Zpracování půdy je integrální složkou zemědělství po několik staletí, během nichž bylo na tomto úseku dosaženo značné šíře i hloubky poznání. Protože jde o operace energeticky i ekonomicky náročné, má určení budoucích trendů ve zpracování půdy značný hospodářský význam.
Potřeba zpracování půdy vyplývá z potřeb střídání plodin. Lze uvést několik důležitých důvodů, proč střídání plodin vyžaduje zpracovávat půdu:
- dosažení hodnot objemové hmotnosti půdy vhodných pro růst a vývoj rostlin,
- vytvoření vhodné velikosti agregátů pro dobré vzcházení,
- regulace plevelů, popřípadě chorob a škůdců,
- zapravení posklizňových zbytků,
- působení posklizňových zbytků (především slámy) v seťovém lůžku.
Objemová hmotnost půdy
V humidních oblastech se jen zřídka vyskytují problémy se zásobeností půdy vodou, ale často s její nedostatečnou provzdušněností. Proto je třeba provádět hlubší kultivaci půdy, při níž je tradičním nářadím pluh. V aridních oblastech bývají naopak problémy s vláhou, a proto lze půdu zpracovávat mělce nebo porosty zakládat přímo do nezpracované půdy (obr. 1).
Způsob zpracování půdy není ovlivňován pouze klimatem, důležitá je také struktura půdy a obsah organické hmoty. I v humidnějších podmínkách tak na některé půdě mohou být dobré výnosy u porostů zakládaných do částečně zpracované nebo i nezpracované půdy. Dalším faktorem ovlivňujícím způsob zpracování půdy je sled plodin, zvláště časové období mezi sklizní předplodiny a setím následné plodiny.
Zpracování půdy lze přizpůsobit klimatickým podmínkám, ale je prakticky nemožné adekvátně reagovat na krátkodobé změny počasí. Ideálně by měla být zajišťována vyšší objemová hmotnost v suchých oblastech a ročnících a nižší ve vlhkých oblastech a ročnících (graf 1). Toto přizpůsobení zpracování půdy bude možné v případě, že se v budoucnu podaří kvalitně provádět několikatýdenní (střednědobou) předpověď počasí.
Velikost půdních agregátů
S výjimkou písčité půdy je pro zajištění dobré vzcházivosti potřeba při zpracování půdy a předseťové přípravě snižovat velikost agregátů. Závislost vzcházivosti obilnin na velikosti agregátů je znázorněna v grafu 2. Nejvyšších hodnot je dosahováno v poměrně širokém rozpětí velikosti agregátů, a to 3 - 20 mm (drobtovitá struktura půdy zahrnuje agregáty velikosti 2 - 10 mm).
Při setí ozimých obilnin v prvních dvou dekádách září (rané výsevy ozimé pšenice a agrotechnický termín pro setí ozimého ječmene) bývá půda sušší, a proto je třeba vytvořit kvalitnější seťové lůžko než pro pozdější výsevy ozimé pšenice, které obvykle dostanou více vody. Ale i v těch případech by kvalitní střednědobá předpověď počasí velmi pomohla.
Těžká půda (s vyšším obsahem jílnatých částic) je po silnějších deštích náchylná k vytváření škraloupu snižujícího vzcházení. Je proto třeba, aby na povrchu seťového lůžka byly větší agregáty a osivo bylo v kontaktu s menšími agregáty. V těchto podmínkách pomůže roztřídění agregátů v rámci seťového lůžka. Toho lze při přípravě seťového lůžka dosáhnout pomalejší rychlostí při kypření a vláčení pasivními branami nebo nižšími otáčkami aktivního nářadí (tabulka 1). Jestliže je při předseťové přípravě používána větší pojezdová rychlost nebo vyšší otáčky pracovních orgánů aktivního nářadí, k segregaci agregátů nedochází. Je to dáno zkrácením času potřebného k přesunutí menších agregátů dolů do prostoru, který zůstává za hřeby bran nebo radličkami kypřiče.
Vytváření škraloupu závisí také na počasí. Většina produkčních oblastí západní Evropy má přímořské klima. Při dešťových srážkách tam převládá mrholení, které i na těžké půdě jen zřídka vede k vytváření škraloupu. V oblastech s kontinentálním klimatem (vnitrozemí USA, částečně také Česká republika) je situace podstatně jiná. Déšť tam často přichází v krátkých, ale velmi vydatných srážkách způsobujících slepení povrchové vrstvy půdy a tvorbu škraloupu. Je to jeden z důvodů, proč zpracování půdy aktivním nářadím je běžnější v západní Evropě než v oblastech s kontinentálním klimatem.
Zmenšování velikosti agregátů na těžké půdě s vysokým obsahem jílnatých částic pomáhá postupné zamrzání a tání půdy nebo také postupné vysychání a nasycování půdy vodou. Tabulka 2 ukazuje vliv procesu zmrznutí a tání na velikost agregátů při různých termínech základního zpracování půdy a předseťové přípravy. Na lehčí (hlinitopísčité) půdě má doba provedení předseťové přípravy menší vliv na velikost agregátů než na těžké (jílovité) půdě, kde provedení základního zpracování půdy před zimou umožňuje připravit mnohem lepší seťové lůžko. Při základním zpracování těžké půdy na jaře je pro dosažení stejné kvality seťového lůžka potřeba několikrát více energie na předseťovou přípravu. S vyšší spotřebou energie na předseťovou přípravu těžké půdy je třeba rovněž počítat v případě delšího časového odstupu mezi základním zpracováním půdy a setím, ale také při dodržení doporučovaného období (tří až čtyř týdnů) pro ulehnutí oranice v případě, že dojde k jejímu nadměrnému proschnutí. Těmto problémům lze předejít vhodnou kombinací základního a předseťového zpracování půdy, ale také setím do částečně zpracované nebo nezpracované půdy.
Regulace plevelů
Obecně je známé, že především v humidních oblastech je proti plevelům nejefektivnějším opatřením mechanického charakteru klasická orba. Je však energeticky i časově velmi náročná a zoraná půda vytváří podmínky pro erozi. K té dochází především na svažitých polích a v podmínkách kontinentálního klimatu. Trvalý pokrok v chemické ochraně proti plevelům vede k tomu, že místo zpracování půdy se stále více používají herbicidy. Z pohledu ochrany životního prostředí je diskutabilní využívání herbicidů i pluhu. Budoucnost se však zdá být slibnější pro regulaci plevelů herbicidy, neboť pokrok ve zvyšování efektivnosti jejich působení i ekologické bezpečnosti je zřejmý. Stejně tak pokrok ve vytváření odrůd polních plodin s rezistencí proti herbicidům metodami genového inženýrství. Vyvážit tento progres inovacemi pluhů je prakticky nemožné.
Posklizňové zbytky
Při redukovaném zpracování půdy zůstávají v blízkosti povrchu půdy posklizňové zbytky, které sice zabraňují erozi, ale mohou způsobovat řadu komplikací při zakládání porostů následných plodin. Problémy nastávají zvláště při krátkém meziporostním období (například sled kukuřice na zrno - ozimá pšenice, cukrová řepa - ozimá pšenice nebo ozimá pšenice - ozimý ječmen). Jestliže je vynechána orba, posklizňové zbytky (chrást nebo sláma) nejsou potřeba na krmení, stlaní nebo jiné účely (pálení slámy na poli je zakázáno), potřebuje zemědělská praxe metodu na zapravení této organické hmoty. Řezání slámy těžkým talířovým nářadím při přímém setí lze provádět v suchých regionech, kde je půda dostatečně tvrdá a sláma je křehká. V humidnějších oblastech toto opatření často selhává, neboť vlhká půda i sláma jsou pružnější. Sláma proto není talířovým nářadím rozřezána, ale zatlačována do řádků, což snižuje polní vzcházivost.
U širokořádkových plodin, jako jsou cukrová řepa, kukuřice nebo sója, není situace tak komplikovaná. Širší meziřádková vzdálenost umožňuje shrnovat slámu do prostoru mezi řádky. Navíc na jaro příliš slámy nezůstane a zbytky meziplodin se dají snadno rozřezat při setí talířovými nebo kotoučovými botkami.
Slámu zanechanou na povrchu nebo těsně pod povrchem půdy lze efektivně využít pro omezování eroze. V humidních oblastech západní Evropy jsou prováděny pokusy, v nichž je zkoušeno pokládání slámy na povrch půdy hned při setí (obr. 2). Lze použít rotační kypřič (frézu) s výsevní lištou (celoplošná výsevní botka) pro setí na široko a síta, na něž je směs slámy s půdou vrhána. Půdní agregáty propadávají otvory sít přímo na uložené osivo. Naopak sláma otvory sít nepropadává a je ukládána na povrch půdy. Ověřována jsou rotující bubnová síta a nebo pásová síta, která provádějí separaci lépe. Další možností řešení problému je pásová sklizeň obilních předplodin „striperem“, za nímž následuje řezání stojící slámy řezačkou zavěšenou vpředu na traktoru, který provádí setí a nafoukání rozřezané slámy stranou na povrch seťového lůžka dříve sklízených a zasetých pásů.
Vliv slámy na seťové lůžko
Vliv způsobu zpracování půdy a uložení rozdrcené slámy na polní vzcházivost ozimých obilnin v humidních podmínkách Šlesvicko-Holštýnska (SRN) ukazuje tabulka 3. Uložení slámy pod seťové lůžko orbou vede asi k 80% polní vzcházivosti. Zhruba stejné vzcházivosti lze dosáhnout zpracováním půdy rotačním kypřičem a uložením slámy na povrch seťového lůžka. Využití rotačního kypřiče (bez síta) zapravujícího slámu především do seťového lůžka však způsobuje snížení vzcházivosti.
Obvykle se předpokládá, že nízká polní vzcházivost při zapravení slámy do seťového lůžka je důsledek nepřesné práce secích botek. Vedou k tomu zkušenosti s horší prací klasických secích botek v seťovém lůžku se slámou. Dobré vzcházení dosažené při využití rotační kultivace s ukládáním slámy na povrchu seťového lůžka dokazuje, že umístění semen pravděpodobně není hlavním důvodem nízké vzcházivosti.
Řada autorů laboratorními pokusy prokázala, že vodní extrakty ze slámy brání klíčení a vzcházení semen. Snižování vzcházivosti je přisuzováno produktům rozkladu slámy, jako jsou organické kyseliny nebo fenolické sloučeniny. Někdy je také uváděno, že ke snižování vzcházivosti dochází v anaerobních podmínkách, zvláště ve spojení se slámou pšenice a žita.
Otázkou stále zůstává, zda vodní extrakty ze slámy působí v polních podmínkách stejně jako v laboratoři. Většina pokusů (známých z literatury) zaměřených na hodnocení vlivu rozkladu slámy na vzcházení však probíhala pouze v laboratorních podmínkách. Není také dostatečně prozkoumáno, jaká koncentrace škodlivých sloučenin v půdě potlačuje vzcházení. Lze předpokládat, že je ovlivňována proměnlivými srážkami, ale také absorpcí půdními agregáty (například herbicidy jsou absorbovány organickou hmotou v půdě). Je proto možné, že produkty vznikající rozkladem slámy, jsou absorbovány podobným způsobem.
Vliv kvality drcení a způsobu zapravení slámy na vzcházivost řepky ukazuje graf 3. Vzcházivost se zvyšovala v následujícím pořadí hodnocených variant: 1. sláma zapravena, 2. sláma na povrchu, 3. sláma sklizena. Výjimkou bylo drcení slámy na hlinitopísčité půdě, kdy bylo dosaženo vysoké vzcházivosti u všech variant. Ve všech případech umožňovalo lepší vzcházení drcení slámy než její řezání. Podobné výsledky jako pro ozimou řepku byly získány také pro drobnozrnné obilniny s tím, že rozdíly mezi variantami byly menší. Při sklizni obilnin je také třeba zajistit kvalitní plošné rozhození slámy, neboť mnoho drtičů na sklízecích mlátičkách rozhazuje slámu nerovnoměrně.
Řešení výše uvedených problémů se slámou je důležité zvláště při setí do nezpracované nebo částečně zpracované půdy během krátké periody před založením porostů. Lze předpokládat, že bude nabývat na významu, neboť vysoce výnosné porosty obilnin potřebují delší vegetační dobu, která může být zajištěna buď raným setím, nebo pozdní sklizní, popřípadě oběma opatřeními. Zatím však nelze dělat závěry, zda je výhodnější uložení slámy na povrch seťového lůžka, nebo její důkladnější rozbíjení a rozhoz při sklizni. Tyto technologické možnosti je třeba dále zkoumat.
Porovnání situace v ČR se západní Evropou a USA
Způsoby hospodaření v České republice jsou obvykle porovnávány s agrárně vyspělými zeměmi EU, USA, popřípadě Kanadou. Z těchto zemí jsou do České republiky také dováženy stroje na zpracování půdy a zakládání porostů polních plodin. Pro jejich efektivní výběr a využití je třeba dobře posoudit vhodnost do našich podmínek. Specifika těchto regionů však komplikují porovnávání i přímé přebírání technologií a pěstitelských postupů.
Agrárně vyspělé západoevropské země jsou charakteristické vysokou intenzitou hospodaření a vysokými výnosy polních plodin (tabulka 4). Hospodaření v USA a Kanadě má naopak spíše extenzivní charakter. I když je využíváno moderních technologií, výnosy u drobnozrnných obilnin dosahují zhruba jedné třetiny výnosů v západní Evropě (v ČR to je asi 60 %). Na těchto rozdílech se podílejí odlišné půdně klimatické podmínky, odlišná historie vývoje zemědělství a venkova a z ní vyplývající agrární struktura, agrární politika, úroveň i systém dotací (tabulka 5).
V důsledku nutnosti pěstování tržních plodin mají jen v málo podnicích v České republice pevné osevní postupy. I když je v praxi snaha v rámci možností dodržovat zásady střídání plodin, mnohdy je pěstováno více obilnin po sobě nebo se seje po méně vhodných předplodinách. Na kompenzaci negativních jevů (vyvolaných nevhodným střídáním plodin) vyššími dávkami průmyslových hnojiv a pesticidů není ve většině zemědělských podniků dostatek finančních prostředků. Tím se naše situace liší od západoevropských zemí, kde v produkčních oblastech na farmách specializovaných na rostlinnou produkci uplatňují úzké osevní sledy a často pěstují obilniny po sobě, ale při vysoké úrovni hnojení a intenzivní ochraně porostů (například celková dávka dusíku k ozimé pšenici je mnohdy vyšší než 200 kg.ha-1 a pesticidy jsou používány ve čtyřech až pěti aplikacích). Také v Americe používají v oblastech pěstování obilnin úzké osevní sledy, úroveň vstupů a dosahované výnosy jsou však podstatně nižší než v západní Evropě a také nižší než v ČR.
Území České republiky se nachází na rozhraní kontinentálního klimatu (převládajícího v oblastech pěstování obilnin v USA) a přímořského klimatu (převládajícího v produkčních oblastech západní Evropy). Mnohem variabilnější povětrnostní podmínky kladou větší nároky na diagnostiku a pružnost (operativu) při provádění pěstitelských opatření. Velký význam pro volbu nejvhodnějšího způsobu zpracování půdy má kvalitní střednědobá předpověď počasí.
Závěr
Na rozdíl od západoevropských zemí se v České republice (relativně veliké zemědělské podniky i jednotlivé hony) poměrně rychle rozšiřují minimalizační technologie zpracování půdy, které umožnily vyřešit zakládání porostů v agrotechnických termínech ve složitých podmínkách transformujících se zemědělských podniků. O jejich využívání obvykle více rozhodovaly pracovní výkony než některé agronomické dopady (kromě vyšších nároků na regulaci plevelů herbicidy například nevhodnost pro humidní podmínky nebo problémy s posklizňovými zbytky při vyšších výnosech předplodin, stratifikace a pomalejší uvolňování živin, především dusíku atd.).
Situace v České republice je dále specifická pestrostí stanovištních podmínek, proměnlivostí počasí a nižšími vstupy agrochemikálií. Nelze proto paušálně uplatňovat technologie rozpracovávané pro podmínky severní Ameriky nebo západní Evropy. Lze však předpokládat, že ekonomické tlaky na prvovýrobu povedou k využívání redukovaného zpracování půdy modifikovaného podle možností do našich značně variabilních půdně klimatických podmínek.
Příspěvek byl zpracován s využitím prací prezentovaných na 15. mezinárodní konferenci ISTRO (International Soil Tillage Research Organization) pořádané 3.- 7. června 2000 v Texasu (USA), zvláště práce německých autorů Heege, H.J., Voβhenrich, H.H.: Interactions between Soil and Climate.
Doc. Ing. Jan Křen, CSc.,
Mendelova zemědělská a lesnická
univerzita v Brně,
Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o.
