Bilance živin v rostlinné výrobě ČR a potřeba hnojení

Význam tohoto tématu vychází ze situace, že výživa lidí jednoznačně závisí na produkci zemědělských rostlin. Zajištění dostatečného množství kvalitních potravin pro lidstvo bezprostředně souvisí s komplexní péčí o půdní úrodnost. V současné době u nás a v ostatních evropských zeních, kde je dostatek až nadbytek potravin, chybí povědomí etického pohledu na půdu. Nedostatek půdy včetně zhoršování jejich fyzikálních, agrochemických a biologických vlastností často vede k nižší produkci kvalitních potravin.

Předpokladem pro dlouhodobé a setrvalé zemědělství je udržení dobré půdní úrodnosti. Musíme vycházet z toho, že pokles půdní úrodnosti je proces pozvolný, zvláště na půdách úrodných, což na těchto půdách vede k chybným představám, že je možné pěstovat úspěšně plodiny bez doplňování odčerpaných živin. Dlouhodobé hospodaření na půdě na úkor staré půdní síly sice přinese krátkodobé úspory na vstupech, ale tento dluh bude muset pěstitel splácet v létech následujících nebo, jak se ukazuje již dnes (např. u fosforu a draslíku), přenést na další generaci. Z tohoto pohledu je pro zachování půdní úrodnosti nutné pravidelné navrácení odebraných živin z půdy včetně dostatečného přísunu organických látek do půdy.

Výsledky AZP z posledního uzavřeného cyklu (tab. I) ukazují, že v ČR roste podíl orných půd s nízkou a vyhovující zásobou a klesá podíl půd se zásobou dobrou a vysokou. Z tohoto důvodu je třeba na těchto půdách zvyšovat normativní množství živin o 50 % u půd s nízkou zásobou a o 25 % u půd se zásobou vyhovující, a tak začít vyrovnávat jejich nízký obsah v půdě.

Při bilanci živin musíme vycházet z hnojiv statkových a minerálních. Průměrný přívod živin ve statkových hnojivech živočišného původu v kg na ha zemědělské půdy, započtené MZe pro účely vyjádření průměrné spotřeby hnojiv, uvádí tab. II a v minerálních hnojivech tab. III (v těchto i dalších tabulkách nemusí z důvodů automatického zaokrouhlení přesně souhlasit součty).

Tabulka I.: Podíl orných půd v ČR (%) podle obsahu přístupných živin (ÚKZÚZ, 2009)

Přístupná živina	Cyklus AZP	Zásoba živin v půdě
		nízká	vyhovující	dobrá	vysoká	velmi vysoká
Fosfor	1993-98	12,0	29,7	30,0	23,2	7,0
	2005- 07	22,9	28,4	23,4	18,5	6,6
Draslík	1993-98	5,7	22,6	48,5	13,8	8,3
	2005- 07	8,0	29,7	44,5	11,1	6,7
Hořčík	1993-98	22,4	31,2	28,6	9,3	8,6
	2005- 07	19,9	33,4	30,6	8,6	7,4
Vápník	1993-98	2,8	29,5	38,1	17,0	12,6
	2005- 07	6,6	39,0	28,8	13,1	12,5

Tabulka II.: Průměrný přívod živin do půdy ve statkových hnojivech živočišného původu (kg na 1 ha z. p., uvedeno v exkrementech hospodářských zvířat po odpočtu ztrát živin ve stájích a při skladování statkových hnojiv)

Období	1985	1990	1995	2000	2005	2006	2007	2008
Započtená z. p. (tis. ha)	4 327	4 287	4 280	4 100	4 000	4 000	4 000	4 000
Počet DJ na ha z. p.	0,81	0,81	0,51	0,45	0,39	0,39	0,39	0,38
N	41,0	41,5	27,0	24,2	21,5	21,2	21,1	21,2
P2O5	25,5	26,0	17,7	16,6	13,8	13,7	13,7	13,6
K2O	47,1	47,0	29,3	25,3	22,3	21,9	22,0	22,0
Celkem	113,6	114,5	74,0	66,1	57,6	56,8	56,8	56,8
Symb. fixace N	21,5	19,6	17,2	13,6	9,8	9,5	9,0	8,1

Tabulka III.: Průměrný přívod živin do půdy v minerálních hnojivech (kg na 1 ha z. p.)

Období	1985	1990	1995	2000	2005	2006	2007	2008
Započtená z. p. (tis. ha)	4 327	4 287	4 280	4 100	4 000	4 000	4 000	4 000
N	102,7	89,8	55,4	58,9	73,2	77,4	83,8	85,4
P2O5	84,3	56,8	14,6	10,8	11,7	11,7	15,3	13,8
K2O	80,7	50,8	12,8	6,2	7,7	9,4	9,9	11,4
Celkem	267,7	197,4	82,8	75,9	92,6	98,5	109,0	110,6

Údaje o spotřebě minerálních hnojiv, které uvádí MZe, se vztahují k výměře zemědělské půdy, ze které je od roku 1997 odečítána výměra nevyužívané půdy (úhory).

Uvedené údaje v tab. II a III představují však průměrnou úroveň hnojení. Přitom zvláště živiny obsažené ve statkových hnojivech živočišného původu jsou u jednotlivých farem značně odlišné. Řada z nich již hospodaří zcela bez vazby na živočišnou výrobu. S poklesem stavu hospodářských zvířat v (DJ tab. II) se snižuje i přívod živin ze statkových hnojiv do půdy. V porovnání se spotřebou čistých živin v minerálních hnojivech (tab. III) je zřejmé, že zatímco v roce 1990 dosahoval podíl fosforu a draslíku ve statkových hnojivech pouze 1/3 (u fosforu) až 1/2 (u draslíku) hospodářského přívodu do půdy od roku 1995 je již situace výrazně odlišná a statková hnojiva živočišného původu jsou dvakrát až třikrát významnějším zdrojem fosforu a draslíku než minerální hnojiva.

Hodnoty v tabulce III vycházejí ze stavů hospodářských zvířat zjišťovaných v rámci pravidelných ročních šetření ČSÚ. Od roku 2001 však již nejsou zjišťovány počty hospodářských zvířat chovaných mimo resort zemědělství, tedy v rámci „hobby aktivit“ obyvatelstva.

Tabulka IV.: Průměrný roční přívod dusíku do půdy v hospodářských vstupech a jeho odběr plodinami (kg N na 1 ha využívané zemědělské půdy)

Období	1986 –1990	1991 –1995	1996 –2000	2001 –2005	2006 –2008
Využívaná z. p. (tis. ha)	4 306	4 282	4 250	3 768	3 629
Hospodářské vstupy, z toho:	178	116	107	128	141
minerální a organická hnojiva	100	50	57	78	92
statková hnojiva*	57	47	36	39	39
symbiotická fixace N	21	19	14	11	10
Odběr plodinami	111	95	83	89	93

Poznámky: *) včetně vedlejšího produktu, využitého jako stelivo nebo ponechaného na pozemku

Prudké snížení spotřeby minerálních dusíkatých hnojiv po roce 1990 se logicky projevilo ve snížení výnosů, a tím i odběru živin (tab. IV). V letech 1991 1993 se průměrná spotřeba minerálních dusíkatých hnojiv pohybovala pouze mezi 40 a 50 kg N/ha z. p. (podle MZe). Od roku 1994 spotřeba N postupně roste, až k 85 kg N/ha započtené z.p., resp. v přepočtu 95 kg N/ha využívané z. p. (podle přehledu osevů a sklizní ČSÚ) v roce 2008. Od roku 1990 do 2007 však současně o 42 % poklesl přívod dusíku do půdy ve statkových hnojivech živočišného původu. Celkový přívod dusíku ve statkových hnojivech poklesl o 34 %, neboť část statkových hnojiv živočišného původu byla nahrazena statkovými hnojivy rostlinného původu, zejména zapravovanou slámou. V důsledku poklesu stavu skotu, a tím i snížení výměry jetelovin poklesl o 50 % přívod dusíku jeho symbiotickou fixací. Zvyšující se spotřeba minerálních dusíkatých hnojiv částečně nahrazuje uvedené propady v přívodu dusíku, zejména v podnicích bez chovu hospodářských zvířat. Jak je dále z tab. IV zřejmé, odběr dusíku výnosem se u nás snížil z 111 kg/ha z. p. na 93 kg, tj. na 84 %. Proto u nás poklesl bilanční přebytek dusíku z 67 kg/ha pouze na 40 50 kg/ha za rok. Rozdíl v bilanci však odpovídá ztrátám N z půdy způsobeným jak jeho vyplavováním tak i volatilizací. Určit však přesně výši ztrát s ohledem na druh půdy a dobu a způsob aplikace N hnojiv je problematické (ztráty se pohybují většinou mezi 20 – 50 %). Průměrná hodnota vstupů od roku 1991 do roku 2008 je 121 kg N/ha. Pokud se však započtou i ostatní vstupy (podle metodiky OECD tj. včetně spadů, nesymbiotické fixace N a vstupy v osivech či v sadbě) je přebytek dusíku 60 kg/ha a průměrné využití N rostlinami 60 %. V literatuře se uvádí využití pro N z hnojiv v rozsahu 30 – 70 %. Pro polní plodiny hodnota dosahuje v průměru 50 % využití. Proto pro stávající výnosy zemědělských plodin uváděné ČSÚ je úroveň hnojení touto živnou odpovídající. V řadě států EU 15 je počítáno podle metodiky OECD využití N výrazně nižší a bilanční přebytky N dosahují (včetně započtení spadů) 100 a více kg/ha z. p. Podle OECD (2001) činí přebytky N v Holandsku 262, v Belgii 181 a v Dánsku 118 kg/ha/rok. Pokud je přebytek dusíku vyšší než 80 kg/ha/rok, je většinou efektivnost vstupů dusíku do půdy menší než 50 %.

Toto je však vypočítaná bilance N podle průměrných výnosů v ČR vykazovaných ČSÚ. Výnosy ve státech EU 15 však dosahovaly hodnot výrazně vyšších (u obilnin o 1,5 2,0 t/ha, u ozimé řepky o 0,8 1,0 t/ha). Z tohoto pohledu je pro zemědělskou praxi uvedená bilance problematická. Nemůžeme počítat s tím, že stávající průměrné výnosy u nás nám umožňují konkurenceschopnost rostlinné produkce s předními státy EU. Pokud budeme počítat s průměrnými výnosy na úrovni uvedených EU (u obilnin 7 t/ha), tak odběr N se zvýší cca o 50 kg/ha. Potom odběr N plodinami místo 93 kg v letech 2006-08 bude činit 143 kg N. K tomu však bude nutné zvýšit i přívod dalších živin.

Odlišná situace je při hodnocení bilance fosforu a draslíku v ČR. Tendence odběru fosforu (tab. V) jsou stejné jako u dusíku. Tedy poklesem výnosu oproti r. 1986 1990 se odběr fosforu výnosem snížil, a to z 43 kg P₂O₅ na 35 kg, což představuje pokles na 81,3 %. Přitom přísun fosforu ve statkových hnojivech je od období 1991 1995 vyšší než v hnojivech minerálních. To vytváří značné rozdíly v obsahu přístupného fosforu v půdě. Tam, kde není na farmách vazba živočišné výroby na rostlinnou produkci a statková hnojiva, se používají pouze v malé míře, je při omezeném hnojení fosforečnými minerálními hnojivy výrazně snížen obsah přístupného P v půdě. Pokud však budeme počítat s maximálním využitím P z hnojiv na úrovni 30 % (v literatuře 20- 40 %), tak se dostaneme v letech 1991 – 2008 k zápornému rozdílu v bilanci rovnajícímu se u této živiny hodnotě mínus 20 až mínus 25 kg P₂O₅ /rok. To má vliv na metabolické procesy v rostlině a důsledkem toho je omezené využití dusíku a dalších biogenních prvků vyžadujících energii při jejich začleňování do metabolických procesů. Důsledkem toho jsou pak výrazné změny mezi poměrem odebraného P výnosem a jeho hospodářským vstupem. Je tedy vidět, že výživa zemědělských plodin je bilančně nevyrovnaná a probíhá na úkor starých zásob v půdě. Je třeba se zamyslet nad tím, jak dlouho nám tyto reservy vydrží, než budeme nuceni je doplnit. Při ceně za P₂O₅ v hnojivech to znamená značné finanční náklady.

Tabulka V.: Průměrný roční přívod fosforu do půdy v hospodářských vstupech a jeho odběr plodinami (kg P₂O₅ na 1 ha využívané zemědělské půdy)

Období	1986 –1990	1991 –1995	1996 –2000	2001 –2005	2006 –2008
Využívaná z. p.(tis. ha)	4 306	4 282	4 250	3 768	3 629
Hospodářské vstupy, z toho:	101	40	32	35	36
minerální a organická hnojiva	67	12	11	14	16
statková hnojiva*	34	28	21	21	21
Odběr plodinami	43	37	30	34	35

Poznámky: *) včetně vedlejšího produktu, využitého jako stelivo nebo ponechaného na pozemku

Výrazně odlišná oproti dusíku je i bilance draslíku (tab. VI). Rovněž i u této živiny se odběr draslíku plodinami snižuje z 110 kg na 88 kg K₂O/ha (pokles na 80 %). Při tom přísun draslíku ve statkových hnojivech je od období 1991 95 téměř 3x vyšší než je velmi nízká a až zanedbatelná průměrná jeho dávka v minerálních hnojivech. Důsledkem toho je výrazně zvýšený nárůst půd s nízkou a vyhovující zásobou jak ukazuje tab. I. Pokles obsahu draslíku se pak odráží v nevyrovnané výživě jak u polních plodin, tak i u chmele, révy vinné a ovocných sadů. Dochází často ke skrytým projevům deficiencí a důsledkem toho je zhoršený vodní provoz rostlin, zvýšená citlivost rostlin vůči nízkým teplotám, omezení fotosyntézy aj.

Procento využití draslíku z hnojiv činí v průměru 40-70 %. To tedy znamená, že z hnojiv si rostlina odebere kolem 45 kg draslíku a výživa podobně jako u fosforu je nevyrovnaná a probíhá na úkor staré půdní síly. Tím se snižuje potenciální draselná rezerva, která po jeho vyčerpání ze sorpčního komplexu z intra- a extramicelárních vazeb povede k dlouhodobému nedostatku přístupného draslíku v půdě. Ten bude odstraněn až po dosycení draselných rezerv, což si vyžádá při ceně za kg K₂O značných finančních nákladů.

Navíc, v bilancích uvedených v tabulkách IV VI se pro zjednodušení uvažuje se 100% návratem vedlejších rostlinných produktů jako statkových hnojiv do půdy, ať už přímo jejich ponecháním na pozemku nebo nepřímo jako steliva ve hnoji. Z tohoto důvodu je hodnota živin ve statkových hnojivech mírně vyšší (nejsou započítány ztráty). Při bilanci na farmě se však postupuje podle skutečných údajů. S rozvojem využívání biomasy pro energetické účely lze však v některých oblastech ČR očekávat značný úbytek slámy ze zemědělského koloběhu. Uvedená bilance živin hodnotí současný stav z pohledu průměrných výnosů uváděných ČSÚ. Z tohoto důvodu je na stávající výnosy bilance dusíku relativně vyrovnaná a bilance fosforu a draslíku dlouhodobě záporná. Pro zvýšení výnosů u nás je třeba zvýšit intenzitu hnojení všemi živinami na základě jejich normativní potřeby. Je třeba vycházet z toho stavu, že pokud budeme zvyšovat výnosy nelze hnojit pouze dusíkem, ale musíme výrazně zvýšit i hnojení fosforem (cca o 15 kg P₂O₅/ha) a draslíkem (cca o 20-30 kg K₂O/ha) v průměru ČR, přičemž hnojení na půdách s vyhovující a nízkou zásobou musí být úměrně navýšeno (o + 25 % resp. o + 50 % proti „nahrazovacímu hnojení“).

Další biogenní prvky se v bilanci živin podle metodiky OECD dosud neuvádějí. Přesto však mají významnou úlohu ve výživě rostlin a přímo nebo nepřímo vstupují do metabolických procesů v rostlině a ovlivňují výnos a kvalitu pěstovaných plodin. Z tohoto důvodů by hnojení vápníkem, hořčíkem, sírou a mikrobiogenními prvky mělo být sledováno a neměla by být opomíjená vyrovnaná bilance ani těchto živin.

Tabulka VI.: Průměrný roční přívod draslíku do půdy v hospodářských vstupech a jeho odběr plodinami (kg K₂O na 1 ha využívané zemědělské půdy)

Období	1986 –1990	1991 –1995	1996 –2000	2001 –2005	2006 –2008
Využívaná z. p. (tis. ha)	4 306	4 282	4 250	3 768	3 629
Hospodářské vstupy, z toho:	158	87	62	70	75
minerální a organická hnojiva	65	11	8	9	12
statková hnojiva*	93	76	55	61	64
Odběr plodinami	110	93	80	85	88

Poznámky: *) včetně vedlejšího produktu, využitého jako stelivo nebo ponechaného na pozemku

Pro zajištění rostlinné produkce je potřeba zajistit a udržet dobrou půdní úrodnost a intenzifikovat rostlinnou výrobu s využitím nových technologických postupů zahrnujících také nutnost úhrady odčerpaných živin sklizněmi. Platí zásada (Duchoň, Hampl: Agrochemie, 1959): “Půjčovat si lze tam, kde jsou nadměrné zásoby. Kde se vypůjčuje bez ohledu na zásoby, znamená to vylupování půd“.

Použitá literatura je k dispozici u autorů.

Tento článek byl publikován v rámci spolupráce s Českou zemědělskou univerzitou v Praze, Katedrou agroenvironmentální chemie a výživy rostlin u příležitosti konání konference Racionální použití hnojiv.

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