůj + N 2 P 2 K Chlévský hnůj + N 3 P 3 K Tabulka 14. Průměrné roční dávky živin v minerálních a organických hnojivech v řepařské výrobní oblasti (kg.ha-1). Var. Živiny v kg.ha -1.rok Schéma pokusu č. N P K NPK 1. Nehnojeno Chlévský hnůj Chlévský hnůj + N 1 P 1 K Chlévský hnůj + N 2 P 2 K Chlévský hnůj + N 3 P 3 K Dusík, fosfor a draslík byly aplikovány v podobě minerálních hnojiv ve třech hladinách (1 nízká, 2 střední, 3 vysoká). V obou výrobních oblastech (bramborářské i řepařské) se fosforem a draslíkem hnojilo zásobně. Dusík se aplikoval k setí a sázení v podobě síranu amonného, k přihnojení na list byl používán ledek amonný s vápencem. Fosfor byl aplikován v podobě granulovaného superfosfátu, draslík ve formě draselné soli. Chlévský hnůj byl aplikován dvakrát za osevní postup, a to v řepařské výrobní oblasti k cukrové řepě a silážní kukuřici, v bramborářské výrobní oblasti k bramborám. Dávka chlévského hnoje představovala 40 t.ha

35 Během osevního postupu se také vápnilo mletým vápencem (CaO), dávky CaO se stanovovaly podle kritérií agrochemického zkoušení zemědělských půd, tzn. podle druhu půdy a hodnoty ph konkrétní kombinace (viz tabulka 15). Tabulka 15. Roční normativy dávek vápenatých hnojiv v t CaO.ha-1. Druh půdy Lehká půda Střední půda Těžká půda ph t CaO.ha -1 ph t CaO.ha -1 ph t CaO.ha -1 Do 4,5 1,2 Do 4,5 1,5 Do 4,5 1,7 4,6 5,0 0,8 4,6 5,0 1 4,6 5,0 1,25 5,1 5,5 0,6 5,1 5,5 0,7 5,1 5,5 0,85 5,6 5,7 0,3 5,6 6,0 0,4 5,6 6,0 0,5 6,1 6,5 0,2 6,1 6,5 0,25 6,6 6,7 0,2 4.3 Analytické metody Po sklizni pěstovaných plodin se odebíraly půdní vzorky v letech 1982, 1987, 1991, 1995, 1998, 2002, 2006 a 2010 na všech stanovištích z každé kombinace hnojení za účelem sledování dynamiky obsahu sledovaných forem draslíku. Podle pracovního postupu (Zbíral, 2002) byly půdní vzorky upraveny k analýzám pro následné stanovení mobilní draselné rezervy, výměnného draslíku, vodorozpustného draslíku. Z důvodu malého množství zeminy ve vzorcích byly navážky k analýzám upraveny na polovinu. Pro zachování poměru, dle pracovních postupů (Zbíral, 2002), se upravily také objemy extrakčních činidel na polovinu. 34

36 4.3.1 Analýza půd Vodorozpustný draslík Vodorozpustný draslík byl stanoven extrakcí horkou vodou dle Javorského et al. (1987). Metoda vychází z principu vyluhování draslíku z půdního vzorku (5 g zeminy) horkou destilovanou vodou (25 ml), poté se vzorky třepaly, 5 minut při 200 otáčkách za minutu, na třepačce (GFL-3006, Germany). Následně se odstředily, při 3000 otáčkách za minutu po dobu 3 minut, na centrifuze (LMC-3000, Biosan Ltd., Riga, Latvia) a poté se filtrovaly. Obsah draslíku byl stanoven přímo z filtrátu na atomovém absorpčním spektrofotometru (ContrAA 700, Analytik Jena AG, Jena, Německo) Přístupný draslík Přístupný draslík z půdních vzorků (5 g zeminy) byl stanoven extrakčním činidlem Mehlich III (50 ml). Půda se extrahuje kyselým roztokem, který obsahuje fluorid amonný pro zvýšení rozpustnosti různých forem fosforu vázaných na hliník. Extrakční roztok obsahuje i dusičnan amonný, který příznivě ovlivňuje desorpci draslíku, hořčíku a vápníku. Kyselá reakce vyluhovadla je zajištěna kyselinou octovou a kyselinou dusičnou. Přítomnost EDTA (ethylen-diamino-tetraoctové kyselina) zajišťuje dobrou uvolnitelnost nutričně významných mikroelementů (Zbíral, 2002). Po extrakci (15 minut byly vzorky extrahovány na třepačce (GFL-3006, Germany) při 200 otáčkách za minutu) byl vzorek filtrován a přístupná forma draslíku byla stanovena přímo z filtrátu na atomovém absorpčním spektrofotometru (ContrAA 700, Analytik Jena AG, Jena, Německo). 35

37 Výměnný draslík Obsah výměnného draslíku byl vypočítán odečtením vodorozpustné formy K od přístupné formy K. Výměnný draslík = přístupný draslík vodorozpustný draslík Mobilní draselná rezerva Pro uvolnění draslíku byly půdní vzorky (5 g zeminy) povařeny s kyselinou dusičnou (50 ml, 1M HNO 3 ). Po převaření (10 minut) se vzorky ochladily a následovala filtrace. Získaný filtrát byl naředěn, obsah draslíku byl stanoven na atomovém absorpčním spektrofotometru (ContrAA 700, Analytik Jena AG, Jena, Německo). Rozdílem draslíku stanoveného výše popsaným způsobem a draslíku přístupného získáme hodnotu mobilní draselné rezervy. Mobilní draselná rezerva = K stanoven ve výluhu 1 M HNO 3 K přístupný (Mehlich III). 4.4 Statistické hodnocení Pro statistické hodnocení byl použit program Statistica 9 CZ. Souhrnné charakteristiky výsledků analýz půd, vyjádřené průměrnými hodnotami ± směrodatnou chybou od průměru, byly hodnoceny jednofaktorovou a vícefaktorovou analýzou variance (ANOVA). Rozdíly v obsahu sledovaných forem půdního draslíku mezi jednotlivými variantami hnojení byly hodnoceny následným testováním dle Fishera při 95,0% (p < 0,05) hladině významnosti. Mezi hodnotami označenými stejnými písmeny jsou statisticky neprůkazné rozdíly. K hodnocení závislosti obsahů sledovaných forem K na hnojení byla využita korelační a regresní analýza dat. 36

38 5 VÝSLEDKY A DISKUZE 5.1 Horažďovice Vodorozpustný draslík Hnojení draslíkem mělo na obsah vodorozpustného K statisticky průkazný vliv (p < 0,01), což vyplývá z tabulky 17. Podíl hnojení na celkové variabilitě obsahu vodorozpustného K ze sledovaných faktorů byl na úrovni 48,4 %. Ze sledovaných stanovišť byla na lokalitě Horažďovice zjištěna statisticky průkazně (p < 0,01) nejnižší závislost obsahu vodorozpustného draslíku na intenzitě draselného hnojení (r = 0,4576). Jak je patrné z tabulky 16 a obrázku 5, obsah vodorozpustné frakce K se signifikantně (p < 0,05) ve většině sledovaných let a v průměru sledovaného období zvyšoval se stupňovanými dávkami hnojiv. Z regresní rovnice uvedené na obrázku 17 je patrné, že navýšení obsahu vodorozpustné formy K účinkem přihnojení 1 kg draslíku v hnojivech činilo necelých 0,030 mg.kg -1. Průměrné množství vodorozpustného K se u varianty přihnojené N 1 P 1 K 1 zvýšilo oproti variantě nehnojené a variantě hnojené chlévským hnojem signifikantně (p < 0,05) o 14,5 %. Na variantě s nejvyšší dávkou hnojiv bylo zjištěno navýšení obsahu vodorozpustné formy K až o 32,4 % na 19,16 mg.kg -1 půdy (obrázek 5). 37