Stimulace růstu zrnové kukuřice

23. 08. 2024 Ing. Jaroslav Tomášek, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze Stimulace Zobrazeno 258x

Každý rok probíhá na Výzkumné stanice ČZU v Červeném Újezdu řada polních pokusů s různými plodinami (obr. 1). Tento článek se věnuje pěstování a stimulaci zrnové kukuřice. V našich experimentech jsme se zaměřili na moderní hnojiva, alternativní postupy s cílem snížit množství minerálního hnojení a zvýšit výnos silážní hmoty i zrna. Česká republika naplno vstoupila do nového programového období Společné zemědělské politiky, což nese řadu regulací z hlediska příjmu dotací, zároveň i omezení používání pesticidů. Hledáme staronové způsoby stimulace rostlin.

Huminové látky

Aktuálně se teorie vzniku huminových látek dělí do tří kategorií:

1. teorie kondenzace cukrů a aminů (Maillardova reakce),
2. ligninová teorie,
3. polyfenolová teorie.

Existují i další hypotézy, například hypotéza mikrobiální syntézy, hypotéza buněčné autolýzy nebo polyfenolová hypotéza vycházející z ligninu. Pohledy se liší na základě rozličných prekurzorů pro tvorbu huminových látek (Wei et al. 2022).

Stupeň humifikace je charakterizován zejména obsahem humusu (huminových látek), tj. huminových kyselin, fulvo kyselin a huminů, ale také molekulovou strukturou (Ma et al. 2022, Tiwari et al. 2022).

Huminové látky se rozdělují dle své rozpustnosti v závislosti na hodnotě pH a molekulové hmotnosti ve vodném roztoku.

V otázce charakteru huminových látek se taktéž pohledy liší. Swift je v roce 1999 definoval jako makromolekuly, avšak v roce 2000 přišli Piccolo a Conte (2000) s tezí supramolekulární asociace huminových látek. To znamená, že huminové látky obecně jsou polydisperzní, tedy směsí rozličných molekul o různých velikostech s různými funkčními skupinami, které jsou společně vázány slabými Van der Waalsovými silami (Wei et al. 2022). Dnes jsou tyto látky považovány za supramolekulární koloidy z důvodu jejich podobnosti k polymerům (vzhledem k jejich organizaci), kdy rozličné organické molekuly vytvářejí klastry pomocí vodíkových vazeb a hydrofobních interakcí (Piccolo 2002).

Obr. 1: Výzkumná stanice ČZU Červený Újezd

Sapropel

Sapropel je obnovitelný přírodní zdroj, který lze nalézt jako kvartérní sladkovodní organické sedimenty, které se hromadí v důsledku ukládání zbytků vodních rostlin a živočichů. Jde o unikátní geologický útvar vyskytující se na dně vodního útvaru po celou dobu své existence. Tvorba sapropelu je silně závislá na fyzikálně chemických a biologických procesech v jezeře (Stankevica et al. 2016).

Sapropel zvyšuje klíčivost osiva a zlepšuje jeho kvalitu a zároveň podporuje vývoj silného kořenového systému, čímž zajišťuje růst výnosu plodin. Vyvolává protistresový účinek a pomoc při eliminaci šoku po aplikaci herbicidů a fungicidů. Je odolný vůči bakteriím a houbovým chorobám (Precoinvest 2023).

Hlavní jeho výhoda souvisí s obsahem bioaktivních látek, aminokyselin, vitamínů a enzymů. Obsahuje mnoho biologicky účinných látek a mikroprvků, které jsou pro rostlinu dostupné v jejich přirozené formě, např. bor, brom, jód, molybden, vanad, stříbro, titan atd. Z vitamínů stojí za zmínku karoten - provitamín A, B1, B2, B3, B5, B6, B12, E, C, D, P a kyselina listová. Sapropel obsahuje větší množství aminokyselin (histidin, kyselina glutamová, glycin, valin, arginin, kyselina asparagová, alanin, serin, leucin, izoleucin, fenylalanin, tyrosin, lysin, methionin, threonin a cystein) a enzymů (kataláza, peroxidáza, reduktáza, proteáza atd.) (Blečić et al. 2014). Bylo dokázáno, že foliární aplikace může zvyšovat výnos o 12–25 %, v porovnání s konvenčním hnojením (Jezek et al. 2015).

Stabilizátory dusíku

Oxid dusný (N₂O) je znečišťující látka uvolňovaná ze zemědělských půd po aplikaci dusíkatých hnojiv. Stabilizátory dusíku, jako je N-(n-butyl) triamid kyseliny thiofosforečné (NBPT) a 3,4-dimethylpyrazolfosfát (DMPP), by mohly zmírnit tyto emise N₂O při aplikaci s hnojivem (Suter et al. 2020). Stabilizátory dusíku včetně ureázy a inhibitory nitrifikace prokazatelně kontrolují emise N₂O při aplikaci dusíkatých hnojiv (Thapa et al. 2016).

Byly provedeny polní pokusy za účelem zkoumání mikrobiálních mechanismů, kterými NBPT a DMPP zmírňují emise N₂O po aplikaci močoviny. Výsledky ukázaly, že aplikace močoviny obohatila mikroorganismy, které pozitivně korelovaly s produkcí N₂O. Kromě toho ve srovnání se samotnou aplikací močoviny snížil NBPT s močovinou množství genů souvisejících s denitrifikací, což vedlo k vyššímu objemu půdního NO₃^-. Naopak aplikace DMPP buď samostatně, nebo společně s NBPT, snížila množství genů zapojených do oxidace a denitrifikace amoniaku a udržela větší půdní fond NH₄⁺ (Suter et al. 2020).

Polní pokusy

Pro ověření navržených postupů, moderních hnojiv a bioefektorů byl založen maloparcelkový polní pokus na Výzkumné stanici ČZU v Červeném Újezdu. Předplodinou kukuřice byla pšenice ozimá. Setí bylo provedeno 12. 5. 2023, což byl pro naše podmínky velmi pozdní termín. Důvodem byly neustálé deště a nemožnost zpracování půdy při optimální vlhkosti. Kukuřice byla vyseta v standardním sponu 75 cm, každá varianta měla velikost 4 × 30 m². Pro základní hnojení kukuřice byla použita různá hnojiva, vždy k jednotlivému bloku pokusů. Konkrétní ošetření je uvedeno v tabulkách 1–3 s výsledky pokusů. Sklizeň proběhla 17. 9. 2023. Zrno bylo sušeno při 50 °C po dobu 24 hodin.

Průběh počasí v roce 2023

V grafu 1 je znázorněn průběh počasí, které mělo bezprostřední vliv na růst rostlin kukuřice. Průběh počasí v roce 2023 ovlivnil termín setí. Ten byl posunut až na začátek května (nejpozději v historii pěstování kukuřice na stanici), vegetace byla opožděná, zpracování půdy bylo vzhledem k deštivému počasí možné provést až začátkem května a celkové otevření jara bylo výrazně posunuto oproti roku 2022.

Duben byl teplotně podprůměrný, když porovnáme několik předchozích let, průběh jara se výrazně vymyká od ostatních ročníků. Chladné počasí brzdilo vývoj rostlin, nicméně právě silně srážkově nadnormální duben zajistil dostatek vláhy pro jařiny. Květen byl teplotně normální, ale na pokusné ploše panovaly prakticky aridní podmínky. V květnu pršelo minimálně. V červnu začalo více pršet až koncem měsíce, takže výraznější růst kukuřice proběhl až začátkem července. Déšť přišel prakticky až ve žních, proto kukuřice nevyužila svůj výnosový potenciál.

Graf 1: Průběh počasí ve vegetaci roku 2023 a srovnání s Normálem 1991–2020

Urea Stabil

V pokusu bylo uplatněno základní hnojení na bázi Urea Stabil. Urea stabil je moderní koncentrované hnojivo na bázi amidického dusíku s obsahem inhibitoru ureázy (NBPT). Inhibitor oddaluje po rozpuštění přeměnu močoviny (diamid kyseliny uhličité) na amonium, čímž zvyšuje přímou účinnost aplikovaného dusíku a nedochází k jeho ztrátám do ovzduší. Zabezpečuje rychlou cestu do kořenové zóny a omezuje nežádoucí fixaci amonia.

Ureu Stabil je možné aplikovat jednorázově při setí či v době vláhové jistoty. Použita bývá na podzim k řepce ozimé, na jaře jako regenerační dávka pro ozimou pšenici, při zakládání porostů jařin i pro vzcházející porosty kukuřice.

Podpůrné přípravky na bázi huminových a fulvokyselin

V tabulce 1 jsou znázorněny aplikační dávky přípravků Galleko. Vždy se jednalo o aplikaci ve fázi BBCH 18, vždy byly přípravky aplikovány dohromady. Celkově šlo o jednu aplikaci během vegetace. Pokus byl rozdělen na dávku dusíku standardní (150 kg N/ha) a dávku sníženou (105 kg N/ha).

Zajímavé je, že vliv přípravků se více projevil u snížené dávky dusíku. Konkrétně kombinace přípravku Arider se smáčedlem zvýšila výnos zrna oproti kontrole o 0,98 t/ha, což odpovídá 14,6 %. Rovněž i technologie kombinující přípravek Květ a Plod + Růst zvýšila výnos zrna o 0,72 t/ha, což je nárůst o 10,7 %. S těmito přípravky máme pozitivní zkušenosti. Jsou roky, kdy je účinek větší, jsou to roky s horšími podmínkami pro růst kukuřice. Rovněž HTZ zrna byla zjištěna výrazně vyšší u kombinace přípravků s nižší úrovní hnojení. Konkrétně se jednalo o 6, respektive 5,3 g.

Pokus se základním hnojením Urea Stabil a přípravky Agra group

Pokus byl zaměřen na vyšší intenzitu dusíkatého hnojení (180 kg N ve formě Urea Stabil) v kombinaci s podpůrnými přípravky firmy Agra group.

Z tabulky 2 vychází jako nejlepší kombinace pro výnos zrnové hmoty aplikace Retafos Prim, který byl aplikován v dávce 5,0 l/ha, ve fázi BBCH 18, zvýšení výnosu zrna je na této variantě o 17,4 %. Druhá nejvýnosnější varianta je aplikace přípravku Fg NL, který zvedal výnos zrna o 12,5 %. Kombinace přípravků Retafos Prim s ostatními přípravky neměla tak významný vliv, i tak vycházela o přibližně 6 % lépe než kontrola. Pro lepší přehled je v tabulce uveden i přínos aplikace pro výnos zrna v t/ha. Obzvlášť varianta 3 - Retafos Prim dosahuje o 1,44 t/ha zrna víc než kontrola.

Sapropel

Pokus s různými způsoby aplikace Sapropelu v různých fázích vývoje rostlin znázorňuje tabulka 3. Zkoušeli jsme Sapropel při nižší intenzitě hnojení 120 kg N/ha, v jeho poloviční dávce, a dokonce i variantu pouze se Sapropelem s 0 kg N/ha. Bylo by opravdu možné pěstovat na určitých půdách kukuřici bez hnojení, jen s využitím alternativních postupů? Jaký by byl reálný výnos? Následující výsledky nám odhalily zajímavé poznatky.

V tabulce 3 jsou znázorněny výsledky výnosu zrna a HTZ při použití Sapropelu (obchodní přípravek Precogrow, přípravek dodala firma Preco Invest). Pokud by nás zajímal čistě nejvyšší výnos zrna, pak bychom volili variantu s poloviční dávkou dusíku, postřik Sapropelu na půdu preemergentně v dávce 2,0 l/ha a moření semen v 10% roztoku Sapropelu (zvýšení výnosu +16 %). Podobný výsledek nám dává varianta s plnou dávkou dusíku, postřik Sapropelu v BBCH 18 (zvýšení výnosu +15,1 %). Překvapivým výsledkem je i využití Sapropelu jako moření semen i postřik v BBCH 18, ovšem bez využití dusíkatého hnojení. Tato varianta zvýšila v porovnání s kontrolou výnos zrna o 13,1 %.

Tab. 1: Výnos zrna u kukuřice při využití přípravků Galleko

Tab. 2: Výnos, HTZ a přínos pro výnos zrnové kukuřice se základní dávkou hnojiva Urea Stabil a podpůrných přípravků Agra Group

Tab. 3: Výnos, HTZ a přínos pro výnos zrnové kukuřice při použití Sapropelu

Tab. 4: Výnos biomasy rostlin kukuřice při použití biostimulátoru Proveo Polymyxa

Závěry z pokusů

Z výsledků pokusného ročníku 2023, který byl velmi vrtkavý, co se týká průběhu počasí, kdy studené jaro brzdilo vývoj rostlin, teplé léto pak urychlilo zrání a deštivý konec léta snižoval kvalitu jařin, vychází zajímavé zjištění.

Dostatečného výnosu zrna se dá docílit i bez dusíkatého hnojení - tuto informaci lze ovšem brát s rezervou. Mnoho faktorů však může porosty ohrozit. Jde především o založení a podmínky počasí při setí. Výsledný výnos pak může být ovlivněn mezerovitým a nedostatečným hnojením kukuřice (obr. 2). Především na méně zásobených půdách by to byl risk spoléhat jen na stimulační přípravky.

Nicméně nabízené stimulační technologie využívající humínové a fulvokyseliny (Galleko), základní hnojení Urea Stabil s podpůrnými přípravky (Agra Group) a využití Sapropelu (Precogrow, Preco Invest) jako stimulantu osiva a postřiku ve fázi BBCH 18, nám dává jistý obzor pro využívání stimulačních prostředků pro snížení úrovně dusíkatého hnojení.

Obr. 2: Vliv nedostatečného hnojení na porost kukuřice

Seznam literatury je k dispozici u autora.