Humus - půda - rostlina (11) Humusové látky a stopové prvky

Humusové látky jsou přírodními chelatizátory kovových prvků, tím usnadňují jejich přijatelnost do metabolických procesů. Tak jsou definovány vztahy mezi humusovými látkami a stopovými prvky a tak jsou popisovány nepřímé efekty rozpustných humátů na rostliny (viz kapitola).

Při hodnocení našich pokusů s humusovým koncentrátem jsme si nemohli nepovšimnout faktu, že testované preparáty ovlivňují nejen příjem a využití hlavních živin rostlinami, ale že zasahují i do procesů sorpce a desorpce stopových prvků. Proti makroživinám jsou mikroelementy přijímány rostlinami v podstatně menším množství, avšak jejich pohyb mezi rostlinou a kořenovým médiem je poměrně intenzivní.

V určitých fázích vegetace rychle vstupují do rostliny, kde se zapojují do metabolických procesů a po splnění této své biologické funkce jsou opět z rostliny vyplaveny. Tato dynamika pohybu stopových prvků je humusovými preparáty nápadně zvýrazněna. Vzhledem k tomu, že naše půdy jsou většinou stopovými prvky dostatečně zásobeny a určité množství mikroelementů se do půdy dostává aplikací běžných minerálních hnojiv, omezuje se v praxi přímá aplikace stopových prvků na speciální případy. Tato situace se však může poměrně rychle měnit.

V otevřeném ekosystému, kdy je nutné používat vyšších dávek minerálních hnojiv než bylo běžné v minulosti, může docházet k narušení optimálního poměru mezi makroživinami a mikroživinami, vstupujícími do rostlin. Pak může dojít k poruchám ve výživě rostlin stopovými prvky, což se následně projeví snížením výnosu nebo kvality sklizně. Zároveň se dnes z důvodů převážně ekonomických projevují tendence vyrábět stále koncentrovanější hnojiva s vyšším obsahem hlavních živin N, P, K a se sníženým obsahem tzv. balastu.

Tento balast je ovšem balastem jen z ekonomického pohledu výrobce hnojiv, z hlediska agronomického se však jedná o cenný zdroj vedlejších živin a stopových prvků. To jsou v podstatě důvody, proč technologický vývoj přípravy mikrohnojiv a jejich praktické používání postupně nabývá na aktuálnosti.

Proto jsme také problematiku vztahů mezi humusovými látkami a mikroelementy orientovali k obohacování humusových preparátů stopovými prvky. Jako zdroje mikroelementů jsme použili především technických solí těchto prvků. Mísením základního preparátu s těmito látkami lze připravit speciální mikrohnojiva, v nichž jsou kovy vázány převážně chelátovými vazbami. Pokud koncentrace prvků nepřesáhla určitou hranici, obvykle 4 – 6%, zůstává preparát tekutý a snadno aplikovatelný i mísitelný s dalšími kapalnými hnojivy.

Zaměřili jsme se na jednosložková vzájemně mísitelná mikrohnojiva (tzv.stavebnicový systém).Takto byla pro experimentální účely připravena kapalná mikrohnojiva s následujícími obsahy stopových prvků : HK – Zn s obsahem 0,12 – 6,0% Zn, HK – Cu s obsahem 2 – 3,3% Cu, HK – Mn s 2% Mn, HK – Fe s obsahem 0,5 – 4,0% Fe a také koncentrát s povrchově vázaným borem, který obsahoval 1 – 2% B.

Technickým problémem však není ani příprava vícesložkového mikrohnojiva. Například pro použití v ovocnářství byla připravena speciální směs s obsahem Fe, Mg, Zn, Mn, Ca, Cu a B, kde celková suma prvků v 1 l činila 60 g. Jednalo se o suspenzi, která však při ředění vodou přechází na téměř čirý roztok.

Převážně jsme řešili vztahy mezi humusovými látkami a stopovými prvky z hlediska technologie přípravy mikrohnojiv. Aplikační pokusy byly zaměřeny tak, aby odpověděly na otázku, jak je ovlivňována účinnost obou složek preparátu a na vyhledávání nejvhodnějších podmínek pro jejich aplikaci. Neřešili jsme otázku vhodnosti použití stopových prvků nebo jejich směsí k jednotlivým plodinám, protože to přísluší specializovanému výzkumu aplikace v rostlinné výrobě. Nezabývali jsme se ani problematikou foliární aplikace stopových prvků.

Vycházíme z toho, že přírodním zdrojem stopových prvků pro rostliny je půda a proto jsme experimentální humusová mikrohnojiva aplikovali vždy na půdu. To ovšem neznamená, že by se humusové preparáty s obsahem stopových prvků nemohly aplikovat na list. Znamenalo by to ovšem zaměřit výzkum i tímto směrem. Výzkumné práce prokázaly, že z hlediska agrochemické účinnosti se humusové koncentráty s obsahem stopových prvků zásadně liší od účinků standardního preparátu.

Dosavadní výsledky s testování humusových preparátů jednoznačně ukazují, že jejich aplikace přináší nejvyšší efekty v podmínkách, blížících se ekologickému optimu. Tyto preparáty vykazují nejvyšší účinnost naopak v podmínkách od ekologického optima vzdálených. Vysvětlení těchto rozdílů nacházíme v rozdílných mechanismech působení obou typů preparátů na rostliny. V případě standardního humusového koncentrátu se jedná o přesné fyziologické působení humátů na rostliny. Zvýšená energetická úroveň ošetřených rostlin vede k lepšímu využití podmínek prostředí k tvorbě výnosu, nemůže však nahradit materiální faktory, v tomto případě stopové prvky, kterých se v půdě nedostává.

Na druhé straně u preparátů obohacených o stopové prvky převažuje působení nepřímé, založené na komplexotvorných a chelatizačních vlastnostech humusových látek. Tyto preparáty vnášejí do půdy nedostatkové mikroživiny a zároveň zabezpečují jejich optimální dostupnost rostlinám. Podle toho je třeba také určovat podmínky pro aplikaci obou těchto typů preparátů. Na lokalitách s dostatečnou zásobou stopových prvků a relativně optimálním poměrem mezi makroelementy a mikroelementy další přívod stopových prvků mnoho nevyřeší, naopak může optimální poměry narušit a růst rostlin případně poškodit. Proto na těchto stanovištích doporučujeme používat standardní preparáty.

Na lokalitách s nedostatečnou zásobou stopových prvků je však situace odlišná. V podmínkách od ekologického optima více vzdálených, se účinnost standardního preparátu rychle snižuje, současně však vzrůstá efektivita aplikace humátových mikrohnojiv. Byly zjištěny i případy, kdy účinnost preparátů s mikroelementy je těsně závislá na dávce stopového prvku a jiné případy, kdy se pozitivní efekty obohacených přípravků projevují i v podmínkách dobré zásobenosti půd stopovými prvky.

Pokusy s humusovými preparáty obohacenými o stopové prvky také prokázaly vysoký efekt rozpustných humátů na zlepšení příjmu mikroelementů rostlinami. Tomu je třeba také přizpůsobit dávkování stopových prvků při jejich vazbě na humusové látky. Dávky stopových prvků je nutno snížit na stovky gramů na hektar, výjimečně ve velmi nepříznivých podmínkách to mohou být i kilogramy. Při velmi nízkých dávkách je však agronomický efekt nejistý, při vysokých dávkách se může projevit i toxické působení stopových prvků na rostliny. Proto nelze doporučit než určitou opatrnost při používání mikroelementů obecně a společně při jejich aplikaci ve vazbě na humusové látky. Naprosto nutný je promyšlený a odborný přístup, který zohledňuje požadavky jednotlivých rostlinných druhů na stopové prvky, zásobu mikroelementů v půdě a místní zkušenosti.

Pro větší názornost uvedeme několik konkrétních příkladů

Humusový koncentrát s obsahem zinku HK – Zn jsme testovali v přesných polních pokusech u kukuřice a brambor. Na Znojemsku na půdě se střední zásobou stopových prvků včetně zinku byl založen pokus s kukuřicí, v němž byly porovnávány dvě dávky zinku, aplikované jednak v minerální formě ZnSO₄. Minerální zinečnatá sůl byla použita ve vodním roztoku foliárně ve fázi 5. listu kukuřice, humusové mikrohnojivo HK – Zn bylo aplikováno předseťově na půdu. Foliární aplikace minerálního roztoku byla zvolena vzhledem k testování relativně nízkých dávek 120 a 600 g Zn na hektar. Přehled výnosů jednotlivých kombinací pokusu uvádí tab. č. 23 .

Tab. č. 23 – Přehled výnosů sušiny kukuřice v silážní zralosti v t . ha^-1 na stanovišti se střední zásobou stopových prvků v půdě.

Kombinace	t . ha-1
NPK	11,96
NPK + HK	14,48 x)
NPK + HK – Zn 120	10,81
NPK + HK – Zn 600	14,04

Statistická významnost ^x) vztažena k minerálně hnojené kontrole NPK

V daných podmínkách vykázal nejvyšší výnosotvorný efekt standardní humusový koncentrát, který zvýšil výnos sušiny biomasy statisticky významně o 2,52 t . ha^-1, relativně o 21% proti minerálně hnojené kontrole. Této variantě se přiblížila foliární aplikace minerálního zinku v nižší dávce 120 g ZN . ha-1 a použití vyšší dávky 600 g Zn . ha^-1 ve vazbě na humusové látky. Výsledky pokusu přesvědčivě dokládají skutečnost, že v podmínkách dostatečné zásobenosti půdy stopovými prvky humusové látky optimalizují využití jak makroživin, tak i mikroelementů na tvorbu výnosu rostlin.

Při aplikaci humusového preparátu není nutné dodávat další stopové prvky, dokonce může obohacení preparátu o mikroelementy přivést ke snížení jeho agronomické účinnosti. V podstatě shodné výsledky byly získány na dalším stanovišti se středním obsahem stopových prvků v půdě, kde se však výnosově pozitivně projevil u kukuřice koncentrát HK – Zn při dávce 600 g Zn na hektar, když mírně překonal standardní preparát.

Na písčitých půdách s nízkým obsahem zinku v oblasti Roudnicka reagovala kukuřice zvýšením výnosu v porovnání se standardním preparátem již na dávku 120 g Zn na hektar ve vazbě na humusové látky. Pětinásobná dávka zinku pak již nepřinesla další zvýšení výnosu.

V oblasti Vysočiny, kde byl zjištěn rovněž nízký obsah zinku a dalších stopových prvků v půdě, zvyšoval preparát se zinkem při dávce 1100 g Zn na hektar výnosy hlíz brambor o 1,46 t na hektar, zároveň zvýšil i obsah škrobu v hlízách a zlepšil chuťovou hodnotu brambor v porovnání se standardním preparátem.

Humusový koncentrát s obsahem mědi HK – Cu se v podhůří Orlických hor na půdách s velmi nízkou zásobou stopových prvků projevil v poloprovozních pokusech s obilovinami velmi dobrým vlivem na výnosy zrna. Pokusné parcely byly hnojeny vysokými dávkami minerálních hnojiv, odpovídajícími 500 kg č. ž. NPK , z toho 130 kg N . ha^-1. Standardní humusový koncentrát v těchto podmínkách nevykázal žádnou účinnost.

Na výnosech ovsa se však příznivě projevil preparát HK – Cu již při dávkách 200 – 500 g Cu na hektar. Tento preparát překonal při uvedených dávkách mědi minerální Cu – sol, kterým byly foliárně porostu ovsa dodány 2 kg Cu na hektar. Humusový koncentrát s mědí ve srovnatelné dávce 2 kg na hektar překonal uvedené minerální měďnaté hnojivo ve výnosu ovsa o 22 %. Při velmi nízké zásobenosti půdy stopovými prvky v podmínkách vzdálených od ekologického optima se samotné humusové látky nemohou již projevit na tvorbě výnosu. Úroveň výnosů se řídí faktorem, který je v minimu, a tím jsou jednoznačně stopové prvky.

Nejsou-li v kořenovém médiu dostatečně zastoupeny, nemůže se projevit ani nepřímé působení humátů na rostliny. V tom případě nezbývá jiné řešení, než deficitní prvky rostlině dodat. Toho se může dosáhnout buď foliární aplikací minerálního roztoku anebo obohacením humusových preparátů deficitním prvkem při aplikaci na půdu. Tento druhý způsob hnojení stopovými prvky se podle našich pokusů jeví jako jednoznačně vhodnější řešení. Ukázalo se tedy, že příjem mikroelementů kořeny rostlin je biologicky výhodnější, než jejich vstup do rostliny prostřednictvím listů.

Humusový koncentrát s obsahem železa HK - Fe byl testován v oblasti Českého středohoří na půdách sice dobře zásobených stopovými prvky, kde se však dost často dostává do relativního minima dostupnost železa rostlinám, což se projevuje například poměrně častým výskytem chlorózy u různých druhů rostlin.

V našem pokusu jsme jako testovací plodinu zvolili kukuřici, u níž jsme ověřovali tři dávky Fe ve vazbě na humusové látky : 100 g, 200 g a 1000 g Fe na hektar. Standardní humusový koncentrát zvýšil výnos proti minerálně hnojené kontrole v celkové sušině nadzemní hmoty biomasy o 1,7 tuny na hektar, dávka 100 g Fe ve vazbě na humáty poskytla stejný výnos jako aplikace preparátu. Dávka 200 g Fe na hektar se však projevila podstatným zvýšením výnosu, v porovnání se standardním humusovým koncentrátem o 1,5 tuny na hektar, takže proti minerálně hojené kontrole se výnos zvýšil o 3,2 tuny sušiny na hektar. Humusový koncentrát obohacený železem při nejvyšší dávce 1000 g Fe na hektar vyvolal naopak výnosovou depresi, když výnos kukuřice klesl dokonce pod úroveň výnosu na minerálně hnojené kontrole bez aplikace humusových látek.

Humusový koncentrát s obsahem boru HK – B se osvědčil především u cukrovky. V průměru tří přesných pokusů na Mladoboleslavsku zvýšil proti standardnímu preparátu výnosy bulev o 2,8 t na hektar a digesci o 0,3%. Je pozoruhodné, že tyto výsledky byly získány při nízké dávce 100 g B na hektar na půdách s velmi vysokým obsahem tohoto stopového prvku. V oblasti Českého středohoří na těžké půdě opět s velmi vysokým obsahem bóru přinesl další přesný pokus s cukrovkou následující výsledky :

• minerálně hnojená kontrola (NPK) 50,2 t . ha^-1 bulev
• NPK + humusový koncentrát (HK) 52,7 t . ha^-1 bulev
• NPK + HK – B (100 g B . ha^-1) 55,8 t . ha^-1 bulev

K těmto pokusům je třeba podtrhnout, že bór se na humusové látky váže povrchově, netvoří s nimi komplexní sloučeniny typu chelátů, jako je tomu u ostatních mikroelementů.

Výsledky polních testů s aplikací bóru společně s humusovými látkami jsou sice vesměs pozitivní, když pravidelně zvyšují výnosy bulev i cukernatost řepy, přesto jejich vysvětlení není jednoduché. Běžně totiž platí, že humusové preparáty s obsahem stopových prvků, vykazují účinnost v podmínkách nedostatečné zásoby příslušného prvku v půdě. Použití humusového preparátu s borem však představuje výjimku z tohoto pravidla. Na řepařských půdách s velmi nízkým obsahem bóru se jako vysoce efektivní projevila již dávka 100 g B na hektar ve vazbě na humusové látky. Podle zkušeností řepařů z těchto oblastí však podobná zkušenost existuje i pro minerální formy bóru, aplikované v relativně nízkých dávkách při foliární aplikaci. Vysvětlení je samozřejmě obtížné, můžeme předpokládat, že i přes vysoký obsah bóru, zjištěný agrochemickým rozborem půdy, je přijatelnost bóru rostlinám omezená.

Literatura ke kapitole 11:

1. BULENA V., VRBA V., MÍŠEK P. : Možnosti využití humusového koncentrátu jako nosiče stopových prvků pro přípravu komplexních kapalných hnojiv, Zpráva VÚANCh Ústí nad Labem, VZ – 8 – 880, Ústí n. L., 1977
2. VRBA V., NĚMCOVÁ L., ČERNÝ J. : Vliv humusového koncentrátu na regulaci výnosotvorných faktorů, etapa dílčího úkolu VI – 4 – 16/08 Možnosti použití humusového koncentrátu na regulaci výnosotvorných faktorů, Státní statky, o. p. Bílina, 1983
3. VRBA V.,SÝKORA J., NĚMCOVÁ L. : Vliv humusového koncentrátu na kvalitu rostlinných produktů, etapa dílčího úkolu VI – 4 –16/08 Možnosti použití humusového konvenoru. k regulaci růstu rostlin

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost