Oblastný výskumný ústav agroekológie Michalovce

ul. Špitálska 1273
071 01 Michalovce

e-mail: ovua_agrochemia@minet.sk
 
 


BILANCIA UHLÍKA V PÔDE PRI RÔZNEJ AGROTECHNIKE

ÚVOD

Humus v pôde priaznivo pôsobí na množstvo chemických, fyzikálnych a biologických procesov v pôde a preto má nezastupiteľnú funkciu pri formovaní pôdnej úrodnosti. Úrodnosť pôdy môže byť zvyšovaná výberom správnej agrotechniky, intenzívnym organickým hnojením a voľbou optimálneho osevného postupu.

Udržanie obsahu pôdnej organickej hmoty je podmienené rovnováhou medzi procesmi mineralizácie a humifikácie, pri ktorej zdroje čerstvých organických látok úplne kryjú ich straty z pôdy v dôsledku mineralizácie, ale aj eróznych procesov. V našich podmienkach sa takýto rovnovážny stav môže vyskytnúť iba krátkodobo na najúrodnejších pôdach (Jurčová – Bielek, 1997).

V dôsledku obhospodárovania pôd je nutné nápravnými opatreniami zabezpečiť udržanie obsahu organických látok v humusovom horizonte. Väčšina moderných poľnohospodárskych systémov hospodárenia rieši udržiavanie obsahu humusu v pôde využívaním rastlinných zvyškov a organických hnojív (Zaujec, 2002).

Obdobie, za ktoré je potrebné obnoviť zásobu organickej hmoty závisí od dĺžky rotácie osevného postupu. Za hlavný zdroj organickej hmoty v osevnom postupe sa považujú viacročné krmoviny a spotrebiteľmi organického uhlíka sú okopaniny. Vzťahy medzi zdrojmi a spotrebiteľmi organického uhlíka sa vyrovnávajú neutrálnymi plodinami, ktorými sú obilniny a čiastočne aj strukoviny (Riník, 2003).

Cieľom prezentovanej práce bolo zhodnotiť vplyv rôznej agrotechniky na bilanciu organického uhlíka v pôde pri navrhnutom striedaní plodín.

MATERIÁL A METÓDA

Sledovaná problematika bola riešená na experimentálnych pracoviskách Oblastného výskumného ústavu agroekológie Michalovce vo Vysokej nad Uhom v podmienkach fluvizeme typickej (FMm) a v Milhostove v podmienkach fluvizeme glejovej (FMG). Fluvizeme typické patria medzi stredne ťažké, hlinité pôdy s priemerným obsahom ílovitých častíc nad 30 % a obsahom humusu 1,9 %. Sledované fluvizeme glejové sú pôdy ťažké, ílovito-hlinité, s priemerným obsahom ílovitých častíc nad 50 % a obsahom humusu 2,8 %.

Experimentálne pracoviská patria do teplého, veľmi suchého, nížinného, kontinentálneho klimatického regiónu s dlhodobým priemerom teploty vzduchu a úhrnu zrážok uvedeným v tabuľke 1.

Tabuľka 1 Dlhodobý priemer teploty vzduchu a úhrn zrážok pre záujmové oblasti

Parameter

Vysoká n/Uhom

Milhostov

priemerná teplota vzduchu za rok

9,0 oC

8,9 oC

priemerná teplota vzduchu za vegetačné obdobie

16,1 oC

16,0 oC

úhrn zrážok za rok

591 mm

559 mm

úhrn zrážok za vegetačné obdobie

397 mm

348 mm

Uhlíková bilancia v pôde bola hodnotená v osevnom postupe: kukurica siata na zrno – strukovina (FMm: hrach siaty, FMG: bôb obyčajný) – pšenica letná forma ozimná – strukovina (FMm: sója fazuľová, FMG: hrach siaty) – pšenica letná forma ozimná pri dvoch úrovniach spracovania pôdy (KA – konvenčná agrotechnika, BA – agrotechnika bez orby).

Zo sledovaných variantov spracovania pôdy boli zisťované úrody plodín a na ich základe boli hodnotené zdroje organického uhlíka. Straty organického uhlíka boli závislé od produkčného potenciálu pôdy a pestovanej plodiny. Získané výsledky boli spracované matematicko-štatistickými metódami, pričom bola využitá analýza rozptylu.


VÝSLEDKY A DISKUSIA

Straty organického uhlíka z pôdy v dôsledku mineralizácie závisia od produkčného potenciálu pôd a pestovanej plodiny. Obidva sledované subtypy fluvizeme možno priradiť k pôdam stredne produkčným. Pre uvedené pôdy sú charakteristické značné ročné straty organických látok z pôdy. V závislosti na pestovanej plodine zaradenej do osevného postupu sa ročné straty uhlíka pohybovali v rozmedzí 4,27 - 4,70 t.ha-1. Celkové straty organického uhlíka boli v päťročnom osevnom postupe 21,78 t.ha-1 C (tabuľka 2). Straty organického uhlíka z pôdy neboli závislé od spôsobu spracovania pôdy.

Tabuľka 2 Straty organického uhlíka v sledovanom osevnom postupe

FMm

FMG

Plodina

Straty Ct.ha-1

Plodina

Straty Ct.ha-1

kukurica siata na zrno

4,70

kukurica siata na zrno

4,70

hrach siaty

4,27

bôb obyčajný

4,27

pšenica letná forma ozimná

4,27

pšenica letná forma ozimná

4,27

sója fazuľová

4,27

hrach siaty

4,27

pšenica letná forma ozimná

4,27

pšenica letná forma ozimná

4,27

 

21,78

 

21,78

Primárnym zdrojom organického uhlíka sú pozberové a koreňové zvyšky pestovaných plodín po zbere úrody. Množstvo uhlíka z koreňových a pozberových zvyškov každej plodiny bolo stanovené pomocou úrod plodín v sledovaných rokoch a koeficientov množstva uhlíka vo zvyškoch sledovanej plodiny. Množstvo inputovaného uhlíka do pôdy vo forme rastlinných zvyškov jednotlivých pestovaných plodín bolo veľmi diferencované a pohybovalo sa v rozmedzí 0,74 – 6,48 t.ha-1 C (tabuľka 3).

Zo štatistického hodnotenia vyplynulo, že z pestovaných plodín bol najbohatším zdrojom organického uhlíka bôb so zaorávkou slamy. Dôležitým zdrojom organického uhlíka boli aj kukurica, pšenice po všetkých predplodinách a hrach so zaorávkou slamy. V našom prípade najmenej výdatným zdrojom organického uhlíka bola sója. Skutočnosť, že sója spolu so zaoraním slamy bola preukazne najnižším zdrojom uhlíka súvisí s jej nízkymi úrodami dosiahnutými v sledovaných rokoch pokusu.

Z hľadiska spracovania pôdy boli preukazne vyššie zdroje organického uhlíka zistené v podmienkach bezorebných technológií, čo súvisí s ponechaním slamy pestovaných plodín na poli. Vyššie množstvo uhlíka v  pozberových zvyškoch pri agrotechnike bez orby bolo aj v prípade dosiahnutých nižších úrod plodín výdatnejším zdrojom uhlíka do pôdy. Z hľadiska pôdneho typu a pestovateľského ročníka neboli zistené štatisticky významne rozdiely v zdrojoch uhlíka pestovaných plodín.

Tabuľka 3 Zdroje organického uhlíka z rastlinných zvyškov

Pôdny typ

Plodina

KA

BA

1999

2000

2001

Æ

1999

2000

2001

Æ

FMm

Kukurica

1,80

1,69

2,23

1,91

4,43

4,42

6,30

5,05

Hrach

3,40

3,24

0,74

2,46

3,22

3,34

3,03

3,20

Pšenica

2,61

2,24

2,71

2,52

4,46

3,73

5,02

4,40

Sója

2,31

1,99

2,64

2,31

2,00

1,02

1,19

1,40

Pšenica

2,23

2,19

2,18

2,20

3,87

3,84

4,38

4,03

Súčet

12,36

11,34

10,50

11,40

17,97

16,35

19,94

18,09

FMG

Kukurica

1,80

2,06

2,19

2,02

4,45

4,06

3,93

4,15

Bôb

4,72

5,81

6,48

5,67

3,86

5,37

4,72

4,65

Pšenica

2,31

2,22

2,21

2,25

4,61

2,12

2,47

3,07

Hrach

3,34

3,44

3,05

3,28

3,59

2,88

2,89

3,12

Pšenica

2,31

2,46

2,43

2,40

4,70

2,98

2,94

3,54

Súčet

14,48

16,00

16,36

15,61

21,21

17,42

16,96

18,53

Kde: KA – konvenčná agrotechnika, BA – agrotechnika bez orby, Æ – priemer

V sledovaných osevných postupoch (kukurica na zrno – strukovina – pšenica letná forma ozimná – strukovina – pšenica letná forma ozimná) predstavovali zdroje organického uhlíka 10,50 – 21,21 t.ha-1 C (tabuľka 3). Nižšie zdroje organického uhlíka v rámci osevného postupu boli zaznamenané v prípade konvenčnej agrotechniky, čo súviselo, ako to už bolo spomenuté, s nižším obsahom uhlíka v pozberových zvyškoch.

pôdnych podmienok. Štatisticky významne vyššie zdroje uhlíka na fluvizemi glejovej v porovnaní s fluvizemou typickou súviseli so zaradením rozdielnych strukovín. Na fluvizemi glejovej bol pestovaný bôb ako významný zdroj organického uhlíka, kým v podmienkach fluvizeme typickej to bola sója, ktorá je nielen menej výdatným zdrojom uhlíka, ale v sledovaných rokoch boli dosiahnuté aj jej nižšie úrody.

Pestovateľský ročník preukazne neovplyvnil zdroje organického uhlíka v celom osevnom postupe (tabuľka 4).

Bilancia organického uhlíka v osevných postupoch pozostáva z porovnania zdrojov a strát uhlíka pri zohľadnení pestovaných plodín. V prípade konvenčnej agrotechniky by ročné zdroje uhlíka v navrhnutom osevnom postupe uhradili ročné straty uhlíka len na 48,2 – 75,1 %, čo by malo za následok negatívnu bilanciu zdrojov a strát pôdnej organickej hmoty. Uvedený deficit organického uhlíka vzhľadom na osevný postup nie je možné pokryť čerstvými organickými látkami z  rastlinných zvyškov pestovaných plodín a preto bolo potrebné doplniť organickú hmotu do pôdy a to aplikáciou maštaľného hnoja. V našich pokusoch realizovaných pri použití konvenčnej agrotechniky sa pod východiskovú plodinu osevného postupu a teda pod kukuricu siatu aplikoval maštaľný hnoj v dávke 40 t.ha-1. Odstránenie deficitu organického uhlíka v pôde aplikáciou uvedeného organického hnojiva umožnilo dosiahnuť pri obidvoch sledovaných technológiách spracovania pôdy porovnateľné výsledky (tabuľka 5).

Tabuľka 4 Analýza rozptylu zdrojov organického uhlíka a bilancie uhlíka v sledovanom osevnom postupe

zdrojpremenlivosti

stupeňvoľnosti

F – vypočítané hodnoty

zdroje uhlíka v osevnom postupe

bilancia uhlíka v osevnom postupe

agrotechnika

1

95,941

++

1.

16,632

++

2.

pôdny typ

1

22,483

++

2.

22,605

++

1.

rok

2

2,102

-

3.

2,102

-

3.

opakovanie

3

0,014

-

4.

0,001

-

4.

zvyšok

40

 

celkom

47

Tabuľka 5 Bilancia organického uhlíka v osevnom postupe

Pôdny typ

Plodina

KA

BA

1999

2000

2001

Æ

1999

2000

2001

Æ

FMm

MH

6,80

6,80

6,80

6,80

-

-

-

-

Kukurica

-2,90

-3,01

-2,47

-2,79

-0,27

-0,28

1,60

0,35

Hrach

-0,87

-1,03

-3,53

-1,81

-1,05

-0,93

-1,24

-1,07

Pšenica

-1,66

-2,03

-1,56

-1,75

0,19

-0,54

0,75

0,13

Sója

-1,96

-2,28

-1,63

-1,96

-2,27

-3,25

-3,08

-2,87

Pšenica

-2,04

-2,08

-2,09

-2,07

-0,40

-0,43

0,11

-0,24

Súčet

-2,62

-3,64

-4,48

-3,58

-3,81

-5,43

-1,84

-3,69

FMG

MH

6,80

6,80

6,80

6,80

-

-

-

-

Kukurica

-2,90

-2,64

-2,51

-2,68

-0,25

-0,64

-0,77

-0,55

Bôb

0,45

1,54

2,21

1,40

-0,41

1,10

0,45

0,38

Pšenica

-1,96

-2,05

-2,06

-2,02

0,34

-2,15

-1,80

-1,20

Hrach

-0,93

-0,83

-1,22

-0,99

-0,68

-1,39

-1,38

-1,15

Pšenica

-1,96

-1,81

-1,84

-1,87

0,43

-1,29

-1,33

-0,73

Súčet

-0,50

1,02

1,38

0,63

-0,57

-4,36

-4,82

-3,25

Kde: KA – konvenčná agrotechnika, BA – agrotechnika bez orby, Æ – priemer

Pri navrhnutej plodinovej štruktúre bola však zistená záporná bilancia organického uhlíka v osevnom postupe. Na vyrovnanie tejto nepriaznivej bilancie je potrebné buď zvýšiť dávku organického hnojiva v osevnom postupe, čo je však reálne len v prípade konvenčnej agrotechniky, alebo lepšími pestovateľskými opatreniami zabezpečiť vyššie úrody plodín a tým zároveň vyššie zdroje organického uhlíka z pozberových zvyškov pestovaných plodín.

Bilanciu organického uhlíka v navrhnutom osevnom postupe štatisticky vysoko preukazne ovplyvnil pôdny typ (tabuľka 4). Priaznivejšia bilancia uhlíka bola zaznamenaná v podmienkach fluvizeme glejovej, čo súviselo so zaradením bôbu obyčajného do osevného postupu.

Podobne, ako v prípade zdrojov organického uhlíka v osevnom postupe, aj bilanciu uhlíka štatisticky preukazne neovplyvnil pestovateľský ročník, pretože ročné straty uhlíka záviseli od pestovaných plodín zaradených v osevnom postupe a nie od pestovateľského ročníka.


ZÁVER

Striedanie plodín v rámci osevného postupu je jednou z ciest zachovania uhlíkovej bilancie v pôde. Plodiny zaradené do navrhnutého osevného postupu (kukurica siata na zrno – strukovina – pšenica letná forma ozimná – strukovina – pšenica letná forma ozimná) ovplyvňovali každoročné zdroje organického uhlíka z pozberových zvyškov a teda aj bilanciu uhlíka v osevnom postupe. Najbohatším zdrojom organického uhlíka bol bôb so zaorávkou slamy, ktorý priemerne dodal do pôdy 5,16 t.ha-1 C a teda plne pokryl ročné straty uhlíka z pôdy v dôsledku mineralizácie organických látok.

Zvolený spôsob spracovania pôdy pre jednotlivé plodiny pestované v osevnom postupe preukazne ovplyvnil úrody, spôsob zberu slamy a teda aj zdroje a bilanciu organického uhlíka v pôde. Preukazne vyššie zdroje uhlíka boli zistené pri použití agrotechniky bez orby, čo úzko súviselo ponechaním slamy pestovaných plodín na poli a teda bohatším zdrojom organického uhlíka.

V prípade konvenčnej agrotechniky boli v osevnom postupe zistené nižšie zdroje organického uhlíka a preto bol deficit uhlíka vzhľadom na osevný postup pokrytý aplikáciou maštaľného hnoja v dávke 40 t.ha-1, čo umožnilo dosiahnuť pri obidvoch sledovaných technológiách spracovania pôdy porovnateľné výsledky.

Súčasne pri obidvoch technológiách spracovania pôdy je potrebné lepšími pestovateľskými opatreniami zabezpečiť vyššie úrody plodín a tým zároveň zlepšiť uhlíkovú bilanciu v pôde a tak trvalo udržať prirodzený produkčný potenciál pôd.

POUŽITÁ LITERATÚRA

JURČOVÁ, O. – BIELEK, P. (1997): Metodika bilancie pôdnej organickej hmoty a stanovenia potreby organického hnojenia. Bratislava: Výskumný ústav pôdnej úrodnosti, 1997. 154 s. ISBN 80–85361–26–4

RINÍK, E. (2003): Regulujme uhlíkovú bilanciu v pôde. In: Naše pole, roč. 7, 2003, č. 7, s. 38.

ZAUJEC, A. (2002): Bilancia organickej hmoty v pôde a utláčanie pôd. In: Pedofórum 2000 plus 2: zborník príspevkov z medzinárodného stretnutia. Bratislava : VÚPaOP, 2002. s. 32 – 37. ISBN 80–85361–99–x


ABSTRACT

Field treatments were carried out in 1999 – 2001 on Eutric Fluvisol (FMm – Vysoka above river Uh) and Fluvi – Eutric Gleysol (FMG – Milhostov). The balance of organic carbon in soil was observed in crop rotation: grain maize – legumes (FMm – field pea; FMG – bean) – winter wheat – legumes (FMm – soya–bean; FMG – field pea) – winter wheat. Experiments were realized at two soil tillage technologies (conventional tillage, no–tillage). Yield of plant, way of picking of straw, losses and balance of organic carbon in the soil were influenced by soil tillage. Higher losses of organic carbon were ascertained on variant with no–tillage. The deficiency of organic carbon in the crop rotation was adjusted by the application of stable manure in the case of conventional tillage.

KEY WORDS

crop rotation, soil tillage technologies, balance of organic carbon, loss of organic carbon, source of organic carbon

Vystavené: 17.5.2004

Autor textu: Ing. Božena Šoltysová, PhD.