POTASSIUM IN SOIL DRASLÍK V PŮDĚ

POTASSIUM IN SOIL DRASLÍK V PŮDĚ Škarpa P. Ústav agrochemie a výživy rostlin, Agronomická fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika. E-mail: pskarpa@seznam.cz ABSTRACT The content of exchangeable nutrients in soil is the essential factor for the intensive plant production as well as for maintenance soil fertility. The aim of the one year pot triel was to determine the effect of mineral fertilizers and organic manures on potassium balances and contain his forms in soil. From the viewpoint of availability of potassium present in soil we usually distinguish its four basic forms: non-exchangeable K, fixed K, available K and watersoluble K, which are in a mutual balance. Results of this one year pot triel indicate that increasing doses of nuitrients applied into the soil in the form of organic and mineral dressing showed the most marked effect on the water soluble and available K fractions of potassium. The effect of different doses of fertilisers on the reserve of mobile K was much lower than on other two forms of this element. ABSTRAKT Jedním z nejdůležitějších faktorů pro zajištění intenzivní rostlinné produkce a udržení půdní úrodnosti je obsah přístupných živin. Jednoletý nádobový pokusu měl za cíl zjistit závislost minerálního a organického hnojení na obsah a bilanci draselných forem v půdě. Z hlediska dostupnosti půdního draslíku pro rostliny dělíme jeho obsah na 4 základní formy: K nevýměnný, K fixovaný, K výměnný a K vodorozpustný. Mezi těmito formami existuje rovnováha. Z výsledků nádobového pokusu je patrné, že stupňované dávky živin aplikovaných do půdy ve formě statkových a minerálních hnojiv měli vliv především na vodorozpustnou a přístupnou frakci draslíku. Mobilní K rezerva byla ovlivněna různými dávkami hnojiv ze tří sledovaných forem draslíku nejméně. Klíčová slova: draslík, vodorozpustný draslík, přístupný draslík, mobilní draselná rezerva, nádobový pokus ÚVOD Draslík patří mezi makrobiogenní prvky a jeho optimální obsah v půdě je jedním ze základních předpokladů pro udržení dobré půdní úrodnosti a tím i zabezpečení optimálních podmínek pro růst a vývoj rostlin. Patří tak mezi nejdůležitější živiny ovlivňující kvantitativní a kvalitativní parametry výnosu hospodářských plodin. Jeho důležitost ukazuje i to, že je jedním 1

z kationtů stanovovaných při AZP. V půdě se obsah celkového draslíku nachází v poměrně širokém rozpětí od 0,1 do 4%, přičemž nejčastější obsah draslíku je 0,8 3,2% (Fecenko, Ložek, 2000). Obsah K kolísá v závislosti na druhu půdy. Dle Prasada a Powera (1997) se obsah K v půdní zásobě pohybuje u půd lehkých (písčitých) kolem několika set kilogramů na hektar, u půd těžkých, bohatých na jílové minerály až 50000 kg.ha -1. Hnojení draselnými hnojivy a jeho přísun do půdy je od začátku 90. let silně redukováno. Dokazuje to srovnání období let 1986-1990, kdy průměrná roční dávka aplikované živiny v minerálních hnojivech činila 53,4 kg K.ha -1 z.p. s obdobím let 1991 1995, kdy roční dávka představovala pouze 8,5 kg K.ha -1 z.p., což činí 15.9 % dávky z let 1986-1990. V letech 1996-1998 se průměrná roční dávka snížila na 7.1 kg K.ha -1 z.p. za rok (Macháček a kol., 2001). Schopnost půd doplňovat odčerpané množství draslíku sklizněmi je závislá na jeho formách v půdě a druhu půdy (obsahu jílových částic). Z hlediska dostupnosti půdního draslíku pro rostliny dělíme jeho obsah na 4 základní formy: K nevýměnný, K fixovaný, K výměnný a K vodorozpustný. Mezi těmito formami existuje rovnováha (Russell, 1988). Z hlediska výživy rostlin je nejvýznamnější draslík výměnný a vodorozpustný. Fixace a uvolňování draslíku v půdě představuje součást dynamických, reverzibilních procesů, podmíněných především původem matečných substrátů, typem primárních a sekundárních minerálů a následně dynamikou vlhkosti půdy (Torma, 1999). Poznání forem K a jeho dlouhodobých přeměn v půdě je důležité k určení optimální dávky hnojiv, pomocí které udržíme optimální úroveň zásoby draslíku v půdě a předejdeme vzniku deficitu K u pěstovaných plodin. MATERIÁL A METODIKA Na pokusných plochách Ústavu agrochemie a výživy rostlin, MZLU v Brně byl založen 3. 4. 2003 vegetační nádobový pokus, s ječmenem jarním (Hordeum vulgare) odrůdy Kompakt. Jako substrát byly použity půdy z lokalit Staňkov a Svitavy odebraných na podzim v roce 2002 z dlouhodobých stacionárních hnojařských pokusů založených ÚKZÚZem. Na pokus byly použity Mitscherlichovy vegetační nádoby na 6 kg zeminy. V pokusu byly u každé z lokalit založeny 3 varianty po 4 opakováních. Varianty se od sebe lišily rozdílnou půdní zásobou živin danou odlišnou agrotechnikou z předchozích let. Základní charakteristika použitých zemin v pokusu je znázorněna v tab. 1. Tab. 1: Základní charakteristika lokalit Lokalita Výrobní typ Půdní druh Půdní typ Obsah jíl. částic (%) Svitavy BVT lehká půda kambizem luvická 22,0 Staňkov BVT těžká půda hnědozem modální 40,4 Pozn: Lokalita Staňkov s půdním druhem těžká půda byla vybrána tak, aby se maximálně přiblížila půdním parametrům z hlediska zrnitostního složení. Lokalita s typickou těžkou půdou není ve stacionárních pokusech ÚKZÚZ zastoupena. 2

V nádobovém pokusu byla sledována bilance draslíku a dynamika změn jeho forem a obsahu v půdě v závislosti na rozdílné zásobě přístupných živin v půdách způsobené hnojením stupňovitými dávkami hnojiv předchozích let.. Schéma pokusu s rozdělením na jednotlivé varianty je uvedeno v tab. 2. Tab. 2: Schéma organického a minerálního hnojení Lokalita Varianty pokusu Živiny v kg. ha -1 N P K NPK 1 nehnojeno - - - - Svitavy 2 chlévský hnůj + N 1 P 1 K 1 87 16 73 176 3 chlévský hnůj + N 2 P 2 K 2 115 29 106 250 4 nehnojeno - - - - Staňkov 5 chlévský hnůj + N 1 P 1 K 1 87 16 73 176 6 chlévský hnůj + N 2 P 2 K 2 115 29 106 250 Chlévský hnůj byl aplikován v dávce 40 t.ha -1 2x za osevní sled. Po vysetí bylo u všech variant provedeno přihnojení dusíkem v dávce 0,4 g N na nádobu (DAM 390), v průběhu vegetace bylo provedeno dohnojení ledkem amonným v dávce 0,2 g N na nádobu. Osevní postup byl na obou lokalitách následující: vojtěška, pšenice ozimá, kukuřice silážní, pšenice ozimá, ječmen jarní, cukrovka, ječmen jarní. Půdní vzorky byly odebrány před setím ječmene a po sklizni. Ve vzorcích byl stanoven vodorozpustný K (v destilované H 2 O), přístupný K (stanovený metodou Mehlich III), mobilní K rezerva (extrakcí HNO 3 po odečtení přístupného K). Celkový obsah K (stanoveného metodou rozkladu půd v otevřeném systému HF-H 2 O 2 -HNO 3 ) u sledovaných půd se nepodařilo stanovit z důvodu časové náročnosti analýz. Proto byly použity dříve zjištěné hodnoty totálního obsahu tohoto prvku (z roku 1998) pro úplné posouzení a zhodnocení forem K v půdě. Stanovení obsahu sledovaných forem bylo provedeno metodou atomové absorpční spektrofotometrie. VÝSLEDKY A DISKUSE Zjištěné obsahy jednotlivých forem draslíku stanovených z půd odebraných před setím a po sklizni ječmene u všech pokusných variant jsou uvedeny v tabulkách 3 5. Celkový obsah K je uveden v tab. 6. Tab. 3: Obsah vodorozpustného draslíku Před Po Před setím Po sklizni Lokalita Varianta hnojení setím sklizni mg.kg -1 rel% mg.kg -1 rel% rel% rel% Nehnojeno 15,3 100,0 15,3 100,0 100,0 100,0 Svitavy N 1 P 1 K 1 28,2 184,3 13,1 85,6 100,0 46,5 N 2 P 2 K 2 24,8 162,1 18,1 118,3 100,0 73,0 Nehnojeno 14,3 100,0 18,7 100,0 100,0 130,8 Staňkov N 1 P 1 K 1 33,6 235,0 16,8 89,8 100,0 50,0 N 2 P 2 K 2 18,8 131,5 16,0 85,6 100,0 85,1 3

Obsah vodorozpustného K (K vod ) značně kolísal bez ohledu na varianty hnojení. Z celkového draslíku (K tot ) zaujímá 0,14 0,29%. BUJDOŠ (1975) uvádí že tato frakce tvoří přibližně 0,05% K tot a asi jednu třetinu draslíku přístupného (K příst ). Z výsledků je patrno že K vod zaujímá 13,7-22,9% K příst. Obsah této formy v půdě velmi kolísá a je značně závislý na vlhkosti půdy (BEDRNA a kol., 1989) a na obsahu aniontů v roztoku (MACHÁČEK a kol., 2001). Po sklizni plodiny byly hodnoty K vod ve srovnání obsahy před setím značně proměnlivé. Například u lokality Staňkov, varianty nehnojeno, došlo k jeho navýšení o 30,8% kdežto u varianty N 1 P 1 K 1 se jeho obsah snížil o polovinu oproti zásobě K vod před setím. Tab. 4: Obsah přístupného draslíku Před Po Před setím Po sklizni Lokalita Varianta hnojení setím sklizni mg.kg -1 rel% mg.kg -1 rel% rel% rel% Nehnojeno 99,5 100.0 70,2 100.0 100,0 70,6 Svitavy N 1 P 1 K 1 143,0 143.7 86,3 122.9 100,0 60,3 N 2 P 2 K 2 154,5 155.3 93,2 132.8 100,0 60,3 Nehnojeno 114,2 100.0 68,6 100.0 100,0 60,1 Staňkov N 1 P 1 K 1 146,6 128.4 82,1 119.7 100,0 56,0 N 2 P 2 K 2 136,9 119.9 85,4 124.5 100,0 62,4 Přístupný K tvořený draslíkem výměnným a vodorozpustným (TORMA, 1999) je z hlediska rostlinného příjmu nejdůležitější. Množství K příst se pohyboval v rozmezí 0,89 1,59% draslíku celkového. To odpovídá průměrné hodnotě 1,3% výměnného draslíku z K tot uváděné TORMOU (1994). Na půdě lehké (Svitavy) došlo u půdy odebrané po sklizni k výraznému poklesu zásoby K přís oproti obsahu živiny před setím především u hnojených variant (o 39,7%). Při hodnocení obsahu K přís dle kritérií Mehlich III tak došlo u hnojených variant ke změně zásoby této frakce z obsahu vyhovujícího na obsah nízký. U kontrolní varianty byl obsah K přís nízký před založením pokusu i po sklizni. Na půdě těžké z lokality Staňkov došlo po sklizni také k výraznému snížení obsahu této frakce (o 37,6 44,0%). Zásoba živiny u všech variant byla na počátku pokusu i po sklizni na úrovni obsahu nízkého. Stejně jako u K vod, dochází ke značnému kolísání i u K přís. Jak uvádí RICHTER a HŘIVNA (2002) jeho množství je závislé na druhu a mineralogickém složení půdy, stupni zvětrávání, hnojení, obsahu ostatních iontů, reakci půdy a půdní vlhkosti. 4

Tab. 5: Obsah mobilní draselné rezervy Před Po Před setím Po sklizni Lokalita Varianta hnojení setím sklizni mg.kg -1 rel% mg.kg -1 rel% rel% rel% Nehnojeno 359,0 100.0 350,6 100.0 100,0 97,7 Svitavy N 1 P 1 K 1 370,5 103.2 345,1 98.4 100,0 93,1 N 2 P 2 K 2 430,3 119.9 396,2 113.0 100,0 92,1 Nehnojeno 742,4 100.0 749,8 100.0 100,0 101,0 Staňkov N 1 P 1 K 1 751,5 101.2 756,9 100.9 100,0 100,7 N 2 P 2 K 2 718,0 96.7 724,8 96.7 100,0 100,9 Při porovnání sledovaných půd je patrný 1,66 až 2,06x vyšší obsah této frakce u půdy těžké. Tento rozdílný obsah mobilní K rezervy u sledovaných půd je podmíněn půdním druhem, tedy odlišným obsahem jílových minerálů. ČUMAKOV a HRNČIAROVÁ (2000) uvádí že nejen obsah jílových minerálů ale i jejich mineralogické složení, především obsah kaolinitu a montmorillonitu rozhoduje o schopnosti půdy fixovat draslík. Z hlediska bilance došlo na lehké půdě k mírnému poklesu zásoby K mob a to o 2,3 7,9%. Na půdě těžké nedošlo v porovnání zásoby K mob před výsevem a po sklizni k výrazným změnám. Zde se obsah K mob nejvíce zvýšil u varianty nehnojené, a to o 1%. Bujanovský (1994) a Torma (1999) uvádí, že mobilní draselná rezerva je poměrně málo ovlivněná hnojením. Tab. 6: Celkový obsah draslíku Lokalita Varianta hnojení Totální obsah K mg.kg -1 Svitavy Staňkov Nehnojeno 11 166 N 1 P 1 K 1 11 266 N 2 P 2 K 2 10 143 Nehnojeno 10 770 N 1 P 1 K 1 11 490 N 2 P 2 K 2 10 833 Odebrané množství draslíku sklizní ječmene jarního zjištěné rozborem rostlinné hmoty je uvedeno v tab 7. Při porovnání výsledků rozboru jsou patrné rozdíly mezi jednotlivými variantami, a to především u půdy lehké (Svitavy), kde obsah K v zrně byl u varianty N 2 P 2 K 2 vyšší o 172,4 % oproti kontrole. U půdy těžké došlo k navýšení obsahu K v zrně pouze o 6,4 %. U slámy, kde obsah K byl v porovnání se zrnem 1,68 2,95x vyšší, byl trend podobný jako u zrna. U půdy lehké byl obsah K u varianty N 2 P 2 K 2 vyšší o 121,4%, u půdy těžké došlo k navýšení o 60,6% oproti variantě nehnojené. 5

Tab. 7: Odběr draslíku ječmenem Množství K odebraného sklizní v mg na nádobu Lokalita Varianta hnojení zrno sláma mg/ nád rel% mg/ nád rel% Σ Nehnojeno 63,5 100,0 187,4 100,0 250,9 Svitavy N 1 P 1 K 1 135,8 214,0 344,3 183,7 480,1 N 2 P 2 K 2 172,9 272,4 414,9 221,4 587,8 Nehnojeno 125,1 100,0 209,9 100,0 335,0 Staňkov N 1 P 1 K 1 127,5 101,9 288,8 137,6 416,3 N 2 P 2 K 2 133,1 106,4 337,2 160,6 470,3 Bilance sledovaných forem draslíku je uvedena v tabulce 8. Tab. 8: Bilance sledovaných forem draslíku Lokalita vodorozpustný draslík přístupný draslík mobilní K rezerva Varianta Před Po Bilance Před Po Bilance Před Po Bilance hnojení setím sklizni K setím sklizni K setím sklizni K Nehnojeno 91.8 91.8 0.0 597.0 421.2-175.8 2154 2103-51 Svitavy N 1 P 1 K 1 169.2 78.6-90.6 858.0 517.8-340.2 2223 2070-153 N 2 P 2 K 2 148.8 108.6-40.2 927.0 559.2-367.8 2581 2377-204 Nehnojeno 85.8 112.2 +26.4 685.2 411.6-273.6 4454 4498 +44 Staňkov N 1 P 1 K 1 201.6 100.8-100.8 879.6 492.6-387.0 4509 4541 +32 N 2 P 2 K 2 112.8 96.0-16.8 821.4 512.4-309.0 4308 4348 +40 ZÁVĚR Z výsledků nádobového pokusu je zřejmé, že stupňované dávky živin aplikovaných do půdy ve formě statkových a minerálních hnojiv měli vliv především na vodorozpustnou a přístupnou frakci draslíku. Mobilní K rezerva (K mob ) byla ovlivněna různými dávkami hnojiv ze sledovaných forem draslíku nejméně. Z hlediska bilance K nastaly největší změny u přístupného K, odběrem živin ječmenem byla nejméně ovlivněna mobilní K rezerva. POUŽITÁ LITERATURA BUJDOŠ, G. (1975): Formy draslíka v hlavných pôdnych typoch Slovenska a ich využitelnost. Záv. zpráva. VŠZ Nitra. 68 s. BEDRNA, Z. (1989): Pôdne režimy. Veda, Bratislava MACHÁČEK, V., ČERMÁK, P. a KLÍR, J. (2001): Vývoj spotřeby draselných hnojiv a jeho důsledky pro úrodnost půd a rostlinnou výrobu v České republice. Country Report 2. 60 s. TORMA, S. (1999): Draslík dôležitá živina v pôde a v rastline. Výzkumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy Bratislava. 69 s. TORMA, S. (1994): Obsah draslíka v rastlinách v závislosti od obsahu rôznych foriem draslíka v pôde. Ved. práce VÚVP Bratislava. 211-218 s. 6

RICHTER. R. a HŘIVNA. L. (2002): Draslík v systému optimálního hnojení ozimé řepky. International Potash Institute. Basel. 35 s. ČUMAKOV, A. a HRNČIAROVÁ, K. (2000): Extraction of exchangeable potassium from montmorillonite. Plant production. 8/2000 355 359 s. 7