Cesta ke zdravé půdě
Autor: Joel Williams
Téma půdy je v poslední době častým námětem diskusí. Tak častým, že skoro jako by se opět vedlo hnutí za návrat ke zdravé půdě. Zemědělci na celém světě se znovu zamýšlí nad významem a potenciálem jejich nejcennějšího majetku.
Avšak jak je půda cenná, tak je také zranitelná. A některé statistiky o celosvětové erozi a degradaci půdy jsou mírně řečeno alarmující. Zdraví půdy se stalo součástí kompenzačních opatření. Snažíme se půdě rozumět, definovat ji a tím ji chránit a máme k dispozici řadu metod, jak našemu porozumění tomuto vysoce komplexnímu světu pod našima nohama pomoci – od měřicí techniky s velmi vysokým rozlišením, která sleduje půdu z vesmíru, až po zkoumání půdy pomocí jednoduchých špachtlí a lidských smyslů.
Zdravá půda: setkání na půli cesty
Na svých cestách stále znova zjišťuji, že téma půdy a jejího zdraví zemědělce sjednocuje a že nachází společnou řeč – možná více než kdy u jiných témat v posledních desetiletích. Zdá se, že vykrystalizovala střední cesta mezi „konvenčním” a „bio” modelem. Tyto systémy hospodaření se překrývají a navzájem splývají – ale také se vyvíjí do celé řady hybridních systémů, nebo jak se jen nazývají. Systémů, které jsou flexibilní, přizpůsobitelné a dynamické, ale které se přesto hodí pro široký rozsah typů půd, klimatických podmínek nebo okolních vlivů. Řídí se přirozenými principy a nepracují s jednotným řešením ani „zemědělstvím podle receptu“, kdy koncept hospodaření zůstává stále stejný, aniž by bral ohled na místní nebo krajinné zvláštnosti. Agroekologie, komplexní řízení, ekologické polní hospodářství nebo regenerační zemědělství – všechny tyto koncepty svým způsobem představují značné zaměření na půdu a jsou stále více obecným trendem a průsečíkem různých idejí, inovací a praktického využití na poli.
O autorovi: Joel Williams
Jsem rád, že mohu psát příspěvky do terraHORSCH. Jsem nezávislý poradce pro zdraví rostlin a půdy se speciálním zaměřením na půdní biologii, výživu rostlin a jejich komplexní využití při produkci potravin. Největší část mé činnosti tvoří poradenství a přednášel jsem pro odborné zemědělské publikum v mnoha částech světa. Pracuji především v Evropě, Austrálii a Kanadě (kde v současné době žiji). Pocházím ale z Austrálie. Tam jsem vystudoval zemědělství a pracoval jako poradce pro programy půdní chemie a výživy rostlin a také pro používání bio hnojiv. Po přesídlení do Velké Británie a práci po celé Evropě jsem se začal intenzivněji zabývat půdní biologií, principy kompostování a pěstování rostlin, např. zemědělstvím šetrným k půdě a agroekologií. Dnes se snažím všechny tyto koncepty spojit do společného rámce, který se bude soustředit na různé aspekty zdraví půdy, zdraví rostlin a ekologicky komplexní produkce.
Mnohotvárné plánování
Dalším společným rysem těchto hybridních systémů je jejich nové nastavení tak, aby se kromě produkce potravin dosáhlo i multifunkčního zaměření. Pěstitelské postupy totiž mohou ve skutečnosti vést k různým výsledkům. Produkce potravin a podpora ekologického systému se přitom nemusí navzájem vylučovat. Obě varianty musí být nastaveny na tyto výsledky, což znamená, že plánování musí být mnohotvárné. Diskuse se nesmí zaseknout na tom, který výrobní směr je lepší nebo horší, ale je třeba zcela jednoduše uznat, že všechno se dá zlepšovat tím, že plánování bude rozmanité. Na obr. 1 je tento koncept znázorněn – opravdu není důležité, kam je daná produkční metoda zařazena nebo jak je někde u základy trojúhelníku (od konvenčního zemědělství po biologické) definována; klíčem je, jak dobře se dá pěstitelský postup rozmanitě integrovat (vrchol trojúhelníku). To by mohlo zahrnovat pěstování meziplodin a směsných kultur nebo přeměnu okrajů polí, popř. neproduktivních oblastí na životní prostor pro volně žijící zvěř. V poslední části tohoto příspěvku se budu některým těmto konceptům věnovat podrobněji.
Optimalizace vstupních látek
Kde začít? Prvním rozhodujícím krokem při přechodu směrem ke zdravé půdě je zlepšení účinnosti vstupních látek. Velmi prospěšné je snížit množství aplikovaných hnojiv a ochranných přípravků a frekvenci aplikace. Zlepšení účinnosti vstupních látek současně znamená menší náklady na jednotlivé faktory – tzn. dodatečný přínos pro rentabilitu firmy; menší využívání provozních prostředků může mít také pozitivní dopad na životní prostředí2. Data z více než 800 pokusů ukázala, že rostliny využily v průměru jen 51 % dusíkatých hnojiv (N) aplikovaných na obilí3. Fosfor (P) se sice neodpařuje zdaleka tak rychle jako N, přesto je velmi náchylný k reakcím – aplikované dávky se rychle vstřebávají do půdního povrchu a spojují se v organicko-minerální a kationtové/aniontové sloučeniny. Může se stát, že více než 80 % fosforu aplikovaného jako hnojivo není už krátce po aplikaci4 rostlinám k dispozici, což je důvodem hrozivě nízké účinnosti využití fosforečných hnojiv 10 až 15 %5.
Existuje nespočet strategií, s nimiž mohou zemědělci účinnost vstupních látek vylepšit. Rád bych podrobně popsal čtyři z nich:
- komplexní řízení živin,
- vstupní látky na bázi uhlíku,
- ošetření osiva a
- rozpuštěné látky, které se aplikují na listy.
Každý zemědělský provoz – ať už se zaměřuje na zdravou půdu nebo ne – by měl samozřejmě pracovat na zlepšování využití živin. Tyto strategie jsou tak univerzálně použitelné pro téměř všechny pěstitelské systémy.
První strategie, komplexní řízení živin, cílí na kombinování mnoha metod a všech možných vstupních zdrojů tak, aby se produkce zvýšila. To může zahrnovat kombinované využívání anorganických živin, organických přísad, biologických hnojiv, biologických stimulátorů, odpadních a vedlejších produktů, zelených hnojiv, meziplodin a směsných plodin (zejména se zeleninou)6. Komplexní řízení živin znamená využívání různých druhů vstupních látek a přizpůsobování množství živin a doby aplikace požadavkům rostliny (což se často sleduje a hodnotí pomocí půdních analýz a analýz listů), s cílem dosáhnout přesného nastavení množství hnojiva a časů a současně snížit ztráty a zvýšit účinnost vstupních látek a výnos.
Používání vstupních látek na bázi uhlíku znamená, že spolu se všemi vstupními látkami, obecně hnojivy a pesticidy, budou rostliny přijímat i zdroj uhlíku (C). Známý pedolog Rattan Lal z Carbon Management and Sequestration Center na univerzitě Ohio State často vysvětloval, že revoluce NPK vlastně musí být revolucí CNPK, která bude zahrnovat také vyváženější úhel pohledu na roli uhlíku při řízení úrodnosti půdy. Klasickým příkladem je využívání minerálních hnojiv spolu s hnojivy organickými. Dalšími zdroji uhlíku, které se často míchají se vstupními látkami, jsou melasa, kyselina huminová, kyselina fulvinová, extrakty z řas, aminové kyseliny, rybí hydrolyzáty nebo jiné rostlinné extrakty7. Tyto zdroje uhlíku se mohou v rámci aplikace granulátových hnojiv smíchat s tekutinami a použít pro postřik do řádku nebo na listy. Zdroje uhlíku se mohou míchat i s běžnými syntetickými živinami a aplikovat jako granulátová plnohodnotná hnojiva na bázi uhlíku připravená k přímému8,9 použití.
Třetí možnost, ošetření osiva, představuje obzvláště účinnou metodu, jak rostlinám živiny poskytnout – aplikací velmi malých vstupních množství přímo na osivo se dá enormně zvýšit účinnost vstřebávání oproti vstupním látkám, které se aplikují pouze do půdy. Existuje mnoho prací, které se ošetřením minerálními živinami10,11 zabývají. Navíc je u zemědělců patrný trend používat více bio hnojiv a bio stimulátorů, protože tyto vstupní látky na biologické bázi efektivněji podporují půdní mikroflóru, což dokazují např. úžasné oddenky, které jsem já sám mohl po aplikaci takovýchto bio vstupních látek pozorovat. Jako příklad mohou sloužit bio hnojiva, např. extrakty kompostu a hlístkového kompostu, speciální mikrobiální očkovací látky (např. mikorrhizia, nebo bakterie vázající dusík) nebo směs různých známých mikrobiálních druhů. Bio stimulátory často obsahují takové látky jako melasu, kyselinu huminovou a extrakty z řas.
Aplikace na listy, čtvrtá strategie, je obecně považována za efektivnější a hospodárnější než vstupní látky, které se aplikují do půdy12. Ty mají spíše sklon k vyluhování, vypaření nebo sloučení se s jinými kontraproduktivními minerály. Při aplikaci živin přímo na listy rostliny se tyto vzájemné vztahy a nerovnováhy v půdě dají obejít. I když látky aplikované přes listy mohou být efektivnější, mohou také poměrně výrazně kolísat. Existují určitá omezení a doporučení, jak zajistit přiměřené a úspěšné vstřebávání. Podívejme se na některé z těchto faktorů ještě jednou pozorněji.
Cílená účinnost při aplikaci na listy
Existuje řada proměnných, které úspěch aplikace na listy ovlivňují. Proto je při rozhodování nutné zohlednit celou řadu faktorů. Toto téma by vystačilo na celou přednášku, ale pro úvod do problematiky bych rád uvedl alespoň některé klíčové informace: Listy přijímají živiny hlavně dvěma způsoby: přes průduchy a přes mikropóry v kutikule. Pochopíme-li tyto dva způsoby, můžeme aplikaci plánovat cíleněji. Protože průduchy se nachází na spodní straně listů a mikropóry na obou stranách (a zejména u kořene trichomů), je důležité zajistit, aby byl postřik nanesen na obě strany listu – u obou způsobů to představuje větší povrch pro vstřebávání. Průduchy a mikropóry se otvírají tím víc, čím větší je vlhko, proto by aplikace na listy měla probíhat ideálně časně ráno nebo pozdě večer13 viz obr. 2). Postřik by se neměl nanášet při vysokých teplotách nebo během dne. To samozřejmě může být pro velké podniky obtížné – proto by se měla ranní a večerní aplikace upřednostnit u ohroženějších ploch, aby měly šanci se správně vyvíjet. Co se postřikové jíchy týká, je nutné vzít v úvahu také takové faktory jako rozpustnost živin, chelataci, koncentraci živin, hodnotu pH jíchy a prostředek pro přilnavost za mokra.
- Rozpustnost: Pro optimální proniknutí listem musí být vstupní živiny rozpustné ve vodě.
- Chelatace: Zdroj uhlíků je nutné vždy kombinovat tak, aby byly minerální živiny komplexní. Zlepší se tak pronikání a zabrání se kontraproduktivním vzájemným vztahům mezi živinami – velmi vhodné jsou melasa, kyseliny fulvinové, aminokyseliny a řasy.
- Koncentrace živin: Je-li koncentrace postřikové jíchy příliš řídká, bude příjem přes povrch listů pomalý. Dobrým ukazatelem je elektrická vodivost (EC) postřikové jíchy 1,5 až 3 mS/cm; ta se dá snadno změřit EC měřicím přístrojem.
- Hodnota pH jíchy: Obecně je ideální hodnota kolem 6, nezávisle na tom, jaké maximální nebo minimální hodnoty jsou pro speciální vstupní látky nebo funkce dány. Velmi tvrdá voda s vysokou hodnotou pH by se měla před smícháním s živinami upravit.
- Prostředek pro přilnavost za mokra: zvyšuje dobu přilnutí a odolnost proti dešti.
Pečlivý výběr postřikové směsi a doby aplikace může významně přispět k lepší reakci rostliny na aplikaci na listy. Rozumíme-li faktorům, které ovlivňují příjem a využití rozpuštěných látek aplikovaných na listy, nemusíme už jen „doufat v nejlepší“ nebo „nanést postřik a modlit se“.
Jak dál?
Zlepšit účinnost vstupních látek a používat jich tak při pěstování méně – to je perfektní výchozí bod pro přechod na zemědělství orientované na zdravou půdu. Tento proces má jak ekonomické, tak ekologické výhody. Rozhodnou-li se zemědělci pro tento první krok, mohou do něj začlenit i proces náhrady vstupních látek – hnojiva a pesticidy se přitom nahrazují vstupními látkami na biologické bázi. Například dusíkatá hnojiva je možné nahradit bakteriemi vázajícími dusík nebo fungicidy rostlinnými extrakty hubícími plísně. U těchto biologických alternativ je k dispozici celá řada směsí a látek a my se v příštím příspěvku (bude zveřejněn online) budeme věnovat využití těchto materiálů. Ve třetí části série, která bude rovněž uveřejněna online, půjde o organickou půdní hmotu, zvláště se zaměříme na koncept tvorby organické půdní hmoty, který je momentálně aktuální. V posledních letech rostl zájem o tuto oblast a vzniklo mnoho nových studií a nových nápadů ohledně kvality organické půdní hmoty; jsou tak výzvou pro přehodnocení našeho dřívějšího uvažování. Tyto první tři články se zabývají zlepšením zdraví půdy. Jejich cílem je vytvořit základ pro čtvrtý a poslední příspěvek (bude uveřejněn v terraHORSCH), který se bude zabývat změnou systému – změnou pěstitelského systému integrováním větší biologické rozmanitosti a ekologického myšlení. K tomu patří zejména diskuse o zvýšení rozmanitosti rostlinných druhů v rámci pěstitelských oblastí, bude se však zabývat také rolí chovu dobytka na pastvinách, stromy a řízením neprodukčních oblastí, např. okrajů polí.
Zde najdete podrobnější informace o zkoumání půdy a půdní aktivitě.
Odkazy na zdroje
- Organic and Conventional Agriculture: A Useful Framing? (2017). doi: 10.1146/annurev-environ-110615-085750
- Reducing pesticide use while preserving crop productivity and profitability on arable farms. (2017). doi: 10.1038/nplants.2017.8
- Recent Developments of Fertilizer Production and Use to Improve Nutrient Efficiency and Minimize Environmental Impacts. (2009). doi: 10.1016/S0065-2113(09)01008-6
- Phosphorus activators contribute to legacy phosphorus availability in agricultural soils: A review. (2018). doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.08.095
- Phosphorus cycling in UK agriculture and implications for phosphorus loss from soil. (2006). doi: 10.1111/j.1475-2743.2001.tb00020.x
- Integrated nutrient management (INM) for sustaining crop productivity and reducing environmental impact: A review. (2015). doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.12.101
- The Use of Biostimulants for Enhancing Nutrient Uptake. (2015). doi: 10.1016/bs.agron.2014.10.001
- A slow release brown coal-urea fertiliser reduced gaseous N loss from soil and increased silver beet yield and N uptake. (2019). doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.08.145
- Nitrogen Dynamics in Soil Fertilized with Slow Release Brown Coal-Urea Fertilizers. (2018). doi: 10.1038/s41598-018-32787-3
- Micronutrient application through seed treatments - a review. (2012). doi: 10.4067/S0718-95162012000100011
- Seed treatments for sustainable agriculture-A review. (2015). doi: 10.31018/jans.v7i1.641
- Foliar fertilization of crop plants. (2009). doi: 10.1080/01904160902872826
- Uptake and Release of Elements by Leaves and Other Aerial Plant Parts. (2011). doi:10.1016/B978-0-12-384905-2.00004-2