Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrosystémů a bioklimatologie Pěstování meziplodin a jejich využití při zakládání porostů kukuřice Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Vladimír Smutný, Ph.D. Vypracoval: Bc. Martin Červinka Brno 2014
Mendelova univerzita v Brně Ústav agrosystémů a bioklimatologie Agronomická fakulta 2013/2014 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autor práce: Studijní program: Obor: Název tématu: Bc. Martin Červinka Zemědělská specializace Zemědělské inženýrství Pěstování meziplodin a jejich využití při zakládání porostů kukuřice Rozsah práce: 50-60 s. Zásady pro vypracování: 1. Prostudovat odbornou literaturu k zadané problematice, zpracovat literární rešerši. 2. Vyhodnotit produkci biomasy různých meziplodin v maloparcelním polním pokusu. 3. Zhodnotit distribuci posklizňových zbytků vybraných meziplodin při různých způsobech zpracování půdy. 4. Vyhodnotit výsledky vhodnými matematicko-statistickými metodami. 5. Získané výsledky zpracovat do tabulek a grafů. Seznam odborné literatury: 1. 2. 3. 4. 5. HŮLA, J. -- PROCHÁZKOVÁ, B. a kol. Minimalizace zpracování půdy. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2008. 248 s. ISBN 978-80-86726-28-1. BRANT, V. -- BALÍK, J. -- LEVOROVÁ, M. A kol. Meziplodiny. 1. vyd. V Českých Budějovicích: Kurent, 2008. 86 s. ISBN 978-80-87111-10-9. VACH, M. a kol. Pěstování strniskových meziplodin : metodika pro praxi. Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 2009. 34 s. ISBN 978-80-7427-009-3. PROCHÁZKOVÁ, B. -- DRYŠLOVÁ, T. -- HOUŠŤ, M. -- ŠMIKMÁTOR, J. Pěstování strniskových meziplodin v kukuřičné výrobní oblasti. Úroda. 2010. sv. LVIII, č. 12, s. 557--560. ISSN 0139-6013. BADALÍKOVÁ, B. -- BARTLOVÁ, J. Půdoochranná funkce meziplodin v jarním období. Úroda. 2010. sv. LVIII, č. 5, s. 26--29. ISSN 0139-6013.
PROCHÁZKA, J. -- PROCHÁZKOVÁ, B. -- NOVOSÁDOVÁ, I. Vliv meziplodin na výnosy 6. kukuřice. Úroda. 2010. sv. 12, č. 12, s. 553--556. ISSN 0139-6013. PROCHÁZKA, J. -- PROCHÁZKOVÁ, B. -- MIKUŠOVÁ, Z. Výnosy meziplodin a efektivita 7. jejich pěstování. Úroda. [CD-ROM]. In Úroda. 2009. sv. LVII, č. 12, s. 453--456. DOVRTĚL, J. -- PROCHÁZKOVÁ, B. Zpracování půdy a zakládání porostů kukuřice do 8. meziplodin. In PROKEŠ, K. Sborník ze semináře s mezinárodní účastí "Kukuřice v praxi 2005". Brno: MZLU v Brně a KWS Osiva s.r.o., 2005, s. 29--38. ISBN 80-7157-824-X. NEUDERT, L. Hodnocení vlivu různého zpracování půdy na množství a rozmístění posklizňových zbytků. In BADALÍKOVÁ, B. Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění, ochraně rostlin a 9. zpracování produktů. Troubsko: Výzkumný ústav pícninářský, spol. s.r.o., Zemědělský výzkum, spol. s.r.o., 2007, s. 351--354. ISBN 80-86908-04-6. FILIPSKÝ, T. Minimalizační technologie zpracování půdy ke kukuřici na zrno a ozimé pšenici - 10. technické zajištění a ekonomické hodnocení. Diplomová práce. Brno: MENDELU Brno, 2010. 120 s. PROCHÁZKOVÁ, B. -- SMUTNÝ, V. -- NEUDERT, L. -- LUKAS, V. -- DRYŠLOVÁ, T. Technologie zpracování půdy a zakládání porostů kukuřice. In Sborník z odborného semináře 11. "Kukuřice v praxi 2010". Brno: Mendelova univerzita v Brně, KWS Osiva, s.r.o., 2010, s. 12--23. ISBN 978-80-7375-371-9. Vědecké a odborné časopisy (Weed Research, Plant, soil and Environment, Agro, Agromanuál, 12. Úroda) Datum zadání diplomové práce: říjen 2012 Termín odevzdání diplomové práce: duben 2014 Bc. Martin Červinka Autor práce Ing. Vladimír Smutný, Ph.D. Vedoucí práce prof. Ing. Jan Křen, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc. Děkan AF MENDELU
ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem práci: Pěstování meziplodin a jejich využití při zakládání porostů kukuřice vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom/a, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne: 29. 4. 2014 Bc. Martin Červinka
PODĚKOVÁNÍ Rád bych na tomto místě poděkoval vedoucímu mé diplomové práce Ing. Vladimírovi Smutnému, Ph.D. za pomoc při výběru tématu, cenné rady a ochotu v průběhu psaní práce.
ABSTRAKT Diplomová práce se zaměřuje na pěstování meziplodin, vyhodnocení pokryvnosti půdy a výnosů sušiny u vybraných druhů meziplodin a jejich využití při zakládání porostů kukuřice. V literárním přehledu jsou popsány jednotlivé funkce meziplodin ve vztahu k půdě a životnímu prostředí. Podrobněji jsou rozebrány biotické a abiotické faktory ovlivňující pěstování meziplodin a agrotechnické postupy uplatňované při jejich pěstování. V práci jsou zmíněny i ekonomické náklady spojené s pěstováním meziplodin a možnosti využívání dotačních podpor pro jejich pěstování. Popsáno je také rozdělení meziplodin podle termínu založení porostů a vymezení vhodných a nevhodných meziplodin pro jednotlivé výrobní oblasti ČR. Následující část práce se zabývá vyhodnocením pokusu prováděným na polní pokusné stanici v Žabčicích. Pokus s meziplodinami byl založeny v roce 2006. Do pokusu bylo zařazeno deset druhů meziplodin: hořčice bílá, ředkev olejná, svazenka vratičolistá, pohanka obecná, žito svatojánské, proso seté, krambe habešská, sléz krmný, lesknice kanárská a světlice barvířská. V práci jsou sledovány výsledky z let 2011 až 2014. Hodnocena byla pokryvnost povrchu půdy meziplodinami pomocí analýzy digitálního obrazu. Dále byl sledován výnos sušiny jednotlivých meziplodin a byly porovnávány výnosy sušiny mezi podzimními a jarními odběry. Na polní pokusné stanici v Žabčicích byl v letech 2012/2013 založen pokus zaměřený na hodnocení výnosů kukuřice na zrno při různých způsobech zpracování půdy. Porovnávány byly varianty se svazenkou vratičolistou (přímý výsev, celoplošné kypření, pásové zpracování půdy) a bez meziplodiny (orba, celoplošné kypření, pásové zpracování půdy). Klíčová slova: meziplodiny, pokryvnost půdy, výnos sušiny, zakládání porostů kukuřice
ABSTRACT This thesis focuses on the cultivation of catch crops, evaluation catch crops ability of coverage of soil surface and dry matter yields of selected species catch crops and their use in the grain maize sowing. The literature review describes the different functions of catch crops in relation to the soil and the environment. In detail are discussed biotic and abiotic factors affecting the cultivation of catch crops and agronomic practices applied in their cultivation. In the thesis are discussed the economic costs associated with the cultivation of catch crops and the possibility of the use of subsidies for its cultivation. Described is also the division of catch crops by date of sowing and the definition of appropriate and inappropriate catch crops, for the individual production area in the Czech republic. The folloving section of the thesis deals with the evaluation of experiments conducted on the experimental field station in Žabčice. Experiments with catch crops were found out in 2006. There were ten catch crops: Sinapis alba L., Raphanus sativus L. var. oleiformis Pers., Phacelia tanacetifolia Benth., Fagopyrum vulgare Hill., Secale cereale L. var. multicaule Metzg. ex Alef., Panicum miliaceum L., Crambe abyssinica L. Hochst., Malva verticillata L., Phalaris canariensis L., Carthamus tictorius L. The thesis follows results from 2011 to 2014. There was catch crops ability of coverage of soil surface using digital image analysis evaluated. Further the dry matter yields of catch crops was evaluated and dry matter yields between autumn and spring sampling were compared. Field experiment was established at experimental field station in Žabčice in the years 2012/2013. The experiment was made to assess the yield of grain maize under different variants of soil tillage (direct seeding, loosening, strip tillage) in system, where Phacelia tanacetifolia was used as catch crop in comparison with soil tillage systems without Phacelia tanacetifolia (ploughing, loosening and strip tillage). Keywords: catch crops, coverage of soil, dry matter yield, grain maize sowing
OBSAH 1 ÚVOD... 13 2 CÍL PRÁCE... 15 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 16 3.1 Meziplodiny a jejich funkce... 16 3.1.1 Přísun organické hmoty do půdy a pozitivní ovlivnění půdních podmínek... 16 3.1.2 Omezení větrné a vodní eroze... 17 3.1.3 Redukce vyplavování živin a omezení znečišťování podzemních vod..... 18 3.1.4 Omezování šíření plevelů a výdrolu předplodiny... 20 3.1.5 Potlačování šíření a výskytu chorob a škůdců... 20 3.1.6 Doplnění a zpestření krmivové základny... 21 3.1.7 Podpora biodiverzity a potravních řetězců v krajině... 22 3.1.8 Působení na tvorbu a ochranu životního prostředí... 22 3.2 Negativní důsledky pěstování meziplodin... 23 3.3 Ekonomické náklady související s pěstováním meziplodin a využití dotačních podpor... 24 3.4 Standardy Dobrého zemědělského a environmentálního stavu (GAEC)... 29 3.5 Faktory ovlivňující pěstování meziplodin... 31
3.5.1 Faktory abiotické... 31 3.5.1.1 Sluneční záření... 31 3.5.1.2 Teplota... 32 3.5.1.3 Voda... 33 3.5.1.4 Oxid uhličitý... 33 3.5.1.5 Živiny... 34 3.5.2 Faktory biotické... 35 3.5.2.1 Plevele a zaplevelující rostliny... 35 3.5.2.2 Choroby a škůdci... 36 3.6 Šlechtění meziplodin... 36 3.7 Rozdělení meziplodin podle termínu založení porostů... 37 3.7.1 Letní meziplodiny... 37 3.7.2 Strniskové meziplodiny... 38 3.7.3 Podsevové meziplodiny... 39 3.7.4 Ozimé meziplodiny... 41 3.8 Pěstování meziplodin ve vztahu k výrobním oblastem ČR.. 42 3.8.1 Vhodné a nevhodné meziplodiny pro jednotlivé výrobní oblasti... 43 3.8.1.1 Kukuřičná výrobní oblast... 43 3.8.1.2 Řepařská výrobní oblast... 44 3.8.1.3 Bramborářská výrobní oblast (nižší polohy)... 44 3.8.1.4 Bramborářská výrobní oblast (vyšší polohy)... 44 3.9 Uplatnění meziplodin v osevních postupech... 45
3.10 Specifika pěstování meziplodin v jednotlivých způsobech hospodaření... 47 3.10.1 Konvenční zemědělství - kombinace rostlinné a živočišné výroby... 47 3.10.2 Konvenční zemědělství pouze rostlinná výroba... 47 3.10.3 Ekologické zemědělství... 48 3.11 Agrotechnické postupy uplatňované při pěstování meziplodin... 48 3.11.1 Zpracování půdy před založením porostů... 48 3.11.1.1 Letní meziplodiny... 49 3.11.1.2 Strniskové meziplodin.... 50 3.11.1.3 Podsevové meziplodiny... 51 3.11.1.4 Ozimé meziplodiny... 51 3.11.2 Vlastní zakládání porostů... 51 3.11.2.1 Letní meziplodiny... 51 3.11.2.2 Strniskové meziplodiny... 52 3.11.2.3 Podsevové meziplodiny... 53 3.11.2.4 Ozimé meziplodiny... 54 3.11.3 Hnojení meziplodin... 54 3.11.4 Zapravení biomasy meziplodin do půdy (zelené hnojení)... 55 3.12 Kukuřice setá... 58 3.12.1 Pěstitelské požadavky... 58 3.12.2 Zpracování půdy a zakládání porostů kukuřice... 59 3.12.3 Zakládání porostů kukuřice do meziplodin... 60 4 MATERIÁL A METODIKA... 62
4.1 Hodnocení pokryvnosti půdy a výnosu sušiny meziplodin... 62 4.1.1 Charakteristika pokusu... 62 4.1.2 Charakteristika daného stanoviště... 62 4.1.3 Hodnocené druhy meziplodin... 63 4.1.4 Založení pokusu... 64 4.1.5 Hodnocení pokusu... 65 4.2 Uplatnění meziplodin při zakládání porostů kukuřice... 66 4.2.1 Charakteristika pokusu... 66 4.2.2 Charakteristika daného stanoviště... 66 4.2.3 Založení pokusu... 66 4.2.4 Hodnocení pokusu... 67 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 69 5.1 Vyhodnocení pokryvnosti půdy meziplodinami v letech 2011 2013... 69 5.1.1 Diskuze výsledků pokryvnosti půdy meziplodinami... 72 5.2 Hodnocení výnosu sušiny meziplodin v podzimním a jarním období v letech 2011 2014... 76 5.2.1 Výnosy sušiny v podzimním období... 76 5.2.2 Výnosy sušiny v jarním období... 81 5.2.3 Rozdíly ve výnosech sušiny mezi podzimním a jarním obdobím... 84 5.3 Uplatnění meziplodin při zakládání porostů kukuřice... 90 6 ZÁVĚR... 93
7 SEZNAM POUŽITÉ LITARTURY... 95
1 ÚVOD Jedním ze základních předpokladů zemědělské půdy je její úrodnost. Jedná se o schopnost půdy poskytovat zemědělským plodinám vhodné růstové, vláhové a výživové podmínky a tím zajišťovat jejich trvale vysoké výnosy. V posledních letech ovšem dochází v důsledku politických a ekonomických podmínek k výrazným změnám v zemědělské výrobě, čímž bývá půdní úrodnost často negativně ovlivněna. Zúžila se struktura pěstovaných plodin a poklesly stavy skotu. Tím pádem se snížila produkce chlévského hnoje a omezily plochy jetelovin a jetelotravních směsí. Nižší využívání organického hnojení vede k redukci obsahu organické hmoty v půdě, což má za následek pokles výnosů a naopak zvýšení jejich závislosti na povětrnostních podmínkách. Kvalitní chlévský hnůj lze v systému organického hnojení jen stěží nahradit. Nezbývá tedy než eliminovat tento deficit náhradními zdroji organického hnojení (zelené hnojení, komposty, organické odpady, kaly a další). V poslední době se v zemědělské praxi začaly objevovat nové agrotechnické postupy, které si kladou za cíl zlepšit obhospodařování půdy, zvyšovat kvalitu půdy a půdní úrodnost a v neposlední řadě i zlepšit ekonomické poměry při hospodaření na zemědělské půdě. Významnou součástí těchto systémů se stalo pěstování meziplodin, které mají v pěstebních technologiích rostlinné výroby mnohostranný význam. Meziplodiny jsou charakterizovány jako plodiny pěstované v meziporostním období mezi dvěma hlavními plodinami. V dřívějších dobách sehrávaly meziplodiny důležitou roli v oblasti pícninářství, kde byly využívány jako rezervy krmivové základny. Vlivem razantního poklesu stavů skotu na území ČR však pícninářský význam meziplodin v posledních letech značně ustoupil. Naopak v systému rostlinné produkce nabývají meziplodiny stále vyššího významu, neboť jejich pěstováním se stále zřetelněji potvrzují jejich mnohostranné pozitivní účinky. Meziplodiny představují mimo jiné vhodné přerušovače obilních sledů. Obilniny zaujímají značnou část zemědělské půdy v ČR, přičemž omezené osevní postupy vedou k nežádoucímu rozvoji chorob a škůdců. Tento problém lze do určité míry eliminovat zařazením vhodné meziplodiny do osevního postupu. Meziplodiny posilují antifytopatogenní potenciál půdy a zároveň zvyšují fytosanitární opatření proti chorobám, škůdcům a plevelům. 13
Pěstování meziplodin na území České republiky je navíc umocněno dotačním titulem, který byl zaveden po vstupu ČR do Evropské unie. Zavedení tohoto dotačního titulu vyvolalo mezi zemědělci velký zájem o pěstování meziplodin. Zemědělci mají v dnešní době k dispozici poměrně pestrou škálu meziplodin, jejichž volbu lze přizpůsobit vegetačnímu období. V zemědělské praxi nacházejí meziplodiny uplatnění mimo jiné také při pěstování kukuřice. Osivo kukuřice lze vysévat do vymrzajících či do přezimujících meziplodin, což přináší pozitivní protierozní opatření. Existuje ovšem málo výsledků z pokusů s těmito způsoby zakládání porostů kukuřice a vlivu meziplodin na půdní prostředí a výnosy. Při pěstování meziplodin by měl každý zemědělec respektovat půdní a povětrnostní podmínky daného stanoviště, neboť jejich nevhodné zařazení do osevního postupu může vést k nežádoucím důsledkům. 14
2 CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo vyhodnotit pokryvnost půdy u jednotlivých druhů meziplodin a porovnat rozdíly ve výnosech sušiny meziplodin mezi podzimními a jarními odběry. Cílem práce bylo také posoudit vliv meziplodin na výnosy zrna kukuřice. 15
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Meziplodiny a jejich funkce Meziplodiny představují plodiny, které díky svým biologickým vlastnostem nacházejí uplatnění při tvorbě vegetačního pokryvu půdy v meziporostním období. Zařazují se tedy do meziporostního období mezi dvě hlavní plodiny. Meziplodiny se pěstují za účelem podpory mimoprodukčních a produkčních funkcí zemědělství, které od sebe nelze vzhledem k jejich vzájemnému propojení zcela jednoznačně oddělit. Mimoprodukční funkce meziplodin bývají spojovány se snahou o zachování a ochranu přírodních zdrojů a se stabilizací toků energie a hmoty v přírodě. Produkční funkce zase souvisejí se zajištěním efektivního využívání přírodních podmínek a energomateriálových dodatků. Snahou je dosáhnout požadovaného výnosu a kvality rostlinných produktů a současně také zefektivnění dodatkových vstupů energie (Brant a kol., 2008). Nejvýznamnější funkce meziplodin lze shrnout do několika bodů: 3.1.1 Přísun organické hmoty do půdy a pozitivní ovlivnění půdních podmínek Zvýšení obsahu organické hmoty v půdě, a tedy i zlepšení půdní úrodnosti, lze docílit zapravením biomasy meziplodin do půdy (Piotrowska, Wilczewski, 2012). Obsah organické hmoty v půdě pozitivně ovlivňuje nejen zapravená zelená hmota, ale i kořeny meziplodin (Mikula, 1997). Využívání meziplodin na tzv. zelené hnojení vede též ke zvýšení biologické aktivity v ornici (Piotrowska, Wilczewski, 2012). Fixaci atmosferického dusíku do půdy lze zajistit pěstováním bobovitých meziplodin (Vach a kol., 2005). Svým pokryvem vytvářejí meziplodiny stínové garé a šetří tak půdní strukturu (Kostelanský a kol., 1997). Udržováním dostatečně hustého a souvislého rostlinného 16
krytu dochází zároveň k omezování neproduktivního výparu (Vach a kol., 2009). Kořeny meziplodin napomáhají prokypření i spodních vrstev půdy, což vede k nižšímu zhutnění půd. Pěstování meziplodin na tzv. zelené hnojení vede mimo jiné i ke zvýšení biologické aktivity půdy. Obecně meziplodiny zlepšují fyzikální, chemické a biologické vlastnosti půdy a umožňují lepší využití vláhy a živin. Lze tedy říci, že meziplodiny rozvíjejí bohatý půdní život (Vach a kol., 2005; Mikula, 1997). 3.1.2 Omezení větrné a vodní eroze Další velmi důležitou funkcí meziplodin je omezení větrné a vodní eroze. Zejména vodní eroze se v podmínkách ČR stává v komplexu ochrany životního prostředí závažným problémem (Badalíková, Hrubý, 2009). To se týká hlavně erozně nebezpečných plodin a meziporostního a zimního období. Zejména v porostech kukuřice se uplatňují podsevové meziplodiny, které v průběhu růstu kukuřice eliminují vodní erozi a po sklizni zase zabraňují větrné erozi. Pěstováním meziplodin lze zmírnit následky eroze v meziporostním a zimním období, a to až do výsevu jarní plodiny či v podobě umrtvené biomasy i po jejím výsevu. Podle Flohrové (1998) se již při 20 % pokryvu půdy meziplodinami sníží eroze přibližně o 48 %, při 90 % pokryvu půdy klesá až pod 5 %. Meziplodiny obohacují půdu o snadno rozložitelnou organickou hmotu, která kompenzuje zhutňování a do určité míry upravuje i fyzikální stav půdy (Badalíková, Hrubý, 2007). Pro omezení eroze je možno využít většinu vymrzajících i nevymrzajících meziplodin. Tyto pěstební technologie se označují jako půdoochranné a v praxi vedou ke snížení evaporace a naopak ke zvýšení infiltrace a tím pádem i k eliminaci eroze. Bylo zjištěno, že v klimatických podmínkách ČR se větrná eroze vyskytuje nejvíce časně na jaře a částečně i na podzim. Proto je důležité, aby byl pozemek pokryt meziplodinou v podzimním období a nevymrzající meziplodinou či zbytky vymrzlé meziplodiny na jaře. Pokud se na pozemku vyskytuje vegetační kryt, je povrch půdy chráněn před destruktivním působením dopadajících dešťových kapek a zároveň je zpomalen povrchový odtok, což významně eliminuje vodní erozi. Přívalové deště, které se nejčastěji vyskytují v rozmezí dubna až října, taktéž zvyšují nebezpečí vodní eroze. Tento fakt opět umocňuje význam pěstování podsevových a strniskových meziplodin. Vliv pokryvu půdy 17
na míru smyvu svrchní vrstvy půdy je uveden na obr. 1. Obecně platí v protierozní ochraně zásada, že půda by měla být pod rostlinným pokryvem co nejdelší část roku (Brant a kol., 2008). Mimo jiné též meziplodiny zachycují dešťové srážky, které jsou následně využity pro produkci biomasy (Vach a kol., 2005). Obr. 1: Vliv pokryvu půdy na míru smyvu vrchní vrstvy půdy (Flohrová, 1998) 3.1.3 Redukce vyplavování živin a omezení znečišťování podzemních vod Mezi důležité požadavky v zemědělství se řadí snaha o maximální efektivnost využití zdrojů a o redukci emisí živin do životního prostředí (Brant a kol., 2008). Nevyhnutelným důsledkem hospodaření na orné půdě jsou ztráty dusíku do prostředí. Ačkoliv plynné ztráty dusíku do ovzduší nedokážeme jednoduše monitorovat a kvantifikovat, ztráty dusíku ve formě nitrátového iontu lze poměrně snadno určit z analýz povrchových a podzemních vod (Haberle, Káš, 2007). V oblasti zamezení ztrát živin a ochrany vodních zdrojů sehrávají z hlediska biologické sorpce důležitou úlohu meziplodiny. V lokalitách méně vhodných pro růst rostlin či při nadbytku srážek v zimním období napomáhá pěstování meziplodin k omezování vyplavování nitrátů a k udržení dusíku v systému (Brant a kol., 2008). 18
Meziplodiny totiž vážou dusík ve své biomase, čímž zabraňují jeho transportu do hlubších horizontů půdy mimo oblast kořenové zóny, kde se pro rostliny stává nedosažitelným. Díky tomu je docíleno efektivnějšího využití dodaného dusíku pro rostlinnou produkci. Zároveň dochází k zabránění kontaminace podzemních vod. Ve zranitelných oblastech a v ochranných pásmech vodních zdrojů plní meziplodiny významnou funkci při zadržování a využití tzv. zbytkového dusíku po sklizni hlavní plodiny (Vach a kol., 2005). Bylo zjištěno, že na každých 10 t zelené hmoty jsou meziplodiny schopny vázat 20 až 50 kg dusíku. Aby byl splněn tento efekt, musí porost vytvořit dostatek biomasy (Haberle, 2006). Různé druhy meziplodin vykazují významné rozdíly ve schopnosti odčerpávat z půdy dostupný dusík. Mezi rozhodující faktory ovlivňující schopnost meziplodin osvojovat si dostupný minerální dusík z půdy se řadí intenzita jejich růstu na podzim, rozdíly v přetrvání zimy a intenzita růstu kořenů. Různou schopnost meziplodin zadržovat nitráty znázorňuje mimo jiné i tab. 1. Z tabulky vyplývá, že nejintenzivněji zadržují nitráty meziplodiny z čeledi bobovitých (lupina, hrách), méně pak svazenka či hořčice a nejméně ředkev a řepice (Flohrová, 1998). Množství navázaného dusíku dále ovlivňuje průběh počasí, zejména množství dešťových srážek v období července až října (Haberle, 2006). Myšlenkou pěstování meziplodin jako možnosti snížení ztrát dusíku z osevního systému se už od začátku 20. století zabývá řada odborníků (Brant a kol., 2008). Tab. 1: Schopnost různých meziplodin zadržovat nitráty (obsah kg N.ha -1 ) Termín odběru Hloubka odběru (cm) Říjen Prosinec Únor 0-30 30-60 60 90 0-30 30-60 60-90 0-30 30-60 60 90 Lupina, hrách 8,4 7,1 20,0 17,7 35,0 24,5 14,4 16,9 19,4 Svazenka, hořčice 8,1 5,0 9,3 10,0 23,0 18,0 11,8 16,1 20,0 Ředkev, řepice 5,1 5,0 9,2 8,0 13,5 18,6 11,0 18,5 24,0 (Flohrová, 1998) 19
3.1.4 Omezování šíření plevelů a výdrolu předplodiny Další z řady funkcí meziplodin je také potlačování plevelů a výdrolu předplodiny (Vach a kol., 2005). Podmínkou k úspěchu je rychlý počáteční růst meziplodin a dobré zapojení porostu (Flohrová, 1998). Pravidelným zařazením meziplodin v osevním postupu lze docílit i v intenzivních pěstitelských oblastech omezeného používání herbicidů (Vach a kol., 2005). Snížené nebo úplné vypuštění aplikací herbicidů v následně pěstovaných plodinách či v plodinách s porostem podsevové meziplodiny významně přispívá ke snížení ekologické zátěže. Tato skutečnost nachází uplatnění zejména v ekologicky orientovaných systémech hospodaření, ve kterých mohou podsevy účinně zamezit rozvoji plevelů do doby, než se hlavní plodina stane konkurenceschopnou vůči plevelům. Podsevy vykazují příznivý vliv i v případě, kdy již není možno provádět mechanickou kultivaci porostu (Brant a kol., 2008). Meziplodiny se rovněž stávají významnými přerušovači obilních sledů a krátkodobých monokultur (Vach a kol., 2005). 3.1.5 Potlačování šíření a výskytu chorob a škůdců V systémech hospodaření na orné půdě nelze opomenout ani vliv meziplodin na eliminaci chorob a škůdců. Kromě pozitivního působení meziplodin, týkajícího se snižování výskytu škodlivých činitelů, může dojít při jejich nevhodném zařazení do osevního postupu k nežádoucímu rozvoji škodlivého působení chorob a škůdců. Meziplodiny mohou zmíněné činitele ovlivňovat např. pomocí aleopatického působení kořenů či chováním se jako nepřátelské rostliny. Rozklad nadzemní a podzemní biomasy meziplodin vykazuje též inhibiční účinky vůči chorobám a škůdcům. Zároveň při něm dochází k podpoře mikrobiální aktivity půdy (zelené hnojení). Určitou prostorovou bariéru vůči šíření nežádoucích spor hub z jedné rostliny na druhou mohou vytvářet podsevové meziplodiny. Při úzkém spektru pěstovaných plodin v osevních postupech dochází k tomu, že jsou po sobě často zařazovány hostitelské rostliny pro stejný okruh patogenů. Mezi nejzávažnějšími patogeny u hlavních polních plodin se řadí mikroskopické houby, které jsou v závislosti na druhu schopny přežívat na posklizňových zbytcích nebo v půdě po dobu většinou dvou 20
až čtyř let. Také v těchto situacích sehrávají důležitou úlohu meziplodiny, neboť napomáhají ke zlepšení zdravotního stavu porostů. Negativní vliv meziplodin se může projevit při zařazení brukvovitých meziplodin do osevních postupů s vyšším zastoupením řepky olejné, popř. brukvovitých zelenin. V těchto případech se totiž zvyšuje riziko napadení hlavních plodin nádorovitostí košťálovin. Proto je při pěstování meziplodin velice důležité dodržovat zásady střídání plodin a vyvarovat se zařazování rodově nebo druhově příbuzných druhů meziplodin s hlavními plodinami do osevních postupů. (Brant a kol., 2008). Velké pozemky oseté jednou plodinou představují zvýšené nebezpečí pro rozšiřování živočišných škůdců. Tento problém lze, podobně jako v případě chorob, eliminovat druhově pestřejším pěstováním plodin podpořeném zařazením meziplodin do osevních sledů. V praxi bylo prokázáno, že při pěstování kukuřice pomocí frézového výsevu do neumrtveného a mechanicky regulovaného porostu jetelotrávy se snížilo napadení rostlin kukuřice zavíječem kukuřičným a mšicemi o více než 50 procent ve srovnání s pěstitelskou technologií nevyužívající živého mulče. Určitou nevýhodu lze ovšem spatřovat u ozimých a strniskových meziplodin, které mohou mimo jiné posloužit také jako místo pro přezimování živočišných škůdců (Brant a kol., 2008). Obecně lze říci, že v oblasti potlačování šíření chorob a škůdců zastávají meziplodiny důležitou funkci, neboť zvyšují biodiverzitu pěstovaných rostlinných druhů. V každém případě je ovšem nutné při jejich volbě a termínu setí vycházet z konkrétní situace a podmínek (Brant a kol., 2008). 3.1.6 Doplnění a zpestření krmivové základny Meziplodiny mohou mimo jiné sloužit i jako zdroj píce pro výživu hospodářských zvířat. Největšího pícninářského významu z hlediska produkce biomasy dosahují ozimé meziplodiny, neboť mají dostatek času, tepla a půdní vláhy k vytvoření dostatečného výnosu píce, kterou lze využít i ke konzervaci. Nestabilní a nutričně velmi variabilní zdroj píce je typický pro strniskové a podsevové meziplodiny, které je ekonomicky výhodnější zapravit do půdy. Meziplodiny představují důležitou součást v systému celoročního krmení konzervovanou pící. V polních pokusech poskytovaly meziplodiny výnos v rozmezí od 7,1 do 10,4 tun na hektar. Mezi nejproduktivnější druhy v našich podmínkách spadá hořčice bílá, 21
ředkev olejná a svazenka vratičolistá. Kvalitu biomasy meziplodin nelze jednoznačně posoudit, jedná se totiž o velice různorodou skupinu plodin. Obdobně jako u dalších pícnin i zde platí pravidlo, že kvalita píce s postupující vývojovou fází rostliny klesá. Ačkoliv ozimé meziplodiny dosahují vyšších výnosů píce, je jejich kvalita hodnocena většinou jen jako průměrná a pro mléčný skot s vyšší užitkovostí by měly být využívány pouze jako doplněk. Vysoce kvalitní píci s dobrou stravitelností poskytují jílky (Brant a kol., 2008). 3.1.7 Podpora biodiverzity a potravních řetězců v krajině Biodiverzita představuje podstatnou součást všech ekologických systémů a významně ovlivňuje jejich stabilitu. Intenzifikace zemědělství má za následek nežádoucí snižování agrobiodiverzity, přičemž postupně dochází ke vzniku prostředí, které není pro mnohé druhy příliš příznivé. Tento nežádoucí efekt je možno do určité míry eliminovat obohacením osevních postupů o meziplodiny, jež mohou podstatně zvyšovat druhovou pestrost agroekosystémů. Jelikož při zařazování meziplodin do osevního sledu se nevyužívají druhy stejné nebo blízce příbuzné s hlavními plodinami, vede pěstování meziplodin prakticky vždy ke zvyšování biodiverzity. Zároveň dochází i ke zlepšení potravní nabídky pro užitečné organismy, a to jak pro obratlovce, tak i pro bezobratlé. Ozimé meziplodiny, jako např. směsi trav s jeteli či vikvemi a luskovinoobilné směsky, lze uplatnit mimo jiné jako alternativní zdroje pastvy včel. Porosty meziplodin vytvářejí také příznivé mikroklima pro činnost půdních organismů, díky čemuž dochází následně k rychlejšímu a snadnějšímu rozkladu posklizňových zbytků (Brant a kol., 2008). 3.1.8 Působení na tvorbu a ochranu životního prostředí Mezi důležité faktory pro ochranu a tvorbu životního prostředí v oblasti intenzivní a moderní rostlinné výroby spadá ozelenění orné půdy v co možná největší míře během roku. Bylo prokázáno, že pod rostlinným krytem může na jednom hektaru půdy přirůst denně 100 až 200 kg sušiny nadzemní biomasy. Největšího významu nabývá zelené hnojení v osevních postupech s vyšším zastoupením obilnin a ve vlhčích polohách bramborářské oblasti. 22
V sušších oblastech je naopak zapotřebí zabránit případným nežádoucím důsledkům pěstování meziplodin, tj. ztrátám vláhy při intenzivním zpracování půdy v létě, neboť zde hrozí riziko možného snížení zásob vody v půdě pro následnou plodinu (Vach a kol., 2005). 3.2 Negativní důsledky pěstování meziplodin Kromě zmíněných pozitivních vlivů meziplodin může v případech jejich nevhodného zařazení do osevního postupu docházet k nežádoucím důsledkům (Vach a kol., 2009). Nevhodná volba rostlinného druhu bez souladu s půdněklimatickými podmínkami stanoviště a technologickými postupy může při pěstování meziplodin vést k nežádoucímu ovlivnění následné plodiny. Mezi nejvýznamnější negativní vlivy meziplodin náleží: přerušení horní půdní vrstvy a snížení zásob vody v půdě porostem meziplodin, popř. intenzivním zpracováním půdy před výsevem meziplodiny (Vach a kol., 2009; Brant a kol., 2008); podpora rozvoje chorob a škůdců vlivem nevhodné volby meziplodiny v osevním postupu, či podíl meziplodin na tvorbě tzv. zeleného mostu pro škůdce a choroby; vyšší riziko zaplevelení půdy při pěstování následných plodin vytrvalými plevely a nárůst zásoby semen v půdě v důsledku nevhodného zpracování půdy před založením meziplodin nebo vlivem slabé konkurenční schopnosti porostů meziplodin; negativní fytotoxický vliv na následné plodiny, ke kterému dochází při rozkladu meziproduktů nadzemní a podzemní biomasy při jejich zapravení do hlubších půdních vrstev; 23
obtížnější předseťová příprava a vlastní setí následné plodiny způsobené nesprávným zapravením biomasy meziplodin do půdy, zejména při vyšší produkci biomasy; negativní vliv na kvalitu výsevu a vývoj porostů zakládaných do vymrzajících nebo do nevymrzajících meziplodin zapříčiněný vysokou produkcí biomasy či jejím opožděným rozkladem (Vach a kol., 2009); riziko zaplevelení následné plodiny zaplevelujícími rostlinami při regeneraci meziplodin po jejich zapravení do půdy (meziplodiny ze skupiny trav) či vzešlými z osiva meziplodin, které nevzešly v době založení meziplodiny kvůli nedostatku vláhy; úbytek organické hmoty v různém stupni rozkladu v procesu humifikace způsobený intenzivním zpracováním půdy a zvýšenou aktivitou mikroorganismů při zapravení čerstvé fytomasy do půdy (Brant a kol., 2008). Aby bylo při pěstování meziplodin dosaženo požadovaného efektu, je důležité při jejich volbě vycházet z konkrétních půdních a povětrnostních podmínek daného stanoviště, ale také z fyzikálního stavu půdy. Je třeba brát v úvahu i další faktory, jako např. opožděný rozklad posklizňových zbytků či fytosanitární hlediska. Zemědělci by měli volit vhodnou agrotechniku a technologii zpracování půdy vycházející z nároků následné plodiny (Vach a kol., 2009). 3.3 Ekonomické náklady související s pěstováním meziplodin a využití dotačních podpor Pěstování meziplodin je od roku 2004 podporováno jako jedno z důležitých agroenvironmentálních opatření v rámci Horizontálního plánu rozvoje venkova (HRDP), 24
a to podle nařízení vlády č. 242/2004 Sb. Od roku 2007, podle nařízení vlády č. 79/2007 Sb., se stává problematika podpory pěstování meziplodin součástí Programu rozvoje venkova (Vach a kol., 2007). Dotační titul pěstování meziplodin vyvolal mezi zemědělci velký zájem a dotační meziplodiny byly pěstovány téměř na 200 tis. ha půdy ročně. Přihlášení do tohoto dotačního titulu představovalo pětiletý závazek. Ten byl pro většinu zemědělců ukončen v roce 2008 (Vach a kol., 2009). Do dotace spadá půdní blok/díl s kulturou orná půda, na němž má být vyseta meziplodina uvedena v seznamu v tab. 2. 25
Tab. 2: Meziplodiny zařazené do titulu pěstování meziplodin Poř. Číslo Meziplodina Minimální výsev (Kg/ha) Doporučené datum výsevu 1 srha laločnatá 12 do 30. září 2 kostřava červená 12 do 30. září 3 žito trsnaté (lesní) 100 do 15. září 4 jílek mnohokvětý 40 do 15. září 5 jílek jednoletý 40 do 31. srpna 6 jílek jednoletý + jílek vytrvalý 30 + 20 do 31. srpna 7 jílek vytrvalý 20 do 15. srpna 8 hořčice bílá 20 do 31. srpna 9 svazenka vratičolistá 10 do 31. srpna 10 pohanka obecná 60 do 15. srpna 11 slunečnice roční 40 do 31. července 12 ředkev olejná 20 do 15. srpna 13 řepka jarní 10 do 15. srpna 14 světlice barvířská (saflor) 30 do 31. srpna 15 sléz krmný 15 do 31. srpna 16 lesknice kanárská 20 do 15. srpna 17 směsi výše uvedených podle poměrného zastoupení (Smítal, 2007) Hlavním úkolem titulu pěstování meziplodin je zpomalení povrchového odtoku vody na orné půdě. Díky tomu dochází k minimalizaci sezónních nedostatků vody a omezení krátkodobého zvýšení průtoků v tocích. Zmíněný dotační titul se zaměřuje také na snížení rizika větrné a vodní eroze, eliminaci průsaku minerálního dusíku do podzemních vod a zvýšení přísunu organické hmoty do půdy (Ministerstvo zemědělství, 2010). Do dotačního titulu může žadatel zařadit výměru orné půdy, na níž dodržuje postupy stanoveného managementu, a to nejméně 3 % a nejvýše pak 10 % z celkové výměry orné půdy, který je evidována v LPIS. Sazba na hektar přihlášené orné půdy oseté meziplodinou činí 104 EUR. 26
Dotace se vyplácí v Kč, přičemž pro rok 2013 platí směnný kurz 25,218 Kč/EUR (Ministerstvo zemědělství, 2013; Procházka, Procházková, Dovrtěl, 2010). Pěstování meziplodin zařazených do dotačního titulu poskytuje zemědělcům sice přímý finanční přínos, celkový ekonomický přínos je však nutné posuzovat až podle vyhodnocení rentability pěstování následné plodiny (Matuš, 2005). Ačkoliv je možné celkové náklady na pěstování meziplodin přesně vyčíslit, nelze po účetní stránce započítat vliv meziplodiny, neboť ten se prokáže až ve změně výnosu následné hlavní plodiny. Při zařazení meziplodin do osevních postupů je třeba brát v úvahu především zmírnění nepříznivých vlivů souvisejících s půdní erozí, vyplavováním živin, nedostatečným přísunem organické hmoty do půdy a dalšími faktory, které zhoršují stav půdního prostředí. Nelze vycházet pouze z nákladů na jejich pěstování. Je důležité si uvědomit, že rozšíření osevních postupů o meziplodiny může významně napomoci kompenzaci zmíněných negativních jevů (Brant a kol., 2008; Procházka, Pelikán, Hartman, 2001, Badalíková, Hrubý, 2002; Matuš, 2005). Z důvodu změny dotačních podmínek (především snížení dotační sazby) a zdražování vstupů (zvýšení cen osiv meziplodin) však v současné době zemědělci zvažují v jakém rozsahu a zda vůbec budou pokračovat v pěstování dotačních meziplodin (Vach a kol., 2009). Rozdíly průměrných nákladů na osivo v letech 2005 a 2009 uvádí tab. 3 a tab. 4. 27
Tab. 3: Průměrné náklady na osivo v roce 2005 Meziplodina Min. výsevek (kg/ha) Cena za 1 kg (Kč) Náklady na 1 ha (Kč) Srha laločnatá 12 33 396 Kostřava červená 12 49 588 Žito trsnaté 100 15 1500 Jílek mnohokvětý 40 30 1200 Jílek vytrvalý 20 45 900 Hořčice bílá 20 25 500 Svazenka vratičolistá 10 48 480 Pohanka obecná 60 60 3600 Ředkev olejná 20 50 1000 Světlice barvířská 30 17 510 Sléz krmný 15 60 900 Lesknice kanárská 20 17 340 (Vach a kol., 2009) Tab. 4: Průměrné náklady na osivo v roce 2009 Meziplodina Min. výsevek (kg/ha) Cena za 1 kg (Kč) Náklady na 1 ha (Kč) Srha laločnatá 12 35 420 Kostřava červená 12 55 660 Žito trsnaté 100 17 1700 Jílek mnohokvětý 40 32 1280 Jílek vytrvalý 20 45 900 Hořčice bílá 20 40 800 Svazenka vratičolistá 10 100 1000 Pohanka obecná 60 60 3600 Ředkev olejná 20 50 1000 Světlice barvířská 30 20 600 Sléz krmný 15 60 900 Lesknice kanárská 20 30 600 (Vach a kol., 2009) 28
Náklady na osivo meziplodin jsou velmi variabilní a vycházejí z ceny osiva a výsevního množství na 1 ha. Jak je patrné z tab. č. 3 a tab. č. 4, vzrostly od roku 2005 nejvíce ceny u nejrozšířenějších meziplodin, mezi něž se řadí svazenka vratičolistá a hořčice bílá. Do celkového ekonomického zhodnocení je nutné brát v úvahu mimo jiné i dosažitelnost osiva. Oproti technologiím nevyužívajících meziplodin se zvyšují variabilní náklady na setí meziplodin přibližně o 1000 Kč/ha. Kromě toho mohou vznikat náklady spojené s chemickou likvidací přezimovaných meziplodin v jarním období. Bylo zjištěno, že z hlediska výnosové jistoty a plnění všech pozitivních funkcí meziplodin jsou nejvhodnější brukvovité meziplodiny a svazenka, u nichž se finanční náklady na jejich pěstování pohybují na nižší až průměrné úrovni. Ostatní meziplodiny jsou většinou více závislé na konkrétních povětrnostních faktorech daného roku a stanovištních podmínkách pro zajištění všech důležitých agrotechnických předpokladů funkce meziplodiny (Vach a kol., 2009). 3.4 Standardy Dobrého zemědělského a environmentálního stavu (GAEC) Hospodařením v oblasti zemědělství, souvisejícím s ochranou životního prostředí a se zachováním kvality půdy, minimální úrovní péče a ochranou vody a hospodaření s ní, se zabývají standardy Dobrého zemědělského a environmentálního stavu (GAEC), které tvoří součást Kontroly podmíněnosti. Jsou definovány v nařízeních vlády jednotlivých dotačních titulů a pro zemědělce v České republice je jejich dodržování od roku 2004 povinné. Hospodaření v souladu se standardy GAEC představuje jednu z podmínek pro poskytnutí plné výše přímých plateb. V ČR platí od 1. ledna 2012 11 standardů GAEC. Od 1. července 2011 došlo k rozšíření standardu GAEC 2, který se týká pěstování vybraných hlavních plodin na erozně ohrožených půdách. Jeho působení bylo rozšířeno i na tzv. mírně erozně ohrožené půdy. Do standardu GAEC 2 spadají erozně nebezpečné plodiny o jakémkoliv sponu, mezi něž náleží kukuřice, slunečnice, řepa brambory, sója, bob setý a od 1. ledna 2013 též čirok. Na ostatní erozně nebezpečné plodiny, které zde nebyly zmíněny, se standard GAEC 2 nevztahuje. V evidenci půdy (LPIS) se rozlišuje půda: 29
Silně erozně ohrožená (SEO): Žadatel je povinen zajistit, že na takto vymezených pozemcích nebudou pěstovány erozně nebezpečné plodiny vymezené ve standardu GAEC 2. Porosty obilnin a řepky olejné je možné na silně erozně ohrožených plochách zakládat s využitím půdoochranných technologií (setí do mulče, bezorebné setí). Tato podmínka nemusí být dodržena u obilnin, pokud budou pěstovány s podsevem jetelovin. Mírně erozně ohrožená (MEO): Na takto vyznačených pozemcích lze pěstovat erozně nebezpečné plodiny uvedené ve standardu GAEC 2, ovšem pouze s využitím půdoochranných technologií. Pod pojmem půdoochranné technologie se rozumí technologie ochranného zpracování půdy, při nichž je minimálně 30% povrchu půdy pokryto posklizňovými rostlinnými zbytky, a to do doby vzcházení porostu. Zároveň je pro ně charakteristická snížená intenzita zpracování půdy. Řadí se mezi ně např.: a) Obecné půdoochranné technologie (využitelné pro SEO i MEO): bezorebné setí / sázení do nezpracované půdy; setí / sázení do mulče; setí / sázení do mělké podmítky; setí / sázení do ochranné plodiny zde nacházejí uplatnění vymrzající meziplodiny (svazenka vratičolistá, hořčice bílá); důlkování. b) Specifické půdoochranné technologie (využitelné pouze pro MEO): přerušovací pásy (nelze využít erozně nebezpečné plodiny); zasakovací pásy (nelze využít erozně nebezpečné plodiny); osetí souvratí (nelze využít erozně nebezpečné plodiny); setí / sázení po vrstevnici; 30
odkameňování. Pro splnění podmínek standardu GAEC je zemědělec povinen zakládat porosty obilnin a řepky na silně erozně ohrožených plochách a erozně nebezpečné plodiny na mírně erozně ohrožených plochách pomocí zmíněných půdoochranných technologií. Pěstitel se sám rozhodne, které z nabízených opatření pro něj bude pro splnění standardu GAEC 2 ekonomicky a organizačně nejvýhodnější, a které v konkrétních podmínkách uplatní (Hudáček, 2011; Ministerstvo zemědělství GAEC 2, 2012; Novotný a kol., 2014). 3.5 Faktory ovlivňující pěstování meziplodin Růst a vývoj meziplodin ovlivňuje celá řada faktorů, které lze rozdělit na a abiotické. Mezi abiotické se řadí např. sluneční záření, teplota, voda, oxid uhličitý a živiny. Z biotických faktorů působí nejvíce na růst meziplodin plevele a zaplevelující rostliny, choroby či škůdci. 3.5.1 Faktory abiotické 3.5.1.1 Sluneční záření Sluneční záření představuje energetický základ pro proces fotosyntézy. Aby bylo zajištěno dosažení vysokých hodnot čisté fotosyntézy a tím pádem i produkce biomasy meziplodin, musí být zajištěna dostatečná ozářenost asimilační plochy rostliny. Ačkoliv slunečního záření dokáží účinněji využít rostliny typu C4, spadá většina meziplodin pěstovaných v podmínkách ČR mezi typ C3. Ovšem vezme-li se v úvahu skutečnost, že denní teplota během vegetace nepřekračuje 22 C, dosahují vyšší účinnosti fotosyntézy rostliny typu C3. Proto nachází pěstování těchto druhů v našich podmínkách své opodstatnění (Brant a kol., 2008). Určitým problémem může být zajištění dostatku světla pro podsevy meziplodin. V pokusech bylo např. zjištěno, že tolice dětelová a svazenka vratičolistá vykazují 31
v případech využití jako podsevy do kukuřice malou schopnost odolávat zastínění. Střední snášenlivost vůči zastínění byla pozorována u jetele podzemního, dobrá pak u jetele plazivého. Z trav využitelných pro podsevy do kukuřice byla k zastínění nejvíce tolerantní lipnice obecná, potom srha laločnatá a jílky (Brant a kol., 2008). 3.5.1.2 Teplota Také teplota představuje důležitý velice vegetační faktor ovlivňující růst a vývoj rostlin. Nadprůměrně vysoké i nízké teploty mohou, v závislosti na době a délce jejich trvání, negativně působit na životní funkce rostlin. Přestože většina meziplodin pěstovaných na území České republiky náleží do skupiny C3 rostlin, jak již bylo zmíněno, lze pro dané podmínky uvažovat též o zařazení C4 meziplodin do osevních postupů. Tato skupina rostlin totiž dosahuje ve srovnání s C3 skupinou vyšší rychlosti fotosyntézy při působení vyšších teplot, což se může pozitivně projevit při pěstování letních meziplodin či v případech, kdy po sklizni ozimé krmné meziplodiny se bude opět na daný pozemek vysévat meziplodina. Doporučenými komponentami pro zakládání porostů velmi časně vysévaných meziplodin jsou zejména kukuřice a proso seté (Brant a kol., 2008). Kromě fáze klíčení semen hraje teplota podstatnou roli také v období ukončení vegetace porostů. V průběhu podzimu a zimy lze teplotu považovat za limitující faktor, neboť rozhoduje o přezimování ozimých popř. nevymrzajících strniskových meziplodin (Brant a kol., 2008). Vach et al. (2005) vypracovali vymezení vhodných oblastí ČR pro jednotlivé skupiny meziplodin, které vychází z půdně klimatických podmínek regionů České republiky. Jedná se o oblast označovanou jako A, kam spadají druhy náročnější na teplo (slunečnice, světlice barvířská, pohanka obecná, lesknice kanárská), dále pak oblast nesoucí označení B, která je vhodná pro pěstování univerzálních druhů (hořčice bílá, svazenka vratičolistá) a nakonec oblast C, v níž se uplatňují především travní meziplodiny, a to jílky, srha laločnatá či kostřava červená. 32
3.5.1.3 Voda Za limitující faktor v oblastech s nízkou sumou dešťových srážek v průběhu vegetačního období je považována voda. Tento fakt platí obecně pro rostlinnou produkci, včetně meziplodin. Snížení dostupnosti vody pro rostlinu má za následek pokles rychlosti fotosyntézy. Nejkritičtěji se nedostatek vláhy projevuje v případě pěstování letních a strniskových meziplodin, neboť právě ty jsou vysévány v nejsušších obdobích roku. To má za následek problémy s jejich vzcházením, a tím pádem i sníženou produkci biomasy. Příčinou bývá zejména nedostatek půdní vláhy ve vrchních vrstvách ornice, tedy v oblasti seťového lůžka. Zásobenost vrchních vrstev půdy vláhou je do určité míry závislá na množství vody v hlubších vrstvách půdy, z nichž se pomocí kapilárního vzlínání voda dostává do horních půdních vrstev, kde se stává využitelnou pro kořeny meziplodin. Dobré zásobení horních vrstev půdy z vrstev spodnějších je typické pro těžší půdy s vyšším zastoupením kapilárních pórů. Důležitou roli v zásobenosti půdy vodou sehrávají také dešťové srážky (Vach a kol., 2005; Brant a kol., 2008). V suchých oblastech je nutné volit vhodné druhy meziplodin a termíny jejich výsevu. Nedoporučuje se v těchto oblastech pěstovat letní meziplodiny či jejich směsi např. s kukuřicí, u kterých je velmi obtížné zajistit jejich výnosnost bez využití závlah. Navíc letní meziplodiny odčerpávají vodu z půdy, čímž ještě prohlubují vláhový deficit pro pěstování následné plodiny. Na druhé straně je třeba brát v úvahu, že díky zelenému pokryvu půdy, popř. vrstvě mulče, jehož původem je biomasa meziplodin, se v půdě uchová více vody, kterou vhodně využije následná plodina. V sušších oblastech ČR se zpravidla pěstují pouze ozimé meziplodiny, u nichž je výnosová jistota dána využitím zimní vláhy (Flohrová, 1998; Vach a kol., 2005). Jako vhodná meziplodina se do suchých oblastí se osvědčila např. svazenka vratičolistá, neboť se rychle vyvíjí, dobře prokořeňuje do půdy a v neposlední řadě také spolehlivě vymrzá (Flohrová, 1998). 3.5.1.4 Oxid uhličitý Kromě intenzity slunečního záření, teploty a dostupnosti vody a živin jsou fotosyntetické procesy závislé také na koncentraci oxidu uhličitého v ovzduší. Obsah oxidu uhličitého ve vzduchu přímo ovlivňuje rychlost čisté fotosyntézy. Obecně lze říci, že C3 rostliny se při 33
vyšších koncentracích oxidu uhličitého přibližují v rychlosti čisté fotosyntézy rostlinám skupiny C4. Z důvodu změn poměrů zdrojů a sinků oxidu uhličitého dochází v současné době ke změnám jeho obsahu v atmosféře. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře může mít pozitivní vliv na produkci biomasy porostů meziplodin. To bude platit ovšem pouze v případě, kdy nebude fotosyntéza limitována ostatními faktory ovlivňujícími její průběh. Problematika nárůstu koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší souvisí také s urychlením mineralizace a uvolňováním dusíku z půdy, který by měl být v meziporostním období efektivněji v půdě fixován pomocí biologické sorpce (Brant a kol., 2008). 3.5.1.5 Živiny Mezi poslední významný abiotický faktor, jež ovlivňuje vývoj porostů, náleží živiny. Vzhledem k tomu, že se v průběhu pěstování meziplodin porosty většinou cíleně nehnojí, závisí jejich vývoj na dostupnosti živin v půdě. Dusík je rostlinami přijímán buď ve formě kationtu amonného (NH + 4 ), nebo v podobě aniontu nitrátového (NO - 3 ). Příjem iontů je do určité míry závislý na ph prostředí. Zatímco v případě kyselejšího prostředí jsou intenzivněji přijímány nitrátové anionty, při neutrálním až alkalickém ph je příjem obou iontů na stejné úrovni, popř. převažuje příjem amonných kationtů. Vliv na příjem iontů vykazuje také teplota, neboť při nižších teplotách dochází k redukci příjmu i využití nitrátových aniontů. Dostupnost fosforu, draslíku a hořčíku pro meziplodiny určuje výživný stav půdy. Ten by měl být v rámci osevního postupu systematicky dodržován. Taktéž dostupnost jednotlivých mikroelementů je závislá na konkrétním výživném stavu půdy. Na mobilitu a přijatelnost živin v půdě významně působí obsah vody v půdě. Maximálního výnosu biomasy meziplodin lze docílit pouze v případě harmonické výživy všemi makroelementy - N, P, K, Ca, Mg, S i mikroelementy - Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, Ni (Brant a kol., 2008). 34
3.5.2 Faktory biotické 3.5.2.1 Plevele a zaplevelující rostliny Významný biotický faktor, který může negativně působit na růst a vývoj porostů meziplodin představují plevele a zaplevelující rostliny. Druhy plevelů, vyskytující se v porostech meziplodin, určuje do značné míry termín založení porostu. O intenzitě zaplevelení dále rozhodují konkrétní povětrnostní podmínky v průběhu vegetace, obsah klíčivých semen plevelů v půdě, dále pak samotný druh použité meziplodiny, rychlost jejich růstu a vývoje a v neposlední řadě i způsob zpracování půdy či zakládání porostů meziplodin. Rozvoj výdrolu předplodin závisí na sklizňových ztrátách při sklizni předplodiny, následném způsobu zpracování půdy, ale také na schopnosti semen výdrolu klíčit z různých půdních vrstev. Nežádoucí vliv výdrolu je navíc umocněn jeho rychlým vývojem, popř. schopností přezimovat. Z hlediska konkurence vůči vysetým meziplodinám je nejproblematičtější výdrol obilnin. Poměrně dobrou konkurenční schopnost proti výdrolu vykazují hořčice bílá, svazenka vratičolistá a ředkev olejná. Opačná situace byla zaznamenána u méně vzrůstných druhů meziplodin, mezi něž se řadí jílky, jetel inkarnát či řepka ozimá. Ty mohou být v suchých letech výdrolem výrazně potlačeny. Schopnost porostů hořčice bílé a svazenky vratičolisté odolávat výdrolu obilnin ukazuje tab. 5, která znázorňuje konkurenční schopnost vybraných meziplodin vůči výdrolu pšenice ozimé na základě produkce suché biomasy výdrolu. Pokusy byly prováděny v řepařské výrobní oblasti (Brant a kol., 2008). Tab. 5: Produkce suché biomasy výdrolu ozimé pšenice (kg. ha -1 ) v porostech strniskových meziplodin na konci vegetace v letech 2004 až 2006 Rostlinný druh Biomasa výdrolu (kg. ha -1 ) Hořčice bílá 140,1 Jetel inkarnát 340,2 Jílek mnohokvětý 260,6 Jílek vytrvalý 367,5 Řepka ozimá 353,7 Svazenka vratičolistá 205,6 (Brant a kol., 2008) 35