Technologie
Praktické možnosti využití užších řádků
u kukuřice v rámci ochrany půdy proti erozi
Ing. Václav Brant, Ph.D., Ing. Petr Zábranský, Ing. Michaela Škeříková, Dr. Ing. Jan Pivec,
Doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D., Ing. Luděk Procházka;
Česká zemědělská univerzita v Praze
foto: V. Brant
V rámci výzkumných aktivit České zemědělské univerzity
v Praze je dlouhodobě sledována problematika využití systémů pěstování kukuřice v užších řádcích jako protierozního
opatření. Primárním důvodem stanovení vlivu porostů s užšími řádky na erozní procesy je samozřejmě hledání nových
možností ochrany půdy před vodní erozí, zejména v souvislosti s narůstajícími plochami kukuřice v České republice a se
stále se zpřísňujícími podmínkami pěstování širokořádkových plodin na erozně ohrožených pozemcích.
Na základě definice širokořádkových plodin platné v Německu,
kde jsou za širokořádkové plodiny považovány porosty zakládané do řádků širších než 0,45 m,
není kukuřice pěstovaná v řádcích
do 0,45 m považována za erozně
problematickou plodinu. Tato skutečnost vyvolává v České republice diskusi, zda by systémy pěstování kukuřice v řádcích do 0,45 m
mohly umožnit pěstování kukuřice
na erozně ohrožených plochách.
Na základě stávající literatury je
obecně pěstování kukuřice v užších řádcích spojováno s otázkou
zvyšování výnosů kukuřice v důsledku vyššího využití slunečního záření, s možností optimalizace
kvalitativních parametrů biomasy
pro silážování, s možností optimalizace struktury porostů a kvality
založení porostů a v neposlední
96
míře s vlivem struktury porostu
na disipaci energie a koloběh vody
na stanovišti.
V literárních zdrojích se často setkáváme s obecným předpokladem, že snížení šířky řádků u kukuřice přispívá k eliminaci erozních
procesů. Ve vědecké a odborné
literatuře však mnoho podrobně zaměřených prací u kukuřice
nenalezneme. Z hlediska hledání
souvztažností lze pro pochopení
dané problematiky využít značnou
část zdrojů, které obecně nebo
u jiných porostů, řeší otázku vlivu struktury porostu na distribuci srážek, na infiltraci, na vlhkost
půdy apod.
Katedra agroekologie a biometeorologie ve spolupráci s katedrou
zemědělských strojů dlouhodobě
řeší otázku vlivu struktury porostů
polních plodin na distribuci srážek a na hodnoty kapkové eroze
ve vztahu k systémům zpracování půdy.
Polní pokusy
V letech 2012–2014 byla intenzivně zkoumána problematika vlivu
rozdílné šířky řádků porostů kukuřice (0,45 a 0,75 m) na hodnoty kapkové eroze a na distribuci
srážky v porostu v rámci dílčích
zón řádku. Pokusy probíhaly na lokalitě Budihostice (střední Čechy).
Hodnoty kapkové eroze byly měřeny pomocí modifikované metody záchytných trychtýřů (průměr
125 mm) dle Bollinne (1975). Vyjádřeny byly následně jako reálné množství rozstříknuté zeminy
na jednotku plochy (MSR, g/m2),
metoda dle Poesen a Torri (1988).
Hodnoty kapkové eroze byly stanovovány po jednotlivé srážkové
události. Porostní srážka byla hodnocena opět s využitím záchytných trychtýřů o průměru 125 mm,
nacházejícími se 0,2 m nad povrchem půdy ve třech zónách meziřádku. V porostu bylo vždy
umístěno 21 trychtýřů. Hodnoty
porostní srážky byly opět stanovovány po jednotlivé srážkové události jako hodnoty MSR. Záchytné
trychtýře byly v porostech o rozteči řádků 0,75 m umístěny v následujících zónách (měřeno od řádku
rostliny): 0–125 mm, 125–250 mm
a 312,5–437,5 mm. V řádcích s roztečí 0,45 m v zónách 0–125 mm,
50–175 mm a 162,5–287,5 mm. Atmosférické srážky (z našeho pohledu srážka nad porostem) byly
měřeny rovněž pomocí výše uve-
Tab. 1: Termíny výsevu kukuřice, průměrný počet rostlin na ha
a průměrná vzdálenost mezi rostlinami (m) stanovená tři týdny
po výsevu v letech 2012, 2013 a 2014
Rozteč řádků Počet rostlin Průměrná vzdálenost
Rok
Termín výsevu
(m)
na ha (ks)
rostlin v řádku (m)
2012
19. 4.
2013
19. 4.
2014
15. 4.
Praktické možnosti využití užších řádků u kukuřice v rámci ochrany půdy proti erozi
0,45
0,75
0,45
0,75
0,45
0,75
88 889
89 333
87 778
89 333
85 556
86 667
0,271
0,151
0,259
0,156
0,266
0,154
Agromanuál 2/2015 • Únor
Technologie
Termíny výsevu a počty rostlin
na jednotku plochy u hodnocených porostů v letech 2012–2014
dokumentuje tabulka 1. Pro osev
byl vždy použit hybrid PR38N86.
V týdenních intervalech byla sledována pro dukce nadzemní
biomasy a délka rostlin (Dr, m).
Ve čtrnáctidenním intervalu byl
hodnocen index listové plochy
(LAI) pomocí metody analýzy obrazu. Výsev porostů byl proveden
secím strojem Kverneland Accord
Optima HD. Porosty byly shodně
hnojeny a ošetřovány.
ky 0,75 m byla nejtěsnější závislost mezi propadem srážky a MSR
v rámci řádku stanovena vždy
v zóně 125–250 mm, nejnižší naopak v zóně 0–125 mm.
řádky 0,45 m
0–125
0–125
125–250
50–175
312,5–437,5
162,5–287,5
průměr
0–437,5
průměr
0–287,5
0
10
20
30
40
50
(atmosférická srážka = 100%)
60
70
0
10
20
30
40
50
(atmosférická srážka = 100%)
60
70
Graf 2: Průměrné hodnoty délky rostlin kukuřice (Dr, m) a vybrané BBCH fáze rostlin v porostech
s šířkou řádků 0,45 a 0,75 m v letech 2012 až 2014; rozdílné indexy u průměrných hodnot dokumentují
statisticky průkaznou diferenci mezi průměry (α = 0,05, ANOVA)
2012
Délka rostliny (Dr, m)
3
řádek 0,75 m
BBCH 35
řádek 0,45 m
b
b
2
Graf 1 dokumentuje průměrné
hodnoty porostní srážky vůči atmosférické srážce v hodnocených
porostech (průměr let 2012–2014).
V rámci porostů byl nejvyšší průměrný podíl porostní srážky (%, atmosférická srážka = 100 %) za sledované období v rámci vegetace
stanoven v řádcích 0,75 m. Směrem od středu meziřádku (0,75 m)
k řádku rostlin hodnota podílu porostní srážky na srážce atmosférické klesala. V porostech s řádky
0,45 m byly hodnoty tohoto podílu
ve srovnání s řádky 0,75 m ve všech
hodnocených zónách nižší.
lem, neovlivňuje jen míru využití slunečního záření, transpirační
a evapotranspirační nároky porostu
a výnosy, ale také může zvyšovat
nebo snižovat erozní rizika.
řádky 0,75 m
Výsledky
Na základě provedených analýz
byla ve všech hodnocených letech
prokázána pozitivní korelace mezi
hodnotou atmosférické srážky
a průměrnou hodnotou porostní srážky. S narůstající hodnotou
atmosférické srážky byly u porostů s řádky 0,75 m prokázány vyšší
hodnoty porostní srážky ve srovnání s porosty s řádky 0.45 m.
Z hlediska rozdílných hodnot propadu srážky v hodnocených zónách
je patrné, že prostorové rozmístění
listů a jejich orientace v rámci řádku, včetně úhlu svírajícího se stéb-
Graf 1: Vliv šířky řádků kukuřice na hodnoty porostní srážky (Pth, %) v rámci meziřádku
(průměr let 2012–2014) vyjádřené jako podíl z atmosférické srážky (P, mm) představuje 100 %
hodnocená zóna v řádku
(mm)
dených trychtýřů a pro kontrolní
měření bylo využito automatického srážkoměru.
a
BBCH 16
b
a
a
a
b
BBCH 69
b
1
b
BBCH 85
a
a
0
10.4.12
14.5.12
4.6.12
25.6.12
6.8.12
28.8.12
2013
Délka rostliny (Dr, m)
3
16.7.12
řádek 0,75 m
BBCH 35
řádek 0,45 m
b
2
BBCH 16
a
BBCH 69
BBCH 85
1
Potvrzena byla rovněž pozitivní
korelace mezi sumou atmosférické srážky (mm) a hodnotou kapkové eroze (MSR, g/m2) v letech
2012–2014. Pozitivní korelace byla
prokázána i mezi hodnotami porostní srážky (mm) a hodnotou
MSR (g/m 2). Z podrobné analýzy naměřených dat je patrné, že
hodnoty kapkové eroze byly ovlivněny i místem propadu porostní
srážky na povrch půdy. Nejtěsnější
závislost mezi hodnotou propadu
srážkové vody a MSR v rámci řádku (řádky 0,45 m) byla v roce 2012
a 2013 v zóně 0–125 mm od řádku
rostliny, v roce 2014 poté v zóně
50–175 mm. V porostech s řád-
a
0
10.4.13
b
14.5.13
6.6.13
25.6.13
řádek 0,75 m
27.8.13
BBCH 35
b
řádek 0,45 m
2
6.8.13
2014
Délka rostliny (Dr, m)
3
16.7.13
a
BBCH 16
b
BBCH 69
BBCH 85
1
a
0
10.4.14
15.5.14
25.6.14
Praktické možnosti využití užších řádků u kukuřice v rámci ochrany půdy proti erozi
15.7.14
5.8.14
26.8.14
Agromanuál 2/2015 • Únor
97
Technologie
Schéma: Vliv růstové fáze porostů kukuřice na eliminaci kapkové
eroze (Brant, 2014); LAI - index listové plochy, Dr - délka rostliny,
MSR45 - množství rozstříknuté zeminy na jednotku plochy v porostech s řádky 0,45 m a MSR75 v porostech s řádky 0,75m
Pozitivní vliv šířky řádků (0,45 m) na eliminaci kapkové
99,3 %
LAI, Dr
Podíl hodnoty MSR45 na hodnotě
dnotě
MSR75 (%). MSR75 = 100 %
76,1 %
00 10 11 13
15
34
53
Je potřebné si uvědomit, že výše
zmiňovaná variabilita porostu
není dána pouze roztečí řádků,
počtem jedinců na jednotku plochy a hybridem, ale také vývojem
porostů. Z hlediska vývoje se především mění délka rostliny, hodnoty LAI, velikost úhlu mezi listem
a stéblem, úhel určující ohnutí horní části listu a míra překrytí listů.
Z praktického hlediska se ukazuje,
že samotná hodnota LAI není pro
přesné modelování distribučních
procesů srážky optimální. Pro přesné vyjádření vztahů je potřebné
znát údaje o míře překrytí listů,
o procesech předávání si vody listy
a o ploše listové plochy zajišťující
odtok vody ke stéblu nebo naopak
odkap vody z listů.
Vývoj porostů (ve vztahu k dané
BBCH fázi) lze kvantitativně vyjádřit zejména pomocí hodnot
LAI a délky rostliny (graf 2). Obecný tvar křivek znázorňujících dynamiku růstu rostliny kukuřice
(délku) a LAI je velice podobný
(schéma). Na základě těsností závislostí jsme pro specifikaci vlivu
vývoje porostů na hodnoty propadu srážek do porostu využili
hodnoty délky rostlin. Pro ověření závislosti mezi délkou rostliny
během vegetace a podílem mezi
atmosférickou srážkou a porostní srážkou bylo využito modelově vypočtených denních hodnot
průměrné délky rostliny. Graf 3
dokumentuje vliv průměrné délky
rostliny na průměrnou hodnotu
podílu porostní srážky (Pth, mm)
na atmosférické srážce (P, mm)
v letech 2012 až 2014. Z grafu 3
je patrné, že s narůstající délkou
rostliny hodnota tohoto podílu
roste. S narůstající výškou porostu
98
63
69
79
BBCH
propadne na povrch půdy méně
vody. Tato závislost však byla potvrzena pouze pro období vývoje
porostů od růstové fáze BBCH 30
do BBCH 70. Z této skutečnosti
vyplývá, že od fáze prodlužovacího růstu do fáze tvorby zrna vykazují porosty schopnost snižovat
množství propadlé vody do porostu. Tato skutečnost je dána samozřejmě intenzivním přírůstkem
listové plochy od fáze prodlužo-
vání a v důsledku toho i zakrýváním povrchu půdy. Dále pak
vzpřímenějším postavením listů, které soustřeďují zachycenou
vodu ke stéblu. Konec ochranného vlivu je dán jednak poklesem
listové plochy, ten však nemusí
být tak významný, ale především
změnou postavení listů na rostlině v důsledku jejich ohýbání se
směrem k zemi. Nárůst hodnoty úhlu mezi listem a stéblem je
totiž výrazně spojen s poklesem
hodnoty odtoku vody ke stéblu
a vede ke zvýšení hodnoty odtoku a následně odkapu vody z listů
do meziřádku. To v konečném důsledku navyšuje porostní srážku
vůči stoku po stéble. Na základě
těsnosti závislostí z grafu 3 rovněž
vychází, že v porostech o rozteči
řádků 0,45 m má pravděpodobně
výraznější vliv na propad srážky
překrývání se listů v meziřádku.
Vliv vývoje porostů byl prokázán
také na základě srovnání hodnot
kapkové eroze v řádcích 0,45 m
(MSR45) vůči hodnotám v řádcích
0,75 m (MSR75 = 100%). Do fáze
BBCH 30 byly hodnoty kapkové
eroze v obou hodnocených po-
rostech obdobné. Stav porostů
na začátku vegetace dokumentuje obrázek 1. Od fáze BBCH 30 až
do fáze BBCH 70–80 byly hodnoty
MSR v porostech s řádky 0,45 m
průměrně o 24 % nižší (schéma).
V rámci objektivnosti je však potřebné mít na paměti skutečnost, že menší množství propadlé
vody na povrch půdy v řádcích
o šířce 0,45 m musí být spojeno s vyšší hodnotou stoku vody
po stéble. Stok vody po stéble
může naopak, za určitých okolností, zvyšovat riziko odtoku vody
v řádku rostliny. Zde jsou však
v důsledku rozvoje kořenového
systému vhodnější podmínky pro
infiltraci. Na základě literárních
údajů byl prokázán pozitivní vliv
snížení šířky řádků na hodnoty
infiltrace, ale až od 5. až 7. týdne od založení porostu. To koresponduje s našimi výsledky. Vyšší
zakrytí povrchu půdy a případný zvýšený odtok vody po stéble
u užších řádků pravděpodobně
přispívá také k eliminaci degradace půdních agregátů kinetickou
energií přímo dopadajících nebo
odkapávajících kapek.
Graf 3: Závislost mezi kalkulovanou délkou rostlin (Dr, m) a poměrem mezi atmosférickou srážkou
(P, mm) a průměrnou hodnotou porostní srážky v meziřádku (Pth, mm); v modelu jsou použity denní
hodnoty Dr a P/Pth pro období, kdy se rostliny nacházely ve fázi BBCH 30 až 70; zahrnuta jsou data
z let 2012–2014; r - korelační koeficient
(P/Pth)
6
P/Pth = -0,133 + 1,339*Dr
5
r = 0,942, řádek 0,75 m
4
(P/Pth)
3
3
2
2
1
1
0
0
6
5
4
P/Pth = -0,228 + 1,578*Dr
0
1
2
3
Délka rostliny (Dr, m)
4
r = 0,849, řádek 0,45 m
0
1
2
3
4
Délka rostliny (Dr, m)
Obr. 1: Stav porostů kukuřice seté 23. 5. 2012, řádky 0,45 m (vlevo) a 0,75 m (vpravo)
Praktické možnosti využití užších řádků u kukuřice v rámci ochrany půdy proti erozi
Agromanuál 2/2015 • Únor
Technologie
Závěry

Z hlediska kvality práce secího
Z výše uvedených výsledků lze vyvodit následující závěry:

Snížení šířky řádků z 0,75 m
na 0,45 m vede ke snížení hodnot kapkové eroze v rozmezí růstových fází BBCH 30 až
BBCH 70–80.

U porostů s roztečí řádků 0,45 m
dochází v období fází růstu
BBCH 30 až 70 k poklesu hodnot
porostní srážky oproti porostům
s řádky 0,75 m.

Na začátku vegetace nevykazují
porosty s užšími řádky (0,45 m)
prokazatelný efekt na snížení
kapkové eroze ve srovnání s porosty s řádky 0,75 m.

S nástupem rostlin do fáze zrání
dochází obecně u obou hodnocených porostů k poklesu
ochranného vlivu vegetace.
stroje je nutné mít na paměti,
že s poklesem vzdálenosti mezi
řádky klesá prostor pro ukládání rostlinných zbytků odhrnutých odstraňovači rostlinných
zbytků. Dalším problémem zde
mohou být např. dlouhé a nerozložené lodyhy vymrzlé nebo
umrtvené meziplodiny.

V technologiích s užšími řádky nejsou tak vysoké požadavky na pomalou biodegradaci mrtvého mulče. Od fáze
BBCH 30 je u úzkých řádků výraznější pozitivní vliv struktury porostu na eliminaci eroze.
Při zajištění dlouhodobě stabilního pokrytí půdy mulčem
během vegetace lze uvažovat
o možnosti pěstování kukuřice
v řádcích o šířce 0,45 m a menší i na erozně ohrožených pozemcích.

Při v yužití užších řádků lze
u technologií setí do půdy bez
mulče efektivněji zajistit pokrytí
meziřádku většími půdními částicemi při jejich odhrnutí z místa
secího lože.

Z důvodu eliminace rizika soustředného povrchového odtoku v rámci řádku rostlin by
při zakládání porostů nemělo
Z hlediska praktického využití získaných výsledů v rámci protierozní ochrany lze zemědělské praxi
doporučit následující opatření.

Při zakládání porostů kukuřice
do užších řádků (0,45 m a méně)
je potřebné do fáze prodlužovacího růstu zajistit dostatečné pokrytí půdy živým nebo
mrtvým mulčem, tj. alespoň
30% pokrytí povrchu půdy.
docházet k tvorbě hlubší rýhy
secím strojem. Na tuto skutečnost je však potřebné pamatovat i v porostech s řádky širšími
než 0,45 mm.
Cílem předkládané práce bylo posoudit vliv užších řádků na eliminaci eroze v porostech kukuřice,
především na eliminaci kapkové
eroze, která je považována za primární faktor vzniku erozních procesů. Pěstování kukuřice v užších
řádcích ve srovnání s řádky v Evropě „standardními“, tj. 0,75 m, má
své výhody a samozřejmě nevýhody. Z hlediska přínosu se jedná o optimalizaci rozložení rostlin
na pozemku z důvodu optimalizace využití vegetačních faktorů,
možnosti kolmých přejezdů (např.
tzv. véčkový spon) při kultivaci, eliminace dvojáků, možnosti využití
autonomních jednotek (polních
robotů) např. pro eliminaci zaplevelení apod. Nevýhodou je dosud
omezená nabídka secích strojů, limitující je minimální vzdálenost
mezi výsevními sekcemi u klasického kotoučového výsevního
ústrojí, dále pak malý plošný výkon při nižším záběru secího stroje při stejném počtu sekcí, včetně
vyššího počtu přejezdů po pozem-
ku a vysoká hmotnost stávajících
secích strojů při zvýšení počtu výsevných sekcí pro širší záběr. Diskutovanou otázkou je rovněž vliv
užších řádků na výnos, který je
dle našich dosavadních výsledků
u obou systémů obdobný. Značná
část výše uvedených výhod a nevýhod byla v rámci našich publikovaných výsledků již podrobněji
popsána v předchozích číslech časopisu Agromanuál.
Zásadní skutečností však zůstává,
že snížení šířky řádků u kukuřice
přispívá k eliminaci erozního rizika,
a může být součástí protierozních
opatření.
Práce vznikla v rámci projektu
TA02010669. Autoři děkují Zemědělské farmě Bílek Budihostice, s.r.o.
za poskytnutí pokusných ploch a agrotechnického servisu, firmě Kverneland Group Czech s.r.o. za poskytnutí secího stroje a firmě Pioneer
Hi-Bred Northern Europe Sales Division GmbH za spolupráci při vedení
pokusných ploch.

DIGER
hloubkové kypřiče
ļ3 - 3,9 m
www.farmet.cz
Praktické možnosti využití užších řádků u kukuřice v rámci ochrany půdy proti erozi
Agromanuál 2/2015 • Únor
99
Novinka 2015
Agromanuál®
Profesionální ochrana rostlin
2. číslo, únor 2015, 10. ročník
Recenzovaný odborný časopis
Vydavatel: Kurent s.r.o.
Vrbenská 197/23, 370 01 Č. Budějovice
IČO: 25177338, DIČ: CZ25177338
OR KS Č. Budějovice, odd. C, vl. 7995
Šéfredaktor: Ing. Petr Štěpánek, Ph.D.
tel.: +420 777 037 027
e-mail: [email protected]
Redaktoři: Ing. Martin Bašta
tel.: +420 608 888 893
e-mail: [email protected]
Ing. Pavel Talich
tel.: +420 725 049 609
e-mail: [email protected]
ATLAS KLÍČNÍCH ROSTLIN
POLNÍCH PLEVELŮ
Celobarevný atlas plevelů s podrobným popisem a určením
jednotlivých druhů. Obsahuje 100 druhů plevelů názorně
vyobrazených v počátečních fázích růstu, které jsou důležité
pro spolehlivé určení a efektivní ochranu v polních podmínkách.
Popisy jsou u jednoděložných plevelů doplněny názornými
kresbami pro snadné určení rozlišovacích znaků. Součástí atlasu
je názorný klíč pro rozlišení plevelů v době vzcházení.
Redakční rada:
Ing. David Bečka, Ph.D.,
Ing. Milena Bernardová,
Ing. Ervín Hausvater, CSc.,
Mgr. Ing. Eva Hrudová, Ph.D.,
Doc. Ing. Miroslav Jursík, Ph.D.,
Prof. RNDr. Ing. František Kocourek, CSc.,
Doc. Ing. Evženie Prokinová, CSc.,
Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc.,
Doc. Ing. Jiří Rotrekl, CSc.,
Ing. Antonín Šandera,
Ing. Přemysl Štranc, Ph.D.,
Ing. Stanislav Torma, PhD.
Adresa redakce, místo vydání:
Kurent s.r.o.
Vrbenská 197/23, 370 01 Č. Budějovice
tel.: +420 387 202 310
Předplatné:
předplatné: 999 Kč (10 vydání/rok)
cena je uvedena včetně DPH
tel.: +420 387 202 310
e-mail: [email protected]
www.agromanual.cz
Distribuce:
distribuci zajišťuje jménem vydavatele
firma SEND Předplatné.
tel.: +420 225 985 225, e-mail: [email protected]
Predplatné a distribúcia na Slovensku:
PROGARD, s.r.o., Mgr. Martin Majerský
Rezedová 4, 821 01 Bratislava
tel.: 0905 320 130
e-mail: [email protected]
predplatné 2015: €59,88
(vrátane DPH a poštovného)
Design, sazba, reklama:
Kurent s.r.o.
Vrbenská 197/23, 370 01 Č. Budějovice
tel.: +420 387 202 310
e-mail: [email protected]
příjem reklam na tel.: 777 070 052
Vydavatel nenese odpovědnost za údaje a názory
autorů jednotlivých článků ani inzerce. Při používání přípravků se řiďte platným Seznamem registrovaných přípravků na ochranu rostlin a etiketou.
Tisková chyba vyhrazena. Případné opravy jsou
zveřejněny na www.agromanual.cz v sekci errata.
Uzávěrka vydání: 15. 1. 2015
ISSN 1801-7673 (print)
ISSN 1801-4895 (on-line)
MK ČR E 16226
® = Reg. ochranná známka.
Autoři: Pavel Hamouz
Kateřina Hamouzová
Celobarevné vydání v pevné vazbě. Rozsah 240 stran.
V prodeji od března 2015.
275 Kč
včetně DPH
250 Kč bez DPH
Objednávejte:
internet: www.agromanual.cz
e-mail: [email protected]
telefon 9–14 h.: +420 387 202 310
Download

Praktické možnosti využití užších řádků u kukuřice v rámci