Racionální výživa polních plodin Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc.

Racionální výživa polních plodin Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc.

Racionální výživou polních plodin ke stabilitě a kvalitě výnosu u obilovin a luskovin Prof.Ing. Rostislav Richter, DrSc Institut pro regionální spolupráci Letovice 29.1.2013

Osnova přednášky: - Úvod vazba na půdní úrodnost - agrochemické zkoušení půd a jeho využití ve výživě polních plodin - příjem živin kořeny - podstata a význam - mimokořenová výživa rostlin mechanismus příjmu - zásady výživy obilnin : ozimá pšenice jarní ječmen ozimé žito oves kukuřice na zrno kukuřice na siláž - luskovin

Průměrné výnosy plodin v dt(q/ha) FAOSTAT stát ječmen Oz.pšenice Kukuřice zrno Oz.řepka Rakousko 46,7 51,3 105,3 30,3 Belgie 73,6 86.7 123,9 36,0 ČR 42,8 52.9 75,9 30,6 Dánsko 51,4 75,1-36,1 Francie 63,9 69,3 93,5 33,3 Německo 60,2 76,2 96,7 38,3 Maďarsko 34,1 41,4 58,6 23,4 Holandsko 63,0 83,6 121,3 39,6 Polsko 32,3 40,6 62,0 28,3 Slovensko 35,9 42,5 63,3 23,4 Slovinsko 37,2 42,2 75,6 24,8 Švédsko 44,4 61,5-28,6 V.Britanie 58,0 78,1-32.5

Obsahy č.ž. v orných půdách ČR v cyklech AZZP ( Klement et al. 2012 ÚKZÚZ Brno) Cyklus rok ph Obsah živin v mg/kg zeminy K/Mg P K Mg Ca 1990-92 6,4 108 279 178 3 216 1,57 1993-98 6,4 101 253 186 3 238 1,36 1994-04 6,3 95 225 184 3 031 1,22 2005-10 6,2 90 239 185 2 999 1,29 Úbytek o mg č.ž. - 0,2-18 - 40 7-217 - 0,28

Obsah přístupného fosforu v % z celkové výměry orných půd (ÚKZÚZ Brno 2004-2009) Kraj Pardubic ký x JM Olomoucký Moravskoslez. Vysočina Nízká 19,9 17,0 29,4 20,0 12,0 Vyhovující 31,6 31,3 30,7 32,3 25,1 Dobrá 25,8 27,2 20,7 26,7 27,2 Vysoká 18,0 18,3 13,5 16,4 25,9 Velmi vysoká 4,6 6,2 5,6 4,3 9,7 x 2006-2011

Obsah přístupného draslíku v % z celkové výměry orných půd (ÚKZÚZ Brno 2004-2009) Kraj Pardubic ký x JM Olomoucký Moravskoslez. Vysočina Nízká 8,1 17,0 29,4 20,0 12,0 Vyhovující 36,1 31,3 30,7 32,3 25,1 Dobrá 47,4 27,2 20,7 26,7 27,2 Vysoká 6,6 18,3 13,5 16,4 25,9 Velmi vysoká 1,7 6,2 5,6 4,3 9,7 x 2006-2011

Obsah přístupného hořčíku v % z celkové výměry orných půd (ÚKZÚZ Brno 2004-2009) Kraj Pardubic ký x JM Olomoucký Moravskoslez. Vysočina Nízká 28,3 17,0 29,4 20,0 12,0 Vyhovující 44,4 31,3 30,7 32,3 25,1 Dobrá 24,0 27,2 20,7 26,7 27,2 Vysoká 2,8 18,3 13,5 16,4 25,9 Velmi vysoká 0,6 6,2 5,6 4,3 9,7 x 2006-2011

Podmínky dobrého zemědělského a environmentálního stavu (GAEC) Od 1. ledna roku 2010 vstoupily v platnost nové standardy GAEC Standardů je celkem 11 a na základě evropské legislativy, konkrétně přílohy č. III nařízení Rady (ES) č. 73/2009, jsou rozděleny do 5 tematických okruhů: 1. Eroze půdy(gaec 1, GAEC 2) 2. Organické složky půdy (GAEC 3, GAEC 4) 3. Struktura půdy (GAEC 5) 4. Minimální úroveň péče (GAEC 6, GAEC 7, GAEC 8 a GAEC 9) 5. Ochrana vody a hospodaření s ní (GAEC 10, GAEC 11) Standard GAEC 11 (ochranné pásy podél vodních toků)je uplatňován od 1. 1. 2012.

GAEC 3 Organické složky půdy Žadatel na minimálně 20% jím užívané výměry půdních bloků OP (užívané ž k 31. květnu příslušného roku ) bude každoročně: aplikovat tuhá statková, nebo organická hnojiva v minimální dávce 25 tun na hektar, s výjimkou tuhých statkových hnojiv z chovu drůbeže (min. dávka 4 t/ha) ; při plnění podmínky zapravením ponechaných produktů při pěst. rostlin (sláma) není stanovena minimální dávka, nebo zajistí, že toto procento výměry, případně jeho odpovídající část, bude pokryto v termínu minimálně od 31.5. do 31.7. porostem jedné z následujících plodin, případně jejich směsí: jeteloviny, vikev huňatá, vikev panonská, vikev setá, bob polní, lupina modrá, hrách setý, Porosty výše uvedených plodin také jako podsev, nebo směsi s travami (trávy ve směsi do 50 %).

Limity hnojení dusíkem č. 262/2012 ze dne 4.7.2012 o stanovení zranitelných oblastí a akčním programu Plodina Limit Plodina Limit dříve nyní dříve nyní Pšenice oz. 220 190 Brambory prům. 220 - Pšenice jar. 160 120 Cukrovka 220 210 Žito ozimé 150 120 Krmná řepa 200 150 Ječmen ozimý 180 140 Řepka ozimá 240 230 Ječmen jarní 150 110 Slunečnice 160 140 Oves 150 120 Mák 120 85 Triticale 160 140 Len 100 80 Kukuřice zrno 260 230 Kukuřice siláž 260 230 Luskoviny 70 30 Jetel 0 40 Brambory kon. 200 180 Vojtěška 0 40 Brambory sad. 170 140 Trávy na o.p. 200 200 Brambory rané - 120

Pro dobrý výživný stav porostu je třeba hnojit podle AZZP

OBECNÁ ZÁVISLOST MEZI JEDNOTLIVÝMI SLOŽKAMI NEBO RŮSTOVÝMI FAKTORY A INTENZITOU RŮSTU ROSTLIN (RUSSEL, 1950) PRODUKCE HMOTY VÝNOSOVÝ EFEKT ŽIVINY (VE): V výnos sušiny v kg.ha VE = V/O -1 O množství odčerpané živiny v kg.ha -1 DEFICITN Í LUXUSNÍ TOXICKÁ PRAHOVÁ OBSAH ŽIVIN V PROSTŘEDÍ KOCENTRACE ŽIVIN V ROSTLINĚ

Makrobiogenní prvky dodáváme jen základním hnojením. Foliární výživou dodáme při 300 l roztoku na ha a 2 6 % koncentraci 6 18 kg hnojiva t.j podle obsahu živin v hnojivu (10 20 %) maximálně 0,6 4 kg živiny. Nedodání živin vede k uplatnění Liebigova zákona minima.

Příjem živin kořeny

Anatomie kořene

Root growth responses to localized nutrient supply Plants are able to acquire nutrients from nutrient rich patches in soils by localized proliferation of lateral roots Nitrate and phosphate are the most effective nutrients triggering local Responses in root growth Nitrate may act as a mobile signal molecule indicating the presence of patches also rich in less mobile nutrients (e.g.p, NH + 4+, Fe), to be exploited by root proliferation.

Brambor Smrk ztepilý

MIMOKOŘENOVÁ VÝŽIVA příjem a utilizace minerálních živin aplikovaných na nadzemní části rostliny ve formě vodných roztoků foliární nebo-li listová výživa aplikované roztoky ulpí na listech, kde je přijímáno největší množství živin jedná se o výživu doplňkovou - není schopna nahradit výživu kořenovou umožňuje operativní korekci výživného stavu rostlin jak podle vizuálních příznaků, tak na základě výsledků chemické analýzy rostlin

Příjem živin z povrchu listů: Ulpěním živného roztoku na povrchu listů Průnik živin epidermální buněčnou stěnou do apoplastu listů Příjem živin buňkami listových pletiv - pasivním procesem - aktivním procesem Translokace živin do dalších orgánů rostliny

Schéma příčného řezu listem a průduch, b skulina průduchu, c dýchací dutina, d chloroplasty, e kutikula, f vakuola, g - trichom, h ektodezmy, i protoplazma, j plazmodezmy, k mezibuněčný prostor, l jádro, m - kapka bez smáčedla, n kapka se smáčedlem, o kutin, p vosková vrstva, q voskové útvary, r trhlina v kutikule, s celulózní buněčná stěna, t pektinová lamela, u vosková destička, v celulózní komponenty, Q dotykový úhel

Stavba listu

Složení kutikuly je specifické podle druhu rostliny

Funkce kutikuly - Ochrana před ztrátou vody (transpirace) - Ochrana před vymýváním organických a anorganických látek při dešti - Ovlivňuje teplotu pletiv - Chrání rostlinu proti škůdcům a chorobám

Schéma kutikuly s průduchy Uzavírací buňka Průměr pórů je pod 1nm (1 miliardtina m) a jejich počet je 10 10 na cm 2

Rychlost příjmu jednotlivých živin listy rostlin (podle literárních údajů upravil Richter) Živina Dusík ( N močoviny) Hořčík ( Mg) Bór (B) Doba při 50 % absorpci ½ -2 hod. 2 5 hod. 5 hod. Draslík (K) 10 24 hod. Vápník (Ca) Mangan (Mn)Zinek (Zn) Fosfor (P) Síra (S) Železo(Fe), Molybden(Mo) 1 2 dny 1 2 dny 1 5 dnů 5 8 dnů 10-12 dnů

Absorpce a relativní mobilita foliárně aplikovaných živin (WITTER a BUKOVAC 1989) Pořadí absorpce Rychlá: N z močoviny, oviny, Mg,K, Středn edně rychlá: Ca, S, P, Mn Pomalá: Cu, Fe, Mo Pořadí mobility Mobilní: N z močoviny, oviny, K, P, Mg,S Částe ástečně mobilní: Zn, Cu, Mn, Fe, Mo Nemobilní: Ca, Mn Obecné pořadí absorpce: molekuly bez náboje, kationty+,anionty-, kationty 2+,anionty2-, kationty 3+, anionty 3-

Porovnání absorpce a relativní mobility foliárně aplikovaných prvků Druh Absorpce Mobilita Dusík(N) Dusík(N) Rychlá Draslík (K) Draslík (K) Zinek(Zn) Síra (S) Hořčík (Mg) Fosfor(P) Vápník (Ca) Zinek (Zn) Střední Síra (S) Měď (Cu) Fosfor(P) Železo (Fe) Bór Bór Mangan (Mn) Mangan (Mn) Pomalá Mědˇ (Cu) Hořčík (Mg) Železo (Fe) Vápník (Ca) Molybden(Mo)

Transport P 32 při listové výživě (in Marschner 1986) kontrola Příjem a um/g translokace P sušiny /h deficitní rostliny P Příjem listy 5,29 + _ 0,54 9,92 + _ 2,17 Transport z ošet.listů 2,00 + _ 0,25 5,96 + _ 1,08 Transport do kořenů 0,63 + _ 0,04 4,38 + _ 0,42 Délka pokusu 3 dny

Faktory ovlivňující využití živin z foliární aplikace : Vnější faktory: -Druh rostliny -Vývojová fáze a stáří rostliny -Úroveň výživného stavu -Dešťové srážky - doba a intenzita -Množství foliárního roztoku koncentrace a dávka l/ha Vnitřní faktory: -Tloušťka a vlastnosti kutikuly -Množství foliárního roztoku ulpělého na listu -Relativní vlhkost vzduchu a rychlost vysychání postřikovacího roztoku -Mobilita aplikovaných živin -Obsah živin v roztoku při jeho aplikaci(% obsah) -Poškození listů foliárním roztokem

Mikroelementy v půdě V půdě jsou obsaženy v různých primárních minerálech, z nichž se uvolňují zvětrávacími procesy. Obsah je závislý na druhu horniny. Bohatší na Mn, Zn, Mo, Cu jsou bazické vyvřeliny (tufy, amfiboly, svory aj.), chudší naopak půdy na vátých píscích a písčitých sedimentech. Celkový obsah určitého mikroelementu v půdě není rozhodující pro určení jeho toxicity. S možným nedostatkem mikroelementů je třeba počítat: v lehkých písčitých půdách, v rašelinových půdách (silné vazby - zvláště Cu), v alkalických ( Fe,Cu,Mn,Zn, B) a kyselých půdách ( Mo)

BÓR rostlinou je přijímán ve formě kyseliny borité H 3 BO 3 při zvyšování ph dochází k omezování příjmu B absorpce bóru je rychlá (5 hod.) v rostlině je relativně nepohyblivý Funkce v metabolismu rostliny: podílí se na dělení a prodlužování rostlinných buněk, má význam při vývoji kořenů, ovlivňuje obsah bílkovin, aminokyselin a N metabolismus (ovlivňuje obsah min. N, zejména NO 3 vlivem poklesu aktivity nitrátreduktázy), přímo se podílí na syntéze cukrů (nedostatek B snižuje množství neredukujících sacharidů a škrobů), má velký význam při tvorbě generativních orgánů (formaci pylu a ovlivňuje jeho sterilitu), ovlivňuje správné funkci buněčných membrán, reguluje činnost auxinů.

ZINEK zinek je rostlinami přijímán převážně jako kationt Zn 2+ přístupnost zinku je vyšší v půdách kyselých vykazuje rychlou absorpci přes kutikulu (1 2 dny) v rostlině je jeho pohyb velmi pomalý je prakticky imobilní IAA Funkce v metabolismu rostliny: účastní se v pochodech fotosyntézy (karboanhydratáza katalyzuje přeměnu CO 2 a H 2 O na H 2 CO 3, glutamátdehydrogenáza oxidace AK, alkalické fosfatáza - defosforylace) důležitou úlohu hraje při regulaci metabolismu nukleových kyselin a metabolismu cukrů je napojen na metabolismus aminokyselin a bílkovin ovlivňuje tvorbu tryptofanu (AK) nepřímo ovlivňuje i tvorbu auxinů (IAA - kyselina indoloctová) tryptofan

MANGAN Rostlina ho přijímá jako Mn 2+ nebo jako Mn-chelát při zvyšování ph dochází k omezování příjmu Mn absorpce manganu je rychlá 1 2 dny pohyblivost manganu v rostlině je velmi nízká Funkce v metabolismu rostliny: biochemických funkcích je podobný Mg - aktivuje enzymy, kde může být nahrazen Mg hraje důležitou úlohu při oxidaci IAA (indolyloctové kyseliny) významná je jeho funkce fotosyntetického transportu e - (při fotolýze) nezbytný pro redukci NO 2- z NO 3-.

MOLYBDEN molybden rostliny přijímají převážně ve formě aniontu MoO 4 2- přístupnost Mo je vyšší na zásaditých půdách vykazuje pomalou absorpci přes kutikulu (10 20 dnů) v rostlině je středně mobilní Funkce v metabolismu rostliny: - je součástí více než 60 enzymů katalyzujících různé oxidačně redukční reakce - nitrogenáza - fixaci elementárního dusíku (N 2 ) - nitrát-reduktáza - redukci nitrátů - sulfit-oxidáza - oxidaci siřičitanu na méně toxický síran - xantin-dehydrogenáza, aldehyd-oxidáza atd. - klíčové úlohy v metabolismu N (syntéza bílkovin) - syntéze růstových hormonů