Specifika hnojení jarního ječmene

16. 05. 2024 Ing. Jindřich Černý, Ph.D. a kol. Hnojení Zobrazeno 499x

Jarní obilniny (obecně) jsou v osevních postupech důležitou skupinou plodin. Někdy však zůstávají trochu opomenuté ve výživě rostlin. To je nežádoucí, zejména u jarního ječmene. Jaké jsou jeho nároky na živiny a na co bychom neměli zapomínat s ohledem na současné poznatky? Na tyto otázky se pokusíme odpovědět v následujícím příspěvku.

Nároky obilnin na živiny

Často se uvádí, že jarní obilniny patří z pohledu výživy k méně náročným plodinám. Toto tvrzení je však potřeba přesněji vysvětlit. Z pohledu obsahu živin v rostlinách, a to v průběhu vegetace či v jednotlivých orgánech při sklizni (tj. v zrnu a ve slámě) je obsah živin srovnatelný s ozimými obilninami. To platí za předpokladu, že jsou rostliny pěstovány v dobrých (optimálních) podmínkách. Avšak orientovat se i v těchto „jednoduchých“ číslech nemusí být snadné. Pro některé živiny je uváděno celkem široké rozpětí hodnot, jelikož stanovený parametr odběrového normativu záleží na výnosu, poměru zrna a slámy, přepočtu na vlhkost zrna apod.

Teoreticky nižší nároky jarních obilnin na živiny mohou také vyplývat z menšího nárustu biomasy v průběhu vegetace (což platí především u jarního ječmene) a také dosahovaného nižšího výnosu. „Jednotková“ potřeba živin, která je nejčastěji vyjadřována tzv. odběrovým normativem (tj. potřebou živiny v přepočtu na 1 t hlavního produktu) je u jarních i ozimých obilnin podobná (tab. 1). Nesmíme však zapomenout, že do celkového odběrového normativu se nám promítá také podíl potřeby živin na tvorbu slámy, jejíž poměr k hlavnímu produktu (zrnu) je u jařin nižší než u ozimů. Proto může být celkový odběrový normativ u jařin nižší. To však neznamená že jsou na živiny méně náročné.

Problémy jarních obilnin

Jarní obilniny mají první „hendikep“ již na počátku růstu. Obsah živin v rostlinách totiž také významně souvisí s podmínkami jarního vzcházení, zakořenění jedinců a současné tvorby nadzemní biomasy při odnožování a následném sloupkování. Pokud nejsou dobré podmínky pro růst kořenů, ale nadzemní biomasa rychle roste (např. při vyšších teplotách), je obvykle stanovován nižší obsah živin ve vegetativních orgánech, jelikož kořeny „nestíhají“ živiny přijímat. To je charakteristické především pro jarní ječmen. Jarní pšenice má schopnost příjmu živin trochu vyšší a nejlépe je na tom oves. Tato plodina se proto často využívá v nádobových pokusech, kde jarní ječmen jen obtížně vegetuje. To také může „nahrávat“ nesprávné interpretaci výsledků, že jarní ječmen má nižší potřebu živin oproti jiným obilninám.

Ozimé obilniny si lépe vytvoří kořenový systém již během podzimního a v posledních letech též zimního období a mají tak větší schopnost přijímat z půdy živiny a „předzásobit“ se pro jarní období intenzivního růstu. V průběhu vegetace proto můžeme u ozimých obilnin stanovovat vyšší obsah živin než u jejich jarních kolegyň. To však neznamená, že jsou jařiny méně náročné.

Příjem živin je také ovlivněn například obsahem vody v půdě čehož mohou velmi dobře využít zase ozimé obilniny. Jařiny obvykle zakládáme už do vyschlejší půdy tak abychom mohli dobře zvládnout agrotechniku předseťové přípravy a setí (např. „nezamazat“ jarní ječmen). Následně však mohou přijít delší období beze srážek a příjem živin jarními obilninami je tak významně zpomalen.

Už z těchto informací je lze vyvodit, že jarní plodiny spíš potřebují dostatečnou zásobu „čerstvých živin“ v okolí rozvíjejících se kořenů, aby je mohli dobře využívat i při horších podmínkách pro pohyb živin v půdě a půdním roztoku.

Hnojení na jaře místo podzimu

Nové poznatky ve výživě a hnojení jarních obilnin vychází ze současných změn v průběhu počasí v jarním období oproti minulosti. Jedná se často o delší období bez srážek, kolísání teplot apod. Je však důležité také respektovat průběh počasí na podzim a v zimě.

Podzimní měsíce (září a říjen) jsou obvykle teplé a někdy přetrvávají vyšší teploty ještě do listopadu až prosince. Tím dochází k mineralizaci snadno rozložitelných organických látek, avšak tento „mineralizační potenciál půd“ pak chybí v jarním období. Poslední dva roky jsou také důkazem že i v zimě či předjarním období může spadnout více srážek a přispět k posunu či vyplavení živin, zejména těch mobilnějších (hořčíku, draslíku a pochopitelně síry). Dusík neuvádíme, jelikož předpokládáme, že minerální dusíkatá hnojiva nikdo pro jařiny už na podzim neaplikuje.

Hnojení všemi důležitými živinami (N, P, K, Mg, S , případně i snadno rozpustným Ca) pro jarní plodiny je proto doporučováno až při předseťové přípravě, nebo lokální aplikací (například pod patu či do depa), místo obvykle používaného podzimního „základního hnojení“. Změnou termínu aplikace hnojiv klesá riziko úbytku živin z oblasti počátečního růstu kořenů, zejména na půdách s nižší sorpční schopností.

Na půdách s vyšší sorpční schopností (např. těžkých či úrodných/humózních) se naopak živiny dodané v rozpustných účinných látkách minerálních hnojiv stanou od podzimní aplikace do jarního období pro rostliny méně přístupné. To může být jejich vazbou na půdní sorpční komplex, nebo jako v případě fosforu celkem pevnou, tzv. aniontovou sorpcí na minerální částice půdy. U této živiny má také velký vliv na omezení přístupnosti chemická sorpce, kdy se celkem rychle vytváří méně rozpustné, a tedy obtížněji přijatelné sloučeniny fosforu, zejména na půdách kyselých (pod pH 5,8) nebo naopak na půdách s pH nad 7,0.

Výsledky polních pokusů s jarním ječmenem

Obecné tvrzení, že jarní obilniny jsou tzv. plodiny staré půdní síly je novými poznatky stále častěji spíše vyvraceno a ve spojení se zhoršením podmínek pro příjem živin z půdy se naopak ukazuje že jarní obilniny velmi dobře reagují na „čerstvě“ dodané živiny v rozpustných sloučeninách minerálních hnojiv.

Jak je patrné z výsledků dlouhodobých polních pokusů, jarní ječmen poměrně citlivě reaguje na snížení obsahu snadno přístupných živin, které jsou uvolňovány z půdních zdrojů (např. sorpčních míst, mineralizace půdní organické hmoty či zbytků předplodin. Toto je nejvíce patrné na nehnojených variantách dlouhodobých polních pokusů (graf 1).

V uvedeném polním pokusu je jednoduchá rotace plodin: brambory, ozimá pšenice, jarní ječmen. I na úrodné půdě (černozem modální na spraši) na pokusném pozemku ČZU v Praze - Suchdol dochází u jarního ječmene k trendu poklesu výnosů. U ozimé pšenice se však ve stejném pokusu a na stejném pozemku výnos zvyšuje. Do pokusů jsou postupně zařazovány novější odrůdy ozimé pšenice i jarního ječmene. Od roku 2015 je pěstována výnosná odrůda ozimé pšenice Reform, která i na dlouhodobě nehnojené variantě (na černozemi) dosahuje většinou výnos zrna vyšší než 5 t/ha (průměr 2016–22 = 6,1 t/ha). Vyšší výnosy pšenice od roku 2016 přispívají k vyššímu odběru živin sklizní. Méně živin tak „zbývá“ na následný jarní ječmen. Přestože je v pokusu pěstována také výnosná odrůda, ani úrodná černozem nezajistí pro jarní ječmen dostatek živin a výnosy v letech 2016–22 naopak u jarního ječmene patřily k nejnižším za celou dobu pokusu. Obdobné výsledky nám vycházejí i na jiných stanovištích, kde jsou výnosové rozdíly ještě vyšší, neboť to jsou půdy méně úrodné (např. luvizemě, kambizemě) ve srovnání s černozemí.

Jak potvrzují mnohé jiné studie, jarní ječmen mnohem citlivěji reaguje na nižší obsah či mobilitu živin v půdě než ozimá pšenice. Mezi hlavní důvody patří „jarní problémy“, které byly popsány výše, ale velký vliv má také fyziologie zakládání produkčních orgánů.

Hnojení minerálními i organickými hnojivy (nebo jejich kombinací) výnosy jarního ječmene „stabilizují“ ale nedochází k jejich zvyšování, jako v případě ozimé pšenice (graf 2). I v tomto případě se shodují výsledky z jiných pokusných lokalit (graf 3). Jedním z důvodů však může být skutečnost, že v pokusech hnojíme fosforem (trojitým superfosfátem) a draslíkem (draselnou solí) stále ještě na podzim před orbou. V dlouhodobých pokusech, kde je sledováno mnoho vlastností půd a rostlin, nejsou změny metodiky pokusů jednoduché.

Graf 1: Výnos zrna ozimé pšenice a jarního ječmene na nehnojené kontrole (dlouhodobý polní pokus na stanovišti Praha - Suchdol - úrodné půdy, černozem)

Graf 2: Výnos zrna ozimé pšenice a jarního ječmene na variantě N + P + K (dlouhodobý polní pokus na stanovišti Praha - Suchdol - úrodné půdy, černozem)

Graf 3: Výnos zrna ozimé pšenice a jarního ječmene na variantě N + P + K (dlouhodobý polní pokus na stanovišti Humpolec - středně úrodné kambizemě)

Tab. 1: Potřeba živin u ozimých a jarních obilnin dle různých normativů

Pozn.: Potřeba živin u ozimých i jarních obilnin vyjádřená jako odběrový normativ (kg živiny/t výnosu zrna)
A) údaje z vědeckých prací a výsledků KAVR
B) hodnoty odběrových normativů podle přílohy č. 6 k vyhlášce č. 377/2013 Sb.
C) celková potřeba živin (kg/ha) pro výnosy zrna 5 a 7 t/ha (vypočteno ze středních hodnot odběrových normativů)

Rychlý počáteční vývoj jarního ječmene

Zárodek ve zralém semeni (osivu) ječmene již obsahuje primordium (tj. pletivo v nejranější rozpoznatelné fázi vývoje) se základy 3–4 listů. Tyto základy jsou aktivovány bezprostředně po vyklíčení, kdy začíná transformace vegetačního vrcholu hlavního výhonu (schéma 1). Od vyklíčení po vzejití jsou na vrcholu iniciovány další jedno až tři nová listová primordia. Na rychlost iniciace a počet listů má vliv teplota. Při vyšší teplotě je kratší období transformace vegetačního vrcholu. Listy se rychleji vyvíjejí, ale může jich být méně. Z těchto důvodů má vliv i hloubka setí, která ovlivňuje tepelnou dobu mezi výsevem a vzejitím, a tím se můře měnit i počet listů iniciovaných ve vrcholu.

Při vzejití má vrchol iniciováno 5–7 listových primordií. Iniciace listových primordií na vrcholu nastává stejnou rychlostí (za konstantních podmínek prostředí) u konkrétního genotypu/odrůdy. Maximálního počtu listů v hlavním výhonu je dosaženo v době, kdy se vrchol změní z vegetativního na reprodukční, čímž se zahájí iniciace kláskových primordií (obr. 1). Klásková primordia jsou iniciována ještě rychleji než listová primordia. Počet kláskových primordií se pohybuje mezi 10 a 45 v závislosti na genotypu/odrůdě a prostředí. Maximální počet kláskových primordií je vytvořen do počátku sloupkování, kdy vegetační vrchol přechází do iniciace kvítků. Mladý klas je v této fázi zatím asi 3 mm dlouhý, ale stále je na úrovni země nebo mírně pod zemí.

I přes dosažení maximálního počtu klásků se však část později iniciovaných primordií na špičce vrcholu výhonu nerozvine do produkčních klásků. V některých případech to může být až 40 % z maximálního počtu kláskových primordií. Podle počtu přežitých klásků se vytváří množství plodných kvítků na klas. Vyšší míra mortality („odumření“) primordií klásku způsobuje významné snížení počtu semen v klasu a tím značný pokles výnosu (obr. 1).

Schéma 1: Vývoj vegetačního vrcholu v jednotlivých fázích růstu jarního ječmene (upraveno podle Siebers a Korff, 2020)

Problémy při odnožování

Obecně je známo, že kromě počtu semen v klasu je u jarního ječmene velice důležitým výnosovým parametrem také počet odnoží.

Zakládání odnoží je také rychlé, obdobně jako výše popsané zakládání klasu. Proces odnožování lze rozdělit do 3 fází: (1) objevení odnože/í, (2) maximální počet odnoží na rostlinu a (3) úbytek/zánik odnoží. Za dobrých (neomezujících) podmínek se první odnož vytváří, když se na hlavním stonku objeví 3. nebo 4. list. Jakmile se vytvoří 1. odnož, objevují se další odnože podle synchronizace postupného rašení listů na hlavním stonku. Tyto vztahy jsou v rostlinách velice důležité a z produkčního pohledu mají značný vliv na výsledný počet odnoží.

Je známo, že například mezi pšenicí a ječmenem jsou rozdíly v dynamice odnožování. Ječmen iniciuje více odnoží na 1 list než pšenice. Počet vznikajících odnoží se rychle zvyšuje během několika prvních týdnů po vzejití, resp. vytvořením 1. odnože, maxima dosahuje krátce po iniciaci květů na vegetačním vrcholu, což je období na začátku sloupkování hlavního stébla. V této fázi se odnožování zastavuje.

A nyní to nejpodstatnější z výživy rostlin. Rychlost tvorby odnoží je úzce spojena s přísunem zdrojů (živin, vody a asimilátů). Spolu se synchronizací na hlavním stonku jsou tak tyto zdroje hlavním faktorem ovlivňujícím maximální počet odnoží. V průběhu odnožování ale dochází také ke kompetici o uvedené zdroje mezi vegetačními vrcholy jednotlivých odnoží, které se diferencují, jak bylo popsáno výše.

Během sloupkování se potřeba živin zvyšuje

Značná konkurence o dostupné zdroje pokračuje následně při sloupkování, jelikož vyvíjející se odnože soutěží (často s omezeným úspěchem) o dostupné asimiláty s vyvíjejícími se klásky a kvítky na hlavním stonku. To způsobuje odumírání odnoží a také vrcholových klásků, jak bylo uvedeno výše. Některé odnože se mohou vyvinout, ale jen s malým počtem zrn nebo jsou zcela sterilní.

Podíl odnoží, které dále rostou, aniž by se podílely na výnosu semen, závisí na podmínkách prostředí i agrotechnice, zejména hnojení, setí, osevním postupu apod. Velký vliv na maximální produkci odnoží a jejich následnou mortalitu má také kultivar, resp. odrůda. Obecně platí, že dvouřadé ječmeny mají vyšší odnožovací schopnost než šestiřadé, ozimé typy obecně produkují více odnoží než jarní. To však již také značně souvisí s podmínkami podzimního růstu.

U jarních ječmenů je prokázáno, že dlouhá fotoperioda (delší den), vysoká teplota a vysoká hustota rostlin snižují odnožování, zatímco vyšší intenzita záření, dostupnost vody, živin (zejména dusíku) a asimilátů podporují tvorbu a růst sekundárních odnoží, nebo alespoň snižují jejich mortalitu. Proto se včasné jarní setí podílí na zvýšení výnosů, pokud má ale půda dostatek aktuálně přijatelných živin. Konkurence mezi jednotlivými odnožemi i jejich růstovými vrcholy o živiny, záření (resp. asimiláty) a vodu je jednou z hlavních příčin mortality odnoží ječmene. To je důvod, proč není správné řadit jarní ječmen mezi plodiny „doběrné“. Naopak, s ohledem na fyziologii jejich zakládání výnosového potenciálu je nezbytné věnovat výživě dostatečnou pozornost.

Založení hlavních výnosových prvků (počtu fertilních odnoží a počtu zrn v klasu) má následně vliv také na kvalitu zrna, zejména obsah dusíkatých látek (NL). Velice dobře zde funguje tzv. zřeďovací efekt, kdy s vyšším výnosem klesá obsah NL v zrnu. Při predikci dobrých výnosů však zřeďovací efekt nesmíme podcenit, jelikož obsah NL může klesnout i pod 10 %, což je z pohledu sladovnické kvality také nežádoucí. S touto skutečností se v posledních letech zemědělské praxi již také často setkáváme. Vztahy mezi výnosem zrna a obsahem dusíkatých látek popíšeme v některém z dalších čísel časopisu Agromanuál.

Mimokořenová výživa na závěr

Myšleno na závěr článku. V agrotechnice pěstování jarního ječmene mimokořenová výživa pomůže již začátkem vegetace. Aplikace listových hnojiv v raných fázích ječmene není (prozatím) obvyklé. Výsledky pokusů však potvrzují, že mimokořenové působení živin má pozitivní vliv na celkový počet odnoží, počet fertilních odnoží, počet klasů na jednotku plochy i počet zrn v klasech. Neplatí to pouze za zhoršených podmínek pro příjem živin z půdy, ale s ohledem na výše popsané aspekty je doplnění některých živin či účinných látek vhodné i při zdánlivě příznivém ročníku. Co je pro jarní ječmen příznivý ročník však necháme na diskusi.

Použitá literatura je k dispozici u autorů.

Ing. Jindřich Černý, Ph.D., Prof. Ing. Jiří Balík, CSc., dr. h. c., Ing. Ondřej Sedlář, Ph.D., Doc. Ing. Martin Kulhánek, Ph.D., Ing. et Ing. Simona Procházková; Česká zemědělská univerzita v Praze

Tento příspěvek byl připraven s využitím poznatků získaných při řešení Specifického výzkumu „S projekt“ MŠMT ČR - GA FAPPZ.