Mendelova univerzita v Brně. Agronomická fakulta

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin Stabilizovaná dusíkatá hnojiva ve výživě pšenice ozimé Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Ryant Ph.D. Vypracoval: Jiří Bláha Brno 2010

2 2

3 3

4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma,,stabilizovaná dusíkatá hnojiva ve výživě pšenice oziméʻʻ vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby moje práce byla uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Brně dne.. Podpis bakalanta.... 4

5 Rád bych vyjádřil poděkování vedoucímu bakalářské práce doc. Ing. Pavlu Ryantovi, Ph.D. za odborné vedení, cenné rady a připomínky při zpracování své bakalářské práce. 5

6 Anotace Cílem práce bylo posoudit využití stabilizovaných dusíkatých hnojiv na bázi močoviny s inhibitory ve výživě pšenice ozimé. Problematika byla řešena v hospodářském roce 2008/2009 formou maloparcelkového polního pokusu, který byl založen na pokusné stanici Školního zemědělského podniku v Žabčicích. Do pokusu bylo zařazeno 5 variant: 1. nehnojená kontrola, 2. močovina aplikovaná děleně ve dvou dávkách, 3. močovina s inhibitorem ureázy, 4. močovina s inhibitorem nitrifikace, 5. močovina aplikovaná jednorázově. Hodnocen byl vliv variant hnojení na výživný stav porostu během vegetace pšenice ozimé, výnos zrna a jeho kvalitativní parametry. Statisticky prokázán byl vliv obou stabilizovaných hnojiv na výživný stav porostu zjišťovaný N-testerem. Rozdíly ve výnosu zrna u hnojených variant nebyly statisticky průkazné. Také u většiny kvalitativních parametrů bylo u hnojených variant dosaženo vyrovnaných výsledků. Pouze u obsahu lepku v zrně bylo dosaženo statisticky významně lepších výsledků u varianty s močovinou aplikovanou jednorázově. Klíčová slova: dusík, přeměny dusíku, pšenice ozimá, dusíkatá hnojiva, inhibitor ureázy, inhibitor nitrifikace 6

7 Annotation The aim of this paper was to assess the utilization of stabilized nitrogen fertilizers on the basis of urea with inhibitors in winter wheat nutrition. The issue was solved in the agricultural year 2008/2009 in the form of an small plot field experiment that had been set up at an experimental station by the School farm in Žabčice. Five variants were included in the experiment: 1. infertilized control, 2. urea used separately twice, 3. urea with the urease inhibitor, 4. urea with the nitrification inhibitor, 5. urea used once. Assessed were the influence of fertilization variants on the nutritious condition of winter wheat during its growing season, the yield of grain and its qualitative parameters. Statistically proved was the influence of both stabilized fertilizers on the nutritious condition of wheat tested with the N-tester. Grain yield differences concerning the fertilized variants were not statistically proven. Balanced results were achieved also concerning the majority of qualitative parameters as for the fertilized variants. Only as to grain gluten content, statistically significantly better results were achieved regarding the variant number 5 (urea used once). Keywords: nitrogen, nitrogen trasformation, winter wheat, nitrogen fertilisers, urease inhibitor, nitrification inhibitor 7

8 Obsah 1 ÚVOD LITERÁRNÍ PŘEHLED Formy dusíku v půdě Přeměny dusíku v půdě Zdroje dusíku v půdě Přirozené zdroje dusíku v půdě Statková hnojiva Minerální dusíkatá hnojiva Pomalu působící dusíkatá hnojiva Význam stabilizovaných hnojiv Výživa pšenice ozimé dusíkem Základní hnojení Hnojení během vegetace Symptomy špatné výživy dusíkem CÍL PRÁCE MATERIÁL A METODIKA Charakteristika pokusné lokality Metodika pokusu Použité osivo a hnojiva Osivo pšenice ozimé Hnojiva použitá v pokusu Použité analytické metody Analýzy půdních vzorků Analýzy zrna pšenice ozimé VÝSLEDKY A DISKUSE Výživný stav porostu pšenice ozimé

9 5.2 Výnos zrna pšenice ozimé Kvalita zrna pšenice ozimé Objemová hmotnost Obsah N-látek Obsah lepku Sedimentační hodnota ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

10 Seznam tabulek: Tab. 2.1 Procentický podíl jednotlivých minerálních hnojiv na přísunu N do půdy. 17 Tab. 4.1 Obsah minerální dusíku v půdě před založením pokusu. 37 Tab. 4.2 Agrochemické vlastnosti půdy stanovené před založením pokusu. 38 Tab. 4.3 Dávky pro regenerační a produkční hnojení pšenice ozimé Tab. 5.1 Analýza variance hodnot N-testeru. 45 Tab. 5.2 Průměrné hodnoty N-testeru a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye. 45 Tab. 5.3 Analýza variance výnosu pšenice ozimé 47 Tab. 5.4 Průměrné výnosy a průkaznost jejich rozdílu podle Tukeye.. 47 Tab. 5.5 Analýza variance objemové hmotnosti Tab. 5.6 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti zrna pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye. 49 Tab. 5.7 Analýza variance obsahu N-látek v zrnu pšenice ozimé. 51 Tab. 5.8 Průměrné hodnoty obsahu N-látek v zrnu pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye. 51 Tab. 5.9 Analýza variance obsahu lepku v zrnu pšenice ozimé 53 Tab Průměrné hodnoty obsahu lepku v zrnu pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů dle Tukeye Tab Analýza variance sedimentační hodnoty zrna pšenice ozimé. 55 Tab Průměrné sedimentační hodnoty zrna pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye

11 Seznam grafů: Graf 2.1 Emise dusíku z aplikované močoviny s inhibitorem nitrifikace po dešťových srážkách. 28 Graf 2.2 Odběr základních mikroelementů pšenicí ozimou v průběhu vegetace.. 29 Graf 4.1 Porovnání průběhu teplot a úhrnu srážek do sklizně v roce 2009 s dlouhodobým normálem Graf 5.1 Průměrné hodnoty N-testeru včetně 95% intervalů spolehlivosti Graf 5.2 Průměrné výnosy zrna pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti 48 Graf 5.3 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti zrna pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti. 50 Graf 5.4 Graf 5.5 Průměrné obsahy N-látek v zrnu pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti 52 Průměrné obsahy lepku v zrnu pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti 54 Graf 5.6 Průměrné sedimentační hodnoty zrna pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti

12 Seznam obrázků: Obr. 2.1 Formy N v půdě...13 Obr. 2.2 Přeměny dusíku v půdě Obr. 2.3 Schéma nitrifikace při použití inhibitoru nitrifikace.. 23 Obr. 2.4 Schéma rozkladu močoviny 25 Obr. 2.5 Schéma rozdílu působení inhibitoru ureasy a inhibitoru nitrifikace Obr. 2.6 Využití inhibitorů při hnojení pšenice ozimé.. 31 Obr. 2.7 Symptomy nedostatku dusíku v porostu pšenice ozimé. 32 Obr. 2.8 Pokusné porovnání výživy pšenice ozimé dusíkem 32 Obr. 4.1 Pokusná stanice ŠZP v Žabčicích letecký snímek Obr. 4.2 Projevy extrémního sucha v pokusu s pšenicí ozimou ( ).. 37 Obr. 4.3 Výsev pšenice ozimé maloparcelkovým secím strojem. 39 Obr. 4.4 Schéma pokusu 39 Obr. 4.5 Maloparcelková mlátička Sampo 41 12

13 1 ÚVOD Výživa rostlin dusíkem je společně s klimatickými podmínkami, průběhem počasí v ročníku, zvolenou odrůdou a agrotechnickými postupy jedním z nejvýznamnějších výnosotvorných prvků. Používání dusíkatých hnojiv kromě kvantitativních parametrů ovlivňuje i parametry kvalitativní. Je tedy zřejmé, že správným používáním dusíkatých hnojiv dokážeme značně ovlivnit i ekonomiku pěstování. V této souvislosti mohou významně přispět stabilizovaná dusíkatá hnojiva. Jejich používáním dokážeme snížit počty přejezdů po pozemku, při větší dávce na jednotku plochy, bez zbytečných ztrát dusíku únikem do atmosféry nebo vyplavováním nitrátů do podzemních vod. Tyto výrobky tak mohou šetřit nejen finanční prostředky zemědělského podniku tím, že klesnou náklady na palivo a zvýší se produktivita práce, ale šetří i životní prostředí. Používání pomalu rozpustných hnojiv na principu málo rozpustných sloučenin nebo obalovaných konvečních hnojiv je již zavedeno v odvětví okrasných a sportovních trávníků. Stabilizovaná hnojiva, jejichž účinek je založen na inhibici mikrobiologických procesů v půdě pronikla do zemědělství teprve před několika lety. Je proto na výrobcích těchto hnojiv, aby zemědělce přesvědčily o výhodách této technologie hnojení. Samozřejmě je důležité, aby i po finanční stránce bylo používání této technologie výhodnější. Jako perspektivní se jeví použití těchto hnojiv v okolí vodních zdrojů, kde by se mohlo zužitkovat to, že zabraňují vyplavování nitrátu. Tato práce se konkrétně zabývá použitím stabilizovaných dusíkatých hnojiv při výživě pšenice ozimé. Pšenice ozimá je perspektivní plodina, která každým rokem bezkonkurenčně obsadí první místo mezi plochami pěstovaných plodin. V roce 2009 byla plocha osetá pšenicí ha, což je 32,7 % z celkové výměry orné půdy v ČR (ČSÚ 2010). Pro tuto plodinu se jeví použití stabilizovaných hnojiv jako velice výhodné. Důvodů je několik. Pšenice ozimá je pěstovaná ve velkých plochách a snížení počtu přejezdů ušetří značnou část financí a času. Dále je pšenice plodina náročná na živiny a stabilizovaná hnojiva jsou schopna živiny postupně uvolňovat a doplňovat je tak v půdě po celou vegetační dobu. V příznivých podmínkách je proto možné s těmito hnojivo dosáhnout stejného či lepšího výsledku při dávce čistého dusíku až o 20 % nižší než při použití dusíku z konvenčních hnojiv. 11

14 V budoucnosti je nezbytné, aby naše zemědělská výroba zabezpečovala dostatečné množství této plodiny, a to i v odpovídající jakosti umožňující další zpracování a produkci kvalitních výrobků. Jednou z cest pro snížení nákladů na produkci, zvýšení výnosů a dosahování vyrovnaných kvalitativních parametrů je právě odpovídající výživa dusíkem, což mohou stabilizovaná dusíkatá hnojiva zajistit. 12

15 2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Formy dusíku v půdě Celkový obsah dusíku v půdě je velmi rozdílný a kolísá od 0,05 do 0,5 %. V orniční vrstvě převážné části půd ČR je celkový obsah dusíku od 0,1 0,2 %. Z tohoto celkového dusíku je až 99 % tvořeno organickou formou, zbytek minerální (Ryant et al. 2003c). Obr. 2.1 Formy N v půdě (Ivanič et al. 1984) 2.2 Přeměny dusíku v půdě Organické dusíkaté látky hydrolyzovatelné jsou v půdě mineralizovány na amoniak. Přeměna probíhá díky různým skupinám mikroorganismů anaerobního i aerobního charakteru a jejich enzymů. Bílkoviny, rostlinné i živočišné, jsou těmito mikroorganismy přeměňovány postupně přes polypeptidy, peptidy a aminokyseliny. Pomocí enzymů deamináz poté až na amoniak. Do těchto činností jsou zapojeny bakterie i plísně. Díky těmto reakcím je zajištěno spojení mezi dusíkem organickým a minerálním. Tyto reakce mohou probíhat i opačně, jak je znázorněno v obr Je zřejmé, že pro tyto procesy je třeba v půdě neustále zajišťovat dostatek organické hmoty (Tlustoš et al. 2007). Rychlost mineralizace dusíku je ovlivňována celou řadou povětrnostní i půdních podmínek, z nejvíce působících můžeme jmenovat teplotu a vlhkost půdy, ph půdy, provzdušnění a také obsah organických látek (Ryant et al. 2003c). 13

16 Amoniakální dusík může být využíván rostlinami, tedy zpětně vázán do organických forem. Ve formě NH 3 může z půdy těkat. Tímto způsobem může být u lehkých a alkalických zemin ztraceno až 25% z dodaného dusíku. Další možnou cestou je fixace do krystalových mřížek některých minerálů (illit, montmorillonit), tento proces může probíhat i obráceně, tedy dusík se může i uvolňovat (Ryant et al. 2003c). Poslední možnou cestou je nitrifikace pomocí bakterií. Tento proces probíhá ve dvou stupních. 1. Stupeň nitratace: 2 NH O 2 2 NHO H 2 O + 2 H + 2. Stupeň nitratace: 2 HNO 2 + O 2 2 HNO 3 Na oxidaci amonných solí v půdě se v 1. stupni zúčastňují aerobní bakterie Nitromonas, Nitrosocystis, Nitrosospira, na oxidaci v 2. stupni se podílejí bakterie rodu Nitrobacter (Tlustoš et al. 2007). Ideální podmínky pro nitrifikaci jsou: teplota v rozmezí C, vlhkosti % a ph půdy 6,2 9,2. Je tedy zřejmé, že se během roku intenzita nitrifikace značně mění. Nemalou část na ovlivnění tohoto procesu má i druh použitého hnojiva (Ryant et al. 2003c). Vzniklé nitráty mohou být z půdního roztoku čerpány rostlinami, popřípadě jsou jako velmi mobilní forma dusíku vyplavovány do spodních vrstev. Takto se ročně ztratí až 20 % N z dodaných hnojiv. Další možností je redukce nitrátů na oxidy dusíku nebo až na molekulární dusík a následný únik do atmosféry. Vyplavování a těkání dusíku je nežádoucí, a proto se snažíme tyto jevy co nejvíce omezovat (Fecenko, Ložek 2000). 14

17 Obr. 2.2 Přeměny dusíku v půdě (Tlustoš et al. 2007) 2.3 Zdroje dusíku v půdě Přirozené zdroje dusíku v půdě Prvotním zdrojem dusíku v půdě je atmosféra, která obsahuje 78,08 % dusíku. Plynný dusík v atmosféře, ale není bez předchozí ionizace přijatelný. Jednou z možností ionizace je elektrický výboj při bouřce, kdy se N 2 oxiduje na NO X nebo až na kyselinu dusičnou. Díky těmto reakcí se do půdy dostane ročně kg dusíku na hektar (Ryant et al. 2003c). Velmi významným zdrojem půdního dusíku je jeho fixace bakteriemi. Tato fixace může být volná nebo symbiotická. Volná fixace obohatí půda ročně o 3 12 kg dusíku na hektar. Symbiotická fixace vzdušného dusíku obohacuje půdu více, ročně o kg N na hektar, u porostů vojtěšky a jetele mohou tyto hodnoty dosahovat až 300 kg N/ha. Je proto zřejmé že jeteloviny jsou v osevním postupu nezastupitelné (Ryant et al. 2003c). Neopomenutelným zdrojem dusíku v půdě jsou i organické zbytky z odumřelých těl rostlin a živočichů. 15

18 2.3.2 Statková hnojiva Dle zákona je statkové hnojivo hnůj, kejda, sláma a jiné zbytky rostlinného původu vznikající v zemědělské prvovýrobě. Hlavní složkou těchto hnojiv jsou organické látky rostlinného i živočišného původu. Kromě organických látek obsahují také živiny jako N, P, K, Ca, Mg a jiné. Obsahy těchto živin se u jednotlivých hnojiv značně liší. Jejich hlavní význam spočívá v tvorbě humusu a půdní zásoby živin (Škarda 1978). Druhy statkových hnojiv a obsah dusíku Chlévský hnůj je směs podestýlky s tuhými a kapalnými výkaly hospodářských zvířat, vzniká z chlévské mrvy fermentací. Jeho složení závisí na použitém krmivu, druhu hospodářských zvířat, podestýlce a způsobu zrání. Hnůj obsahuje % vody, % organických látek a 0,4 0,5 % dusíku. 70 % obsaženého dusíku je v organické formě, zbytek je tvořen formou amonnou. Dále je bohatý i na draslík, kterého obsahuje až 0,7 % (Škarda 1978). Kejda je částečně prokvašená směs pevných a tekutých výkalů hospodářských zvířat zředěná vodou. Vzniká v bezstelivových provozech. Její složení je značně rozdílné a záleží na tom, od jakého druhu zvířat kejda pochází. Sušina se pohybuje od 6,8 (kejda prasat) až po 11,8 (kejda drůbeže), nejvíce organických látek a dusíku (až 0,96 %) obsahuje kejda drůbeží. Dusík je zde až z 60 % tvořen v amoniakální formou (Neuberg et al. 1998). Močůvka je prokvašená moč hospodářských zvířat zředěná vodou. Obsah organických látek je velmi nízký a z hlediska obsahu živin je dusíkato draselným hnojivem. Nejkvalitnější močůvky dosahují hodnot 0,9 % N a až 1,43 % K. Dusík je zde obsažen hlavně ve formě močoviny (Škarda 1978). Hnojůvka je tekutina vytékající z hnojiště. Hlavním rozdílem od močůvky je v tom, že hnojůvka obsahuje větší množství mikroorganismů. Hnojůvka je bohatá na draslík. Obsah celkového dusíku je maximálně 0,14 % (Ryant et al. 2003b). Její význam je malý. 16

19 Dalšími statkovými hnojivy mohou být: komposty (obsah dusíku cca 2 %), zelené hnojení (při použití bobovitých významné obohacení půdy o dusík) a také zaorávka slámy. Z pohledu obsahu dusíku je nejkvalitnější slámou na zaorávku sláma řepková Minerální dusíkatá hnojiva Do skupiny dusíkatých hnojiv zařazujeme všechny dusíkaté sloučeniny v minerální i organické, v tuhém i kapalném skupenství, které rostlinám poskytují dusík jako živinu (Ryant et al. 2003d). Dusíkatá minerální hnojiva se dělí dle formy dusíku na hnojiva: 1. s dusíkem nitrátovým, 2. s dusíkem amonným, 3. s dusíkem amidovým (organickým) 4. s více formami dusíku. Tab. 2.1 Procentický podíl jednotlivých minerálních hnojiv na přísunu N do půdy (Tlustoš et al. 2007) Hnojivo Procentický podíl DAM ,7 LAV a LAD 29,8 Močovina 16,1 Síran amonný 6,2 Dusík z vícesložkových hnojiv 5,7 Dusičnan amonný 5,4 DASA 5,3 Ledek vápenatý 0,7 17

20 Hnojiva s dusíkem nitrátovým Ledek vápenatý (obchodní zkratka LV 15) je dusíkaté hnojivo s obsahem dusíku 15 %. Tvoří jej šedobílé granule o velikosti 1 4 mm, obsahující dusičnan vápenatý s hydrátovou vodou, chemický vzorec je Ca(NO 3 ) 2. 4 H 2 O. Na vzduchu rychle vlhne a dobře se rozpouští i v malém množství vody. Díky 20 % vápníku je fyziologicky zásaditým hnojivem. Je vhodným k přihnojování na list a díky své reakci se hodí na kyselé půdy. Hnojiva s dusíkem amonným Síran amonný je jednoduché, ve vodě dobře rozpustné hnojivo obsahující 21 % dusíku. Chemický vzorec je (NH 4 ) 2 SO 4. Je dodáván ve formě krystalické nebo granulované. Více používanou formou je krystalický z důvodu příznivé ceny. Krystalický síran má ale vetší sklon ke tvrdnutí. Je to fyziologicky kyselé hnojivo, které je vhodné ke všem plodinám, ale na půdách s neutrální reakcí. Je vhodným hnojivem k základnímu hnojení na podzim i k regeneračnímu hnojení na jaře. Díky svému obsahu síry je zvláště vhodným hnojivem k brukvovitým rostlinám (řepka hořčice), hojně je využíván i k bramborům, které snášejí jeho kyselou reakci Hnojiva s amidovým (organickým) dusíkem Močovina je diamid kyseliny uhličité, obsahuje 46 % dusíku a je tak nejkoncentrovanějším dusíkatým hnojivem. Chemický vzorec je CO(NH 2 ) 2. Má podobu bílých lesklých kuliček ve velikosti od 0,5 do 2,5 mm, které jsou výborně rozpustné ve vodě. Díky svému, oproti jiným formám hnojiv, pomalejšímu působení je používána k základnímu hnojení, případně k přihnojení na začátku vegetace. Při základním hnojení je třeba provést její zapravení do půdy, aby nedošlo ke ztrátám dusíku těkáním. Jejím rozpuštěním ve vodě lze nahradit tekuté hnojivo DAM 390. Močovina je jako sloučenina alkalická, ale jejím rozkladem vznikají amonné ionty a tím se prostředí okyseluje. 18

21 Hnojiva s více formami dusíku DAM 390 je vodný roztok dusičnanu amonného a močoviny s 30 % obsahem celkového dusíku. Ten je tvořen 15 % amidickým dusíkem, 7,5 % dusičnanovým dusíkem a 7,5 % amoniakálním dusíkem. Je to čirá kapalina, která netěká a nevyžaduje tlakové nádoby. Používá se k přihnojování na list, ale není možno ho použít k brzkému jarnímu přihnojení z důvodu možného popálení rostlin. Jeho výhodou je možnost aplikace společně s pesticidy. Je možno ho použít i k základnímu hnojení, ale pouze v případě zapravení do půdy jinak hrozí velké ztráty. Reakce roztoku je zásaditá. LAV nebo-li ledek amonný s vápencem je všestranně použitelné hnojivo s obsahem dusíku 27 %. Obsahuje dvě formy dusíku, a to dusičnanovou a amoniakální v poměru 1:1. Je to směs dusičnanu amonného s mletým vápencem, které je formováno do světle šedých granulí o velikosti 2 5 mm. Chemický vzorec je NH 4 NO 3 + CaCO 3. Hnojivo je universální a je možno ho používat téměř ke všem plodinám v předseťové přípravě i k přihnojování během vegetace. Zvláště vhodný je na kyselejší půdy díky obsahu vápence. LAD nebo-li ledek amonný s dolomitem je dusičnan amonný s dolomitickým vápencem. Oproti LAV tedy obsahuje navíc hořčík. Obsah celkového dusíku je stejný jako u LAV 27 %. Jeho granule mají skořicovou barvu. V půdě působí alkalicky a jeho použití je podobné jako u LAV, navíc je vhodný pro půdy s deficiencí hořčíku. Dusičnan amonný neboli ledek amonný obsahuje 34 % celkového dusíku v poměru dusičnanový : amoniakální - 1:1. Chemický vzorec je NH 4 NO 3. Jeho granule jsou bílé a dosahují velikosti 1 3 mm a jsou výborně rozpustné. Fyziologicky je to neutrální hnojivo v hodné k základnímu hnojení i přihnojování během vegetace. Nejvíce se používá k jarnímu regeneračnímu hnojení. Je vhodný i pro přípravu kapalných hnojiv. DASA je dusíkaté hnojivo s obsahem síry. Je tvořeno směsí dusičnanu a síranu amonného. Obsah celkového dusíku je 26 % z toho 8,6 % je dusičnanového a 17,4 % amoniakálního. Obsah síry je 13 %. Barva granulí je světle žlutá a jejich velikost je od 2 do 5 mm. Hnojivo je vhodné k základnímu hnojení i přihnojování během vegetace. Zvláště vhodné je pro plodiny s vysokými nároky na síru (řepka). V současné době je díky mnohem příznivější ceně používán více síran amonný. 19

22 2.3.4 Pomalu působící dusíkatá hnojiva Hnojiva se sníženou rozpustností Jsou popsány dva způsoby, jak dosáhnout zpomalení rozpouštění aplikovaného hnojiva. První možností je vytvořit pozvolna rozpustnou sloučeninu, tyto hnojiva se také označují jako BDFs (Break-down fertilizers). Druhou možností je obalení standardního hnojiva, tzv. CRFs (Controlled-relase fertilizers). Hnojiva s pozvolna rozpustnými sloučeninami (BDFs) Tyto hnojiva obsahují živiny ve formě omezeně rozpustných sloučenin. Rychlost uvolňování živin je zde značně ovlivňována fyzikálně-chemickými vlastnosti půdy, především teplotou, vlhkostí, hodnotou ph a aktivitou půdní mikroflóry. Snížení rozpustnosti dosahujeme tvorbou méně rozpustných produktů. Jedná se o produkty kondenzace močoviny s některými aldehydy (Tlustoš et al. 2007). Močovinoformaldehyd (Ureaform) Je produktem kondenzace močoviny a formaldehydu s obsahem dusíku okolo %. Je to stabilní, mírně hygroskopická (díky nezreagované močovině) sloučenina. Může být používáno ve formě prášku, ale i granulí, kde je možnost míchání i s jinými hnojivy (Tlustoš et al. 2007). Hnojivo na bázi ureaformu je vyráběno i v České Republice pod názvem Silvamix. Je však používáno pouze k okrasným a ovocným stromů (EcoLab Znojmo). Dalším hnojivem s touto formou dusíku je Lovogreen, je to vícesložkové hnojivo používané pro hnojení sportovních a okrasných trávníků (Lovochemie 2007). Isobutylidendimočovina IBDU IBDU obsahuje 31 % N. Je produktem kondenzace močoviny a isobutylaldehydu v poměru 2:1. Převážná část dusíku tohoto hnojiva je ve vodě nerozpustná. Na rychlost uvolňování dusíku má vliv rozměr a pevnost částic IBDU. Na Evropské trhu jsou hnojiva s obsahem IBDU nabízena německou firmou Compo. Obchodní název hnojiva je floranid. Tyto hnojiva jsou určena především pro trávníky (Agrostis trávníky s.r.o.). 20

23 Krotonylidendimočovina CDU CDU se připravuje reakcí krotonaldehydu a močoviny v poměru 2:1. Je to, jako předcházející hnojiva, pevná látka s obsahem dusíku 32,5 %. Je velice slabě rozpustná ve vodě a rychlost uvolňování dusíku záleží též na velikosti částic. Agrochemické využití je obdobné jako u IBDU (Tlustoš et al. 2007). Močovinoacetaldehyd Urea Z Močovinoacetaldehyd je produktem kondenzace močoviny a acetaldehydu. Vzniká směs více sloučenin, a to ethylenmočoviny, ethylolmočoviny a nezreagované močoviny. Obsahuje % dusíku (Ryant et al. 2003a). Difurfuryltrimočovina Je produktem kondenzace močoviny a furfuralu s obsahem dusíku 28,3 % (Tlustoš et al. 2007). Jako zdroje pozvolna rozpustného dusíku lze využít i jiné sloučeniny, než močoviny s určitým aldehydem. Používá se například hydratovaný fosforečnan hořečnato-amonný NH 4 MgPO 4. H 2 O. Dalším příkladem je Oxamid. Je to diamid kyseliny šťavelové, který obsahuje 32 % N. Jako pomalu působící hnojivo se chová pouze v granulované formě. Rychlost uvolňování je tedy závislá na velikosti částic (Ryant el al. 2003a). Obalovaná hnojiva (controlled-relase fertilizers) Obalením lze dosáhnout snížení rozpustnosti u konvenčních hnojiv. Mechanismus a rychlost uvolňování je pak dán charakterem a množstvím materiálu použitého k obalení. K uvolňování živiny dochází difúzí nebo osmózou přes ochrannou vrstvu hnojiva. Výhodou těchto hnojiv je, že mohou být vyráběna z běžných hnojiv a rychlost uvolňování dusíku lze snadno regulovat pomocí síly povrchového filmu či použitého materiálu (Tlustoš et al. 2007). 21

24 Hnojiva obalovaná sírou Největší podíl obalovaných hnojiv tvoří močovina obalená sírou, která je zatím nejlevnějším materiálem pro tento účel. Navíc splňuje roli sekundární živiny. Obsah živin u takového hnojiva je % N a % S (dle síly vrstvy). Samotná úprava se provádí nástřikem granulí močoviny roztavenou sírou nebo jejím roztokem ve vhodném rozpouštědle (amoniak, sirouhlík). Obal se v půdě rozkládá činností mikroorganismů a dusík se uvolňuje do půdního roztoku po dobu několika týdnů i měsíců (Tlustoš et al. 2007). Hnojiva obalovaná ostatními anorganickými materiály Jako obalové směsi se vždy používají málo rozpustné sloučeniny. Hlavními požadavky na obalové materiály spočívají v co nejmenším obsahu balastních látek a naopak v co největším obsahu zdroje živin. Nejčastěji se používají materiály jako fosforečnany, vápenec, dolomit a cement (Tlustoš et al. 2007). Hnojiva obalovaná polymerními materiály Pro účely obalování bylo navrženo značné množství polymerních materiálů, lišících se strukturou, vlastnostmi, podmínkami přípravy a způsobem nanášení na granule hnojiv. I v současné době se dále vyvíjejí nové typy polymerních membrán. Již odzkoušenými materiály jsou nízkomolekulární polyolefiny, které se nanášejí v podobě taveniny či roztoku. Jejich výhodou je snadná odbouratelnost v životním prostředí. V ČR se prodává hnojivo obalované polymery pod jménem Basacote od firmy Compo. Jedná se o obalované NPK hnojivo s obsahem dusíku 15 %. Délka působení je udávaná na dobu 12 měsíců. Hnojivo se používá do zahradnických a jiných speciálních kultur (Agrostis trávníky s.r.o.). Hnojiva obalovaná parafinickými a voskovými materiály Nejvíce používanými materiály z této skupiny jsou rostlinné a minerální vosky z důvodu jejich účinnosti a příznivé ceně. Obaluje se močovina v poměru s parafínem 76:24. Vosková vrstva se dále zpevňuje pudrováním, například vápencem (Tlustoš et al. 2007). 22

25 V současné době se hnojiva se sníženou rozpustností používají odvětví, jako jsou zahradnictví a údržba zelených ploch. Hojně jsou využívány pro okrasné a zejména golfové trávníky, hřiště, dostihové dráhy a jiné. I přes jejich výborné vlastnosti brání masovému používání vysoká cena, která je zemědělství limitujícím faktorem. Hnojiva s inhibitory mikrobiologických procesů stabilizovaná hnojiva Pokud hovoříme o regulaci mikrobiologických procesů v půdě, využíváme k omezení těchto přeměn inhibitory nitrifikace a v případě aplikace močoviny inhibitory ureasy. Principem obou procesů je časově omezené snížení aktivity bakterií přeměňující méně dostupné formy dusíku hnojiva (Tlustoš et al. 2007). Inhibitory nitrifikace Inhibitory nitrifikace stabilizují amonný dusík v půdě a zpomalují jeho přeměnu na dusík nitrátový, čímž omezují ztráty dusíku vyplavováním nitrátů a denitrifikací. Na rozdíl od inhibitorů ureasy je u těchto inhibitorů žádoucí, aby se pohybovaly v půdě společně s dusíkem, jehož přeměnu ovlivňují. Používání hnojiv s inhibitory nitrifikace je vhodnější v oblastech s vyššími srážkami a pro plodiny, kde aplikujeme vysoké jednorázové dávky dusíku. Z inhibitorů nitrifikace patří mezi nejúčinnější dikyandiamid (DCD). Je netěkavý, chemicky a fyzikálně stabilní (Růžek a Pišanová 2007). Obr. 2.3 Schéma nitrifikace, při použití inhibitoru nitrifikace (Watson et al. 2009) 23

26 Jedním ze zástupců těchto hnojiv je ALZON 46. Jedná se o močovinu s inhibitorem nitrifikace (DCD), která je produkována německou společností SKW Piesteritz. Obsah dusíku je 46 %, velikost granulí se pohybuje od 1 do 4 mm. Pro pšenici ozimou se požívá v německých podnicích jedna dávka na začátku vegetačního období v množství kg/ha. Pro podmínky ČR by byla aplikovaná dávka nižší (SKW Piesteritz 2007). Dalším zástupcem inhibitorů nitrifikace je přípravek Piadin, vyráběný ve stejném závodě jako předchozí hnojivo. Umožňuje stabilizaci statkových hnojiv. Je to kapalina obsahující methylpyrazol v množství 1,5 % a triazol v množství 3 %. Dá se používat se všemi statkovými hnojivy, která obsahují vysoký podíl amonného dusíku nebo v nichž dochází k rychlé mineralizaci dusíku. Nejvíce je používán s kejdou a jinými kapalnými hnojivy, kdy je přimícháván do skladovací jímky nebo přímo do aplikátoru.piadin je ale možné používat i na pevná statková hnojiva, například drůbeží podestýlku. Zde se přípravek aplikuje běžným postřikovačem bezprostředně před hnojením. Dávka se nevolí dle množství aplikovaného hnojiva, ale dle termínu aplikace, teploty a vlhkosti. Pohybuje od 3 do 8 l/ha (SKW Piesteritz 2007). Firma AgroEfekt dováží hnojivo pod názvem Entec 26 od firmy Compo. Entec 26 je dalším zástupcem hnojiv s inhibitory nitrifikace. Současně plně pokrývá nároky rostlin na obsah síry. Zejména vlivem zavedení odsiřovacích zařízení výrazně poklesl její obsah v atmosféře a vyvstala nutnost pokrývat potřebu této živiny hnojením. Celkový obsah dusíku v tomto hnojivu je 26 %, síry 13 %. Doporučené dávkování pro pšenici ozimou je kg/ha. Tato celková část se dělí na dvě. První část v množství 1/3 z celkové dávky se aplikuje na začátku vegetace, druhá (2/3 z celkové dávky) ve fázi sloupkování (Agroefekt). Inhibitory ureasy Ureasa je enzym rozkládající močovinu. Inhibitory ureasy zpomalují přeměnu (rozklad) močoviny na NH + 4, což ponechává více času povrchově aplikované močovině proniknout po srážkách hlouběji do půdy a koncentrace NH + 4 na povrchu půdy nedosahuje tak vysokých hodnot. Zároveň je potlačen další negativní efekt hydrolýzy močoviny, kterým je akumulace NO - 2, což může škodit klíčení semen a mladým rostlinám. Během transportu dochází k oddělení inhibitoru ureasy od močoviny, která pak může hydrolyzovat, čímž dochází k omezení rizika vyplavení močoviny mimo 24

27 dosah kořenů. Nevýhodou těchto inhibitorů je kratší doba působení (do dvou týdnů). Používání močoviny s inhibitory ureasy je žádoucí v oblastech s častými pozdějšími jarními přísušky a v půdoochranných systémech zpracování půdy s posklizňovými zbytky na povrchu (Růžek a Pišanová 2007). Obr. 2.4 Schéma rozkladu močoviny (Watson et al. 2009) Z inhibitorů ureasy patří k nejvíce používaným N-(n-butyl)-thiophosporic triamid (NBPT). Agrotain je přípravek k inhibici ureasy s 20 % obsahem NBPT. V ČR je používán přípravek Stabiluren. Oba přípravky jsou používány nejčastěji k úpravě močoviny (Urea stabil výrobce Agra Group Střelské Hoštice) nebo kapalného hnojiva DAM 390 (Růžek a Pišanová 2007). 25

28 Obr. 2.5 Schéma rozdílu působení inhibitoru ureasy a inhibitoru nitrifikace Požadavky na inhibitory mikrobiologických procesů Inhibici nitrifikace způsobuje mnoho látek, vlastně vše, co nějakým způsobem omezuje mikrobiální činnost v půdě. V praktickém využití, ale jde o to, aby inhibice byla selektivní (Balík 2009). Z toho plyne základní požadavek na inhibitory, tedy selektivní působnost a pouze omezení působnosti těchto bakterií, ne jejich úplné usmrcení. Zároveň je třeba, aby se inhibitor lehce odbourával z půdy. Rostliny ho musí dobře snášet a je nutné, aby se snadno formuloval spolu s hnojivem (Fuchs 2007). 26

29 2.4 Význam stabilizovaných hnojiv Rostoucí tlak na snižování nákladů, ale především rostoucí požadavky na ekologické aspekty hnojení kladou požadavky na vývoj nových hnojiv, která ušetří práci, sníží náklady, zvýší výnosy a současně budou šetrnější k životnímu prostředí. Tímto řešením mohou být pro zemědělství právě dusíkatá hnojiva s pomalým působením (Fuchs 2007). Tyto hnojiva lze aplikovat již před začátkem vegetace, jednorázově ve vysokých dávkách a při tom bez nebezpečí poškození rostlin vysokými dávkami dusíku (Ryant et al. 2003a). Tato úprava hnojiv řeší současně několik významných aspektů: 1) snižuje počet aplikací N hnojiv během vegetace, a tak i počet přejezdů pozemku, 2) prodlužuje přístupnost dusíku během celého vegetačního období, 3) snižuje riziko těkání plynných forem dusíku do atmosféry (až 60 % dusíku aplikovaného ve formě standartního hnojiva na povrch půdy může být ztraceno utilizací), 4) omezuje uvolňování dusíku do kapalné fáze půdy, a tím i jeho vyplavování z půdního profilu, 5) méně narušuje rovnováhu iontů v celém komplexu vazeb v půdním prostředí, a tak pozitivně ovlivňují počáteční vývoj rostlin. Díky minimalizovaným ztrátám dusíku je možné při použití stabilizovaných dusíkatých hnojiv použít až o 20 % menší dávky čistého dusíku, při zachování stejné hladiny výnosu (Fuchs 2007). Stabilizovaný dusík působí spolehlivě a nezávisle na počasí, i když po aplikaci spadne velké množství srážek (viz obr. 8). Menší závislost na době aplikace přináší další výhodu, a to menší náročnost na plánování provozních činností a tím eliminace pracovních špiček. 27

30 Graf 2.1 Emise dusíku z aplikované močoviny s inhibitorem nitrifikace po dešťových srážkách (Chambers a Dampney 2009). 2.5 Výživa pšenice ozimé dusíkem Ozimou pšenici řadíme mezi plodiny se střední potřebou živin. Na 1 tunu zrna a odpovídající množství slámy a kořenů odčerpá v průměru 25 kg dusíku, 5 kg fosforu, 20 kg draslíku, 2,4 kg hořčíku, 4 kg síry. Rostliny ozimé pšenice kořenovým systémem na dobrých strukturních půdách do zimy dosahují hloubky kolem 0,7-1,0 m. Podstatná část kořenového systému se však rozprostírá ve vrstvě do 0,4 m. I když odběr živin je na podzim malý a v zimě je téměř zastaven, jejich dostatečný obsah v půdě je velice důležitý. Při nedostatku živin jsou omezovány metabolické procesy a výsledkem jsou slabé a špatně odnožené rostliny, které při silnějších zimách často vymrzají (Ryant et al. 2004). 28

31 Graf 2.2 Odběr základních makroelementů pšenicí ozimou v průběhu vegetace (Vaněk el al. 2002) Z grafu je patrno, že největší příjem dusíku a draslíku je v období intenzivního růstu tj. od sloupkování do kvetení. U draslíku dochází k jeho výraznému poklesu od kvetení do sklizně, zatímco odběr fosforu si zachovává stejnou dynamiku s mírným nárůstem v období tvorby zrna Základní hnojení Dusíkem na podzim obyčejně nehnojíme, pokud se obsah minerálního dusíku stanovený před setím pohybuje nad 10 mg.kg -1 zeminy. U hnojem hnojených předplodin, případně následují-li obilniny po jetelovinách, můžeme dávku N rovněž vypustit. Pouze při suchém podzimu a opožděném vývoji lze přihnojit porosty dusíkem (dávka kg/ha). V ostatních případech je zvýšené hnojení dusíkem na podzim neopodstatněné, poněvadž ozimá pšenice do zimy neodčerpá více než 12 % z celkové potřeby N. 29

32 K základnímu hnojení fosforem používáme hnojiva s vodorozpustnou formou fosforu, například superfosfát a draslík dodáváme většinou ve formě draselné soli (Ryant et al. 2004). Z ekonomického hlediska je výhodná aplikace fosforečných hnojiv současně s hnojivy draselnými prostřednictvím směsí hnojiv Hnojení během vegetace Použití klasických dusíkatých hnojiv Hnojení dusíkem během vegetace u pšenice ozimé rozdělujeme na 3 samostatné operace. A to hnojení regenerační, hnojení produkční a hnojení kvalitativní. Rozdělení dávky dusíku v průběhu vegetace a stanovení množství aplikovaného N je závislé od vlastností jednotlivých odrůd pšenic a jejich využití. Regenerační hnojení se provádí brzy na jaře, hned jak půdní podmínky dovolí vjezd techniky na pole. Ideální je využití ranních mrazíků, kdy technika nezanechá hluboké stopy. Provádíme ho z důvodu rychlého rozvoje kořenového systému a obnovení nadzemní biomasy po zimě. Dávka čistého dusíku se pohybuje od kg/ha. Z hnojiv se nejčastěji používají ledky (LAS, LAD), ale je možné použít i jiná hnojiva jako například dusičnan amonný, Magnisul (navíc obsahuje síru a hořčík). Nevhodné je používaní kapalných hnojiv z důvodu možného poškození rostlin mrazem. Pokud je provedeno regenerační přihnojení včas a vhodně zvolenou dávkou, dochází v krátké době k plné regeneraci porostu a výsledkem je rychlý vývoj porostu na jaře projevující se intenzivní tvorbou a růstem odnoží. Produkční hnojení dusíkem provádíme na počátku sloupkování. Dávka dusíku vychází ze zhodnocení aktuálního výživného stavu porostu. Produkční přihnojení má vytvořit předpoklady k dobrému vývoji porostu a optimální tvorbě výnosotvorných prvků. Bezprostředně jím ovlivňujeme velikost klasu, podporujeme růst a vývoj odnoží a pozitivně působíme na velikost listové plochy. Dávka dusíku na produkční hnojení by se měla pohybovat od 40 do 60 kg/ha. Pokud by byla větší je vhodné provést dvě aplikace s rozestupem 2 3 týdny. K přihnojení použijeme opět ledková hnojiva (LAV, LAD) nebo kapalné hnojivo s více formami dusíku DAM 390, jehož výhodou je možnost spojení aplikace s některými pesticidy. 30

33 Kvalitativní hnojení provádíme pro zlepšení technologické jakosti pšenice (obsah bílkovin, mokrého lepku a pekařské kvality zrna). Kvalitativně přihnojujeme až na počátku metání. Účinnost tohoto přihnojení je závislá na dobrém zdravotním stavu porostu a na příznivých vláhových poměrech. Dávka dusíku je dávkou navíc a měla by se pohybovat kolem 30 kg/ha. Z hnojiv lze doporučit LV, LAV a močovinu. Pro hnojení v tomto období volíme zpravidla pevná hnojiva, při volbě kapalných hnojiv hrozí nebezpečí popálení porostu, zvláště pak praporcovitého listu a klasu (Ryant et al. 2004). Použití dusíkatých hnojiv s inhibitorem Způsob aplikace při použití hnojiv s inhibitory nitrifikace je patrný z obr. 7, který ukazuje rozdíl v používaní konvečních hnojiv a hnojiv stabilizovaných. Díky pomalému působení těchto hnojiv (zde ALZON 46) je možné spojit regenerační a produkční hnojení v jednu větší dávku a tu aplikovat v době aplikace regeneračního hnojení, tedy hned jak je to z jara možné. Pokud jsou kladeny vysoké požadavky na kvalitu potravinářské pšenice je možné hnojit ještě kvalitativně. Kvalitativní hnojení se provede v klasickém termínu (počátek metání). Obr. 2.6 Využití inhibitorů při hnojení pšenice ozimé (Agrofert 2008) 31

34 2.5.3 Symptomy špatné výživy dusíkem Nedostatek Nedostatek dusíku od počátku vegetace vede k omezení tvorby stavebních i funkčních bílkovin, což vede k omezenému růstu rostliny a špatnému vývinu všech orgánů rostliny. Při nedostatku jsou rostliny slabší a nižší, často nevyrovnané (nastává často při nerovnoměrné aplikaci N-hnojiv). Výrazným znakem nedostatku je pak světlejší zbarvení rostlin, které je způsobenou nedostatečnou tvorbou chlorofylu. To poté vede i ke snížení fotosyntézy, a tím i k nižší tvorbě biomasy. Porosty s nedostatkem N mají kratší vegetační dobu, rychleji dozrávají, ale zkrácení vegetace vede ke snížení jak výnosů, tak kvality produktů. Odstranění nedostatku dusíku během vegetace nečiní potíže. K tomuto účelu použijeme dusíkatá hnojiva, lépe s ledkovou formou nebo kapalná, víceformová dusíkatá hnojiva aplikovaná na list společně s pesticidy, například DAM 390 (Vaněk et al. 1998). Obr. 2.7 Symptomy nedostatku dusíku v porostu pšenice ozimé (Vaněk et al. 1998) Obr. 2.8 Pokusné porovnání výživy pšenice ozimé dusíkem (Bergmann 1986) 32

35 Nadbytek dusíku Nadbytek dusíku je méně častý jev. Působení nadbytku je rozdílné podle druhu rostlin i podle jejich růstové fáze. Všeobecně má nadbytek dusíku vliv na bujný růst rostlin. Rostliny se vyznačují větší asimilační plochou, listy jsou temně zelené (spodní často žloutne v důsledku nedostatku světla), u obilnin jsou stébla řídká, náchylná k poléhání a chorobám. Nebezpečný je zejména nadbytek N v povrchových horizontech půdy na podzim a v předjaří, kdy rostliny tvoří kořenový systém zejména v místech s nadbytkem dusíku a omezují růst hlavního kořenu. To následně vede ke zhoršení prokořenění celého půdního profilu a sníží se také příjmová kapacita kořenů pro jiné živiny a hlavně pro vodu. Celkový důsledek nadbytku dusíku je podpora vegetativního růstu a tím oddálení tvorby generativních orgánů. Tím se vegetační doba rostlin výrazně prodlužuje, což není v zemědělské praxi též žádoucí (Vaněk et al. 1998). 33

36 3 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo prověřit účinnost hnojiv na bázi močoviny se stabilizátory mikrobiologických procesů a porovnat jejich účinek s hnojivem bez těchto stabilizátorů. Modelovou rostlinou byla v tomto pokusu pšenice ozimá. Cílem bylo zjistit vliv jednotlivých variant hnojení na výživný stav rostlin, výnos zrna, obsah N-látek v zrnu, objemovou hmotnost zrna, obsah lepku a sedimentační hodnotu. 34

37 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Charakteristika pokusné lokality Maloparcelkový pokus byl realizován v hospodářském roce 2008/2009 na pokusné stanici ŠZP v Žabčicích, která se nachází v Dyjsko-svrateckém úvalu asi 25 km jižně od Brna. Pozemky jsou zde rovinného charakteru s nadmořskou výškou 184 m n. m. a patří do kukuřičné výrobní oblasti a podoblasti K2. Půdní typ je klasifikován jako fluvizem glejová. Jde o půdy vytvořené na holocénních vápenitých fluviálních sedimentech. Půdní profil je pod stálým vlivem podzemní vody, což má za následek intenzivní glejový proces do hloubky silně narůstající. Ornice, mocná přibližně 35 cm, je tmavohnědá a jílovitá. Biologické oživení je možno nalézt do 90 cm. V hloubce pod 100 cm se nachází půdotvorný substrát s glejovým procesem. Ten je bez struktury a převládají v něm redukční procesy. Z toho vyplývá, že spodina je těžká a má špatnou vodopropustnost. Díky tomu se však v ní udržuje zásoba půdní vláhy, a ta se pak kapilárním zdvihem dostává až do povrchových vrstev. Zrnitostní složení vykazuje půdu středně těžkou a obsah humusu v ornici činí 2,44 %. Obr. 4.1 Pokusná stanice ŠZP v Žabčicích letecký snímek 35

38 Podle třicetiletého sledování počasí (do roku 1990) na meteorologické stanici v Žabčicích patří tato oblast mezi naše nejteplejší regiony. Průměrná roční teplota činí 9,2 C a srážkové poměry jsou vyjádřeny průměrným ročním úhrnem 480 mm. Poměr průměrných teplot vzduchu a úhrnů srážek formou klimadiagramu vymezuje období nebezpečí sucha, které je nejčastější od poloviny měsíce července do počátku října. V posledních letech je přísuškem typické také jaro, hlavně měsíce duben a květen. Porosty zemědělských plodin jsou proto po tuto část vegetačního období odkázány na půdní zásobu vláhy. Graf 4.1 Porovnání průběhu teplot a úhrnu srážek do sklizně v roce 2009 s dlouhodobým normálem i = období sucha C i teplota srážky 120,00 90,00 60,00 0,00 mm 30,00 C ŽABČICE 184 m teplota srážky i 9.2 C a 480 mm b mm I. II. III. IV. V. VI. VII.VIII. IX. X. XI. XII. měsíce -30,00-10 I. II. III. IV. V. VI. VII.VIII. IX. X. XI. XII. měsíce -30 Z grafu 4.1 je patrné, že v roce kdy byl pokus prováděn přišlo období sucha právě v dubnu. Celkově v tomto měsíci spadlo pouhých 3,6 mm, přičemž dle dlouhodobého normálu by měl úhrn srážek v tomto období činit asi 60 mm. Došlo k vyschnutí svrchního horizontu a tvorbě velkých trhlin, viz obr

39 Obr. 4.2 Projevy extrémního sucha v pokusu s pšenicí ozimou ( ) Na pozemcích, kde byl pokus prováděn, byla předplodinou pšenice ozimá. Zpracování půdy bylo provedeno klasickým způsobem (podmítka, orba, předseťová příprava, setí). Před založením polního pokusu ( ) byly odebrány vzorky půdy a stanoveny její agrochemické vlastnosti: výměnná půdní reakce, obsah přístupných živin ve výluhu Mehlich III (P, K, Ca, Mg), obsah vodorozpustné síry, obsah celkového dusíku a síry a obsah minerálního dusíku (viz tab. 4.1 a 4.2). Tab. 4.1 Obsah minerálního dusíku v půdě v před založením pokusu N - NH4 N - NO3 N min mg/kg mg/kg mg/kg 2,36 2,34 4,7 37

40 Dle orientačního hodnocení výsledku stanovení N min dle ÚKZÚZ je obsah 4,7 mg/kg velmi nízký. Poměr N NH 4 + a N NO 3 - je vyrovnaný. Tab. 4.2 Agrochemické vlastnosti půdy stanovené před založením pokusu Vlastnost jednotky Hodnota ph/cacl 2 6,75 C OX % 6,76 N celkový % 0,21 S celková mg/kg 212 S vodorozpustná mg/kg 7,48 Obsah přístupných živin Mehlich III Fosfor mg/kg 107,19 Draslík mg/kg 236,23 Vápník mg/kg 4693,8 Hořčík mg/kg 432,35 Dle vyhlášky Mze č. 275/1998 Sb. je ph reakce půdy neutrální, obsah přístupného fosforu a draslíku dobrý, obsah přístupného vápníku vysoký a obsah přístupného hořčíku velmi vysoký. 4.2 Metodika pokusu Pokus byl řešen formou maloparcelkového polního pokusu. Jeho založení proběhlo , kdy byla pšenice ozimá vyseta maloparcelkovým secím strojem Wintersteiger viz obr Výsevek činil 4 MKS/ha. 38

41 Obr. 4.3 Výsev pšenice ozimé maloparcelkovým secím strojem Do pokusu byly zařazeny následující varianty: Varianta 1 nehnojena Varianta 2 Močovina dělena do dvou dávek Varianta 3 Urea stabil Varianta 4 Alzon 46 Varianta 5 Močovina jednorázově Každá z variant byla založena ve třech opakováních. Obr. 4.4 Schéma pokusu Plocha pro hnojení: 12m x 1,5m = 18m 2 Sklizňová plocha: 10m x 1,5m = 15m 2 39

42 Regenerační hnojení porostu pšenice ozimé proběhlo (tab. 4.3). Vzhledem k tomu, že u většiny variant byla aplikována plná dávka dusíku jednorázově, bylo produkční hnojení provedeno pouze u varianty s dělnou dávkou, a to (tab. 4.3). Tab. 4.3 Dávky pro regenerační a produkční hnojení pšenice ozimé Hnojivo Regenerační hnojení (kg/ha) Produkční hnojení (kg/ha) Dávka N Dávka hnojiva Dávka N Dávka hnojiva Nehnojeno Močovina ( ) UREA Stabil ALZON Močovina (110) Porost pšenice byl několikrát během vegetace ošetřen přípravky na ochranu rostlin dne byl aplikován insekticid NURELLE D (0,6 l/ha) společně s herbicidem LINTUR (180 g/ha). V průběhu sloupkování ( ) proběhla aplikace fungicidu AMISTAR XTRA (1,0 l/ha) a herbicidu AXIAL v dávce 0,3 l/ha společně se smáčedlem ADIGOR (1,35 l/ha). Poslední chemické ošetření porostu bylo provedeno aplikace fungicidu ARTEA (0,5 l/ha) a insekticidu KARATE (0,15 l/ha) proběhlo posouzení výživného stavu porostu pomocí přístroje N-tester. Sklizeň pokusu proběhla maloparcelkovou mlátičkou Sampo Rosenlew Při sklizni byl hodnocen výnos zrna. Dále byly stanoveny tyto kvalitativní parametry: objemová hmotnost zrna, obsah N-látek, obsah lepku a sedimentační hodnota. 40

43 Obr. 4.5 Maloparcelková mlátička Sampo Výnos a uvedené technologické parametry zrna byly hodnoceny jednofaktorovou analýzou rozptylu s využitím softwaru STATISTICA version 8.0 a následné testování bylo provedeno Tuckeyovým testem významnosti rozdílů. 4.3 Použité osivo a hnojiva Osivo pšenice ozimé Pro pokus se stabilizovanými dusíkatými hnojivy byla použita pšenice ozimá odrůda Mulan. Tato odrůda je popisována jako plastická odrůda se střední odolností proti poléhání, vyšší odnožovací schopností a vyváženou odolností ke známým chorobám pšenice ozimé. Dále disponuje dobrou zimovzdorností a odolnosti proti plísni sněžné. Je doporučována i pro setí po pšenici ozimé. Výnos zrna je klasifikován jako velmi vysoký, pekařská kvalita je hodnocena kategorií A. HTZ osiva byla 37 g (Zedob s. r. o.). 41

44 4.3.2 Hnojiva použitá v pokusu Močovina Je to neutrální organická sloučenina s vysokým obsahem dusíku v amidické formě. Vyrábí se syntézou z amoniaku a oxidu uhličitého. Je lehce rozpustná ve vodě. Obsah dusíku je 46 %, velikost částic se pohybuje od 0,5 mm do 2,5 mm. Barva hnojiva je bílá. Urea Stabil Urea Stabil je močovina upravená přídavkem inhibitoru ureázy NBPT, který stabilizuje močovinu. Je to hnojivo určené k základnímu hnojení i k přihnojování během vegetace. Obsah dusíku je 46 %, velikost částic se pohybuje od 0,5 mm do 3,15 mm. Výrobce: AGRA GROUP a. s., Střelské Hoštice (Agra Group 2009). ALZON 46 Jedná se o močovinu s inhibitorem nitrifikace. Samotný inhibitor je tvořen směsí dikyanodiamidu a 1H-1,2,4 triazolu. Tento inhibitor nitrifikace zpomaluje přeměnu amonného dusíku na velmi pohyblivou formu dusičnanového dusíku. Je proto určen k výživě dusíkem při menším počtu větších aplikací. Je zejména vhodný k brzké regenerační aplikaci, kdy díky inhibitoru stačí jedna dávka po zbytek vegetace, popřípadě je aplikována pouze dávka kvalitativní. Obsah dusíku je 46 %, velikost částic se pohybuje od 1 mm do 4 mm. Barva je světle modrá. Výrobce: SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH Wittenberg Německo (SKW Piesteritz 2007). 42

45 4.4 Použité analytické metody Analýzy půdních vzorků Stanovení výměnné půdní reakce (ph/cacl 2 ) Hodnota ph byla stanovena potenciometrickým měřením aktivity vodíkových iontů ve výluhu zeminy 0,01 mol/l CaCl 2 na ph metru MS 22 (Zbíral 2002). Stanovení oxidovatelného uhlíku v zemině Stanovení oxidovatelného uhlíku v zemině bylo prováděno spektrofotometricky po oxidaci chromsírovou směsí. (Zbíral et al. 2002, ČSN ISO ). Stanovení celkového obsahu síry v zemině Celkový obsah síry v zemině byl stanoven po rozkladu zeminy směsí HCl a HNO 3 v mikrovlnném rozkladném systému. Samostatné měření bylo provedeno metodou ICP-OES na spektrometru JY-24 (JOBIN-YVON, Francie) (Zbíral et al. 2003). Stanovení celkového dusíku v zemině Množství celkového dusíku bylo stanoveno metodou dle Dumase. Vzorek byl spálen v proudu kyslíku, vzniklé oxidy dusíku byli redukovány elementární mědí na plynný dusík, který byl stanoven tepelně vodivostním detektorem (Zbíral et al. 2004). Stanovení obsahu přístupných živin v zemině dle Mehlicha III Pro stanovení obsahu fosforu, draslíku, vápníku a hořčíku byla zemina vyluhována extrakčním roztokem Mehlich III. Ve výluhu půdy byl na přístroji UNICAM 8625 stanoven obsah přístupného fosforu metodou UV/VIS spektrofotometrie. Obsah přístupného vápníku a hořčíku byl stanoven metodou atomové absorpční spektrometrie v plameni acetylen-vzduch s deuteriovou korekcí pozadí na přístroji Philips PU 9200X. Ke stanovení obsahu přístupného draslíku byla použita metoda atomové emisní spektrometrie. Měření bylo provedeno na přístroji AAS 30 (Carl Zeiss Jena, Německo), (Zbíral 2002). 43

46 Stanovení obsahu vodorozpustné síry v zemině Obsah vodorozpustné síry byl proměřen ve filtrátu vodného výluhu zeminy (zemina : voda 1 : 5) metodou ICP-OES pomocí spektrometru JY-24 (Zbíral, 2002). Stanovení obsahu minerálního dusíku v půdě Obsah minerálního dusíku v půdě byl stanoven jako suma obsahu amonného a nitrátového dusíku. Obsah amonného dusíku byl stanoven kolorimetricky za použití Nesslerova činidla a obsah nitrátového dusíku byl stanoven iontově selektivní metodou (Richter et al. 1993) Analýzy zrna pšenice ozimé Stanovení obsahu bílkovin v zrnu Stanovení obsahu bílkovin v zrnu spočívalo v určení obsahu dusíku ve zhomogenizovaném zrnu pšenice Kjeldahlovou metodou na automatickém přístroji KJELTEC AUTO 1030 Analyser (Tecator Inc., Švédsko) a jeho vynásobením koeficientem 5,7 (ČSN ISO 1871 ( )). Stanovení sedimentační hodnoty zrna Sedimentační hodnota byla stanovena Zelenyho testem. Metoda vychází z bobtnavosti pšeničných bílkovin v organických kyselinách a pro jakost zrna pšenice byl rozhodující objem sedimentu celozrnného šrotu v ml v roztoku kyseliny mléčné (ČSN ISO 5529 ( )). Stanovení obsahu lepku Stanovení proběhlo na NIR analyzátoru celých zrn Perten Inframatic 9200 (Perten Instruments, Švédsko). 44

47 5 VÝSLEDKY A DISKUSE Účinnost jednotlivých variant hnojení byla hodnocena podle těchto parametrů: hodnota N-testeru, výnos zrna, obsah N-látek v zrnu, objemová hmotnost zrna, sedimentační hodnota a obsah lepku. 5.1 Výživný stav porostu pšenice ozimé Míru ovlivnění hodnot N-testeru různými variantami hnojení uvádí tabulka 5. Průměrné hodnoty N-testeru dosažené v jednotlivých variantách pokusu včetně variability hodnot vyjádřených směrodatnou odchylkou uvádí tabulka 6. Tab. 5.1 Analýza variance hodnot N-testeru Faktor Stupně volnosti Průměrný čtverec Hodnota N-testeru Varianta ** Chyba Celkem 14 Vliv faktoru: ** - vysoce významný (α < 0,01) Tab. 5.2 Průměrné hodnoty N-testeru a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye Varianta n Hodnota N-testeru Průměr ± Směrodatná odchylka Nehnojeno ᵃ ± 4 Močovina ( kg N) ᵃᵇ ± 25 Urea Stabil (110 kg N) ᵇ ± 16 ALZON 46 (110 kg N) ᵇ ± 15 Močovina (110 kg N) ᵃᵇ ± 23 Pozn.: n počet pozorování Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je za nimi uveden shodný horní index. 45

48 Graf 5.1 Průměrné hodnoty N-testeru včetně 95% intervalů spolehlivosti Hodnota N-testeru Nehnojeno Urea Stabil (110 kg N) Močovina (110 kg N) Močovina ( kg N) ALZON 46 (110 kg N) Dosažené hodnoty N-testeru byly vysoce významně ovlivněny zvolenými variantami hnojení. Hodnoty u jednotlivých variant se pohybovali v rozpětí Nejvyšší hodnoty bylo dosaženo aplikací hnojiva se stabilizátorem nitrifikace ALZON 46. Tato varianta byla následována variantou hnojiva s inhibitorem ureázy Urea Stabil. Dle výsledků měla obě stabilizovaná hnojiva výrazný vliv na výživný stav porostu. Naopak u nehnojené varianty je průkazný nedostatek v dusíkaté výživě. 46

49 5.2 Výnos zrna pšenice ozimé Míru ovlivnění výnosu pšenice ozimé různými variantami hnojení na bázi močoviny uvádí tabulka 5.3. Průměrné výnosy dosažené v jednotlivých variantách pokusu včetně variability hodnot vyjádřené směrodatnou odchylkou uvádí tabulka 5.4. Tab. 5.3 Analýza variance výnosu pšenice ozimé Faktor Stupně volnosti Průměrný čtverec Výnos (t/ha) Varianta 4 2,9388 ** Chyba 10 0,2960 Celkem 14 Vliv faktoru: ** - vysoce významný (α < 0,01) Tab. 5.4 Průměrné výnosy pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílu podle Tukeye Varianta n Výnos (t/ha) Průměr ± Směrodatná odchylka Nehnojeno 3 4,77 ᵃ ± 0,12 Močovina ( kg N) 3 6,69 ᵇ ± 0,92 Urea Stabil (110 kg N) 3 7,30 ᵇ ± 0,37 ALZON 46 (110 kg N) 3 6,91 ᵇ ± 0,14 Močovina (110 kg N) 3 6,76 ᵇ ± 0,68 Pozn.: n počet pozorování Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je za nimi uveden shodný horní index. 47

50 Graf 5.2 Průměrné výnosy zrna pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti Dosažené výnosy zrna pšenice ozimé se pohybovaly od 4,77 do 7,30 t/ha. Nejnižšího výsledku bylo dosaženo u nehnojené varianty a všechny varianty s použitím hnojiv dosáhly vyššího výnosu. Nejmenší výnos hnojených variant byl dosažen u močoviny aplikované děleně, kde byl výsledek 6,69 t/ha. Nejvyššího výnosu zrna bylo dosaženo u močoviny s inhibitorem ureázy (Urea Stabil), kde byl výnos 7,30 t/ha. Z grafu 5.2 je patrné, že mezi hnojenými variantami nebyl zaznamenán významný rozdíl ve výnosu zrna. 48

51 5.3 Kvalita zrna pšenice ozimé Objemová hmotnost Tabulka 5.5 ukazuje na vysoce významný vliv jednotlivých variant hnojení na objemovou hmotnost zrna. Tabulka 5.6 udává průměrné hodnoty dosažené objemové hmotnosti zrna pšenice ozimé a jejich variabilitu. Tab. 5.5 Analýza variance objemové hmotnosti zrna pšenice ozimé Faktor Stupně volnosti Průměrný čtverec Objem.hmotnost (kg/hl) Varianta 4 4,3877 ** Chyba 10 0,63 Celkem 14 Vliv faktoru: ** - vysoce významný (α < 0,01) Tab. 5.6 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti zrna pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye Varianta n Objem.hmotnost (kg/hl) Průměr ± Směrodatná odchylka Nehnojeno 3 72,1 ᵃ ± 1,0 Močovina ( kg N) 3 74,0 ᵃᵇ ± 0,9 Urea Stabil (110 kg N) 3 75,3 ᵇ ± 0,9 ALZON 46 (110 kg N) 3 74,6 ᵇ ± 0,4 Močovina (110 kg N) 3 74,5 ᵇ ± 0,7 Pozn.: n počet pozorování Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je za nimi uveden shodný horní index. 49

52 Graf 5.3 Průměrné hodnoty objemové hmotnosti zrna pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti Dosažené hodnoty objemové hmotnosti byli u všech variant poměrně nízké a pohybovaly se od 72,1 do 75,3 kg/hl. Nejnižší hodnota byla opět zjištěna u nehnojené varianty. Nejvyššího výsledku bylo dosaženo variantou s hnojivem Urea Stabil, následovaly varianty s hnojivem ALZON 46 a Močovina aplikovaná jednorázově. Průměry těchto tří variant se ale průkazně nelišily. 50

53 5.3.2 Obsah N-látek Míra ovlivnění obsahu N-látek v zrnu jednotlivými variantami hnojení je uvedena v tabulce 5.7. Tabulka 5.8 pak udává průměrné hodnoty, kterých bylo dosaženo, včetně jejich variability vyjádřené směrodatnou odchylkou. Tab. 5.7 Analýza variance obsahu N-látek v zrnu pšenice ozimé Faktor Stupně volnosti Průměrný čtverec Obsah N-látek Varianta 4 3,8733 *** Chyba 10 0,227 Celkem 14 Vliv faktoru: *** - velmi vysoce významný (α < 0,001) Tab. 5.8 Průměrné hodnoty obsahu N-látek v zrnu pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye Varianta n Obsah N-látek (%) Průměr ± Směrodatná odchylka Nehnojeno 3 9,9 ᵃ ± 0,2 Močovina ( kg N) 3 12,6 ᵇ ± 0,2 Urea Stabil (110 kg N) 3 12,6 ᵇ ± 0,4 ALZON 46 (110 kg N) 3 12,2 ᵇ ± 0,5 Močovina (110 kg N) 3 12,2 ᵇ ± 0,8 Pozn.: n počet pozorování Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je za nimi uveden shodný horní index. 51

54 Graf 5.4 Průměrné obsahy N-látek v zrnu pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti Dosažené hodnoty obsahu N-látek v zrnu byly velmi vysoce významně ovlivněny zvolenými variantami hnojení. Dosažené výsledky se pohybovali od 9,9 po 12,6 %. Nejnižší výsledek byl opět u nehnojené varianty. Rozsah výsledků u variant, kde bylo použito hnojivo na bázi močoviny, se pohybuje od 12,2 do 12,6 %. Z grafu je zřejmé, že průměry všech hnojených variant se významně neliší. 52

55 5.3.3 Obsah lepku V tabulce 5.9 je možno sledovat významný vliv jednotlivých variant na obsah lepku v zrnu pšenice ozimé. Tabulka 5.10 udává průměry dosažené u jednotlivých variant a směrodatnou odchylku. Tab. 5.9 Analýza variance obsahu lepku v zrnu pšenice ozimé Faktor Stupně volnosti Průměrný čtverec Obsah lepku Varianta 4 33,905 * Chyba 10 8,50 Celkem 14 Vliv faktoru: * - významný (α < 0,05) Tab Průměrné hodnoty obsahu lepku v zrnu pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů dle Tukeye Varianta n Obsah lepku (%) Průměr ± Směrodatná odchylka Nehnojeno 3 21,4 ᵃ ± 0,6 Močovina ( kg N) 3 28,6 ᵃᵇ ± 0,4 Urea Stabil (110 kg N) 3 28,7 ᵃᵇ ± 1,1 ALZON 46 (110 kg N) 3 28,8 ᵃᵇ ± 1,3 Močovina (110 kg N) 3 29,9 ᵇ ± 6,3 Pozn.: n počet pozorování Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je za nimi uveden shodný horní index. 53

56 Graf 5.5 Průměrné obsahy lepku v zrnu pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti Dosažené hodnoty byly významně statisticky ovlivněny zvolenými variantami. Obsah lepku se u všech variant pohyboval v rozmezí 21,4 29,9 %. Obsah lepku v zrnu je jediným faktorem, kde nejvyššího čísla nebylo dosaženo u hnojiva se stabilizátorem. Nejvyšší hodnoty bylo dosaženo u varianty, kde byla jednorázově aplikována močovina. Tato varianta se významně lišila od ostatních. Druhé nejlepší hodnoty bylo dosaženo u varianty s hnojivem ALZON 46, kde hodnota činila 28,8 %. Mezi variantami s hnojivy ALZON 46, Urea Stabil a Močovina aplikovaná děleně, ale nebyly průkazné rozdíly. 54

57 5.3.4 Sedimentační hodnota Sedimentační hodnota zrna pšenice ozimé byla jednotlivými variantami vysoce významně ovlivněna, viz tabulka Další tabulka 5.12 udává dosažené průměrné hodnoty a jejich směrodatné odchylky. Tab Analýza variance sedimentační hodnoty zrna pšenice ozimé Faktor Stupně volnosti Průměrný čtverec Sedimentační hodnota (ml) Varianta 4 284,5667 ** Chyba 10 34,47 Celkem 14 Vliv faktoru: ** - vysoce významný (α < 0,01) Tab Průměrné sedimentační hodnoty zrna pšenice ozimé a průkaznost jejich rozdílů podle Tukeye Varianta n Sedimentační hodnota (ml) Průměr ± Směrodatná odchylka Nehnojeno 3 13,3 ᵃ ± 0,5 Močovina ( kg N) 3 34,7 ᵇ ± 1,5 Urea Stabil (110 kg N) 3 38,0 ᵇ ± 4,6 ALZON 46 (110 kg N) 3 31,7 ᵇ ± 7,2 Močovina (110 kg N) 3 31,7 ᵇ ± 9,8 Pozn.: n počet pozorování Průměry jednotlivých variant se významně neliší, pokud je za nimi uveden shodný horní index. 55

58 Graf 5.6 Průměrné sedimentační hodnoty zrna pšenice ozimé včetně 95% intervalů spolehlivosti Sedimentační hodnota jednotlivých variant kolísala mezi 13,3 38,0 ml. U všech hnojených variant byla průkazně vyšší než u nehnojené varianty. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo s hnojivem Urea Stabil, ovšem mezi všemi hnojenými variantami nebyly dosažené sedimentační hodnoty významně odlišné. 56