logo SPU
Centrum výskumu rastlinnej výroby, Piešťany
Bratislavská cesta 122
921 68 Piešťany
e-mail: klimekova@vurv.sk
 
 


Vplyv obrábania na fyzikálne vlastnosti pôdy

Obrábanie pôdy je zásadný zásah do pôdy s cieľom vytvorenia priaznivých podmienok pre rast plodiny. Aký je však vplyv obrábania na kvalitu pôdy a vývoj pôdnych vlastností z dlhodobého časového horizontu?

Ak hovoríme o kvalite pôdy je treba sa zamerať na tri kľúčové oblasti, ktorými sú fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti pôdy, pričom podľa mnohých odborníkov práve fyzikálne vlastnosti pôdy boli v porovnaní s biologickými a chemickými neprávom zanedbávané. Prostredníctvom fyzikálnych vlastností pôdy sa sleduje zrnitostné zloženie pôdy, špecifická objemová hmotnosť, poľná vodná kapacita (PVK), momentálna vlhkosť, teplota pôdy a iné. Relevantné sú z hľadiska pôdnej úrodnosti (priamo ovplyvňujú vodno - vzdušný, živinový a tepelný režim). Dôležité sú aj pre mikroorganizmy v pôde a to vo vzťahu k aktivite a ich rozmiestneniu v pôdnom profile. Ich vhodnou úpravou sa môže ovplyvniť reprodukčný proces pestovaných plodín.

Podľa českého pôdneho fyzika profesora Kutílka existujú tri stupne negatívnych zmien fyzikálnych vlastností pôd:

  • narušenie pôdnej štruktúry;
  • zvýšenie kompakcie (utuženia) pôdy do hĺbky 0,06-0,7 m;
  • narušenie zloženia pôdneho roztoku.

Poznatky o vplyve štyroch rôznych technológií obrábania pôdy (konvenčná, minimalizačná, nastielacia a bezorbová) na vybrané fyzikálne vlastnosti pôdy zaznamenané na stanovišti v Borovciach dokumentujú, že činnosť človeka sa stala dôležitým činiteľom ovplyvňujúcim kvalitu pôdnych vlastností.

Poľný pokus bol založený v roku 2000 na účelovom hospodárstve VÚRV Piešťany v Boroviciach, so zámerom porovnať v dlhšom časovom horizonte úrody a vybrané indikátory trvalej udržateľnosti v definovaných systémoch hospodárenia. Stanovište pokusu sa nachádza na černozemi hnedozemnej so stredne hlbokou až hlbokou ornicou. Z hľadiska zrnitosti sa jedná o pôdu hlinitú, ornica a podorničný horizont sú mierne zhutnené. Pokusné miesto sa nachádza v dobrých pestovateľských podmienkach v kukuričnej výrobnej oblasti, v II. stupni ochranného pásma vodárenských zdrojov.

V pokuse boli v osevnom postupe zaradené štyri plodiny: pšenica letná f. ozimná, kukurica siata na zrno, jačmeň siaty jarný, sója fazuľová. Popis jednotlivých technológií obrábania pôdy:

Konvenčná technológia: orba pluhom s odhrňovačkou, medziriadková kultivácia, sejba sejačkou Amazone pri kukurici Kinze, bez ponechania pozberových zvyškov na povrchu pôdy po sejbe.

Minimalizačná technológia: po zbere predplodiny prekyprenie tanierovým kypričom, ponechanie 15-30% pozberových zvyškov na povrchu pôdy po sejbe, predsejbová príprava pôdy, sejba sejačkou Great Plains, kukurica sejačkou Kinze.

Nastielacia alebo mulčovacia technológia: podrezanie strniska rotačným kypričom, rastlinné zvyšky zostávajú na povrchu pôdy, sejba sejačkou Horsch Concord CO3.

Bezorbová technológia: pozberové zvyšky zostávajú po sejbe na povrchu pôdy, sejba sejačkou Great Plains, pri kukurici bola použitá sejačka Kinze.

Cieľom tohto príspevku je predstaviť výsledky vybraných fyzikálnych vlastností pôdy v štyroch technológiách obrábania pôdy. Stanovenie fyzikálnych vlastností pôdy je založené na odbere neporušených pôdnych vzoriek a na ich následnom laboratórnom stanovení a vyhodnotení. Takto stanovujeme objemovú hmotnosť pôdy, pórovitosť pôdy, maximálnu kapilárnu vodnú kapacitu, vlhkosť pôdy, štruktúrnosť pôdy.

Penetrometrický odpor pôdy diagnostikujeme do hĺbky 0,8 m priamo v teréne prístrojom Penetrologger.

Pri sledovaní vplyvu obrábania pôdy na fyzikálne vlastnosti pôdy pozorujeme, že zmeny vyvolané obrábaním pôdy sa výrazne dotýkajú objemovej hmotnosti redukovanej a jej zrkadlového obrazu - pórovitosti pôdy. Hoci konvenčná technológia obrábania pôdy môže dočasne nakypriť povrchovú vrstvu pôdy, z dlhodobého hľadiska intenzívne obrábanie zvyšuje objemovú hmotnosť pôdy, znižuje obsah pôdnej organickej hmoty a oslabuje pôdnu štruktúru. Objemová hmotnosť pôdy redukovaná sa v priebehu trvania jednej rotácie osevného postupu (4 ročný cyklus) zvýšila vo všetkých štyroch technológiách obrábania pôdy (Graf 1).

Graf 1: Vývoj objemovej hmotnosti pôdy redukovanej za rotáciu osevného postupu (2006-2010) do hĺbky 0,3 m.

V roku 2010 sme stanovili na predmetnom stanovišti po 10 rokoch kontinuálneho uplatňovania technológie v poraste kukurice siatej na zrno objemovú hmotnosť pôdy v troch časových termínoch (I. odber jarný, II. odber letný, III. odber jesenný, s cieľom posúdenia sezónnej dynamiky objemovej hmotnosti pôdy v jednotlivých technológiách. V konvenčnej technológii došlo po počiatočnom nakyprení v priebehu vegetačného obdobia ku prirodzenému zvyšovaniu objemovej hmotnosti v dôsledku prirodzeného ulíhania pôdy. Na technológiách minimalizačnej a mulčovacej pozorujeme postupné sezónne zlepšovanie hodnôt objemovej hmotnosti pôdy redukovanej v dôsledku tzv. nakyprovacieho efektu. Pri bezorbovej technológii pozorujeme mierne zvyšovanie objemovej hmotnosti pôdy do hĺbky 0,3 m.

Vážnym problémom pôd Slovenska je zhutnenie pôdy (asi 200 tis. ha pôd je zhutnených a asi 500 tis. ha pôd je potenciálne ohrozených zhutnením - zdroj VÚPOP), ktoré je príčinou zhoršenia produkčnej schopnosti pôdy. V mnohých prípadoch sa jedná o dôsledok nevhodnej intenzifikácie a neuplatňovania preventívnych opatrení voči zhutňovaniu.

Výsledok merania penetrometrického odporu pôdy po 8. rokoch uplatňovania štyroch rôznych technológií demonštruje, že v podorničí došlo k najvýraznejšiemu zhutneniu pôdy práve v konvenčnej technológii (Graf 2).

Graf 2: Odpor pôdy proti vnikaniu kužeľa penetrometrickej sondy v štyroch rôznych technológiách obrábania pôdy do hĺbky 0,8 m (KT- konvenčná techn., MT-minimalizačná techn., Mulč-nastielacia techn., NT-bezorbová techn.).

Ďalšou dôležitou fyzikálnou vlastnosťou pôdy je štruktúrnosť pôdy, ktorá sa vytvára v dôsledku vzájomného pôsobenia abiotických, biotických a antropogénnych činiteľov. Štruktúra pôdy nie je priamym rastovým činiteľom, ale ovplyvňuje prakticky všetky ostatné rastové faktory.

Štruktúrotvorný proces tvorby agregátov je považovaný za nepretržitý. Za najcennejšie pôdne agregáty sú považované tie, ktorých rozmery sú v rozpätí 0,25 - 10 mm. K rozrušeniu pôdnych agregátov dochádza pôsobením mechanických, fyzikálno-chemických a biologických vplyvov. Koeficient štruktúrnosti vyjadruje hmotnosť agregátov priaznivých 0,25-10 mm ku hmotnosti agregátov nepriaznivých t.j. menších ako 0,25 mm a väčších ako 10 mm. V priebehu štvorročného obdobia sa hodnoty tohto ukazovateľa znížili iba pri konvenčnej technológii, kde bola realizovaná orba pluhom. Pri ostatných technológiách sme zaznamenali priaznivé zvýšenie hodnôt koeficientu štruktúrnosti pôdy (Graf 3).

Graf 3: Priemerný koeficient štruktúrnosti pôdy (2006-2009) v štyroch rôznych technológiách obrábania pôdy.

Podľa mnohých domácich i zahraničných autorov štruktúrna pôda zabezpečuje lepšiu infiltračnú schopnosť vody do pôdy a následne zníženie erózie pôdy. Priepustnosť pôdy pre vodu ovplyvňuje spôsob obrábania pôdy priamo úmerne k stabilite pôdnych agregátov. Posilniť štruktúrotvorný procesu môže poľnohospodár aktívne napr. dostatočným organickým hnojením, správnou agrotechnikou, vhodným osevným postupom, vhodným obrábaním pôdy. Výber vhodného obrábania pôdy vo vzťahu k fyzikálnemu stavu pôdy je rozhodujúcim faktorom ochrany pôdy.

Vlhkostný režim pôdy má nespochybniteľný vplyv na rast a vývoj rastlín a rôzne formy redukovaného spôsobu obrábania pôdy zlepšujú hospodárenie s vodou. Zníženie hĺbky a intenzity obrábania pôdy je vhodné uplatňovať najmä v suchších oblastiach, pretože tu dochádza ku zvyšovaniu vododržnosti pôdy a tým následne aj k zvyšovaniu obsahu vody v pôde. Na udržaní vody v pôde má vplyv najmä: nástielka /mulč/ vytvorená z pozberových zvyškov, ponechaných na povrchu pôdy, lepšia retenčná a akumulačná schopnosť pôdy pre vodu. Priemerný obsah vody v pôde v štyroch rôznych technológiách obrábania pôdy demonštruje graf 4.

Graf 4: Priemerná vlhkosť pôdy (2006-2009) v štyroch rôznych technológiách obrábania pôdy.

Pôdoochranné systémy obrábania pôdy a minimalizácia mali počas vegetačného obdobia vyšší obsah vody v pôde ako technológia konvenčná. Vyššia schopnosť týchto systémov hospodárenia uchovávať vodu v pôde v porovnaní s konvenčným systémom obrábania pôdy je významná najmä v období sucha, kedy spôsobuje, že rastlina nie je vystavená nepriaznivému pôsobeniu vlhkostného stresu, ktorý môže následne negatívne ovplyvniť ďalší vývoj rastliny.

Záver: Voľba technológie obrábania pôdy predstavujú možnosť výberu takého spôsobu hospodárenia, ktoré má v určitých pôdno-klimatických podmienkach Slovenska priaznivý dopad na vybrané fyzikálne vlastnosti pôdneho prostredia.

Vystavené 3.6.2011

Autor textu: Ing. Marta Klimeková